EP1319220B2 - Sicherheitssystem, insbesondere für wertdokumente - Google Patents

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EP1319220B2
EP1319220B2 EP01960674.8A EP01960674A EP1319220B2 EP 1319220 B2 EP1319220 B2 EP 1319220B2 EP 01960674 A EP01960674 A EP 01960674A EP 1319220 B2 EP1319220 B2 EP 1319220B2
Authority
EP
European Patent Office
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security
pattern
verification
security element
verification element
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP01960674.8A
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English (en)
French (fr)
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EP1319220B1 (de
EP1319220A1 (de
Inventor
Irina Menz
Günther Dausmann
Benedikt Ahlers
Arnim Franz-Burgholz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
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Publication date
Family has litigation
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Application filed by Giesecke and Devrient GmbH filed Critical Giesecke and Devrient GmbH
Publication of EP1319220A1 publication Critical patent/EP1319220A1/de
Publication of EP1319220B1 publication Critical patent/EP1319220B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/128—Viewing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29—Securities; Bank notes
    • G—PHYSICS
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    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/003—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using security elements
    • G07D7/0032—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using security elements using holograms
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
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    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/20—Testing patterns thereon
    • G07D7/202—Testing patterns thereon using pattern matching
    • G07D7/207—Matching patterns that are created by the interaction of two or more layers, e.g. moiré patterns

Definitions

  • the invention relates to a security system, in particular for the authenticity verification of value documents, which consists of a security element and a verification element, which make information hidden by surface contact visible to one another, and corresponding security elements, verification elements and value documents.
  • the invention further relates to methods and apparatus for reading the hidden information.
  • a self-verifying value document which generally carries unrecognizable information at a location under normal observation.
  • a verification element is applied, which can be made to coincide with the security information carrying the hidden information by folding the value document so that the hidden information becomes visible.
  • a text written in microwriting in the security element is increased by means of an optical lens as a verification element when the verification element is brought to coincide with the security element by folding the value document.
  • the security element and the verification element are designed such that they produce a so-called moiré pattern when covering the verification element with the security element.
  • both the security element as well as the verification element comprise a polarization element. With appropriate regionally different orientation of the polarization plane information can be made visible in this way.
  • the DE 197 29 918 A shows a banknote with a security feature and a verification element for verifying this security feature, wherein at least one verification element and at least one security feature verifiable with this verification feature are integrated into the banknote at different locations. The verification element and the security element are superimposed for verification.
  • the security or verification elements have an even higher degree of counterfeit security, so that on the one hand value documents can be made even more secure against forgery and the authenticity verification.
  • a security system comprises a planar security element which is arranged in a carrier plane.
  • the security element comprises a hologram carrier, which reconstructs a pattern holographic way, which lies outside the carrier plane under the incidence of light. Hidden information is stored in this pattern.
  • the security system according to the invention comprises an at least partially transparent verification element which makes the information concealed in the pattern holographically generated by the security element readable when the security element is touched flat when exposed to light.
  • a document of value or bill is thus at one point a security element.
  • This security element is a hologram carrier.
  • the hologram contained in it produces a light opposite the document to be secured offset image or pattern, which may be two-dimensional or three-dimensional.
  • hidden information is stored. This hidden information, which is now at a distance from the document, can be read out with a verification element.
  • the hidden information is thus not applied directly to the value document as in the case of known security features, but is only generated at a distance from the value document by holographic means.
  • the hologram of the security element makes the counterfeiting significantly more difficult.
  • the information stored in the holographically generated pattern can only be made visible by the verification element.
  • the security element includes a hologram that generates a phase modulated pattern when illuminated.
  • the hidden information can be stored in such a way that the phase of the light in the area of the hidden information is different from the phase of the surrounding areas of the pattern.
  • the verification element is then configured to convert this phase modulation to visible amplitude modulation. This is z. B. in a known manner by the phase contrast method or the Schlieren method possible.
  • the verification element comprises a hologram which reconstructs a corresponding pattern under incident light, which generates the necessary for the conversion of the phase modulation in an amplitude modulation optical light pattern.
  • the security element can be designed such that it generates a holographically generated pattern when the light is incident, but does not have a constant distance from the carrier plane.
  • the verification element must take into account this circumstance by appropriately adapted spatial frequencies. In such an embodiment, no information is visible in the level of the value document. Only the holographic reproduction produces the pattern in which the hidden information is stored. This pattern does not represent a plane but is at a varying distance from the plane of the security element. This changing distance can only be with help of the verification element are compensated. In addition, the information is additionally hidden, in which they in the holographically generated, non-planar pattern z. B.
  • the verification element has different tasks. On the one hand, it compensates for the different distance of the holographically generated pattern from the carrier plane. On the other hand, it makes the information hidden in the holographically generated pattern visible.
  • the holographically generated pattern which results from incident light on the security element, may have different distances from the carrier plane.
  • a 3D hologram can be generated.
  • a bill can be in a 3D hologram, which generates a pattern in only a small distance from the carrier plane, keep the blur within tolerable limits.
  • the information stored in the holographically generated pattern resulting from incident light on the security element can be read out with an external verification element.
  • both the verification element and the security element are applied to one and the same value document.
  • the elements can then be brought to coincidence in order to make the hidden information visible. In this way, a self-verifying system is possible.
  • the same effect can be achieved by juxtaposition of two bills in a corresponding orientation.
  • the pattern reconstructed by the incidence of light on the security element can be virtual or even real, ie can be imaged on a screen.
  • a security element for use in a security system according to the invention comprises a hologram structure which reconstructs a pattern with hidden information outside the carrier plane when holographically incident.
  • a verification element for use with a security system according to the invention serves to visualize the hidden information which is reconstructed by a security element outside the carrier plane of the security element when light is incident.
