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Brevetti

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Numero di pubblicazioneWO2008119487 A1
Tipo di pubblicazioneRichiesta
Numero domandaPCT/EP2008/002335
Data di pubblicazione9 ott 2008
Data di registrazione25 mar 2008
Data di priorità3 apr 2007
Pubblicato anche comeDE102007016394A1, EP2134551A1
Numero di pubblicazionePCT/2008/2335, PCT/EP/2008/002335, PCT/EP/2008/02335, PCT/EP/8/002335, PCT/EP/8/02335, PCT/EP2008/002335, PCT/EP2008/02335, PCT/EP2008002335, PCT/EP200802335, PCT/EP8/002335, PCT/EP8/02335, PCT/EP8002335, PCT/EP802335, WO 2008/119487 A1, WO 2008119487 A1, WO 2008119487A1, WO-A1-2008119487, WO2008/119487A1, WO2008119487 A1, WO2008119487A1
InventoriHans Lochbihler
CandidatoGiesecke & Devrient Gmbh, Hans Lochbihler
Esporta citazioneBiBTeX, EndNote, RefMan
Link esterni:  Patentscope, Espacenet
Safety element
WO 2008119487 A1
Estratto
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.
Rivendicazioni  tradotto da: tedesco  (il testo OCR potrebbe contenere errori)

P atentanspr ü che P atentanspr above sea surface

1. 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. Security element for the mechanical optical authentication with light containing a predetermined test wavelength, characterized in net, that the security element comprises a layer of a highly conductive material, comprising a one-or two-dimensional lattice structure of a periodic arrangement of a plurality of grid elements, the lateral Dimensions and / or lateral distance is less than the test wavelength.

2. 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. The security element according to claim 1, characterized in that the lateral dimensions and / or the lateral spacing is at least a factor 1.5, preferably at least a factor 2, smaller than the test wavelength.

3. 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. The security element according to claim 1 or 2, characterized in that the security element is designed to machine visual verification with light from the visible spectral range.

4. 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. The security element according to claim 1 or 2, characterized in that the security element is designed to machine visual verification with light from the spectral range of near infrared.

5. 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. The security element according to at least one of claims 1 to 4, character-ized 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 resonance excites in the highly conductive layer.

6. 6 Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur als Reflexionsgitter ausgebildet ist. The security element according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the grating structure is designed as a reflection grating.

7. 7 Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur als Transmissionsgitter ausgebildet ist. The security element according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the grid structure is embodied as a transmission grating.

8. 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. The security element according to at least one of claims 1 to 7, character-ized in that the grid elements are formed by parallel-hochleitfä hige grid lines to form a one-dimensional periodic lattice structure.

9. 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. The security element according to claim 8, characterized in that the period length is less than the test wavelength, preferably at least a factor of 2 less than the test wavelength.

10. 10th Sicherheitselement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur innerhalb einer Periode eine Unterstruktur aufweist. The security element according to claim 8 or 9, characterized in that the grating structure has a period within a sub-structure.

11. 11th 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. The security element according to at least 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 spaced perforations in the surface layer to form a two-dimensional periodic lattice structure.

12. 12th 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. 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. 13th Sicherheitselement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich- net, dass der laterale Abstand der Perforationen kleiner als die Prüfwellenlänge ist. The security element according to claim 11 or 12, characterized in-net that the lateral spacing of the perforations is less than the test wavelength.

14. 14th 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. The security element according to at least 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 is preferably between 0.5 and 1.5, in particular about 1.0.

15. 15th 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. The security element according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the thickness of the layer is made of a highly conductive material is between 50 nm and 2 microns, preferably between 100 nm and 1 micron.

16. 16th 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. The security element according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the highly conductive material layer is a metal, especially one of the metals gold, silver, copper, aluminum or chrome.

17. 17th Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur in ein Dielektrikum einge- bettet ist. The security element according to at least one of claims 1 to 16, characterized in that the lattice structure is embedded in a dielectric.

18. 18th Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement mit einem visuell prüfbaren Humanmerkmal kombiniert ist. The security element according to at least one of claims 1 to 17, characterized in that the security element is combined with a visually checkable human characteristic.

19. 19th Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein Sicherheitsfaden, ein Etikett, ein Transferelement oder ein Durchsichtssicherheitselement ist. The security element according to at least 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. 20th 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. A method for producing a security element according to any one of claims 1 to 19, wherein a layer of a highly conductive material is provided with a one-or two-dimensional lattice structure composed of a periodic arrangement of a plurality of grid elements, the lateral dimensions and / or lateral distance is less than the test wavelength.

