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Safety element

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Publication number
WO2008119487A1
WO2008119487A1 PCT/EP2008/002335 EP2008002335W WO2008119487A1 WO 2008119487 A1 WO2008119487 A1 WO 2008119487A1 EP 2008002335 W EP2008002335 W EP 2008002335W WO 2008119487 A1 WO2008119487 A1 WO 2008119487A1
Authority
WO
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Patent type
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element
safety
lateral
lattice
invention
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/002335
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Inventor
Hans Lochbihler
Original Assignee
Giesecke & Devrient Gmbh
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    • G07D7/003Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of paper currency or similar valuable papers or for segregating those which are alien to a currency or otherwise unacceptable using security elements

Abstract

The invention relates to a safety element (12) for machine-based optical authenticity testing using light that has a prescribed test wavelength, wherein the safety element according to the invention has a layer (20) made of a highly conductive material, the layer comprising a one or two-dimensional lattice structure made of a periodic arrangement of a plurality of lattice elements (22), the lateral dimensions (d) thereof and/or lateral distances (a0) thereof being smaller than the test wavelength.

Description

Sicherheitselement security element

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für die maschinelle optische Echtheitsprüfung mit Licht, das eine vorgegebene Prüfwellenlänge enthält. The invention relates to a security element for the automated optical authentication with light containing a predetermined inspection wavelength. Die Erfindung betrifft ferner ein zugehöriges Herstellungsverfahren für das Sicherheitselement, einen entsprechend ausgestatteten Datenträger sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines derartigen Sicherheitselements. The invention further relates to an associated method of manufacturing the security element, a suitably equipped data carrier and a method and an apparatus for automatic optical inspection of authenticity of such a security element.

Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des Datenträgers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Media, such as value or identification documents, as well as other valuables, such as branded articles, are often provided for with security elements that permit verification of the authenticity of the data carrier and that simultaneously serve as protection against unauthorized reproduction. Die Sicherheitselemente können beispielsweise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens, einer Abdeckfolie für eine Banknote mit Loch, eines aufgebrachten Sicherheitsstreifens oder eines selbsttragenden Transferelements ausgebildet sein, das nach seiner Herstellung auf ein Wertdokument aufgebracht wird. The security elements may, for example in the form of an embedded in a banknote security thread, may be formed of a cover for a banknote having a hole, an applied security strip or a self-supporting transfer element which is applied to a document of value after its production.

Um die Fälschungssicherheit zu erhöhen, werden oft diffraktive Strukturen, wie Hologramme oder hologrammähnliche Beugungsstrukturen, als Sicherheitsmerkmale verwendet. To increase the protection against forgery, often diffractive structures such as holograms or hologram-like diffraction structures, used as security features. Diese Strukturen dienen in erste Linie als Humanmerkmale und eignen sich wegen ihrer in der Regel inhomogenen late- ralen Gestaltung und dem Vorhandensein höherer Beugungsordnungen nur sehr begrenzt für die maschinelle Echtheitsüberprüfung. These structures serve first and foremost as human features and are suitable for their inhomogeneous usually late-eral design and the presence of higher diffraction orders is very limited for the automated authenticity check. Darüber hinaus haben die bisher bekannten optischen Sicherheitsmerkmale offensichtliche Beugungseigenschaften, die auch von Fälschern relativ leicht erkannt und nachgeahmt werden können. In addition, the previously known optical security features have obvious diffraction properties that can be relatively easily recognized by counterfeiters and imitated. Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Assuming, the invention is based on the object to avoid the disadvantages of the prior art. Insbesondere soll ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art angegeben werden, das bei hoher Fälschungssicherheit auf einfache Weise maschinell auf Echtheit geprüft wer- den kann. In particular, a security element of the type mentioned above is to be provided, which can be mechanically tested at high counterfeit protection in a simple way for authenticity.

Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. This object is solved by the security element having the features of the main claim. Ein entsprechendes Herstellungsverfahren, einen mit einem derartigen Sicherheitselement ausgestatteten Datenträger sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines derartigen Sicherheitselements sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. A corresponding manufacturing method, a flask equipped with such a security element disk and a method and an apparatus for automatic optical inspection of authenticity of such a security element are specified in the coordinated claims. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Further developments of the invention are subject of the dependent claims.

Gemäß der Erfindung ist bei einem gattungsgemäßen Sicherheitselement vorgesehen, dass das Sicherheitselement eine Schicht aus einem hochleitfä- higen Material aufweist. According to the invention there is provided in a generic security element, the security element comprises a layer of a hochleitfä- ELIGIBLE material. Die Schicht aus einem hochleitfähigen Material wird im Weiteren auch als „hochleitfähige Schicht" oder „hochleitende Schicht" bezeichnet. The layer of a highly conductive material is also referred to hereinafter as "highly conductive layer" or "highly conductive layer". Bei der hochleitfähigen Schicht kann es sich zum einen um eine im Wesentlichen flächige Schicht (Flächenschicht) handeln. In the highly conductive layer may be, on the one hand a substantially flat layer (surface layer). Eine solche Flächenschicht weist im Wesentlichen in der gesamten durch das Sicherheitselement definierten Ebene eine sehr hohe Leitfähigkeit auf. Such a surface layer has substantially throughout the area defined by the security element level to a very high conductivity. Zum anderen kann es sich bei der hochleitfähigen Schicht aber auch um eine Schicht handeln, die nicht im Wesentlichen in der gesamten durch das Si- cherheitselement definierten Ebene eine sehr hohe Leitfähigkeit aufweist, sondern nur in einem Teil der Ebene, z. Secondly, it can be in the highly conductive layer but also be a layer which does not have substantially throughout the cherheitselement defined by the Si layer a very high conductivity, but only in a part of the plane z. B. entlang im Wesentlichen einer Richtung dieser Ebene. B. along substantially one direction of this plane. Letzteres ist z. The latter is for. B. bei einer hochleitfähigen Schicht der Fall, bei der eine eindimensionale Gitterstruktur mit einer Vielzahl an hochleitfähigen Gitterelementen die hohe Leitfähigkeit der Schicht gewähr- leistet, und zwar im Wesentlichen in nur einer Richtung der durch das Sicherheitselement definierten Ebene. B. at a highly conductive layer of the case of a one-dimensional lattice structure having a plurality of highly conductive grid elements makes the high conductivity of the layer warranty, namely substantially in only one direction as defined by the security element level. Detailliertere Beschreibungen verschiedener hochleitfähiger Schichten finden sich in den nachfolgenden Ausführungen. More detailed descriptions of various highly conductive layers are found in the following discussion.

Im Weiteren wird von einem hochleitfähigen Material oder einer hochleitfä- higen Schicht immer dann gesprochen, wenn die Leitfähigkeit des Materials oder der Schicht so groß ist, dass der Effekt des erfindungsgemäßen Sicherheitselements zutage tritt. Furthermore, it is always spoken of a highly conductive material or a highly conductive layer when the conductivity of the material or the layer is so large that the effect of the security element according to the invention comes to light. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung betrifft der Begriff „Leitfähigkeit" in der Regel die elektromagnetische Leitfähigkeit. Wenn eine elektromagnetische Welle, wie im Rahmen dieser Erfindung, auf ein bestimmtens Material trifft, dringt die elektromagnetische Welle eine bestimmte Tiefe (Eindringtiefe) in das Material ein und wird dabei gedämpft. Das mit der elektromagnetischen Welle beaufschlagte Material ist durch eine elektromagnetische Leitfähigkeit charakterisiert, die insbesondere vom Material und von der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle abhängt. Die elektromagnetische Leitfähigkeit kann über den komplexen Brechungsindex m definiert werden (siehe Kapitel 2, Seite 21 ff. „Convention confusions" des „Handbook of optical constants of solids II", Editor: Edward D. Palik, Aca- demic Press, 1998). In the present invention, the term "conductivity" refers generally to electromagnetic conductivity. When an electromagnetic wave, as in this invention, encounters a bestimmtens material, the electromagnetic wave penetrates a certain depth (penetration depth) in the material and is attenuated thereby. the is acted upon by the electromagnetic wave material is characterized by an electromagnetic conductivity, which depends in particular on the material and the wavelength of the electromagnetic wave. the electromagnetic conductivity can be defined by the complex refractive index m (see Chapter 2, page 21 ff . "Convention confusions" of the "Handbook of optical constants of solids II", Editor: Edward D. Palik, ACA demic Press, 1998).

Dabei gilt: The following applies:

m = n + ik. m = n + ik.

Dabei bezeichnet m den komplexen Brechungsindex, n den Realteil des komplexen Brechungsindex und k den Imaginärteil des komplexen Brechungsindex. Here, m denotes the complex refractive index, n the real part of the complex refractive index and k the imaginary part of the complex refractive index. Für hochleitfähige Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung gilt: For highly conductive materials according to the present invention:

k 2 k 2

— > 1 n -> 1 n

Besonders bevorzugt erfüllen hochleitfähige Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung die Bedingung: Particularly preferred highly conductive materials in the context of the present invention satisfy the condition:

Figure imgf000006_0001

dh der Quotient k 2 /n ist erheblich größer als 1. ie the quotient k 2 / n is substantially greater than the first

Das Kriterium für hochleitfähige Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung (k 2 /n > 1) wird z. The criterion for highly conductive materials in the context of the present invention (k 2 / n> 1) is z. B. durch zahlreiche Metalle, wie Gold, Kupfer, Silber, Chrom, Aluminium, oder auch durch Legierungen, wie z. For example, by numerous metals, such as gold, copper, silver, chromium, aluminum, or by alloys such. B. Messing oder Edelstahl erfüllt. As brass or stainless steel met.

Wie weiter unten noch ausgeführt wird, ist es besonders besonders bevorzugt, wenn für die elektromagnetische Welle, die das hochleitfähige Material beaufschlagt, Licht aus dem sichtbaren Spektralbereich oder Licht aus dem Spektralbereich des Nahen Infrarot verwendet wird. Below still continues to run, it is particularly especially preferred if for the electromagnetic wave that acts on the highly conductive material, light from the visible spectral range or light is used in the spectral range of near infrared. Entsprechend ist es für das hochleitfähige Material besonders bevorzugt, wenn das Kriterium k 2 /n > 1 für Licht aus dem sichtbaren Spektralbereich oder Licht aus dem Spektralbereich des nahen Infrarot erfüllt ist. Accordingly, it is particularly preferred for the highly conductive material, if the criterion k 2 / n> 1 is satisfied for light from the visible spectral range or light from the spectral range of near infrared.