  • the verification element is at least partially transparent.
  • the verification element may carry another security feature. It can, for.
  • another hologram structure may be applied which produces another image superimposed on the hidden information like a background.
  • a value document according to the invention comprises a security element and / or a verification element.
  • the security system according to the invention can be designed so that it makes the hidden information with appropriate coverage of the verification element and the security element with appropriate incidence visible to the naked eye.
  • a device that allows the verification machine comprises a device which brings the security element with a verification element to cover.
  • the verification element may be part of the device or be applied to the object to be verified itself and be brought by machine folding with the security element to coincide.
  • a lighting device is provided which illuminates the security element and verification elements brought to cover.
  • the hidden information is visible and readable by means of a read-out device.
  • This can be z.
  • B. be a corresponding brightness detector that can detect differences in brightness in the hidden information.
  • the read-out device may comprise a camera which allows image processing and evaluation of the image of the hidden information.
  • Fig. 1 is a value document 1, such as a banknote, with a verification element 3 and a security element 5 shown.
  • the verification element is indicated by hatching.
  • the security element 5 comprises a hologram carrier.
  • this hologram carrier generates a pattern outside the plane of the document 1 when light enters, e.g. B. the bill.
  • the thus holographically generated pattern advantageously has a distance 7 of 100 to 300 ⁇ m from the surface of the bill 1.
  • the reference numerals 1, 3, 5, 7 and 9 are generally used in the following for various embodiments.
  • the security element 5 In an embodiment in which the verification element 3 carries a line grid, the security element 5 generates a holographic pattern upon incidence of light, which is likewise modulated in a strip shape. If one brings a verification element 3 with the security element 5 to cover, the line grid of the verification element has a distance from the holographically generated pattern. In this way, by tilting z. For example, the area below the line grid can be made visible or by vertical viewing direction the area between the line grid of the verification element 3. In this way, tilting effects can be generated, which are otherwise visible only in the presence of an actual distance between the grid pattern and the image plane.
  • Fig. 7 Such an embodiment is schematically visible in the side sectional view. Shown is a folded bill 1, have been brought in the verification element 403 and security element 5, 405 to cover. This is the position during the read-out process.
  • the term "readout” is generally used in this specification for verification, whether by the naked eye or by machine.
  • the verification element With appropriate incidence of light reconstructed from the hologram of the security element 5, 405 at a distance 7 from the contact plane 9, a holographically generated pattern 400.
  • the verification element is transparent and with a z. B. printed strip pattern provided. Due to the distance 7, the region of the holographically generated pattern 400, which is visible through the stripe pattern of the verification element 3, 403, depends on the viewing direction on the security element 5, 405. ever looking direction can z. B. the area below the stripe pattern 3, 403 be visible, or the area between the strip of the verification element 3, 403rd
  • FIGS. 4 to 8 are indicated by short vertical lines on the bill 1, in which area the verification element and the security element are located. Of course, these are not objective characteristics.
  • the FIGS. 4 to 8 not to scale. In particular, for example, the distance 7 is much smaller. Verification element and security element are directly adjacent to each other and are preferably not thicker than the bill. 1
  • the security element 5, which is in FIG. 1 is visible, can also be a hologram carrier, which generates a phase-modulated pattern outside the plane of the bill 1 upon incidence of light.
  • the verification element 3 is an element that converts this phase modulation into an amplitude modulation. Is this phase modulation z. B. in the form of the letters OK, by stacking the verification element 3 with the security element 5, as it is in FIG. 2 is shown, the hidden information "OK" 6 visible to the eye 8.
  • the verification element 3, 203 generates a line pattern upon incidence of light in the same plane outside the bill 1, when the verification element 3, 203 and security element 5, 205 lie on one another.
  • the line patterns are set to give a moiré pattern, as is known for the superposition of actual line patterns.
  • this moiré pattern information can be stored by appropriate arrangement of the holographically generated lines, so that z. B. again the font "OK" is recognizable.
  • the security element 5,105 can also produce a pattern 100 outside the plane of the bill 1, which is made visible by means of a lens structure 102 in the verification element 3, 103, z. B. by magnification, see Fig. 4 ,
  • a certain distance 7 from the lens structure of the pattern to be imaged is necessary, which according to the invention is obtained by the holographic reconstruction of the pattern 100.
  • the lens structure 102 thus does not need to have a certain thickness, as usual, to produce this distance from the object to be imaged.
  • Possible is z. B. a lenticular lens structure.
  • a simple other embodiment comprises a security element 5, which is outside the plane of the Bill 1 reconstructs a holographically generated pattern in the event of light, which carries only a portion of information that is not meaningful on its own.
  • the verification element 3 comprises a comparable holographic structure which reconstructs in the same plane outside the bill 1 a holographically generated pattern representing the remaining part of the information. If now the verification element is brought into coincidence together with the security element and exposed to light, then both parts of the hidden information become visible and can be read out together.
  • the partial information generated holographically by illuminating the security element 5 may include parts of the letters O and K that are not per se recognizable as such.
  • the remaining remaining parts of the letters O and K are holographically generated by illuminating the verification element in the same place when the two elements come to rest on each other. In this way the whole picture becomes OK.
  • a security element 5, 305 which generates a pattern 300 holographically outside the plane 9 of the bill 1, which has different polarization in different areas. While z.
  • a security element 5, 305 which generates a pattern 300 holographically outside the plane 9 of the bill 1, which has different polarization in different areas. While z.
  • the verification element 3, 303 is a polarizing filter that is polarized perpendicularly. In this way, the horizontally polarized light from the regions of the holographically generated pattern corresponding to the letters O and K can not pass through the verification element 3, 303, so that they appear black.