21. 21, Datenträger, insbesondere Markenartikel oder Wertdokument, wie Banknote, Pass, Urkunde, Banderole, Ausweiskarte oder dergleichen, mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 19. Media, in particular brand or value document, such as a banknote, passport, certificate, band, ID card or the like, having a security element according to any of claims 1 to 19,

22. 22, Datenträger nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass, das Sicherheitselement in einem Fensterbereich des Datenträgers angeordnet ist. A data carrier according to claim 21, characterized in that the security element is disposed in a window area of the disk.

23. 23, Verwendung eines Sicherheitselements nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19 oder eines Datenträgers nach Anspruch 21 oder 22 zur 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 the

Fälschungssicherung von Waren beliebiger Art. Forgery protection of goods of any kind

24. 24th Verfahren zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines Sicherheitselements nach einem Ansprüche 1 bis 19, bei dem A method for automatic optical inspection of authenticity of a security element according to any one 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 high conductive layer of the security unit elements with light of at least a specified test wavelength of the at least one fixed loaded illumination geometry is applied to

c) das von der hochleitf ähigen Schicht reflektierte oder transmittierte Licht bei zumindest einer festgelegten Prüfwellenlänge erfasst wird, und c) from the reflected or transmitted light is detected hochleitf ähigen layer at at least one defined test wavelength, and

d) die Echtheit des Sicherheitselements auf Grundlage der Intensität und/ oder der Polarisation des erf assten Lichts beurteilt wird. d) evaluate the authenticity of the security element on the basis of the intensity and / or polarization of the light assten erf.

25. 25th Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) das in der nullten Beugungsordnung reflektierte Licht erfasst wird. A method according to claim 24, characterized in that in step c) in the zeroth diffraction order reflected light is detected.

26. 26th Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) das in der nullten Beugungsordnung transmittierte Licht erfasst wird. A method according to claim 24, characterized in that in step c) the transmitted light in the zeroth diffraction order is detected.

27. 27th 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. A method according to at least one of claims 24 to 26, characterized in that at least two different Prüfwellenlängen in step a) defined in step c) are recorded, the light intensities at the at least two fixed Prüfwellenlängen and compared in step d) with one another, at a a defined level also decreased light intensity in at least one of the Prüfwellenlängen is closed to the authenticity of the security element.

28. 28th Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenschicht in Schritt b) gleichzeitig mit Licht der zumindest zwei verschiedene Prüfwellenlängen beaufschlagt wird. A method according to claim 27, characterized in that the surface layer) is simultaneously exposed to light of at least two different Prüfwellenlängen in step b.

29. 29th 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. A method according to claim 27, characterized in that the layer of material in step b hochleitf ähigen) is successively supplied with light of at least two different Prüfwellenlängen.

30. 30th 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. A method according to at least one of claims 24 to 26, characterized in that in step a) at least two different lighting angles are set) is detected in step c, the light intensity upon application of the at least two predetermined angles of illumination, and is compared in step d) with one another, closes at a reduced level over a fixed addition, light intensity in at least one of the illumination angle to the authenticity of the security element.

31. 31, Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtintensitäten in Schritt c) mit einem ortsauflösenden Detektor erfasst werden. A method according to claim 30, characterized in that the light intensities in step c) are detected by a spatially resolving detector.

32. 32nd Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus einem hochleitfähigen Material in A 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) with polarized light of at least acts on a fixed probe wavelength, and in step c) the polarization direction of the reflected or transmitted light is detected at least a fixed probe wavelength, and to step d) from a change in the polarization direction at at least one defined test wavelength a fixed dimension is also closed to the authenticity of the security element.

33. 33rd Vorrichtung zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines Sicherheitselements nach einem Ansprüche 1 bis 19, mit An apparatus for automatic optical authenticity of a security element according to any one claims 1 to 19, comprising

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 applying the high conductive layer of the security element to be tested with light of at least a fixed probe wavelength under at least a 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 light from the high conductive layer, 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 light detected in the at least one defined test wavelength and / or the at least one set Beleuchtungsgeomet-rie, and judging the authenticity of the test security element on the basis of the assessment carried out.

34. 34th 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. 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 Prüfwellenlängen and a wavelength-sensitive detection means is provided.