Ergänzend sei hier noch erwähnt, dass die Eindringtiefe der elektromagnetischen Welle im hochleitfähigen Material in der Regel etwa der sogenannten „Skintiefe" entspricht und eine Charakterisierung hochleitfähiger Materia- lien auch durch die sogenannte „Oberflächenimpedanz" möglich ist. In addition it should be mentioned here that the penetration depth of the electromagnetic wave in the highly conductive material usually about the so-called "skin depth" corresponds and characterization of highly conductive materi- lien by the so-called "surface impedance" is possible. Einzelheiten zu den Begriffen „Skintiefe" und „Oberflächenimpedanz" sind dem „Handbook of optical constants of solids II", Editor D. Palik, Academic Press, 1998, zu entnehmen. Gleiches gilt für elektromagnetische Leitfähigkei- ten verschiedener Materialien. Details of the terms "skin depth" and "surface impedance" are, Editor D. Palik, Academic Press, 1998 can be seen, the "Handbook of optical constants of solids II". The same applies to electromagnetic conductivities ten different materials.

Schließlich sei an dieser Stelle noch erwähnt, dass ein Material mit einer hohen elektromagnetischen Leitfähigkeit gemäß obiger Definition in aller Regel auch eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Finally it should be mentioned at this point that a material having a high electromagnetic conductivity as defined above as a rule also has a high electrical conductivity.

Der Kehrwert der elektrischen Leitfähigkeit wird dabei als spezifischer elektrischer Widerstand bezeichnet. The inverse of electrical conductivity is referred to as specific electrical resistance. Je höher die elektrische Leitfähigkeit eines Materials bei einer bestimmten Temperatur, desto niedriger ist folglich der spezifische elektrische Widerstand bei dieser Temperatur. The higher the electrical conductivity of a material at a given temperature, thus the lower the electric resistivity at this temperature. Ohne auf genaue Zahlenwerte festgelegt zu sein, wird eine hochleitfähige Schicht der vorliegenden Erfindung in der Regel durch einen spezifischen elektrischen Widerstand charakterisiert sein, der bei 20 0 C kleiner als ca. 1 • 10- 4 Ωcm ist. Without wishing to be set to exact numerical values, a highly conductive layer of the present invention generally will be characterized by an electrical resistivity which is less than about 1 C • 10- 4 ohm-cm at 20 0th Dieses Kriterium wird z. This criterion is for. B. durch zahlreiche Metalle, wie Gold, Kupfer, Silber, Chrom, Aluminium, aber auch durch Legierungen, wie z. For example, by numerous metals, such as gold, copper, silver, chromium, aluminum, but also by alloys such. B. Messing oder Edelstahl erfüllt. As brass or stainless steel met. Spezifische Widerstände und elektrische Leitfähigkeiten verschiedener Materialien sind dem Fachmann bekannt. Specific resistance and electrical conductivities of different materials are known in the art. Darüber hinaus können einzelne spezifische elektrische Widerstände der Tabelle 4-2, Seite 227 des Lehrbuchs „Physik für Ingenieure" Hering, Martin, Stohrer, 5. Auflage, VDI-Verlag, 1995 oder der Internetseite „http://de.wikipedia.org/ wiki/Spezifischer_Wider stand" entnommen werden. In addition, individual specific electrical resistances of Table 4-2, page 227 of the textbook "Physics for Engineers" Hering, Martin, Stohrer, 5th edition, VDI-Verlag, 1995 or the website "http://de.wikipedia.org / wiki / Spezifischer_Wider was "be removed.

Wie bereits erwähnt, kann aber jedes Material eingesetzt werden, mit dem die Wirkung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements herbeigeführt werden kann und für das das Kriterium k 2 /n > 1 im Zusammenhang mit der elektromagnetischen Leitfähigkeit erfüllt wird (siehe oben). As mentioned above, but any material can be used, with the effect of the inventive security element can be brought about, and for which the criterion k 2 / n is> 1 is satisfied in connection with the electromagnetic conductivity (see above).

Die hochleitfähige Schicht enthält erfindungsgemäß eine ein- oder zweidi- mensionale Gitterstruktur aus einer periodischen Anordnung einer Vielzahl von Gitterelementen, deren laterale Abmessungen und/ oder laterale Abstände kleiner als die Prüf Wellenlänge sind. The highly conductive layer according to the invention contains a one or two-dimensional lattice structure of a periodic arrangement of a plurality of gratings, whose lateral dimensions and / or lateral distances less than the test wavelength is. Unter einer periodischen Anordnung von Gitterelementen wird im Weiteren eine jede Anordnung verstanden, deren Periodizität der im Taschenbuch der Mathematik" Bronstein, Semendjajew, 25. Auflage, angeführten Definition genügt. Die die Gitterstruktur bildenden Gitterelementen sind demnach regelmäßig angeordnet, dh die Gitterelemente weisen zB bezüglich ihres Abstands ein wiederkehrendes Intervall auf. Ferner werden durch den Begriff „periodische Anordnungen" auch „fastperiodische Anordnungen" erfasst. Unter einer fastperi- odischen Anordnung wird im Weiteren eine jede Anordnung verstanden, die nicht exakt, sondern nur annähernd periodisch ist. Auch solche Anordnungen können bei nicht zu großer Abweichung von einer periodischen Anordnung den Effekt des erfindungsgemäßen Sicherheitselementes zeigen. Die Subwellenlängenstrukturen des Sicherheitselements weisen charakteris- tische Beugungseigenschaften in nullter Beugungsordnung auf, die sich einerseits mit geringem Aufwand m Under a periodic array of grating elements each assembly is hereinafter understood, the periodicity of the Handbook of Mathematics "Bronstein, Semendjajew, 25th Edition, cited definition is sufficient. The lattice structure forming grid members are therefore arranged regularly, that is, the grating elements have, for example with respect to their spacing a recurrent interval. Further, by the term "periodic arrays" also "almost periodic arrays" detected. Under a fastperi- odic arrangement each assembly is further understood that is not exact, but only approximately periodic. also such arrangements can not show too great a deviation from a periodic arrangement of the effect of the security element according to the invention in. the sub-wavelength structures of the security element have charac- diagram diffraction properties in the zeroth diffraction order, which on the one hand with little effort m aschinell auf Echtheit prüfen lassen, deren Beugungseigenschaften andererseits für potentielle Fälscher nur schwer erkennbar und nachahmbar sind. let aschinell check for authenticity, the diffraction properties on the other hand are difficult to see and imitate for potential counterfeiters.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements sind die lateralen Abmessungen und/ oder die lateralen Abstände mindestens um einen Faktor 1,5, vorzugsweise sogar mindestens um einen Faktor 2 kleiner als die Prüfwellenlänge. In a preferred embodiment of the security element according to the invention the lateral dimensions and / or the lateral spacing is at least a factor 1.5, preferably even at least by a factor 2 smaller than the test wavelength. Das Sicherheitselement ist insbesondere auf eine maschinelle optische Echtheitsprüfung mit Licht aus dem sichtbaren Spektralbereich oder für Licht aus dem Spektralbereich des Nahen Infrarot ausgelegt. The security element is particularly designed for automatic optical authentication with light from the visible spectral range, or for light from the spectral range of near infrared. Die Echtheitsprüfung kann dabei mit monochromatischem Licht erfolgen oder auch mit polychro- matischem Licht, das die festgelegte Prüfwellenlänge bzw. die festgelegten Prüfwellenlängen enthält. The authenticity testing can be effected with monochromatic light or with polychromatic light matic containing the specified test wavelength or the specified test wavelengths.

Die hochleitfähige Schicht mit der Gitterstruktur ist im Rahmen der Erfindung mit Vorteil so ausgelegt, dass das bei der Echtheitsprüfung unter ei- nem vorgegebenen Prüfwinkel einfallende Licht Oberflächenpolaritonen und/ oder Hohlraumresonanzen in der Schicht anregt. The highly conductive layer with the grating structure is designed in the invention advantageously such that stimulates incident during the authentication process under egg nem predetermined test angle light Oberflächenpolaritonen and / or cavity resonances in the layer. Ohne durch diese Erklärung festgelegt sein zu wollen, wird das gegenwärtige Verständnis des physikalischen Hintergrunds der erfindungsgemäß ausgenutzten Effekte weiter unten genauer erläutert. Without wishing to be bound by this explanation, the current understanding of the physical background of the invention exploited effects will be explained in more detail below.

Die Gitterstruktur der hochleitfähigen Schicht kann sowohl als Reflexionsgitter als auch als Transmissionsgitter ausgebildet sein. The lattice structure of the highly conductive layer may be formed both as a reflection grating as a transmission grating. Je nach Einsatzzweck des Sicherheitselements kann sich ein Reflexions- oder ein Transmissionsgitter als geeigneter herausstellen. Depending on the purpose of the security element is a reflection or a transmission grating may prove more convenient. Beispielsweise wird bei einem Einsatz des Sicherheitselements auf einem opaken Träger zweckmäßig ein Reflexionsgitter verwendet, während sich bei Einsatz als Durchsichtselement ein Transmissionsgitter anbietet. For example, when using the security element on an opaque support is suitably a reflection grating is used, while as through element offers a transmission grating in use.

Die Gitterelemente sind in einer vorteilhaften Erfindungsvariante durch pa- rallele, hochleitfähige Gitterlinien gebildet, um eine eindimensionale periodische Gitterstruktur zu bilden. The grating elements are rallele in an advantageous variant of the invention by PA, highly conductive grid lines formed to form a one-dimensional periodic lattice structure. Die Periodenlänge ist dabei bevorzugt kleiner als die Prüfwellenlänge, und ist vorzugsweise mindestens um einen Faktor 1,5 oder sogar um mindestens einen Faktor 2 kleiner als die Prüfwellen- länge. The period length is preferably less than the test wavelength, and is preferably at least a factor of 1.5 or even at least a factor 2 smaller than the test wavelength. In einer Weiterbildung dieser Erfindungsvariante weist die Gitterstruktur innerhalb einer Periode eine Unterstruktur auf. In one development of this variant of the invention, the lattice structure within a period to a substructure.

In einer anderen ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante sind die Gitter- elemente durch regelmäßig angeordnete Perforationen in einer ansonsten durchgehenden hochleitfähigen Flächenschicht gebildet, um eine zweidimensionale periodische Gitterstruktur zu bilden. In another likewise advantageous variant of the invention the grid elements are regularly arranged through perforations in an otherwise continuous highly conductive surface layer is formed, to form a two-dimensional periodic lattice structure. Der Durchmesser der Perforationen ist dabei vorzugsweise kleiner als die Prüfwellenlänge, bevorzugt mindestens um einen Faktor 1,5, besonders bevorzugt um mindestens einen Faktor 2 und ganz besonders bevorzugt um mindestens einen Faktor 4 kleiner als die Prüfwellenlänge. The diameter of the perforations is preferably less than the test wavelength, preferably at least a factor 1.5, more preferably at least a factor 2 and most preferably at least a factor 4 smaller than the test wavelength.