  • the holographically generated distance 7 between the reconstructed pattern of the security element makes the forgery more difficult. Ordinary direct storage of the information on the bill is easier to imitate than a hologram having corresponding information in a staggered plane. In addition, the information is such that it can only be read out with the aid of the verification element. Without such a verification element, the holographically stored information is not recognizable. An even higher security against counterfeiting can be achieved if the holographically generated pattern 505 has no constant distance 7 from the banknote l, but z. B. reconstructed in a wavy surface or in a stepped surface, see FIG. 8 in the scheme. In turn the ripple is much smaller than shown. In such an embodiment, the verification element 3, 503 is designed such that it does not account for this non-constant distance, wherein this can be achieved by a corresponding spatial frequency of the verification element.
  • the necessary hologram structures for the above embodiments may, for. B. optically produced or computer generated in conventional ways. They can of course be provided in different places or even several times on the bill. Likewise, z. B. an arrangement in two opposite corners of the bill conceivable.
  • the security element can produce both a virtual and a real image that can be captured on a screen.
  • the verification element 3 is at least partially transparent. Thus, light can strike the security element through the verification element and make the holographic pattern stored behind the banknote 1 visible. Viewing this pattern through the verification element reveals the hidden information.
  • a security feature can still be provided on the verification element itself, for. B. another hologram structure that causes a different optical effect to further increase the security against counterfeiting.
  • the transparency of the verification element must remain sufficient that the hidden information can still be read.
  • FIG. 2 shows the read-out process.
  • Viewer 8 sees the collated bill 1.
  • the verification element 3 lying on the security element 5 makes visible the information hidden in the pattern holographically generated by the security element 5.
  • Fig. 3 schematically a mechanical arrangement for reading the security system is shown.
  • the bill 1 is folded by machine, so that verification element 3 and security element 5 come to rest on each other.
  • the bill folded in this way is brought into the beam path of a lighting device 10 with a light direction 12.
  • the light beam 12 passes through the verification element 3 on the security element 5, which in the Fig. 3 is not visible.
  • the holographically generated pattern is detected by the verification element 3, which is at least partially transparent, with the aid of the camera 14, z. B. a CCD camera, taken in direction 13.
  • the verification element 3 recognizes the hidden information that is visible in the holographically generated pattern.
  • the image thus generated with the visible hidden information is transmitted from the camera 14 z. B. a computer unit 16.
  • an evaluation of the image can be made, for. For example, a comparison with expected images to verify authenticity.
  • the light source 10 may also be arranged behind the folded bill 1.
  • a device for reading the verification element is not fixed on the bill, but in the machine itself and the bill 1 is moved with the security element 5 past it.
  • the security system according to the invention thus offers the advantage that the hidden information is stored in a pattern which is not in the plane of the bill or the value document 1. Instead, the pattern outside the value document 1 is holographically generated. This makes the counterfeiting significantly more difficult.
  • holographic displacement of the pattern with the hidden information enables verification by means of elements which normally must be some distance from the hidden information pattern, e.g. As lenticular lens structures or line grid with a tilting effect. In the invention, no increased thickness is necessary because the distance is generated holographically.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem insbesondere zur Echtheitsverifikation von Wertdokumenten, das aus einem Sicherheitselement und einem Verifikationselement besteht, die durch flächige Berührung miteinander versteckte Information sichtbar machen, und entsprechende Sicherheitselemente, Verifikationselemente und Wertdokumente. Die Erfindung betrifft weiterhin Verfahren und Vorrichtungen zum Auslesen der versteckten Information.
  • Dokumente, Urkunden, Banknoten, Ausweise, Plastikkarten etc. lassen sich mit Hilfe moderner hochauflösender Farbscanner sowie mit Hilfe von Farblaserdruckem bzw. Thermosublimationsdruckern detailgetreu und farbecht reproduzieren. Auch durch die allgemeine Erhältlichkeit von Farbkopierern ist es wesentlich einfacher geworden, hochwertige Fälschungen herzustellen.
  • Es besteht daher ein Bedürfnis, Dokumente, Ausweise, Banknoten, Wertpapiere, Plastikkarten etc. durch zusätzlich aufgebrachte Sicherheitsmerkmale fälschungssicher zu machen. Durch derartige Sicherheitsmerkmale kann zumindest bewirkt werden, daß die Herstellung einer qualitativ hochwertigen Fälschung stark verteuert wird. Als derartige Sicherheitsmerkmale sind Wasserzeichen, Seidenfäden, verschlungene Linienstrukturen, sowie die Verwendung besonderen Papiers bekannt. Auch das Aufbringen von metallisierten Prägehologrammen auf Banknoten, Kreditkarten und Euroscheckkarten hat sich inzwischen allgemein durchgesetzt.
  • Aus WO 98/15418 ist ein selbstverifizierendes Wertdokument bekannt, das an einer Stelle bei normaler Betrachtung in der Regel nicht erkennbare Information trägt. An anderer Stelle des Dokuments ist ein Verifikationselement aufgebracht, das durch Faltung des Wertdokuments mit dem die verborgene Information tragenden Sicherheitselement zur Deckung gebracht werden kann, so daß die verborgene Information sichtbar wird. Beschrieben ist z. B., daß ein in Mikroschrift geschriebener Text im Sicherheitselement mit Hilfe einer optischen Linse als Verifikationselement vergrößert wird, wenn das Verifikationselement mit dem Sicherheitselement durch Faltung des Wertdokuments zur Deckung gebracht wird. Möglich ist es auch, daß das Sicherheitselement und das Verifikationselement derart ausgestaltet sind, daß sie bei Überdeckung des Verifikationselements mit dem Sicherheitselement ein sogenanntes Moiré-Muster erzeugen. Durch entsprechende Ausgestaltung der in dem Verifikationselement bzw. Sicherheitselement enthaltenen Muster kann auf diese Weise Information in dem Moiré-Muster sichtbar gemacht werden. Schließlich kann sowohl das Sicherheitselement als auch das Verifikationselement ein Polarisationselement umfassen. Bei entsprechender bereichsweise unterschiedlicher Ausrichtung der Polarisationsebene kann auf diese Weise Information sichtbar gemacht werden.