35. 35th 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. Apparatus according to claim 33, characterized in that the light source is adapted for applying the highly conductive layer of the security element with light from at least two different illumination angles, and a position-sensitive detection means, such as a diode array, is provided.

36. 36th 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. Apparatus according to claim 33, characterized in that there is provided in the beam path between the light source to be tested and a first security element in the beam path between polarizer and security element to be tested and a detection device in the reverse direction to the first polarizer oriented second polarizer.

Descrizione  tradotto da: tedesco  (il testo OCR potrebbe contenere errori)

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 optical verification machine with light containing a predetermined test 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 also relates to an associated method for producing said security element, a wireless-disk and a method and an apparatus for automatic optical 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 brand-name products, hedging often provided with security elements, which allows us to verify the authenticity of the media and 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 into a banknote security thread, may be formed of a cover film for a banknote with a hole, an applied security strip or a self-supporting transfer element which is applied to a document of value according to its manufacture.

Um die Fälschungssicherheit zu erhöhen, werden oft diffraktive Strukturen, wie Hologramme oder hologrammähnliche Beugungsstrukturen, als Sicherheitsmerkmale verwendet. To increase the security against forgery, are often diffractive structures such as holograms or hologram-like diffraction structures are 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 characteristics and are suitable because of their generally inhomogeneous-lateral organization and the presence of higher diffraction orders is very limited for the automated verification of authenticity. 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 and imitated by counterfeiters. Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Based on this, 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 to be specified, which can at high counterfeiting machine checked for authenticity in a simple way are the.

Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. This object is achieved through 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, equipped with such a security element disk and a method and an apparatus for automatic optical authenticity of such a security element are indicated in the independent claims. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Further developments of the invention are the 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 highly conductive material. Die Schicht aus einem hochleitfähigen Material wird im Weiteren auch als „hochleitfähige Schicht" oder „hochleitende Schicht" bezeichnet. The layer of highly conductive material is also referred to as "highly conductive layer" or "highly conductive layer" in the following. Bei der hochleitfähigen Schicht kann es sich zum einen um eine im Wesentlichen flächige Schicht (Flächenschicht) handeln. In the high 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 in the entire plane defined by the security element 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. B. entlang im Wesentlichen einer Richtung dieser Ebene. Secondly, it can be in the highly conductive layer, however, be a layer which is not in the whole defined by the security element has a substantially plane a very high conductivity, but only in a part of the plane, for example along and in substantially the direction of this plane. Letzteres ist z. 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. The latter is for example in a highly conductive layer of the case of a one-dimensional lattice structure having a plurality of highly conductive grid members, the high conductivity of the layer is ensured, and that is 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 can be 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 is always spoken of a highly conductive material or a highly conductive layer of material, or if the conductivity of the layer is so large that the effect of the security element according to the invention is revealed. 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 "conduction" generally relates to the electromagnetic conductivity. When an electromagnetic wave, such as in this invention, encounters a bestimmtens material, the electromagnetic wave penetrates a predetermined depth (depth) in the material and is damped there., the 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. Electromagnetic conductivity can be defined over 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. In this case, m is the complex refractive index n of the real part of the complex refractive index and the imaginary part k 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. that is, the ratio k 2 / n is substantially greater than 1