Zusätzlich, aber nicht zwingend, kann auch der laterale Abstand der Perforationen kleiner als die Prüfwellenlänge sein. Additionally, but not necessarily, also the lateral distance of the perforations may be smaller than the test wavelength.

Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn das Verhältnis der Dicke der Flächenschicht zum Durchmesser der Perforationen zwischen 0,5 und 2, insbesondere bei etwa 1,0 liegt. Particularly good results can be achieved if the ratio of the thickness of the surface layer to the diameter of the perforations between 0.5 and 2, particularly at about 1.0. Die Wellenlängen- und Winkelbereiche mit charakteristischen Beugungseigenschaften sind dann besonders scharf und deutlich ausgebildet. The wavelength and angle ranges with characteristic diffraction characteristics are then designed to be particularly sharp and clear.

In allen genannten Ausgestaltungen kann die Dicke der Flächenschicht zwischen 50 ran und 2 μm, vorzugsweise zwischen 100 ran und 1 μm liegen. In all the above embodiments, the thickness of the surface layer between 50 may ran and 2 microns, preferably between 100 ran and are 1 micron. Das hochleitende Material der hochleitfähigen Schicht ist vorzugsweise ein Me- tall, insbesondere eines der Metalle Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder Chrom. The highly conductive material of the highly conductive layer is preferably a metal tall, in particular one of the metals gold, silver, copper, aluminum or chrome.

Selbstverständlich kann das hochleitende Material auch eine Mischung verschiedener Materialien sein, so z. Of course, the high conductive material may also be a mixture of different materials, such. B. eine Legierung aus zwei oder mehr als zwei Metallen. B. an alloy of two or more than two metals. Mit Vorteil sind die Metalle der Legierung ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder Chrom. Advantageously, the metals of the alloy are selected from the group comprising gold, silver, copper, aluminum or chrome. Voraussetzung für den Einsatz eines hochleitenden Materials im Zusammenhang mit der in dieser Anmeldung beschriebenen Erfindung ist die Möglich- keit, eine hochleitende Schicht herzustellen, die die ein- oder zweidimensionale Gitterstruktur des erfindungsgemäßen Sicherheitselementes enthält. Prerequisite for the use of a highly conductive material in connection with the invention is described in this application, the possibility of to make a highly conductive layer, which contains the one or two dimensional lattice structure of the security element according to the invention.

Die beschriebene optische Echtheitsprüfung kann auch ausgeführt werden, wenn die Gitterstruktur in ein Dielektrikum eingebettet ist. The optical verification described can also be performed when the lattice structure is embedded in a dielectric. Als Dielektrikum kommen unter anderem Glas oder Kunststoffe in Betracht, wobei in letzterem Fall das Sicherheitselement zweckmäßigerweise eine Kunststofffolie aufweist. As a dielectric, inter alia, glass or plastics are concerned, in the latter case, the security element expediently comprises a plastic film.

Als Material für die Folie kommen insbesondere PET (Polyethylenterephtha- lat), PBT (Polybutylenterephthalat), PEN (Polyethylennaphthalat), PP (Polypropylen), PA (Polyamid) und PE (Polyethylen) in Betracht. As material for the foil are, in particular PET (Polyethylenterephtha- lat), PBT (polybutylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PP (polypropylene), PA (polyamide) and PE (polyethylene) into consideration. Die Folie kann ferner monoaxial oder biaxial gereckt sein. The film may be further uniaxially or biaxially stretched. Die Reckung der Folie führt unter anderem dazu, dass sie polarisierende Eigenschaften erhält, die als weiteres Sicherheitsmerkmal genutzt werden können. The stretching of the film results in, among other things, that it receives polarizing properties that can be used as a further security feature. Die zur Ausnutzung dieser Eigenschaften erforderlichen Hilfsmittel, wie Polarisationsfilter, sind dem Fachmann bekannt. Necessary for the use of these properties aids such as polarization filters, are known in the art.

Als Dielektrikum ist auch Papier, insbesondere Baumwoll- Velinpapier, denkbar. As a dielectric is paper, in particular cotton vellum, conceivable. Selbstverständlich kann auch Papier eingesetzt werden, welches einen Anteil x polymeren Materials im Bereich von 0 < x < 100 Gew.-% enthält. Of course, paper can be used which contains a proportion x polymeric material in the range of 0 <x <100 wt .-%.

Zweckmäßig kann es auch sein, wenn das Dielektrikum ein mehrschichtiger Verbund ist, der wenigstens eine Schicht aus Papier oder einem papierarti- gen Material aufweist. Suitably, it may also be, when the dielectric is a multilayer composite comprising at least one layer of paper or papierarti- gen material. Weitere Dielektrika können der Internetseite „http://wikipedia.org/ wiki/Spezifischer_Wid erstand" entnommen werden. Other dielectrics may the website "http://wikipedia.org/ wiki / Spezifischer_Wid bought" be removed.

Zur weiteren Erhöhung der Fälschungssicherheit oder aus Designgründen kann das Sicherheitselement mit einem visuell prüfbaren Humanmerkmal kombiniert sein. To further increase the security against forgery or for design reasons, the security element can be combined with a visually checkable Human feature. Insbesondere kann die maschinell prüfbare hochleitfähige Schicht Teil des visuell prüfbaren Humanmerkmals sein und für den normalen Nutzer nicht ohne Weiteres als maschinell prüfbares Sicherheitsmerkmal erkennbar sein. In particular, the machine testable highly conductive layer may be part of visually checkable Human feature and not be apparent to the normal user readily than machine verifiable security feature.

In vorteilhaften Ausgestaltungen ist das Sicherheitselement ein Sicherheitsfaden, ein Etikett, ein Transferelement oder ein Durchsichtssicherheitsele- ment. In advantageous embodiments of the security element is a security thread, a label, a transfer member or a Durchsichtssicherheitsele- is ment.

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements der beschriebenen Art, bei dem eine Schicht aus einem hochleitfä- higen Material mit einer ein- oder zweidimensionalen Gitterstruktur aus einer periodischen Anordnung einer Vielzahl von Gitterelementen versehen wird, deren laterale Abmessungen und/ oder laterale Abstände kleiner als die Prüf Wellenlänge sind. The invention also includes a method for producing a security element of the type described in which a layer is provided from a hochleitfä- ELIGIBLE material having a one- or two-dimensional lattice structure composed of a periodic arrangement of a plurality of gratings, whose lateral dimensions and / or lateral distances are less than the test wavelength.

Ferner umfasst die Erfindung einen Datenträger, insbesondere einen Markenartikel oder ein Wertdokument, wie eine Banknote, einen Pass, eine Ur- künde, eine Banderole, eine Ausweiskarte oder dergleichen, der mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art ausgestattet ist. Furthermore, the invention includes a data carrier, especially a branded article or a document of value such as a banknote, a passport, an origin announce to, like a band, an identification card, or which is equipped with a security element of the type described. Das Sicherheitselement kann dabei insbesondere in einem Fensterbereich des Datenträgers angeordnet sein. The security element can in particular be arranged in a window area of ​​the disk. Der Fensterbereich kann dabei mit Vorteil aus dem Datenträger ausgestanzt oder durch Einwirkung von Laserstrahlung hergestellt sein. The window area can be stamped with advantage from the data carrier or by the action of laser radiation. Selbstverständlich ist es grundsätzlich auch denkbar, den Fensterbereich vor dem Aufbringen des Sicherheitselements auszubilden, und zwar zB im Sinne der WO 03/054297 A2 während der Herstellung des Datenträgersubstrats, z. Of course, it is basically also conceivable to form the window area prior to the application of the security element, and that for example in the sense of the WO 03/054297 A2 during manufacture of the disk substrate, such. B. der Papierherstellung. B. papermaking.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines Sicherheitselements der beschriebenen Art, bei dem The invention further relates to a method for automatic optical inspection of authenticity of a security element of the type described, in which

a) zumindest eine Prüfwellenlänge und zumindest eine Beleuchtungs- geometrie für die Echtheitsprüfung festgelegt wird, a) at least one test wavelength and at least one lighting geometry is determined for authenticity testing,

b) die hochleitfähige Schicht des Sicherheitselements mit Licht der zumindest einen festgelegten Prüfwellenlänge unter der zumindest einen festlegten Beleuchtungsgeometrie beaufschlagt wird, b) the highly conductive layer of the security element with light of at least a specified test wavelength of the at least one fixed laid illumination geometry is applied,

c) das von der hochleitfähigen Schicht reflektierte oder transmittierte Licht bei zumindest einer festgelegten Prüfwellenlänge erf asst wird, und c) the light reflected or transmitted by the highly conductive layer is at least Asst erf at a fixed probe wavelength, and

d) die Echtheit des Sicherheitselements auf Grundlage der Intensität und/ oder der Polarisation des erfassten Lichts beurteilt wird. d) it is judged the authenticity of the security element on the basis of the intensity and / or polarization of the detected light.

In einer vorteilhaften Verfahrensvariante wird dabei in Schritt c) das in der nullten Beugungsordnung reflektierte Licht erfasst. In an advantageous process variant,) is detected, the light reflected in the zeroth diffraction order in step c. Bei einer anderen eben- falls vorteilhaften Variante, wird in Schritt c) das in der nullten Beugungsordnung transmittierte Licht erfasst. In another likewise advantageous variant, is detected in the transmitted light of the zeroth diffraction order in step c).

Bei einer Weiterbildung des Verfahrens werden in Schritt a) zumindest zwei verschiedene Prüf Wellenlängen festgelegt, werden in Schritt c) die Lichtin- tensitäten bei den zumindest zwei festgelegten Prüfwellenlängen erfasst und in Schritt d) miteinander verglichen, wobei auf die Echtheit des Sicherheitselements geschlossen wird, wenn die Lichtintensität bei zumindest einer der Prüfwellenlängen über ein festgelegtes Maß hinaus verringert ist. In a further development of the method in step a) at least two different test are determined wavelengths, are in step c) the Lichtin- intensities at the at least two specified test wavelengths detected and compared in step d) with each other, it is concluded that the authenticity of the security element, when the light intensity is reduced in at least one of the test wavelengths over a predetermined extent.

Die Flächenschicht kann dabei in Schritt b) gleichzeitig oder nacheinander mit Licht der zumindest zwei verschiedene Prüfwellenlängen beaufschlagt werden. The surface layer can) are simultaneously or sequentially with light of at least two different test wavelengths in step b.