  • Bei den derzeit immer sich verbessernden Kopier- und Fälschungstechniken besteht jedoch die Gefahr, daß derartige flächige Elemente keine ausreichende Fälschungssicherheit bieten. So kann z. B. erwartet werden, daß auch in Mikroschrift aufgebrachter Text mit einem Kopierer ausreichender Auflösung reproduziert werden kann. Ebenso können gegebenenfalls die Muster zur Erzeugung eines Moiré-Musters reproduziert werden.
  • Die DE 197 29 918 A zeigt eine Banknote mit einem Sicherheitsmerkmal und einem Verifikationselement zum Verifizieren dieses Sicherheitsmerkmals, wobei in die Banknote an unterschiedlichen Stellen mindestens ein Verifikationselement und mindestens ein mit diesem Verifikationselement verifizierbares Sicherheitsmerkmal integriert sind. Das Verifikationselement und das Sicherheitselement werden dabei zum Verifizieren übereinandergebracht.
  • Wünschenswert ist es also, daß die Sicherheits- bzw. Verifikationselemente einen noch höheren Fälschungssicherheitsgrad aufweisen, so daß zum einen Wertdokumente noch fälschungssicherer gemacht werden können und die Echtheitsverifikation zuverlässiger.
  • Diese Aufgabe mit wird einem Sicherheitssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer Verwendung eines Verifikationselements mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und einem Wertdokument mit den Merkmalen eines der Ansprüche 9 oder 10 erreicht.
  • Ein erfindungsgemäßes Sicherheitssystem umfaßt ein flächiges Sicherheitselement, das in einer Trägerebene angeordnet ist. Das Sicherheitselement umfaßt einen Hologrammträger, der unter Lichteinfall auf holographischem Wege ein Muster rekonstruiert, das außerhalb der Trägerebene liegt. In diesem Muster ist versteckte Information gespeichert. Weiterhin umfaßt das erfindungsgemäße Sicherheitssystem ein zumindest teilweise transparentes Verifikationselement, das bei flächiger Berührung des Sicherheitselements unter Lichteinfall die in dem durch das Sicherheitselement holographisch erzeugten Muster versteckte Information auslesbar macht.
  • Auf bzw. in dem zu sichernden Gegenstand, z. B. einem Wertdokument oder Geldschein befindet sich also an einer Stelle ein Sicherheitselement. Dieses Sicherheitselement ist ein Hologrammträger. Das darin enthaltene Hologramm erzeugt bei Lichteinfall ein gegenüber dem zu sichernden Dokument versetztes Bild bzw. Muster, welches zweidimensional oder dreidimensional sein kann. In dem Muster ist eine versteckte Information gespeichert. Diese versteckte Information, die sich nun in einem Abstand von dem Dokument befindet, kann mit einem Verifikationselement ausgelesen werden.
  • Die versteckte Information ist also nicht wie bei bekannten Sicherheitsmerkmalen direkt auf dem Wertdokument aufgebracht, sondern wird auf holographischem Wege erst in einem Abstand von dem Wertdokument erzeugt. Das Hologramm des Sicherheitselements erschwert die Fälschung signifikant. Im Gegensatz zu bisher bereits als Sicherheitselement eingesetzten Hologrammen ist die Information, die in dem holographisch erzeugten Muster gespeichert ist, jedoch erst durch das Verifikationselement sichtbar zu machen.
  • Auf diese Weise wird ein sehr viel besserer Fälschungsschutz erreicht. Zudem ist die Information ohne Verifikationselement nicht erkennbar und somit nicht kopierbar.
  • In dem Sicherheitssystem umfaßt das Sicherheitselement ein Hologramm, das bei Beleuchtung ein phasenmoduliertes Muster erzeugt. Die versteckte Information kann dabei derart gespeichert sein, daß die Phase des Lichts im Bereich der versteckten Information eine andere ist, als die Phase der umgebenden Bereiche des Musters. Das Verifikationselement ist dann derart ausgestaltet, daß es diese Phasenmodulation in eine sichtbare Amplitudenmodulation umwandelt. Dies ist z. B. in bekannter Weise durch das Phasenkontrastverfahren oder das Schlierenverfahren möglich.
  • Dabei umfaßt auch das Verifikationselement ein Hologramm, das ein entsprechendes Muster unter Lichteinfall rekonstruiert, das die zur Umwandlung der Phasenmodulation in eine Amplitudenmodulation notwendigen optischen Lichtmuster erzeugt.
  • Um eine noch größere Fälschungssicherheit zu erlangen, kann das Sicherheitselement derart ausgestaltet sein, daß es unter Lichteinfall ein holographisch erzeugtes Muster erzeugt, das jedoch keinen konstanten Abstand von der Trägerebene hat. Das Verifikationselement muß diesem Umstand durch entsprechend angepaßte Ortsfrequenzen Rechnung tragen. Bei einer solchen Ausgestaltung ist keine Information in der Ebene des Wertdokuments sichtbar. Erst durch die holographische Reproduktion wird überhaupt das Muster erzeugt, in dem die versteckte Information gespeichert ist. Dieses Muster stellt keine Ebene dar, sondern hat einen wechselnden Abstand von der Ebene des Sicherheitselements. Dieser wechselnde Abstand kann nur mit Hilfe des Verifikationselements ausgeglichen werden. Zudem ist die Information noch zusätzlich verborgen, in dem sie in dem holographisch erzeugten, nicht ebenen Muster z. B. nur als Phasenmodulation, Polarisationsmodulation oder Linienmuster zur Erzeugung eines Moiré-Musters gespeichert ist. In diesem Fall hat das Verifikationselement also verschiedene Aufgaben. Zum einen gleicht es den unterschiedlichen Abstand des holographisch erzeugten Musters von der Trägerebene aus. Zum anderen macht es die in dem holographisch erzeugten Muster versteckte Information sichtbar.