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

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. As will be explained further below, it is very particularly preferred when, from the visible light spectrum, or light is used in the near infrared spectral region of the electromagnetic wave, which is applied to the high conductive material. 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 spectrum, 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. It should additionally be mentioned here that the penetration depth of the electromagnetic wave in the highly conductive material generally about the so-called "skin depth" and corresponds to a characterization of highly conductive materials 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 given in the 1998 "Handbook of optical constants of solids II", editor D. Palik, Academic Press,. Same applies to electromagnetic conductivities of various 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 electro-conductivity as defined above, usually having 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 is the specific electrical resistance at the 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 typically will be characterized by a specific electrical resistance of 20 0 C for less than about 1 • 10 - 4 is ohm cm. Dieses Kriterium wird z. B. durch zahlreiche Metalle, wie Gold, Kupfer, Silber, Chrom, Aluminium, aber auch durch Legierungen, wie z. B. Messing oder Edelstahl erfüllt. This criterion is satisfied, for example, by numerous metals, such as gold, copper, silver, chromium, aluminum, but also alloys such as brass or stainless steel. Spezifische Widerstände und elektrische Leitfähigkeiten verschiedener Materialien sind dem Fachmann bekannt. Specific resistance and electrical conductivity of various 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. Furthermore individual resistivities of Table 4-2, page 227 of the textbook "Physics for Engineers" Herring, 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 security element according to the invention can be brought about, and the criterion for the k 2 / n> 1 in connection with the electro-conductivity is satisfied (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 comprises a one-or two-dimensional lattice structure of a periodic arrangement of a plurality of grid elements, the lateral dimensions and / or lateral distance is less than the test wavelength. 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 maschinell auf Echtheit prüfen lassen, deren Beugungseigenschaften andererseits für potentielle Fälscher nur schwer erkennbar und nachahmbar sind. Under a periodic array of grid elements is in addition each arrangement understood enough the periodicity of the Handbook of Mathematics "Bronstein, Semendjajew, 25th edition, cited definition., The the lattice structure forming grid elements are thus arranged regularly, ie the grid elements have, for example regarding their distance from a recurring interval. Further, by the term "periodic arrays" and "almost periodic arrays" captured. Among a fastperi-odic arrangement is understood to any arrangement in addition, not exactly, but only approximately periodic. too, such arrangements can not expand to a large deviation from a periodic arrangement of the effect of the security element according to the invention wherein. The sub-wavelength structures of the security element have characteristic diagram diffraction characteristics in the zeroth diffraction order, which can be checked on the one hand with a low cost machine for authenticity, the diffraction properties of the other for potential forgers are difficult to see and imitate.

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 of 2 less 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 designed in particular to a visual verification machine with light from the visible spectrum, 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 authentication can be performed with monochromatic light or with polychromatic matic light that contains the specified test wavelength or the specified Prüfwellenlängen.

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 the incident stimulating during the authentication process under one light Oberflächenpolaritonen predetermined test angle 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 determined by this explanation, the current understanding of the physical background of the invention, the unused effects is discussed 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, 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, in one application of the security element on an opaque support is suitably used a reflection grating, whilst serving as a see-through element when using a transmission grating.

Die Gitterelemente sind in einer vorteilhaften Erfindungsvariante durch pa- rallele, hochleitfähige Gitterlinien gebildet, um eine eindimensionale periodische Gitterstruktur zu bilden. The grid elements are formed in an advantageous variant of the invention by pa-lel, highly conductive grid lines 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 shafts length. In einer Weiterbildung dieser Erfindungsvariante weist die Gitterstruktur innerhalb einer Periode eine Unterstruktur auf. In a development of this variant of the invention, the lattice structure within a period of a sub-structure.

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 advantageous variant of the invention also the grating elements are constituted by regularly spaced perforations in an otherwise continuous highly conductive surface layer, 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 spacing of the perforations can be less 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 is from 0.5 to 2, in particular about 1.0. Die Wellenlängen- und Winkelbereiche mit charakteristischen Beugungseigenschaften sind dann besonders scharf und deutlich ausgebildet. The wavelength and angular ranges with characteristic diffraction properties are then formed very 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 of these embodiments, the thickness of the surface layer ran 50-2 microns, preferably between 100 and ran 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 is preferably a highly conductive layer of metal, especially one of the metals gold, silver, copper, aluminum or chrome.

Selbstverständlich kann das hochleitende Material auch eine Mischung verschiedener Materialien sein, so z. B. eine Legierung aus zwei oder mehr als zwei Metallen. Of course, the high conductive material may also be a mixture of different materials, such as 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 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 described in this application is the possibility to produce 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 described optical verification may also be performed, if 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. Inter alia, as dielectric, glass or plastics are also suitable, wherein, in the latter case, the security element advantageously comprises a plastics 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 film are particularly PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), PEN (polyethylene), PP (polypropylene), PA (polyamide) and PE (polyethylene) into consideration. Die Folie kann ferner monoaxial oder biaxial gereckt sein. The film may also be stretched monoaxially or biaxially. Die Reckung der Folie führt unter anderem dazu, dass sie polarisierende Eigenschaften erhält, die als weiteres Sicherheitsmerkmal genutzt werden können. The stretching of the foil leads, among other things, that it receives polarizing properties that can be used as an additional safety feature. Die zur Ausnutzung dieser Eigenschaften erforderlichen Hilfsmittel, wie Polarisationsfilter, sind dem Fachmann bekannt. The tools necessary for the utilization of these properties, such as polarization filter are known in the art.

Als Dielektrikum ist auch Papier, insbesondere Baumwoll- Velinpapier, denkbar. As the dielectric is paper, especially 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 also be used, which comprises a polymeric material fraction x in the range of 0 <x <100 weight -% contains.