Nach einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in Schritt a) zumindest zwei unterschiedliche Beleuchtungswinkel festgelegt, werden in Schritt c) die Lichtintensitäten bei Beaufschlagung aus den zumindest zwei festgelegten Beleuchtungswinkeln erfasst und in Schritt d) miteinander verglichen, wobei auf die Echtheit des Sicherheitselements ge- schlössen wird, wenn die Lichtintensität bei zumindest einem der Beleuchtungswinkel über ein festgelegtes Maß hinaus verringert ist. According to another development of the inventive method in step a) at least two different lighting angles are determined, in step c), the light intensities detected upon application of the at least two specified angles of illumination and compared in step d), said overall on the authenticity of the security element is concluded, if the light intensity is reduced in at least one of the illumination angle over a predetermined extent.

Die Lichtintensitäten werden dabei in Schritt c) zweckmäßig mit einem ortsauflösenden Detektor erfasst. The light intensities are thereby detected in step c) advantageously with a spatially resolving detector.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die hochleitfähige Schicht in Schritt b) mit polarisiertem Licht der vorzugsweise einen festgelegten Prüfwellenlänge beaufschlagt, und wird in Schritt c) die Polarisationsrichtung des reflektierten oder transmittierten Lichts erfasst, wobei in Schritt d) aus einer Änderung der Polarisationsrichtung über ein festgelegtes Maß hinaus auf die Echtheit des Sicherheitselements geschlossen wird. In a further advantageous development of the highly conductive layer in step b is preferably applied) with polarized light of a fixed probe wavelength, and will) detects the polarization direction of the reflected or transmitted light in step c, wherein, in step d) from a change of the polarization direction over defined level is also closed to the authenticity of the security element.

Die Erfindung umfasst ferner eine Vorrichtung zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines Sicherheitselements der beschriebenen Art, mit zumindest einer Lichtquelle zum Beaufschlagen der Schicht aus einem hochleitfähigen Material des zu prüfenden Sicherheitselements mit Licht zumindest einer festgelegten Prüfwellenlänge unter zumindest einer festlegten Beleuchtungsgeometrie, The invention further comprises a device for automatic optical authenticity of a security element of the kind described, having at least one light source for exposing the layer of a highly conductive material to be tested security element with light at least a fixed probe wavelength under at least one fixed laid illumination geometry,

zumindest einer Detektionseinrichtung zum Erfassen des von der hochleitfähigen Schicht reflektierten oder transmittierten Lichts, und at least one detection means for detecting the reflected or transmitted by the highly conductive layer light, and

Mittel zum Bewerten der Intensität und/ oder der Polarisation des erfassten Lichts bei der zumindest einen festgelegten Prüf weilenlänge und/ oder bei der zumindest einen festlegten Beleuchtungsgeometrie, und zum Beurteilen der Echtheit des zu prüfenden Sicherheitselements auf Grundlage der vorgenommenen Bewertung. Means for evaluating the intensity and / or polarization of the detected light at the at least as long and a fixed check / or the at least one fixed laid illumination geometry, and judging the authenticity of the security element to be checked on the basis of the assessment carried out.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Lichtquelle dabei zur Beaufschlagung der hochleitfähigen Schicht des Sicherheitselements mit zumindest zwei verschiedenen Prüfwellenlängen ausgelegt, und es ist eine wellenlängenempfindliche Detektionseinrichtung vorgesehen. In a preferred embodiment the light source is adapted for applying the highly conductive layer of the security element having at least two different test wavelengths, and it is a wavelength-sensitive detection means is provided.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lichtquelle zur Beaufschlagung der hochleitfähigen Schicht des Sicherheitselements mit Licht aus zumindest zwei unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln ausgelegt, und es ist eine ortsauflösende Detektionseinrichtung, wie etwa ein Diodenarray, vorgesehen. In another advantageous embodiment, the light source for exposure of the highly conductive layer of the security element is designed with light from at least two different angles of illumination, and it is a spatially resolving detection device, such as a diode array, is provided.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung zur Echtheitsprüfung unter Nutzung der Polarisationskonversion ist im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem zu prüfenden Sicherheitselement ein erster Polarisator, und im Strahlengang zwischen dem zu prüfenden Sicherheitselement und der Detektionseinrichtung ein in Sperrrichtung zum ersten Polarisator orientierter zweiter Polarisator vorgesehen. In a further advantageous embodiment concerning authentication using the polarization conversion in the beam path between the light source and the to be tested security element, a first polarizer, and provided an oriented in the reverse direction to the first polarizer a second polarizer in the beam path between the security element to be inspected and the detection device.

Selbstverständlich lassen sich die beschriebenen Sicherheitselemente mit weiteren visuellen und/ oder maschinenlesbaren Sicherheitsmerkmalen kombinieren. Of course, the security elements described with further visual and / or machine-readable security features can be combined. So kann die hochleitfähige Schicht beispielsweise mit weiteren Funktionsschichten, wie etwa polarisierenden, phasenschiebenden, leitfähigen, magnetischen oder lumineszierenden Schichten, ausgestattet werden, soweit sie die beschriebenen erfindungsgemäßen Effekte nicht unterbinden. Thus, the highly conductive layer may be, for example, equipped with additional functional layers such as polarizing, phase shifting, conductive, magnetic, or luminescent layers, as far as they do not inhibit the effects of the invention described.

Denkbar ist ferner die Einbettung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements in eine polarisierende Folie bzw. zwischen zwei sich gegenüberliegenden polarisierenden Folien, wobei die Polarisationsrichtungen der beiden Folien zueinander gekreuzt sind. It is also conceivable embedding of the security element according to the invention in a polarizing film or between two opposing polarizing films, the polarization directions of the two films are crossed each other.

Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maß- stabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen. Further exemplary embodiments and advantages of the invention will be explained below with reference to the figures, has been omitted in which a depiction to scale and proportion faithful reproduction in order to improve their clarity.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement, Fig. 1 is a schematic diagram of a banknote with a security element according to the invention,

Fig. 2 eine detailliertere Aufsicht auf einen Ausschnitt des Sicherheitselements der Fig. 1, Fig. 3 schematische Transmissionskurven, die die Intensität I des durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement transmittier- ten Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ zeigen, in (a) für senkrechten Lichteinfall θ = 0° und in (b) für einen Einfalls- winkel θ = θo, beispielsweise θ = 0,5°, Fig. 2 is a more detailed plan view of a detail of the security element of FIG. 1; FIG. 3 schematically transmittance curves representing the intensity I of through an inventive security element transmittier- λ show in (a) for vertical incidence of light th light depending on the wavelength θ = 0 ° and (b) for an angle of incidence θ = θo, for example, θ = 0.5 °,

Fig. 4 in (a) und (b) zwei Varianten der maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in Transmission, FIG. 4 (a) and (b) two versions of the mechanical optical authenticity of a security element according to the invention in transmission,

Fig. 5 ein Sicherheitselement mit einer eindimensionalen periodischen Gitterstruktur nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 5 is a security element having a one-dimensional periodic lattice structure according to another embodiment of the invention,

Fig. 6 in (a) bis (c) im Querschnitt Sicherheitselemente nach weiteren Figure 6 (a) to (c) in cross section security elements other.

Ausführungsbeispielen der Erfindung mit eindimensionalen Gitterstrukturen, die innerhalb einer Periode eine Unterstruktur aufweisen, und Embodiments of the invention with one-dimensional lattice structures having a sub-structure within one period, and

Fig. 7 in (a) eine Prüfvorrichtung zur Messung der Polarisationskonversion in Reflexion und in (b) eine auf Messung der Polarisationskonversion in Transmission ausgelegte Prüfvorrichtung. Fig. 7 (a) a test apparatus for measuring the polarization conversion in reflection and in (b), designed for measuring the polarization conversion in transmission tester.

Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote näher erläutert. The invention will now be explained in more detail using the example of a bank note. Fig. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 12 für eine maschinelle optische Echtheitsprüfung aufweist. Fig. 1 shows this is a schematic representation of a bank note 10 having an inventive security element 12 for mechanical optical authenticity verification. Wie nachfolgend im Detail erläutert, ist das Sicherheitselement 12 zwar primär auf eine maschinelle Überprüfung der Echtheit ausgelegt, kann jedoch selbstverständlich aus Designgründen und/ oder zur weiteren Erhöhung der Fälschungssicherheit mit einem Humanmerkmal, wie etwa einem Hologramm, kombiniert sein. As explained in detail below, the security element 12, although primarily designed to automatic verification of the authenticity, but can and / or to further increase the security against forgery of course be for design reasons combined with a Human feature such as a hologram.

Mit Bezug auf die in Fig. 2 dargestellte detailliertere Aufsicht auf einen Aus- schnitt des Sicherheitselements 12 umfasst das Sicherheitselement 12 eine Schicht 20 aus einem hochleitfähigen/ hochleitenden Material, insbesondere einem Metall, die eine zweidimensionale Gitterstruktur aus einer regelmäßigen Anordnung von Mikroperforationen 22 enthält. With reference to the embodiment shown in Fig. 2 more detailed plan view of a training of the security element 12 cut the security element 12 comprises a layer 20 of a highly conductive / highly conductive material, especially a metal, which contains a two-dimensional lattice structure of a regular array of microperforations 22nd Die Schicht 20 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Flächenschicht im Sinne der weiter oben angeführten Definition ausgebildet. The layer 20 is formed in the embodiment shown as a surface layer in the sense of the above-mentioned definition. D. h. D. h. die Flächenschicht weist im Wesentlichen in der gesamten durch das Sicherheitselement 12 definierten Ebene E eine sehr hohe Leitfähigkeit auf. the surface layer has substantially throughout the area defined by the security element 12 level E to a very high conductivity. In Fig. 2 wird die Ebene E durch die beiden Vektoren ei und β2 definiert. In FIG. 2, the plane E by the two vectors is ei and β2 defined.

Die Mikroperforationen 22 bilden im gezeigten Ausführungsbeispiel ein The micro-perforations 22 in the illustrated embodiment form a

Quadratgitter, es kommen jedoch auch alle anderen dem Fachmann bekannten periodischen Anordnungen in Betracht. Square lattice, it, however, are all the other known to those skilled periodic arrangements into consideration. Wesentlich für die vorliegende Erfindung sind der Durchmesser und der Abstand der Mikroperforationen 22. Zumindest eine der beiden Größen liegt erfindungsgemäß unterhalb der Wellenlänge des für die Echtheitsprüfung verwendeten Licht, so dass die Mikroperforationen eine Subwellenlängenstruktur bildet, die, wie nachfolgend im Detail erläutert, charakteristische Eigenschaften in nullter Beugungsordnung zeigt. Essential to the present invention, the diameter and spacing of the microperforations are 22. At least one of two sizes according to the invention below the wavelength of light used for the authentication, so that the micro-perforations forms a subwavelength structure, which, as explained in detail below, characteristics shows zero diffraction order.