  • Das holographisch erzeugte Muster, das durch Lichteinfall auf das Sicherheitselement entsteht, kann verschiedene Abstände von der Trägerebene haben. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Größenordnung von einigen 100 µm, vorteilhafterweise 100 bis 300 µm. Auf diese Weise läßt sich ein 3D-Hologramm erzeugen. Trotz der Schwierigkeiten, die sich beim Aufbringen bzw. Einbringen eines Hologramms auf die rauhe Oberfläche z. B. eines Geldscheins ergeben, läßt sich bei einem 3D-Hologramm, das ein Muster in nur so geringem Abstand von der Trägerebene erzeugt, die Unschärfe in tolerierbaren Grenzen halten.
  • Die Information, die in dem holographisch erzeugten Muster gespeichert ist, das durch Lichteinfall auf das Sicherheitselement entsteht, kann mit einem externen Verifikationselement ausgelesen werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn auf ein und demselben Wertdokument sowohl das Verifikationselement als auch das Sicherheitselement aufgebracht sind. Durch entsprechendes Falten des Wertdokuments können die Elemente dann zur Deckung gebracht werden, um die versteckte Information sichtbar zu machen. Auf diese Weise ist ein selbstverifizierendes System möglich. Bei entsprechender Anordnung der Elemente auf den Geldscheinen kann derselbe Effekt auch durch Aufeinanderliegen zweier Geldscheine in entsprechender Ausrichtung erreicht werden.
  • Das durch Lichteinfall auf das Sicherheitselement rekonstruierte Muster kann je nach Ausgestaltung virtuell oder auch reell, also auf einem Schirm abbildbar, sein.
  • Ein Sicherheitselement zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem umfaßt eine Hologrammstruktur, die bei Lichteinfall auf holographischem Wege ein Muster mit einer versteckten Information außerhalb der Trägerebene rekonstruiert. Ein Verifikationselement zum Einsatz mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem dient der Sichtbarmachung der versteckten Information, die von einem Sicherheitselement außerhalb der Trägerebene des Sicherheitselements rekonstruiert wird, wenn Licht einfällt.
  • Das Verifikationselement ist zumindest teilweise transparent. Zusätzlich zu den Strukturen, die der Sichtbarmachung der versteckten Information dienen, kann das Verifikationselement ein weiteres Sicherheitsmerkmal tragen. Es kann z. B. eine weitere Hologrammstruktur aufgebracht sein, die ein anderes Bild erzeugt, das der versteckten Information wie ein Hintergrund überlagert ist.
  • Ein erfindungsgemäßes Wertdokument umfaßt ein Sicherheitselement und/oder ein Verifikationselement.
  • Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem kann so ausgestaltet sein, daß es bei entsprechender Überdeckung des Verifikationselements und des Sicherheitselements die versteckte Information bei entsprechendem Lichteinfall für das bloße Auge sichtbar macht. Es kann jedoch auch eine Vorrichtung vorgesehen sein, die die Verifikation maschinell ermöglicht. Eine solche Vorrichtung umfaßt eine Einrichtung, die das Sicherheitselement mit einem Verifikationselement zur Deckung bringt. Dabei kann das Verifikationselement Teil der Vorrichtung sein oder auf dem zu verifizierenden Gegenstand selbst aufgebracht sein und durch maschinelle Faltung mit dem Sicherheitselement zur Deckung gebracht werden. Eine Beleuchtungseinrichtung ist vorgesehen, die die zur Deckung gebrachten Sicherheitselement und Verifikationselemente beleuchtet. So wird die versteckte Information sichtbar und mit Hilfe einer Ausleseeinrichtung auslesbar. Dies kann z. B. ein entsprechender Helligkeitsdetektor sein, der Helligkeitsunterschiede in der versteckten Information nachweisen kann. Schließlich kann die Ausleseeinrichtung eine Kamera umfassen, die eine Bildverarbeitung und Auswertung des Bildes der versteckten Information ermöglicht.
  • Verschiedene Ausführungsformen werden anhand beiliegender Figuren zum besseren Verständnis der Erfindung erläutert. Dabei zeigt
    • Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Wertdokument mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem,
    • Fig. 2 schematisch den Auslesevorgang,
    • Fig. 3 schematisch einen maschinellen Auslesevorgang,
    • Fig. 4 schematisch eine seitliche Schnittansicht einer Ausführungsform eines Wertdokuments während des Auslesevorgangs,
    • Fig.5 schematisch eine andere Ausführungsform des Wertdokuments während
      des Auslesevorgangs im seitlichen Schnitt,
    • Fig.6 schematisch eine weitere Ausführungsform eines Wertdokuments während des Auslesevorgangs im seitlichen Schnitt,
    • Fig. 7 schematisch eine weitere Ausführungsform eines Wertdokuments während des Auslesevorgangs im seitlichen Schnitt, und
    • Fig.8 schematisch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wertdokuments während des Auslesevorgangs im seitlichen Schnitt.