Zweckmäßig kann es auch sein, wenn das Dielektrikum ein mehrschichtiger Verbund ist, der wenigstens eine Schicht aus Papier oder einem papierarti- gen Material aufweist. It may also be expedient if the dielectric is a multilayer composite comprising at least one layer of paper or a material papierarti-tions. Weitere Dielektrika können der Internetseite „http://wikipedia.org/ wiki/Spezifischer_Wid erstand" entnommen werden. Other dielectrics from 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 design reasons, the security element can be combined with a visually verifiable human trait. 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 verifiable human trait and not be visible to the normal user without further than machine verifiable security feature.

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

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, wherein a layer is provided from a highly conductive material having a one-or two-dimensional lattice structure composed of a periodic arrangement of a plurality of grid elements, the 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. The invention further includes a disk, especially a branded product or a document of value, such as a banknote, a pass, a great-proclaim, a band, an identification card or the like, 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 may 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 panel can be punched out with advantage from the media 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. B. der Papierherstellung. Of course, it is generally also conceivable to form the panel, before application of the security element, and that for the purposes of example, WO 03/054 297 A2 during manufacture of the disk substrate, such as paper making.

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 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 illumination geometry is defined for checking the authenticity,

b) die hochleitfähige Schicht des Sicherheitselements mit Licht der zumindest einen festgelegten Prüfwellenlänge unter der zumindest einen festlegten Beleuchtungsgeometrie beaufschlagt wird, b) highly conductive layer of the security element with light of the at least one set at least one of the test wavelength set stored 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 reflected or transmitted light of 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) evaluate 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 variant of the method) is thereby detects the reflected light 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 embodiment, in step c), the light transmitted in the zero diffraction order light is detected.

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 embodiment, in step a) at least two different test are defined wavelengths, in step c) for at least two fixed Prüfwellenlängen detects the light intensities and compared in step d) with each other, it is concluded that the authenticity of the security element, when the light intensity is reduced by at least one of the Prüfwellenlängen over a specified extent.

Die Flächenschicht kann dabei in Schritt b) gleichzeitig oder nacheinander mit Licht der zumindest zwei verschiedene Prüfwellenlängen beaufschlagt werden. The surface layer can be) simultaneously or sequentially exposed to the light of at least two different Prüfwellenlängen 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 embodiment of the method according to the invention at least two different illumination angles are in step a) determined in step c) detects the light intensity when exposed from the at least two fixed lighting angles and compared in step d) with each other, on the authenticity of the security element ge- castles is, when 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, is measured in step c) with an appropriate 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 embodiment, the high conductive layer is preferably applied in step b) with polarized light of a fixed probe wavelength, and will) detects the polarization direction of the light reflected or transmitted 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 also comprises a device for automatic optical authenticity of a security element of the type described, comprising at least one light source for exposing the layer of a highly conductive material to be tested security element with light at least in a specified test wavelength under at least one set 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 light from the high conductive layer, 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 for at least as long a specified test and / or at least one fixed loaded illumination geometry, and judging the authenticity of the test security element 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 Prüfwellenlängen, 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 acting upon the high conductive layer of the security element is designed with light from at least two different angles of illumination, and it is a position-sensitive detection means, 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 embodiment for checking the authenticity by using the polarization conversion in the beam path between the light source and the security element to be tested, a first polariser, and is provided in the beam path between the candidate security element and the detection means in the reverse direction to the first polarizer oriented second polarizer.

Selbstverständlich lassen sich die beschriebenen Sicherheitselemente mit weiteren visuellen und/ oder maschinenlesbaren Sicherheitsmerkmalen kombinieren. Course can be combined with other security elements described visual and / or machine-readable security features. 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. For example, the high conductive layer may be, for example, with other functional layers, such as polarization, phase-shifting, conductive, magnetic, or luminescent layers provided, 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 to embed 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. Other exemplary embodiments and advantages of the invention will be explained with reference to the figures, was omitted in its representation on a tailor-stabs and proportion faithful reproduction to increase their clarity.

Es zeigen: In the drawings:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement, Figure 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°, Figure 2 shows a detailed view of a section of the security element of Figure 1, Figure 3 shows schematic transmission curves showing the intensity I of the transmittier th through inventive security element light depending on the wavelength λ, in (a) for normal incidence 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, In Figure 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, Figure 5 is a security element having a one-dimensional periodic grating structure according to a further embodiment of the invention,

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

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 in a 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. Figure 7 (a) a test apparatus for measuring the reflection and polarization conversion in (b), designed for measuring the polarization conversion in transmission testing device.