Da die charakteristischen Beugungseigenschaften, anders als bei herkömmlichen diffraktiven optischen Strukturen, bereits in nullter Beugungsordnung auftreten, können die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente maschinell ohne großen Aufwand auf Echtheit geprüft werden. Since the characteristic diffraction properties, unlike conventional diffractive optical structures already occur in the zero diffraction order, safety elements of the invention can be tested by machine without much effort for authenticity. Darüber hinaus haben bisher bekannte optische Sicherheitsmerkmale offensichtliche Beugungsei- genschaften und sind daher leichter nachzuahmen als die erfindungsgemäßen Subwellenlängenstrukturen, deren Beugungseigenschaften in nullter Beugungsordnung für potentielle Fälscher nur schwer erkennbar und nachahmbar sind. also have been known optical security features obvious diffraction properties and are therefore easier to imitate than subwavelength the invention whose diffraction characteristics are difficult to see and imitate in the zero diffraction order for potential counterfeiters.

Die besonderen Beugungseigenschaften der hochleitenden Schichten mit Subwellenlängenstrukturen können bei der maschinellen Echtheitsprüfung durch Transmissionsmessungen, Reflexionsmessungen oder durch eine Messung der Polarisationskonversion nachgewiesen werden, da sie, wie wei- ter unten genauer erläutert, für bestimmte Wellenlängen jeweils eine stark modifizierte Transmission, Reflexion oder eine charakteristische Polarisationskonversion aufweisen. The particular diffraction characteristics of the highly conductive layers with sub-wavelength structures can be detected in the mechanized verification by transmission measurements, reflection measurements, or by measuring the polarization conversion, since, as WEI ter explained below in more detail, for certain wavelengths in each case a highly modified transmission, reflection or a characteristic have polarization conversion.

Ohne an eine bestimmte Erklärung gebunden zu sein, werden die in dieser Anmeldung beschriebenen Effekte gegenwärtig als Resonanzeffekte an der hochleitenden Schicht interpretiert, die bei bestimmten Eigenschaften der Flächenschicht (Geometrie, Anordnung, Materialeigenschaften) für bestimmte Wellenlängen und Beleuchtungswinkel des einfallenden Prüflichts auftre- tem. Without being bound to any particular explanation, the effects described in this application are currently interpreted as resonance effects of the highly conductive layer, the system in certain properties of the surface layer (geometry, arrangement, material properties) for certain wavelengths and illumination angle of the incident inspection light occurring. Physikalisch wird dieser Resonanzeffekt gegenwärtig durch die Anre- gung von Oberflächenpolaritonen in der hochleitenden Schicht erklärt, die auftreten kann, wenn ein Impulsübertrag der einfallenden Photonen auf die Oberflächenpolaritonen gewährleistet ist und eine Komponente des elektrischen Felds der einfallenden Strahlung senkrecht zur Oberfläche der hochleitenden Schicht steht. Physically, this resonance effect is currently explained in the highly conductive layer which may occur when a transfer of momentum of the incident photons is ensured on the Oberflächenpolaritonen and a component of the electric field of the incident radiation is perpendicular to the surface of the highly conductive layer by the excitation of Oberflächenpolaritonen. Die auf diese Weise angeregten kollektiven Schwin- gungen der Elektronen der hochleitenden Schicht werden im Allgemeinen als Oberflächenpolaritonen oder auch als Oberflächenplasmonen bezeichnet. The excited in this way collective oscillations of electrons of the highly conductive layer are generally referred to as Oberflächenpolaritonen or as surface plasmons.

Die Anregung von Oberflächenpolaritonen durch die einfallende Strahlung hat Auswirkungen auf das reflektierte bzw. transmittierte Licht. The excitation of Oberflächenpolaritonen by the incident radiation has an effect on the reflected or transmitted light. Durch die Bildung elektromagnetischer Wellen an der Grenzschicht kommt es zu einer hohen Feldverstärkung an der Oberfläche. By the formation of electromagnetic waves at the boundary layer, there is a high field enhancement at the surface. Als Folge der Ausbreitung der Oberflächenwellen entstehen erhöhte Ohmsche Verluste in der hochleitenden Schicht. As a result of the propagation of surface waves increased ohmic losses in the highly conductive layer formed. Diese Energie fehlt den sich ausbreitenden Beugungsordnun- gen, so dass eine erfolgte Polaritonenanregung als Senke in der reflektierten oder transmittierten Lichtintensität nachgewiesen werden kann. This energy is missing gen the spreading Beugungsordnun- so that Polaritonenanregung occurred can be detected as a sink in the reflected or transmitted light intensity.

Weiter führt die Anregung der Oberflächenpolaritonen zu einer Umverteilung der Energien der sich ausbreitenden Beugungsordnungen. Next, the excitation of Oberflächenpolaritonen leads to a redistribution of the energy of the propagating diffraction orders. Oberflä- chenpolaritonenanregung kann daher an Transmissionsgittern mit einer ein- oder zweidimensionalen Periodizität auch zu einer erhöhten Transmission bei bestimmten Wellenlängen führen. Surface-chenpolaritonenanregung can therefore lead to transmission gratings with a one or two dimensional periodicity to an increased transmission at certain wavelengths. Hohlraumresonanzen in den Zwischenräumen hochleitender Gitterstrukturen können ebenfalls Resonanzerscheinungen in den reflektierten bzw. transmittierten Beugungsordnungen nach sich ziehen. Cavity resonances in the interstices of highly conductive grid structures can also draw resonance phenomena in the reflected or transmitted diffraction orders by themselves. Die Lage dieser Resonanzwellenlängen ist ebenfalls charakteristisch für die Geometrie der Gitterstruktur, insbesondere der Dicke sowie ihrer optischen Konstanten. The location of these resonant wavelengths is also characteristic of the geometry of the grid structure, in particular the thickness, as well as its optical constants.

Das prinzipielle Verhalten erfindungsgemäßer Sicherheitselemente mit Sub- Wellenlängenstrukturen ist anhand der schematischen Transmissionskurven 30, 32 der Fig. 3 erläutert, die die Intensität I des durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement transmittierten Lichts für senkrechten Lichteinfall θ = 0° (Fig. 3(a)), und für einen Einfallswinkel θ = θo, beispielsweise θ = 0,5° (Fig. 3(b)) in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ zeigen. The basic behavior according to the invention security elements with sub-wavelength structures is reference to the schematic transmission curves 30, 32 of FIG. 3 illustrates that the intensity I of light transmitted through an inventive security element light for normal incidence θ = 0 ° (Fig. 3 (a)), and an incident angle θ = θo, for example, θ = 0.5 ° (Fig. 3 (b)) in dependence on the wavelength λ show.

Wie in Fig. 3 deutlich zu erkennen, weist die Transmission 32 durch das Sicherheitselement bei dem leicht schrägen Einfallswinkel θo bei einer Resonanzwellenlänge λ 2 eine charakteristische Senke 34 auf, während bei senkrechtem Einfallswinkel keine signifikant verminderte Transmission bei der Wellenlänge λ2 zu beobachten ist. As clearly shown in Fig. 3, the transmission 32 by the security element in the slightly oblique incident angle θo at a resonance wavelength λ 2 is a characteristic sink 34, while at normal incidence angle not significantly reduced transmission is observed at the wavelength λ2. Im Rahmen der oben gegebenen Erläuterung kann die Senke 34 bei schrägem Lichteinfall durch die dann mögliche Anregung von Oberflächenpolaritonen erklärt werden, während die Photonen bei senkrechtem Lichteinfall keine Komponente senkrecht zur Oberflä- che der Flächenschicht 20 aufweisen und daher keinen Impuls auf die In the context of the explanation given above, the depression may be declared 34 at oblique incidence of light through the excitation of Oberflächenpolaritonen then possible, while the photons at normal incidence, no component perpendicular to the surface-of the sheet layer having che 20, and therefore no pulse on the

Oberflächenpolaritonen übertragen können. can transfer Oberflächenpolaritonen. Versuche zeigen, dass die Lage der Resonanzwellenlänge X 2 nicht nur von der Gitterperiode der Gitterelemente, sondern auch stark von der Oberflächengeometrie und den Materialeigenschaften der Schicht 20 abhängt, so dass es für einen potentiellen Fäl- scher außerordentlich schwierig ist, die charakteristischen Beugungseigenschaften eines vorgegebenen Sicherheitselements nachzubilden. Experiments show that the position of the resonance wavelength X 2 depends not only on the grating period of the grating elements, but also greatly on the surface geometry and material properties of the layer 20 so that it is shear extremely difficult for a potential Fäl-, the characteristic diffraction properties of a given replicate the security element.

Die maschinelle optische Echtheitsprüfung eines derartigen Sicherheitselements kann, wie in Fig. 4(a) illustriert, beispielsweise dadurch erfolgen, dass zunächst ein Beleuchtungswinkel und zwei Prüf weilenlängen festgelegt werden, beispielsweise der leicht schräge Einfallswinkel θ 0 und die mit X 1 und λ 2 bezeichneten Wellenlängen der Fig. 3. Dann wird die hochleitende Schicht des Sicherheitselements 40 mit einer Lichtquelle 42 aus dem festgelegten Beleuchtungswinkel θo nacheinander oder gleichzeitig mit Licht der beiden Prüfwellenlängen A 1 und X 2 beaufschlagt und die Transmission der nullten Beugungsordnung wird mit einem wellenlängenempfindlichen Detektor 44 erfasst. The mechanical optical authenticity of such a security element, as shown in Fig. 4 (a) illustrates, for example, take place by first of all because lengths of an illumination angle and two testing are set, for example, the slightly oblique angle of incidence θ 0, and the designated X 1 and λ 2 wavelengths of Fig. 3. Then, the highly conductive layer of the security element 40 is provided with a light source 42 from the determined illumination angle θo sequentially or simultaneously with light from the two test wavelengths a 1 and X 2 are applied, and the transmission of the zeroth order of diffraction is detected by a wavelength-sensitive detector 44 , Durch einen Vergleich der bei den Prüfwellenlängen Xi und X 2 transmittierten Lichtintensitäten Ii bzw. I 2 kann dann die Echtheit des Sicherheitselements 40 beurteilt werden. The authenticity of the security element can then be assessed by comparing the 40 transmitted in the test wavelengths Xi and X 2 light intensities Ii and I, respectively. 2 Wie aus Fig. 3 ersichtlich, zeigt ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement bei der Wellenlänge X 2 verglichen mit der Wellenlänge X 1 eine deutlich verringerte Transmission, während ein nachgeahmtes Sicherheitselement diese charakteristische Reduktion der Transmission nicht aufweisen wird. As seen from Fig. 3, shows an inventive security element at the wavelength X 2 are compared with the wavelength X 1 a significantly reduced transmission, while a imitated security element will not exhibit this characteristic reduction in the transmission. Somit kann bei einem Verhältnis I2/I1 < Ithres mit einem geeigneten Schwellenwert Wes auf die Echtheit des Sicher- heitselement geschlossen werden, während I2/I1 ≥ Ithres auf ein nachgeahmtes Sicherheitselement hinweist. Thus, at a ratio I2 / I1 <Ithres can be closed with an appropriate threshold Wes to the authenticity of the security element while I2 / I1 ≥ Ithres indicating a imitated safety element.