  • In Fig. 1 ist ein Wertdokument 1, z.B. ein Geldschein, mit einem Verifikationselement 3 und einem Sicherheitselement 5 gezeigt. In dem gezeigten Beispiel ist das Verifikationselement schraffiert angedeutet. Das Sicherheitselement 5 umfaßt einen Hologrammträger. Gemäß einer Ausführungsform erzeugt dieser Hologrammträger bei Lichteinfall ein Muster außerhalb der Ebene des Dokuments 1, z. B. des Geldscheins. Das so holographisch erzeugte Muster hat vorteilhafterweise einen Abstand 7 von 100 bis 300 µm von der Fläche des Geldscheins 1. Die Bezugsziffern 1, 3, 5, 7 und 9 werden im folgenden allgemein für verschiedene Ausführungsformen benutzt.
  • Bei einer Ausführungsform, bei der das Verifikationselement 3 ein Linienraster trägt, erzeugt das Sicherheitselement 5 bei Lichteinfall ein holographisches Muster, das ebenfalls streifenförmig moduliert ist. Bringt man ein Verifikationselement 3 mit dem Sicherheitselement 5 zur Deckung, so hat das Linienraster des Verifikationselements einen Abstand von dem holographisch erzeugten Muster. Auf diese Weise kann durch Kippung z. B. der Bereich unterhalb des Linienrasters sichtbar gemacht werden oder durch senkrechte Blickrichtung der Bereich zwischen dem Linienraster des Verifikationselements 3. Auf diese Weise können Kippeffekte erzeugt werden, die sonst nur bei Vorliegen eines tatsächlichen Abstands zwischen dem Rastermuster und der Bildebene sichtbar sind.
  • In Fig. 7 ist eine solche Ausführungsform schematisch in der Seitenschnittansicht sichtbar. Gezeigt ist ein gefalteter Geldschein 1, bei dem Verifikationselement 403 und Sicherheitselement 5, 405 zur Deckung gebracht worden sind. Dies ist die Stellung während des Auslesevorganges. Der Begriff "Auslesen" wird in dieser Beschreibung allgemein für das Verifizieren gebraucht, sei es mit bloßem Auge oder maschinell. Bei entsprechendem Lichteinfall rekonstruiert aus dem Hologramm des Sicherheitselements 5, 405 im Abstand 7 von der Berührungsebene 9 ein holographisch erzeugtes Muster 400. Das Verifikationselement ist transparent und mit einem z. B. aufgedruckten Streifenmuster versehen. Durch den Abstand 7 ist der Bereich des holographisch erzeugten Musters 400, der durch das Streifenmuster des Verifikationselements 3, 403 sichtbar ist, von der Blickrichtung auf das Sicherheitselement 5, 405 abhängig. Je nach Blickrichtung kann z. B. der Bereich unterhalb des Streifenmusters 3, 403 sichtbar sein, oder der Bereich zwischen dem Streifen des Verifikationselements 3, 403.
  • Wie auch in den Figuren 4, 5, 6 und 8 ist durch kurze senkrechte Linien am Geldschein 1 angedeutet, in welchem Bereich sich das Verifikationselement und das Sicherheitselement befinden. Selbstverständlich sind dies keine gegenständlichen Merkmale. Zudem sind die Figuren 4 bis 8 nicht maßstabsgetreu zu sehen. Im speziellen ist z.B. der Abstand 7 sehr viel kleiner. Verifikationselement und Sicherheitselement liegen direkt aufeinander und sind vorzugsweise jeweils nicht dicker als der Geldschein 1.
  • Das Sicherheitselement 5, das in Figur 1 sichtbar ist, kann auch ein Hologrammträger sein, der bei Lichteinfall ein phasenmoduliertes Muster außerhalb der Ebene des Geldscheins 1 erzeugt. In diesem Fall ist das Verifikationselement 3 ein Element, daß diese Phasenmodulation in eine Amplitudenmodulation umwandelt. Ist diese Phasenmodulation z. B. in Form der Buchstaben OK, wird durch Aufeinanderlegen des Verifikationselements 3 mit dem Sicherheitselement 5, wie es in Figur 2 gezeigt ist, die versteckte Information "OK" 6 für das Auge 8 sichtbar.
  • Bei einer anderen Ausführungsform, die in Seitenansicht in Fig. 5 gezeigt ist, erzeugt das Sicherheitselement 5, 205 bei Lichteinfall außerhalb der Ebene des Geldscheins 1 ein Linienmuster 200. Auch das Verifikationselement 3, 203 erzeugt ein Linienmuster bei Lichteinfall in derselben Ebene außerhalb des Geldscheins 1, wenn Verifikationselement 3, 203 und Sicherheitselement 5, 205 aufeinanderliegen. Die Linienmuster sind derart eingestellt, daß sich ein Moiré-Muster ergibt, wie es für die Überlagerung von tatsächlichen Linienmustem bekannt ist. In diesem Moiré-Muster kann durch entsprechende Anordnung der holographisch erzeugten Linien eine Information gespeichert sein, so daß z. B. wieder die Schrift "OK" erkennbar wird.
  • Schließlich kann das Sicherheitselement 5,105 auch ein Muster 100 außerhalb der Ebene des Geldscheins 1 erzeugen, das mit Hilfe einer Linsenstruktur 102 in dem Verifikationselement 3, 103 sichtbar gemacht wird, z. B. durch Vergrößerung, siehe Fig. 4. Dazu ist ein gewisser Abstand 7 von der Linsenstruktur von dem abzubildenden Muster notwendig, der erfindungsgemäß durch die holographische Rekonstruktion des Musters 100 erhalten wird. Die Linsenstruktur 102 muß also nicht wie gewöhnlich eine gewisse Dicke aufweisen, um diesen Abstand von dem abzubildenden Objekt zu erzeugen. Möglich ist z. B. eine Lentikularlinsenstruktur.