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. Figure 1 shows a schematic diagram of a bill 10, which has an inventive security element 12 for mechanical optical authentication. 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 is indeed a machine designed primarily for checking the authenticity, however, for design reasons, be granted and / or to further increase the security against forgery with a human characteristic, such as a hologram, combined.

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 shown in Figure 2 more detailed plan view of a cut-out of the security element 12 12 has the security element is a layer 20 of a highly conductive / highly conductive material, in particular 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. die Flächenschicht weist im Wesentlichen in der gesamten durch das Sicherheitselement 12 definierten Ebene E eine sehr hohe Leitfähigkeit auf. That is, the surface layer has a very high conductivity is substantially throughout the period defined by the security element 12 on the plane E. In Fig. 2 wird die Ebene E durch die beiden Vektoren ei und β2 definiert. In Figure 2, the level E by the two vectors a and β2 defined.

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

Quadratgitter, es kommen jedoch auch alle anderen dem Fachmann bekannten periodischen Anordnungen in Betracht. Square grid, but are also known in the art any other periodic arrangements considered. Wesentlich für die vorliegende Erfindung sind der Durchmesser und der Abstand der Mikroperforationen 22. Essential to the present invention, the diameter and spacing of the microperforations 22 are 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. At least one of the two values according to the invention is below the wavelength of light used for the verification, so that the micro-perforations forming a Subwellenlängenstruktur, which, as explained in detail below, typical properties shown in the zeroth 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, occur already in the zeroth diffraction order, security elements of the invention can be tested mechanically 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. In addition, previously known optical security features obvious Beugungsei properties and are therefore easier to imitate than subwavelength structures of the present invention, the diffraction properties are difficult to recognize and imitate in the zeroth 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 special diffraction properties of highly conductive layers with subwavelength structures can be detected in the automatic authentication by transmission measurements, reflectance measurements or by measuring the polarization conversion, since, as explained further in detail below, for certain wavelengths each 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 a particular explanation, the effects described in this application are currently interpreted as resonance effects of the highly conductive layer with certain properties of the surface layer (geometry, arrangement, material properties) for certain wavelengths and illumination angle of the incident probe light occurring system. 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 currently explained by the excitation of Oberflächenpolaritonen in the highly conductive layer which may occur when a transfer of momentum of the incident photons is ensured in the Oberflächenpolaritonen and a component of the electric field of the incident radiation is perpendicular to the surface of the highly conductive layer. 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 the high-electron-conductive layer are generally referred to as Oberflächenpolaritonen or as surface plasmon.

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. Due to the formation of electromagnetic waves at the interface, 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 propagation of the surface waves caused increased losses in the high-ohmic conductive layer. 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 the spreading Beugungsordnun-tions, so that was Polaritonenanregung 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. Chenpolaritonenanregung surface can therefore a one or two dimensional periodicity of transmission gratings and lead to an increase in 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 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 position of these resonant wavelengths is also characteristic of the geometry of the grid structure, in particular its thickness and 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 characteristics of inventive security elements with sub-wavelength structures is based on the schematic transmission curves 30, 32 of Figure 3 illustrates that the intensity I of the light transmitted through an inventive security element light for normal incidence θ = 0 ° (Figure 3 (a)), and an incident angle θ = θo, for example, θ = 0.5 ° (Fig. 3 (b)) as a function of the wavelength λ expand.

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 Figure 3, the transmission 32 through the security element at the slightly oblique angle of incidence θo at a resonant wavelength λ 2 is a characteristic depression 34, while at normal incidence angle does not significantly decreased 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 As part of the explanation given above the sink 34 can be explained at oblique incidence of light through the excitation of Oberflächenpolaritonen then possible, while the photons at normal incidence have no component perpendicular to the surface of the surface layer 20 and therefore no momentum to 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. Tests have shown that the position of the resonance wavelength X 2 does not only depend on the grating period of the grating elements, but also highly dependent on the surface geometry and the material properties of the layer 20 so that it is extremely difficult for a potential cases, shear the characteristic diffraction properties of a given security element replicate.