Eine weitere Möglichkeit der Echtheitsprüfung ist in Fig. 4(b) illustriert. A further possibility of verification is illustrated in Fig. 4 (b). An- statt einen Beleuchtungswinkel und zwei verschiedene Prüfwellenlängen festzulegen, kann die Echtheitsprüfung auch bei einer festen Wellenlänge, beispielsweise bei der in Fig. 3 mit λ 2 bezeichneten Wellenlänge, und zwei vorgegebenen Beleuchtungswinkeln θi und Θ2, beispielsweise θi = 0° (senkrechter Einfall) und Θ2 = θo (siehe Fig. 3), durchgeführt werden. Determine arrival instead of an illumination angle and two different test wavelengths, the authentication example, θi may also be at a fixed wavelength, for example in the direction indicated in Fig. 3 with λ 2 wavelength, and two predetermined illumination angles θi and Θ2, = 0 ° (normal incidence) and Θ2 = θo (see Fig. 3), are performed. Die bei den jeweiligen Einfallswinkeln durch das Sicherheitselement 40 transmittierte nullte Beugungsordnung wird durch einen ortsauflösenden Detektor 46, beispielsweise ein Diodenarray, erfasst. The transmitted at the respective angles of incidence by the security element 40 zeroth order of diffraction is detected by a position-sensitive detector 46, for example a diode array.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, zeigt ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement bei der Wellenlänge Ä2 bei dem Einfallswinkel Θ2 verglichen mit dem Einfallswinkel θi eine deutlich verringerte Transmission, während ein nachgeahmtes Sicherheitselement diese charakteristische Reduktion der Transmission nicht aufweisen wird. As seen from Fig. 3, shows an inventive security element at the wavelength compared AE2 at the incident angle Θ2 with the incident angle θi a significantly reduced transmission, while a imitated security element will not exhibit this characteristic reduction in the transmission. Somit kann bei einem Verhältnis I2/I1 < Ithres mit einem geeigneten Schwellenwert Ithres auf die Echtheit des Sicherheitselement geschlossen werden, während I2/I1 ≥ Ithres auf ein nachgeahmtes Sicherheitselement hinweist. Thus, at a ratio I2 / I1 <Ithres can be closed with an appropriate threshold Ithres to the authenticity of the security element while I2 / I1 ≥ Ithres indicating a imitated safety element. Die Beleuchtung kann bei dieser Variante durch zwei separate Beleuchtungsquellen 42 erfolgen, oder auch eine flächig ausgedehnte Beleuchtungsquelle, wie etwa ein LED-Array. The lighting can be done by two separate light sources 42 in this variant, or a flat extended illumination source such as an LED array.

Es versteht sich, dass in beiden Prüfungsvarianten anstelle der transmittier- ten nullten Beugungsordnung auch die reflektierte nullte Beugungsordnung für die Echtheitsprüfung herangezogen werden kann. It is understood that in both test variants and the reflected zero order diffraction can be used for authentication instead of transmittier- th zero diffraction order. Zurückkommend auf die Subwellenlängenstruktur der Fig. 2 ist die Flächenschicht 20 vorzugsweise durch eine Metallschicht aus Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder Chrom mit einer Dicke t zwischen 50 ran und 2 μm, im Ausführungsbeispiel durch eine Silberschicht einer Dicke von 200 nm, gebil- det. Returning to the subwavelength structure of Fig. 2, the surface layer 20 preferably by a metal layer made of gold, silver, copper, aluminum or chromium having a thickness t of between 50 ran and 2 microns, in the exemplary embodiment by a silver layer having a thickness of 200 nm, gebil- det. Die Mikroperforationen 22 weisen einen Durchmesser d zwischen etwa 50 nm und 1 μm, im Ausführungsbeispiel von 200 nm, auf. The microperforations 22 have a diameter d between about 50 nm and 1 micron, in the embodiment of 200 nm. Der Abstand ao benachbarter Perforationen liegt vorzugsweise zwischen 400 nm und 2 μm, im Ausführungsbeispiel bei 900 nm. Für die Schärfe der Bereiche mit außergewöhnlicher Reflexion oder Transmission hat es sich als vorteilhaft heraus- gestellt, wenn das Verhältnis der Schichtdicke t zum Durchmesser d der Perforationen t/d zwischen 0,5 und 2, insbesondere bei etwa 1 liegt, wobei Werte außerhalb dieses Bereichs selbstverständlich nicht ausgeschlossen sind. The distance ao neighboring perforations is preferably between 400 nm and 2 microns, in the exemplary embodiment at 900 nm. For the sharpness of areas with exceptional reflection or transmission, it has been found advantageous challenges when the ratio of the layer thickness t to the diameter d of the perforations t / d is between 0.5 and 2, in particular at about 1, values ​​are of course not excluded outside this range.

Neben den bisher beschriebenen Gestaltungen mit zweidimensionaler Git- tersymmetrie kommen auch Sicherheitselemente mit eindimensionalen periodischen Gitterstrukturen infrage. In addition to the previously described designs with two-dimensional lattice tersymmetrie also security elements with one-dimensional periodic lattice structures are eligible. So zeigt das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ein Sicherheitselement 50, bei dem auf eine Trägerfolie 52 eine Vielzahl paralleler, metallischer Gitterlinien 54 aufgebracht ist. Thus, Figure 5 shows the embodiment of FIG. 50, a security element in which a plurality of parallel metal grid lines 54 is applied to a carrier foil 52. Während bei der in Fig. 2 gezeigten Gestaltung die Gitterelemente durch die Mikroperforationen 22, also durch nichtleitende Bereiche in einer ansonsten hochleitenden Schicht gebildet sind, sind die Gitterelemente bei der Gestaltung der Fig. 5 umgekehrt durch hochleitende Gitterlinien 54 gebildet, zwischen denen, also in den Zwischenräumen, nichtleitende Bereiche vorliegen. While in the embodiment shown in FIG. 2 design, the grating elements are formed by the microperforations 22, that is by non-conductive spaces in an otherwise highly conductive layer, the grid elements in the design of Fig are reversed 5 is formed by high conductive grid lines 54 between which, that is in. the interspaces, are present non-conductive areas. Bei der Ausführungsform der Fig. 5 wird die hochleitfähige Schicht demnach durch die hochleitenden Gitterlinien 54 gebildet. In the embodiment of Fig. 5, the highly conductive layer is therefore formed by the highly conductive grid traces 54. Die mittels der Vektoren e;i und e 2 festgelegte Ebene E dieses Sicherheitselements umfasst eine hochleitfähige Schicht, die im Wesentlichen nur in Richtung des Vektors e2 eine sehr hohe Leitfähigkeit im Sinne der Erfindung aufweist. The means of the vectors e; set i and e 2 level E of this security element comprises a highly conductive layer having substantially only in the direction of the vector e2 a very high conductivity for the purposes of the invention. Die sehr hohe Leitfähigkeit in Richtung β2 korrespondiert bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform demnach mit der Vielzahl an Gitterlinien 54, die in Richtung des Vektors e2 orientiert sind und die die hochleitfähige Schicht bilden. The very high conductivity in the direction β2 corresponds in the embodiment shown in FIG. 2 embodiment, therefore, with the plurality of grid lines 54 which are oriented in the direction of the vector e2 and which form the highly conductive layer.

Die Breite b der Gitterlinien 54 und/ oder die Gitterperiode ao liegen erfindungsgemäß unterhalb der Wellenlänge des für die Echtheitsprüfung eingesetzten Lichts 56. Wird die Gitterstruktur der Fig. 5 unter einem Einfallswinkel θo mit p-polarisiertem Licht 56 beaufschlagt, dessen elektrischer Feldvektor 58 senkrecht auf den Gitterlinien 54 steht, so können nach der weiter oben gegebenen Erläuterung bei optischen Wellenlängen λ, die größer als The width b of the grating lines 54 and / or the grating period ao are according to the invention below the wavelength of light used for the authenticity check 56. If the lattice structure of Fig. 5 θo applied at an incident angle with p-polarized light 56 ​​whose electric field vector 58 perpendicular to the grid lines 54 is, as can be prepared by the above explanation given at optical wavelengths λ greater than

X 0 = ao*(l + I sin θo I ) X 0 = AO * (l + I sin θo I)

sind, nur die nullte reflektierte bzw. transmittierte Beugungsordnung pro- pagieren. are pagieren only the zeroth diffraction order reflected or transmitted pro-. Die ersten evaneszenten Ordnungen regen in der Gitterstruktur Oberflächenpolaritonen an, wenn die Bedingung The first evanescent orders rain in the lattice structure of Oberflächenpolaritonen if the condition

Figure imgf000024_0001

erfüllt ist, wobei ksp den reellen Teil des Wellenvektors des Oberflächenpola- ritons, ko den Wellenvektors des einfallenden Lichts im Vakuum und G = 2π/ao einen reziproken Gittervektor bezeichnet. is satisfied, ksp wherein the real part of the wave vector of the Oberflächenpola- Ritons, ko denotes the wave vector of the incident light in vacuum and G = 2π / ao a reciprocal lattice vector.