  • Eine einfache andere Ausgestaltung umfaßt ein Sicherheitselement 5, das außerhalb der Ebene des Geldscheins 1 ein holographisch erzeugtes Muster bei Lichteinfall rekonstruiert, das nur einen Teil einer Information trägt, der für sich alleine nicht aussagekräftig ist. Das Verifikationselement 3 umfaßt eine vergleichbare holographische Struktur, die in derselben Ebene außerhalb des Geldscheins 1 ein holographisch erzeugtes Muster rekonstruiert, das den restlichen Teil der Information darstellt. Wird nun das Verifikationselement zusammen mit dem Sicherheitselement in Überdeckung gebracht und mit Licht beaufschlagt, so werden beide Teile der versteckten Information sichtbar und können zusammen ausgelesen werden.
  • Zum Beispiel kann die Teilinformation, die auf holographischem Wege durch Beleuchtung des Sicherheitselements 5 erzeugt wird, Teile der Buchstaben O und K umfassen, die für sich alleine nicht als solche erkennbar sind. Die verbleibenden restlichen Teile der Buchstaben O und K werden durch Beleuchtung des Verifikationselements holographisch an derselben Stelle erzeugt, wenn die beiden Elemente aufeinander zu liegen kommen. Auf diese Weise wird das gesamte Bild OK erkennbar.
  • Bei einer anderen Ausgestaltung der Seitenansicht der Fig. 6 liegt z. B. ein Sicherheitselement 5, 305 vor, das außerhalb der Ebene 9 des Geldscheins 1 ein Muster 300 holographisch erzeugt, das in verschiedenen Bereichen verschiedene Polarisation hat. Während z. B. der größte Teil des holographisch rekonstruierten Musters 300eine senkrechte Polarisation hat, ist die Polarisation im Bereich der Buchstaben O und K waagrecht polarisiert. Das Verifikationselement 3, 303 ist ein Polarisationsfilter, der senkrecht polarisiert ist. Auf diese Weise kann das waagrecht polarisierte Licht aus den Bereichen des holographisch erzeugten Musters, die den Buchstaben O und K entsprechen, nicht durch das Verifikationselement 3, 303 hindurchtreten, so daß diese schwarz erscheinen.
  • Der holographisch erzeugte Abstand 7 zwischen dem rekonstruierten Muster des Sicherheitselements erschwert die Fälschung. Eine gewöhnliche direkte Speicherung der Information auf dem Geldschein ist leichter nachzuahmen als ein Hologramm, das in einer versetzten Ebene entsprechende Information aufweist. Zudem ist die Information derart, daß sie nur mit Hilfe des Verifikationselements ausgelesen werden kann. Ohne ein solches Verifikationselement ist auch die holographisch gespeicherte Information nicht erkennbar. Eine noch höhere Fälschungssicherheit kann erreicht werden, wenn das holographisch erzeugte Muster 505 keinen konstanten Abstand 7 von dem Geldschein l hat, sondern z. B. in einer welligen Fläche oder in einer stufigen Fläche rekonstruiert, siehe Figur 8 im Schema. Wiederum ist die Welligkeit sehr viel kleiner als dargestellt. Bei einer solchen Ausführungsform ist das Verifikationselement 3, 503 derart ausgestaltet, daß es diesem nicht konstanten Abstand Rechnung trägt, wobei dies durch eine entsprechende Ortsfrequenz des Verifikationselements erreicht werden kann.
  • Die notwendigen Hologrammstrukturen für obige Ausführungen können z. B. auf herkömmlichen Wege optisch hergestellt oder computergeneriert werden. Sie können selbstverständlich an verschiedenen Stellen oder sogar mehrfach auf dem Geldschein vorgesehen sein. Ebenso ist z. B. eine Anordnung in zwei gegenüberliegenden Ecken des Geldscheins denkbar. Das Sicherheitselement kann sowohl ein virtuelles als auch ein reelles Bild erzeugen, das auf einem Schirm aufgefangen werden kann.
  • Das Verifikationselement 3 ist zumindest teilweise transparent. So kann durch das Verifikationselement hindurch Licht auf das Sicherheitselement treffen und das darin gespeicherte holographische Muster hinter dem Geldschein 1 sichtbar machen. Betrachtung dieses Musters durch das Verifikationselement macht die versteckte Information erkennbar.
  • Zusätzlich kann auf dem Verifikationselement selbst noch ein Sicherheitsmerkmal vorgesehen sein, z. B. eine weitere Hologrammstruktur, die einen anderen optischen Effekt hervorruft, um die Fälschungssicherheit weiter zu erhöhen. Selbstverständlich muß die Transparenz des Verifikationselements dabei ausreichend bleiben, daß die versteckte Information noch ausgelesen werden kann.
  • Figur 2 zeigt den Auslesevorgang. Betrachter 8 sieht den zusammengelegten Geldschein 1. Das auf dem Sicherheitselement 5 liegende Verifikationselement 3 macht die in dem von dem Sicherheitselement 5 holografisch erzeugten Muster versteckte Information sichtbar.