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. The mechanical optical authenticity of such a security element, as in Figure 4 (a) illustrates, for example, be characterized in that first a lighting angle, and two test are defined as length, for example the slightly oblique incidence angle θ 0 to the designated X 1 and λ 2 wavelengths of Figure 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. Then, the high conductive layer of the security element 40 is a light source 42 of the fixed illumination angle θo successively or simultaneously subjected to light of two Prüfwellenlängen A 1 and X 2 and the transmission of the zeroth order of diffraction is detected by a wavelength sensitive detector 44th 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. By comparing the transmitted Prüfwellenlängen wherein Xi and X 2 are the light intensities I i and I 2, the genuineness of the security element can then be evaluated 40th 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 Figure 3, shows an inventive security element at the wavelength compared to the wavelength X 2 X 1 a significantly reduced transmission, while a security element imitated this characteristic reduction in the transmission will not have. 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, in a ratio I2/I1 can <Ithres with a suitable threshold Wes will be closed on the authenticity of the security element, while I2/I1 ≥ Ithres imitated indicates a security element.

Eine weitere Möglichkeit der Echtheitsprüfung ist in Fig. 4(b) illustriert. A further possibility of verification is illustrated in Figure 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. To instead define an angle of illumination and two different Prüfwellenlängen the authenticity test can θi and Θ2 also at a fixed wavelength, for example, when referred to in Figure 3 with λ 2 wavelength, and two predefined angles of illumination, for example, θi = 0 ° (normal incidence) and Θ2 = θo (see Figure 3) are carried out. 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 respective angles of incidence by the security element 40 zero order of diffraction is detected by a position-sensitive detector 46, for instance 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 in Figure 3, shows an inventive security element at the wavelength Ä2 at the incident angle Θ2 compared with the angle of incidence θi a significantly reduced transmission, while a security element imitated this characteristic reduction in the transmission will not have. 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, in a ratio I2/I1 can <Ithres be closed with a suitable threshold Ithres to the authenticity of the security element, while I2/I1 ≥ Ithres imitated indicates a security 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 illumination can be performed by two separate light sources 42 in this embodiment, or else a surface 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 variants examination receive transmittier zero-th diffraction order, and the reflected zero order of diffraction can be used for authenticity testing. 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 Subwellenlängenstruktur of Figure 2, the surface layer 20 is preferably a metal layer of gold, silver, copper, aluminum or chrome having a thickness t of 50 ran, and 2 microns, in the exemplary embodiment by a silver layer having a thickness of 200 nm, formed- det. Die Mikroperforationen 22 weisen einen Durchmesser d zwischen etwa 50 nm und 1 μm, im Ausführungsbeispiel von 200 nm, auf. The microperforations have a diameter d 22 of 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 this embodiment at 900 nm, it has been-found out to be advantageous for the sharpness of the areas of extraordinary reflection or transmission, when the ratio of the layer thickness t to the diameter d of the perforations t / d is between 0.5 and 2, particularly about 1, values are not excluded, of course, outside of 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 configurations 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, the embodiment of Figure 5 shows a security element 50, in which a carrier sheet 52 is a plurality of parallel metallic grid lines is 54 applied. 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 the design shown in Figure 2, the grid elements are formed by the micro 22, that is by non-conductive spaces in an otherwise highly conductive layer, the grid elements in the design of Figure 5 are reversed is formed by high conductive grid lines 54, between which, that is in the interspaces, non-conductive regions are present. Bei der Ausführungsform der Fig. 5 wird die hochleitfähige Schicht demnach durch die hochleitenden Gitterlinien 54 gebildet. In the embodiment of Figure 5, the highly conductive layer is thus formed by the highly conductive grid lines 54th 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. By means of the vectors e, i and e 2 fixed plane E of this security element comprises a highly conductive layer having a very high conductivity for the purposes of the invention, substantially only in the direction of the vector e2. 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 with the embodiment shown in Figure 2 therefore, the plurality of grid lines 54 which are oriented in the direction of the vector and e2 constituting the high 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. The width b of the grating lines 54 and / or the grating period ao invention are below the wavelength of light used for authenticity testing 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 If the grid structure of Figure 5 at an incident angle θo charged with p-polarized light 56 whose electric field vector 58 being perpendicular to the grid lines 54, so can search for the explanation given above, in optical wavelength λ which is 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 only the zeroth diffraction order reflected or transmitted pagieren pro. Die ersten evaneszenten Ordnungen regen in der Gitterstruktur Oberflächenpolaritonen an, wenn die Bedingung The first evanescent orders of 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 the wave vector of the incident light in vacuum, and G = 2π/ao denotes a reciprocal lattice vector.