Eindimensionale Gitterstrukturen können innerhalb einer Periode auch eine Unterstruktur aufweisen, wie anhand von Fig. 6 veranschaulicht. One-dimensional lattice structures can have within one period of a sub-structure, as illustrated by reference to Fig. 6. Fig. 6(a) zeigt zunächst eine einfache Gitterstruktur 60 mit einem Schlitz 62 der Breite d innerhalb der Periodenlänge ao. Fig. 6 (a) shows the simple grid structure 60 having a slot 62 the width d within the period length ao. Die Breite b der Gitterlinien 64 ist in diesem Fall durch b = ao - d gegeben. The width b of the grid lines 64 is in this case b = ao - where d. Die Figuren 6(b) und (c) zeigen Gestaltungen mit drei bzw. fünf Schlitzen 62 gleicher Breite d innerhalb einer Perio- denlänge, also mit einer Unterstruktur innerhalb einer Periodenlänge, wobei selbstverständlich auch eine andere Anzahl an Schlitzen bzw. unterschiedliche Schlitzbreiten in Betracht kommen. Figures 6 (b) and (c) show configurations of three or five slots 62 of equal width d within a period length, that is having a substructure within a period length, it being understood that a different number of slots and different slot widths in consideration come.

Die Schlitzbreiten d sind dabei so gewählt, dass sie kleiner als die Wellenlänge des für die Echtheitsprüfung eingesetzten Lichts sind. The slit width d are chosen such that they are smaller than the wavelength of light used for the authentication. Je nach den Materialparametern, der Breite und Anzahl der Schlitze, können Sicherheitselemente mit derartigen Gitterstrukturen eine erhöhte Transmission bei bestimmten Resonanzwellenlängen oder auch schmale Senken innerhalb von Bereichen resonant überhöhter Transmission aufweisen. Depending on the material parameters, width and number of the slots, security elements having such a grating structures can have an increased transmission at certain resonant wavelengths or narrow depressions within ranges resonant excessive transmission. Diese charakteristisch erhöhte bzw. reduzierte Transmission kann dann, wie bereits in Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert, zur Echtheitsprüfung der Sicherheitselemente eingesetzt werden. This characteristic of increased or reduced transmission may then, as already explained in connection with FIG. 4, are used for testing the authenticity of the security elements.

Gitterstrukturen mit eindimensionaler Periodizität eröffnen daneben eine weitere Möglichkeit zur Echtheitsprüfung erfindungsgemäßer Sicherheitselemente. Lattice structures with dimensional periodicity open next to another way of validating items of inventive security elements. Die Anregung von Oberflächenpolaritonen in Gittern mit eindimensionaler Periodizität bewirkt nämlich nach gegenwärtigem Kenntnisstand bei geeigneten Einfallsbedingungen eine Drehung der Polarisations- ebene des gebeugten Lichts gegenüber dem Polarisationsvektor des einfallenden Lichts. The excitation of Oberflächenpolaritonen in gratings with dimensional periodicity causes namely by the present knowledge of incidence at suitable conditions, a rotation of the polarization plane of the diffracted light with respect to the polarization vector of the incident light. Diese Polarisationskonversion kann beispielsweise durch Prüfvorrichtungen, wie in Fig. 7 schematisch gezeigt, nachgewiesen werden. This polarization conversion, for example by testing devices, as shown in Fig. 7 schematically detected.

Bei der auf eine Messung der Polarisationskonversion in Reflexion ausgeleg- ten Prüfvorrichtung der Fig. 7(a) wird das einfallende Licht 72 vor der Beaufschlagung des zu prüfenden Sicherheitselements 70 durch einen ersten Polarisator 74 p-polarisiert. In the ausgeleg- on a measurement of the polarization conversion in reflection th test apparatus of FIG. 7 (a), the incident light is 72 before application of the security element 70 to be tested is p-polarized by a first polarizer 74th Das von dem Sicherheitselement 70 reflektierte Licht 76 gelangt über einen in Sperrrichtung zum ersten Polarisator orientier- ten zweiten Polarisator 78 zu einem Detektor 75, der die Intensität des durch den zweiten Polarisator 78 transmittierten s-polarisierten Lichts erfasst. The light reflected by the security element 70 light 76 passes through an orienting in the reverse direction to the first polarizer th second polarizer 78 which detects the intensity of light transmitted through the second polarizer 78 s-polarized light to a detector 75.

Enthält das zu prüfende Sicherheitselement 70 eine erfindungsgemäße Sub- Wellenlängenstruktur mit eindimensionaler Periodizität, so ergibt sich aufgrund der beschriebenen Polarisationskonversion ein erhöhtes Detektorsignal, wobei die maximale Signalstärke erreicht wird, wenn der Gittervektor der Gitterstruktur im 45° Winkel zur Einfallsebene 72, 76 des Lichts verläuft. Containing the security element 70 to be tested is a sub- inventive wavelength structure with one-dimensional periodicity, the result is due to the described polarization conversion increased detector signal, wherein the maximum signal strength is achieved when the grating vector of the grating structure at a 45 ° angle to the plane of incidence 72, 76 of light passing , Bei einem gegenüber einem Schwellwert erhöhten Intensitätssignal kann daher auf Anregung von Oberflächenpolaritonen und damit auf Echtheit des geprüften Sicherheitselements geschlossen werden. In one against a threshold value raised intensity signal can therefore be concluded that stimulation of Oberflächenpolaritonen and thus the authenticity of the checked security element.

Statt in Reflexion kann die Polarisationskonversion auch in Transmission geprüft werden, wie in Fig. 7(b) gezeigt. Instead of in reflection, the polarization conversion can be tested also in transmission, as in Fig. 7 (b). Das einfallende Licht 82 läuft dabei durch einen ersten Polarisator 84 und das zu prüfende Sicherheitselement 80. Das transmittierte Licht 86 gelangt über einen zweiten in Sperrrichtung zum ersten Polarisator orientierten Polarisator 88 zum Detektor 85. Auch hier, kann aus einem erhöhten Detektorsignal bei entsprechender Stellung des Sicherheitselements 80 auf die Anregung von Oberflächenpolaritonen und damit auf die Echtheit des zu prüfenden Sicherheitselements 80 geschlossen werden. The incident light 82 passes it through a first polarizer 84 and the security element to be tested 80. The transmitted light 86 passes via a second reverse direction to the first polarizer oriented polarizer 88 to the detector 85. Here, too, may be of a higher detector signal at a corresponding position of the closed security element 80 to the excitation of Oberflächenpolaritonen and thus on the authenticity of the security element 80 to be tested.