  • In Fig. 3 ist schematisch eine maschinelle Anordnung zum Auslesen des Sicherheitssystems gezeigt. In nicht gezeigter Weise wird der Geldschein 1 maschinell gefaltet, so daß Verifikationselement 3 und Sicherheitselement 5 aufeinander zu liegen kommen. In einer wiederum nicht gezeigten Transporteinrichtung wird der so gefaltete Geldschein in den Strahlengang einer Beleuchtungseinrichtung 10 mit einer Lichtrichtung 12 gebracht. Der Lichtstrahl 12 geht durch das Verifikationselement 3 auf das Sicherheitselement 5, das in der Fig. 3 nicht sichtbar ist. Dort wird durch das Sicherheitselement 5 das Muster holographisch außerhalb des Geldscheins 1 erzeugt. Das holographisch erzeugte Muster wird durch das Verifikationselement 3, das zumindest teilweise transparent ist, mit Hilfe der Kamera 14, z. B. einer CCD-Kamera, in Richtung 13 aufgenommen. Dabei macht das Verifikationselement 3 die verdeckte Information, die in dem holographisch erzeugten Muster sichtbar ist, erkennbar. Das so erzeugte Bild mit der sichtbaren versteckten Information, wird von der Kamera 14 z. B. einer Rechnereinheit 16 zugeleitet. Hier kann mit bekannten Bildverarbeitungsmethoden eine Auswertung des Bildes vorgenommen werden, z. B. ein Vergleich mit erwarteten Bildern, um die Echtheit zu verifizieren.
  • Bei entsprechender Ausgestaltung des Sicherheitselements 5 kann die Lichtquelle 10 auch hinter dem gefalteten Geldschein 1 angeordnet sein.
  • Bei einer anderen nicht gezeigten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Auslesen ist das Verifikationselement nicht auf dem Geldschein, sondern in der Maschine selbst fixiert und der Geldschein 1 wird mit dem Sicherheitselement 5 daran vorbei bewegt.
  • Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem bietet also den Vorteil, daß die versteckte Information in einem Muster gespeichert ist, das nicht in der Ebene des Geldscheins bzw. des Wertdokuments 1 liegt. Statt dessen wird das Muster außerhalb des Wertdokuments 1 holographisch erzeugt. Dies erschwert die Fälschung signifikant. Zusätzlich ermöglicht eine solche holographische Verlagerung des Musters mit der versteckten Information die Verifikation mit Hilfe von Elementen, die normalerweise einen gewissen Abstand von dem Muster mit der versteckten Information haben müssen, z. B. Lentikularlinsenstrukturen oder Linienraster mit einem Kippeffekt. Bei der Erfindung ist dazu keine erhöhte Dicke notwendig, da der Abstand holographisch erzeugt wird.

Claims (10)

  1. Sicherheitssystem, insbesondere für ein Wertdokument, mit einem flächigen Sicherheitselement (5, 105, 205, 305, 405, 505) in einer Trägerebene (9), das unter Lichteinfall auf holographischem Wege außerhalb der Trägerebene (9) ein Muster (100, 200, 300, 400, 500) rekonstruiert, in dem eine versteckte Information gespeichert ist, und einem flächigen, zumindest teilweise transparenten Verifikationselement (3, 103, 203, 303, 403, 503), das bei flächiger Berührung des Sicherheitselements (5, 105, 205, 305, 405, 505) die darin gespeicherte Information auslesbar macht, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement einen ersten Hologrammträger umfasst, der unter Lichteinfall ein erstes Muster außerhalb der Trägerebene (9) rekonstruiert, in dem die versteckte Information als Phasenmodulation gespeichert ist, wobei das Verifikationselement (3) einen zweiten Hologrammträger umfasst, der unter Lichteinfall ein zweites Muster rekonstruiert, das mit der Phasenmodulation, die unter Lichteinfall durch das Sicherheitselement (5) hervorgerufen wird, derart zusammenwirkt, dass die Phasenmodulation des Sicherheitselements (5) in eine sichtbare Amplitudenmodulation umgewandelt wird.
  2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, bei dem das Sicherheitselement (505) derart aufgebaut ist, dass das holographisch rekonstruierte Muster (500) mit der versteckten Information nicht in einer Ebene rekonstruiert wird.
  3. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem der Abstand (7) des durch Lichteinfall auf das Sicherheitselement (5, 105, 205, 305, 405, 505) rekonstruierten Musters von der Trägerebene (9) im Bereich von einigen 100 µm ist, vorzugsweise 100 bis 300 µm.
  4. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Verifikationselement (3, 103, 203, 303, 403, 503) und das Sicherheitselement (5, 105, 205, 305, 405, 505) derart auf einem bzw. in einem Gegenstand (1), insbesondere einem Wertdokument, auf- bzw. eingebracht sind, dass sie durch Zusammenlegen des Gegenstandes (1) in flächige Berührung gebracht werden können.
  5. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Sicherheitselement (5, 105, 205, 305, 405, 505) derart ausgestaltet ist, dass das durch Lichteinfall rekonstruierte Muster virtuell ist.
  6. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Sicherheitselement (5, 105, 205, 305, 405, 505) derart ausgestaltet ist, dass das durch Lichteinfall rekonstruierte Muster reell ist.
  7. Verwendung eines Verifikationselements nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in einem Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zur Sichtbarmachung der versteckten Information, die von einem Sicherheitselement (5, 105, 205, 305, 405, 505) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 unter Lichteinfall in einer Ebene außerhalb der Trägerebene (9) des Sicherheitselements rekonstruiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verifikationselement eingerichtet ist, die Phasenmodulation in eine sichtbare Amplitudenmodulation umzuwandeln.
  8. Verwendung nach Anspruch 7, wobei das Verifikationselement (3, 103, 203, 303, 403, 503) mit einem zusätzlichen Sicherheitsmerkmal ausgestattet ist.
  9. Wertdokument mit einem Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Sicherheitselement (5, 105, 205, 305, 405, 505) und das Verifikationselement (3, 103, 203, 303, 403, 503) durch Faltung des Wertdokuments in flächige Berührung gebracht werden können.
  10. Wertdokument nach Anspruch 9, bei dem das Verifikationselement (3, 103, 203, 303, 403, 503) zusätzliche Information trägt.
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