Eindimensionale Gitterstrukturen können innerhalb einer Periode auch eine Unterstruktur aufweisen, wie anhand von Fig. 6 veranschaulicht. One-dimensional lattice structures within a period also have a sub-structure, as illustrated by means of Figure 6. Fig. 6(a) zeigt zunächst eine einfache Gitterstruktur 60 mit einem Schlitz 62 der Breite d innerhalb der Periodenlänge ao. Figure 6 (a) first shows a 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 guide line 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 designs with three or five slots 62 equal width d within a perio-edge length, so having a substructure within a period length, of course, a different number of slots and different slit widths considered 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 so that they are smaller than the wavelength of light used for 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 may have a higher transmittance at specific resonant wavelengths or narrow depressions in areas of excessive resonant 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 can be increased or reduced transmission, as already explained in connection with Figure 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 one-dimensional periodicity open beside another opportunity for testing the authenticity 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 one-dimensional lattices with a periodicity that is causing the current knowledge of incident in appropriate conditions, a rotation of the polarization plane of the diffracted light 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 schematically in Figure 7, demonstrated.

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. When in ausgeleg th reflection on a measurement of the polarization conversion tester of Figure 7 (a), the incident light 72 to be tested before application of the security element 70 through a first polarizer 74 is p-polarized. 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 reflected light 70 from the security element 76 passes through an orienting-th in the reverse direction to the first polarizer, the second polarizer 78 to a detector 75 which detects the intensity of the light transmitted through the second polarizer 78 s-polarized light.

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 tested security element 70, an inventive sub-wavelength structure having a one-dimensional periodicity, the result is due to the described polarization conversion at increased detector signal, wherein the maximum signal strength is obtained when the grating vector of the grating structure in a 45 ° angle to the incident plane 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. Against a threshold at a higher intensity signal can therefore be concluded that stimulation of Oberflächenpolaritonen and thus the authenticity of the audited security element.

Statt in Reflexion kann die Polarisationskonversion auch in Transmission geprüft werden, wie in Fig. 7(b) gezeigt. Instead of reflecting the polarization conversion can also be checked in transmission, as shown in Figure 7 (b). Das einfallende Licht 82 läuft dabei durch einen ersten Polarisator 84 und das zu prüfende Sicherheitselement 80. The incident light 82 thereby passes through a first polarizer 84 and the security element 80 to be tested Das transmittierte Licht 86 gelangt über einen zweiten in Sperrrichtung zum ersten Polarisator orientierten Polarisator 88 zum Detektor 85. The transmitted light 86 passes through a second polarizer in the reverse direction to the first polarizer 88 to the detector 85 based 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. Again, 80 can be closed on the excitation of Oberflächenpolaritonen and thus the authenticity of the security element 80 to be tested from an increased detector signal at a corresponding position of the security element.

Citazioni di brevetti
Brevetto citato Data di registrazione Data di pubblicazione Candidato Titolo
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WO2004077468A2 *24 feb 200410 set 2004Giesecke & Devrient GmbhSafety element
WO2005037570A2 *8 set 200428 apr 2005Giesecke & Devrient GmbhSecurity element with a liquid crystalline material
WO2006066803A1 *16 dic 200529 giu 2006Giesecke & Devrient GmbhCard-shaped data carrier
DE19651101A1 *9 dic 199610 giu 1998Giesecke & Devrient GmbhVorrichtung und Verfahren zur Detektion von fluoreszentem und phosphoreszentem Licht
DE102005030288A1 *29 giu 20054 gen 2007Giesecke & Devrient GmbhBanknotes verifying method, involves determining change of polarization of light derived from banknotes and closing light in presence of window based on occurrence of change of polarization, where polarization change is caused by banknotes
EP0466119A2 *9 lug 199115 gen 1992GAO Gesellschaft für Automation und Organisation mbHApparatus and method for checking documents
US20040229022 *16 mag 200318 nov 2004Eastman Kodak CompanySecurity device with specular reflective layer
Classificazioni
Classificazione internazionaleB42D15/10, G07D7/12, B42D15/00
Classificazione cooperativaB42D15/0013, B42D15/10, G07D7/124
Classificazione EuropeaB42D15/00C, B42D15/10, G07D7/12P
Eventi legali
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6 ott 2009NENP
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9 apr 2009DPE1
26 mar 2009DPE1
26 nov 2008121
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