Claims

P atentanspr ü che P atentanspr ü che
1. Sicherheitselement für die maschinelle optische Echtheitsprüfung mit Licht, das eine vorgegebene Prüfwellenlänge enthält, dadurch gekennzeich- net, dass das Sicherheitselement eine Schicht aus einem hochleitfähigen Material aufweist, die eine ein- oder zweidimensionale Gitterstruktur aus einer periodischen Anordnung einer Vielzahl von Gitterelementen enthält, deren laterale Abmessungen und/ oder laterale Abstände kleiner als die Prüfwellenlänge sind. 1. A security element for mechanical optical authentication with light containing a predetermined inspection wavelength, characterized gekennzeich- net, that the security element comprises a layer of a highly conductive material, which contains a one- or two-dimensional lattice structure of a periodic arrangement of a plurality of grating elements, whose lateral dimensions and / or lateral distances are less than the test wavelength.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lateralen Abmessungen und/ oder die lateralen Abstände um mindestens einen Faktor 1,5, vorzugsweise um mindestens einen Faktor 2, kleiner sind als die Prüf Wellenlänge. 2. The security element according to claim 1, characterized in that the lateral dimensions and / or the lateral distances by at least a factor 1.5, preferably at least a factor 2, smaller than the test wavelength.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement auf eine maschinelle optische Echtheitsprüfung mit Licht aus dem sichtbaren Spektralbereich ausgelegt ist. 3. The security element according to claim 1 or 2, characterized in that the security element on a machine-optical verification is designed with light from the visible spectral range.
4. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement auf eine maschinelle optische Echtheitsprüfung mit Licht aus dem Spektralbereich des Nahen Infrarot ausgelegt ist. 4. Security element according to claim 1 or 2, characterized in that the security element on a machine-optical verification is designed with light from the spectral range of near infrared.
5. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, da- durch gekennzeichnet, dass die hochleitfähige Schicht mit der Gitterstruktur so ausgelegt ist, dass das bei der Echtheitsprüfung unter einem vorgegebenen Prüf winkel einfallende Licht Oberflächenpolaritonen und/ oder Hohlraumresonanzen in der hochleitfähigen Schicht anregt. 5. The security element according to any one of claims 1 to 4, data carried in that the highly conductive layer is arranged with the grating structure so that the incident during the authentication process at a predetermined test angle light Oberflächenpolaritonen and / or cavity resonances in the highly conductive layer stimulates ,
6. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur als Reflexionsgitter ausgebildet ist. 6. The security element according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the grating structure is designed as a reflection grating.
7. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur als Transmissionsgitter ausgebildet ist. 7. The security element according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the grating structure is designed as a transmission grating.
8. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, da- durch gekennzeichnet, dass die Gitterelemente durch parallele, hochleitfä- hige Gitterlinien gebildet sind, um eine eindimensionale periodische Gitterstruktur zu bilden. 8. The security element according to one of claims 1 to 7, by DA in that the grid elements are formed by parallel, hochleitfä- hige grid lines to form a one-dimensional periodic lattice structure.
9. Sicherheitselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Periodenlänge kleiner als die Prüfwellenlänge, vorzugsweise mindestens um einen Faktor 2 kleiner als die Prüfwellenlänge ist. 9. The security element according to claim 8, characterized in that the period length is smaller than the test wavelength, preferably at least a factor of 2 less than the test wavelength.
10. Sicherheitselement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur innerhalb einer Periode eine Unterstruktur aufweist. 10. Security element according to claim 8 or 9, characterized in that the grating structure comprises a substructure within a period.
11. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hochleitfähige Schicht eine im Wesentlichen durchgehend hochleitfähige Flächenschicht ist und dass die Gitterelemente durch regelmäßig angeordnete Perforationen in der Flächenschicht gebildet sind, um eine zweidimensionale periodische Gitterstruktur zu bilden. 11. The security element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the highly conductive layer is a substantially continuous highly conductive surface layer, and that the grid elements are formed by regularly arranged perforations in the surface layer to form a two-dimensional periodic lattice structure.
12. Sicherheitselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Perforationen kleiner als die Prüfwellenlänge, bevorzugt mindestens um einen Faktor 2 kleiner als die Prüfwellenlänge, beson- ders bevorzugt mindestens um einen Faktor 4 kleiner als die Prüfwellenlänge ist. 12. The security element according to claim 11, characterized in that the diameter of perforations is less than the test wavelength, preferably at least a factor of 2 less than the test wavelength, Particularly preferably at least a factor 4 smaller than the test wavelength is.
13. Sicherheitselement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich- net, dass der laterale Abstand der Perforationen kleiner als die Prüfwellenlänge ist. 13. The security element according to claim 11 or 12, characterized gekennzeich- net that the lateral spacing of the perforations is less than the test wavelength.
14. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dicke der Flächenschicht zu dem Durchmesser der Perforationen kleiner als 2 ist, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5, insbesondere bei etwa 1,0 liegt. 14. The security element according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the ratio of the thickness of the surface layer is less than 2 to the diameter of the perforations, preferably between 0.5 and 1.5, in particular at about 1.0.
15. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schicht aus einem hochleitfähi- gen Material zwischen 50 nm und 2 μm, vorzugsweise zwischen 100 nm und 1 μm liegt. 15. The security element according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the thickness of the layer is made of a material hochleitfähi- gen between 50 nm and 2 microns, preferably between 100 nm and 1 micron.
16. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das hochleitfähige Material der Schicht ein Metall ist, insbesondere eines der Metalle Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder Chrom. 16. The security element according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the highly conductive material of the layer is a metal, especially one of the metals gold, silver, copper, aluminum or chrome.
17. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur in ein Dielektrikum einge- bettet ist. 17. The security element according to one of claims 1 to 16, characterized in that the lattice structure is embedded in a dielectric.
18. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement mit einem visuell prüfbaren Humanmerkmal kombiniert ist. 18. The security element according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the security element is combined with a visually checkable Human feature.
19. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein Sicherheitsfaden, ein Etikett, ein Transferelement oder ein Durchsichtssicherheitselement ist. 19. The security element according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the security element is a security thread, a label, a transfer member or a see-through security element.
20. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem eine Schicht aus einem hochleitfähigen Material mit einer ein- oder zweidimensionalen Gitterstruktur aus einer periodischen Anordnung einer Vielzahl von Gitterelementen versehen wird, deren laterale Abmessungen und/ oder laterale Abstände kleiner als die Prüf Wellenlänge sind. 20. A method for producing a security element according to any one of claims 1 to 19, in which a layer of a highly conductive material having a one or two dimensional lattice structure consisting of a periodic arrangement of a plurality of grating elements is provided, whose lateral dimensions and / or lateral distances smaller are as the test wavelength.
21. Datenträger, insbesondere Markenartikel oder Wertdokument, wie Banknote, Pass, Urkunde, Banderole, Ausweiskarte oder dergleichen, mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 19. 21. carriers, in particular branded articles or value document such as bank note, passport, certificate, sleeve, identity card or the like, having a security element according to any one of claims 1 to nineteenth
22. Datenträger nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass, das Sicherheitselement in einem Fensterbereich des Datenträgers angeordnet ist. 22. A data carrier according to claim 21, characterized in that the security element is disposed in a window area of ​​the disk.
23. Verwendung eines Sicherheitselements nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19 oder eines Datenträgers nach Anspruch 21 oder 22 zur 23. Use of a security element according to at least one of claims 1 to 19 or of a data carrier according to claim 21 or 22 for
Fälschungssicherung von Waren beliebiger Art. Forgery securing goods of any kind.
24. Verfahren zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines Sicherheitselements nach einem Ansprüche 1 bis 19, bei dem 24. A method for automatic optical authenticity of a security element according to one of claims 1 to 19, wherein
a) zumindest eine Prüfwellenlänge und zumindest eine Beleuchtungsgeometrie für die Echtheitsprüfung festgelegt wird, b) die hochleitfähige Schicht des Sicher heitselements mit Licht der zumindest einen festgelegten Prüfwellenlänge unter der zumindest einen festlegten Beleuchtungsgeometrie beaufschlagt wird, a) at least one test wavelength and at least one illumination geometry is determined for authenticity testing, b) the highly conductive layer of the safety-elements of the at least one fixed laid illumination geometry is applied with light of at least a fixed probe wavelength,
c) das von der hochleitf ähigen Schicht reflektierte oder transmittierte Licht bei zumindest einer festgelegten Prüfwellenlänge erfasst wird, und c) the light reflected or transmitted from the hochleitf ähigen layer is detected in at least a fixed probe wavelength, and
d) die Echtheit des Sicherheitselements auf Grundlage der Intensität und/ oder der Polarisation des erf assten Lichts beurteilt wird. d) it is judged the authenticity of the security element on the basis of the intensity and / or polarization of the erf assten light.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) das in der nullten Beugungsordnung reflektierte Licht erfasst wird. 25. The method according to claim 24, characterized in that in step c) the light reflected in the zeroth diffraction order is detected.
26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) das in der nullten Beugungsordnung transmittierte Licht erfasst wird. 26. The method according to claim 24, characterized in that in step c) the light transmitted in the zero diffraction order light is detected.
27. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) zumindest zwei verschiedene Prüfwellenlängen festgelegt werden, in Schritt c) die Lichtintensitäten bei den zumindest zwei festgelegten Prüfwellenlängen erfasst und in Schritt d) miteinander verglichen werden, wobei bei einer über ein festgelegtes Maß hinaus verringerten Lichtintensität bei zumindest einer der Prüfwellenlängen auf die Echtheit des Sicherheitselements geschlossen wird. 27. The method according to at least one of claims 24 to 26, characterized in that two different test wavelengths are determined in step a) at least, the light intensities at the detected in step c) at least two specified test wavelengths and compared in step d) with one another, is closed with a reduced a predetermined amount addition, light intensity at at least one of the test wavelengths of the authenticity of the security element.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenschicht in Schritt b) gleichzeitig mit Licht der zumindest zwei verschiedene Prüfwellenlängen beaufschlagt wird. 28. The method according to claim 27, characterized in that the surface layer in step b) is applied simultaneously with the light of at least two different test wavelengths.
29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus einem hochleitf ähigen Material in Schritt b) nacheinander mit Licht der zumindest zwei verschiedenen Prüfwellenlängen beaufschlagt wird. 29. The method according to claim 27, characterized in that the layer of a hochleitf ähigen material in step b) is subjected successively to light of at least two different test wavelengths.
30. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) zumindest zwei unterschiedliche Beleuchtungswinkel festgelegt werden, in Schritt c) die Lichtintensitäten bei Beaufschlagung aus den zumindest zwei festgelegten Beleuchtungswinkeln erfasst und in Schritt d) miteinander verglichen werden, wobei bei einer über ein festgelegtes Maß hinaus verringerten Lichtintensität bei zumindest einem der Beleuchtungswinkel auf die Echtheit des Sicherheitselements geschlossen wird. 30. A method are according to at least one of claims 24 to 26, characterized in that two different lighting angles are in step a) at least determined, detects the light intensities upon application of the at least two predetermined illumination angles in step c) and compared in step d) with one another , it being concluded at a reduced a predetermined amount beyond the light intensity at at least one of the illumination angle to the authenticity of the security element.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtintensitäten in Schritt c) mit einem ortsauflösenden Detektor erfasst werden. 31. The method according to claim 30, characterized in that the light intensities in step c) are detected by a spatially resolving detector.
32. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus einem hochleitfähigen Material in 32. The method according to at least one of claims 24 to 26, characterized in that the layer of a highly conductive material in
Schritt b) mit polarisiertem Licht der zumindest einen festgelegten Prüfwellenlänge beaufschlagt wird, und in Schritt c) die Polarisationsrichtung des reflektierten oder transmittierten Lichts der zumindest einen festgelegten Prüfwellenlänge erfasst wird, wobei in Schritt d) aus einer Änderung der Polarisationsrichtung bei zumindest einer festgelegten Prüfwellenlänge über ein festgelegtes Maß hinaus auf die Echtheit des Sicherheitselements geschlossen wird. Step b) is b applied with polarized light of at least a fixed probe wavelength, and in step c) the direction of polarization of the reflected or transmitted light at least a fixed probe wavelength is detected of, wherein in step d) from a change in the polarization direction at at least one predetermined test wavelength a predetermined amount is also closed to the authenticity of the security element.
33. Vorrichtung zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines Sicherheitselements nach einem Ansprüche 1 bis 19, mit 33. Device for automatic optical authenticity of a security element according to one of claims 1 to 19, with
zumindest einer Lichtquelle zum Beaufschlagen der hochleitfähigen Schicht des zu prüfenden Sicherheitselements mit Licht zumindest einer festgelegten Prüfwellenlänge unter zumindest einer festgelegten Beleuchtungsgeometrie, at least one light source for subjecting the high conductive layer of the security element to be examined with light, at least a fixed probe wavelength under at least one predetermined illumination geometry,
zumindest einer Detektionseinrichtung zum Erfassen des von der hochleitfähigen Schicht reflektierten oder transmittierten Lichts, und at least one detection means for detecting the reflected or transmitted by the highly conductive layer light, and
Mittel zum Bewerten der Intensität und/ oder der Polarisation des erfassten Lichts bei der zumindest einen festgelegten Prüfwellenlänge und/ oder bei der zumindest einen festgelegten Beleuchtungsgeomet- rie, und zum Beurteilen der Echtheit des zu prüfenden Sicherheitselements auf Grundlage der vorgenommenen Bewertung. Means for evaluating the intensity and / or polarization of the detected light at the at least one fixed probe wavelength and / or wherein at least a fixed Beleuchtungsgeomet- rie, and judging the authenticity of the to be tested security element on the basis of the assessment carried out.
34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle zum Beaufschlagen der hochleitfähigen Schicht des Sicherheits- elements mit zumindest zwei verschiedenen Prüfwellenlängen ausgelegt ist, und eine wellenlängenempfindliche Detektionseinrichtung vorgesehen ist. 34. Apparatus according to claim 33, characterized in that the light source is adapted for applying the highly conductive layer of the security element having at least two different test wavelengths, and a wavelength-sensitive detection means is provided.
35. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle zum Beaufschlagen der hochleitfähigen Schicht des Sicherheits- elements mit Licht aus zumindest zwei unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln ausgelegt ist, und eine ortsauflösende Detektionseinrichtung, wie etwa ein Diodenarray, vorgesehen ist. 35. Apparatus according to claim 33, characterized in that the light source for applying the highly conductive layer of the security element is designed with light from at least two different illumination angles, and is provided a spatially resolving detection device, such as a diode array.
36. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang zwischen Lichtquelle und zu prüfendem Sicherheitselement ein erster Polarisator und im Strahlengang zwischen zu prüfendem Sicherheitselement und Detektionseinrichtung ein in Sperrrichtung zum ersten Polarisator orientierter zweiter Polarisator vorgesehen ist. 36. Apparatus according to claim 33, characterized in that an oriented in the reverse direction to the first polarizer a second polarizer is provided in the beam path between the light source and examining the security element, a first polarizer and in the beam path to be tested between the security element and detection means.
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