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Die
Erfindung betrifft ein Sicherheitselement, vorzugsweise für Wertdokumente,
das zumindest einen Bereich mit einer Beugungsstruktur aufweist,
die unter bestimmten Beobachtungsbedingungen ein beugungsoptisches
Bild rekonstruiert, wobei der Bereich Unterbereiche aufweist, die
nicht an der Rekonstruktion des beugungsoptischen Bildes teilnehmen, und
die eine erkennbare Information darstellen. Die Erfindung betrifft
ferner einen Datenträger
mit einem derartigen Sicherheitselement, einen Prägezylinder und
ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Sicherheitselements
bzw. Wertdokuments.
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Dokumente,
insbesondere Wert- und Ausweisdokumente, aber auch Handels- und
Gebrauchsgüter
bzw. deren Verpackungen werden zur Verhinderungen von Fälschungen
sowie der Überprüfbarkeit
ihrer Echtheit häufig
mit speziellen Sicherheitsmerkmalen ausgestattet. Aufgrund der leichten
Verfügbarkeit
und hohen Qualität
von Reproduktionen, die mit modernen Farbkopierern oder mittels
hochauflösenden
Scannern und Farblaserdruckern auch von wenig geschultem Personal
erstellt werden können,
besteht laufend ein Bedürfnis,
die Fälschungssicherheit
der betreffenden Sicherheitsmerkmale zu verbessern. Zu diesem Zweck
haben sich optisch variable Sicherheitselemente bewährt, die
unter unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen einen unterschiedlichen
optischen Eindruck erzeugen. Derartige Sicherheitselemente weisen
beispielsweise optische Beugungsstrukturen auf, die unter unterschiedlichen
Betrachtungswinkeln unterschiedliche Bilder rekonstruieren. Solche
Effekte sind mit den normalen und weit verbreiteten Kopier- und Drucktechniken
nicht zu reproduzieren.
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Die
EP 1197 350 A2 beschreibt
eine spezielle Ausführungsform
eines derartigen beugungsoptischen Sicherheitselements für Wertdokumente.
Es handelt sich dabei um ein so genanntes zweikanaliges Hologramm,
das unter verschiedenen Blickrichtungen unterschiedliche holographische
Bilder rekonstruiert. Jedes holographisch reproduzierte Bild, das
nur unter einer Blickrichtung visuell erkennbar ist, entspricht
dabei einem Kanal. Den einzelnen Kanälen sind jeweils verschiedene
Flächenbereiche
des Hologramms zugeordnet. Der einem Kanal entsprechende Bereich
des Hologramms kann in eine Vielzahl von Teilbereichen unterteilt
sein. Diese Teilbereiche sind beispielsweise als schmale Streifen
ausgeführt.
Die zu verschiedenen Kanälen
gehörenden Streifen
werden dabei vorzugsweise alternierend angeordnet. Obwohl die jeweils
zusammengehörenden Teilbereiche
eines beugungsoptischen Bildes voneinander beabstandet sind, erzeugen
sie unter dem vorgegebenen definierten Betrachtungswinkel ein gemeinsames
Beugungsbild. In den streifenförmigen Teilbereichen
werden vorzugsweise mithilfe eines Lasers Unterbereiche so verändert, dass
sie an der Bildrekonstruktion nicht mehr teilnehmen und vor dem
holographischen Hintergrund eine erste bzw. zweite Individualinformation
darstellen.
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Um
diesen Effekt zu erzielen, ist es erforderlich, die mit dem Laser
erzeugten Informationen sehr exakt in die jeweils zu einem Kanal
gehörenden
Teilbereiche bzw. Streifen einzubringen. D.h., während des Laserbeschriftungsverfahrens
muss zunächst festgestellt
werden, zu welchem Kanal der gerade zur Beschriftung anstehende
Streifen gehört.
Dies geschieht durch Überprüfen der
Richtung, in welche einfallendes Licht gebeugt und damit ein holographisches
Bild rekonstruiert wird. Diese Überprüfung erfolgt
beispielsweise mittels fokussierten LEDs als Lichtquellen und optischen
Detektoren, beispielsweise einer Kamera zur Bestimmung des zugehörigen Betrachtungswinkels.
Ein derartiges Verfahren ist sehr aufwändig, insbesondere steigt der
Aufwand und die erforderliche Präzision
mit der Feinheit der Teilbereiche, in die die einzelnen Teilkanäle räumlich aufgelöst werden.
Diese Vorge hensweise ist daher für
ein rationalisiertes Herstellungsverfahren mit hohen Stückzahlen
wenig geeignet.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Sicherheitselement zu schaffen, das die Nachteile des Standes
der Technik vermeidet. Insbesondere soll eine gewünschte Information
rasch und mit vertretbarem apparativen Aufwand in das Sicherheitselement eingeschrieben
werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung werden die Unterbereiche des eingangs
genannten Sicherheitselements so in den Bereich mit der Beugungsstruktur
integriert, dass die durch die Unterbereiche dargestellte Information
(nachfolgend als „Individualinformation" bezeichnet) im Wesentlichen
nur unter den bestimmten Beobachtungsbedingungen erkennbar ist,
unter denen auch das beugungsoptische Bild erkennbar ist. D.h.,
rekonstruiert die Beugungsstruktur das darin gespeicherte beugungsoptische
Bild unter bestimmten Beobachtungsbedingungen, beispielsweise unter
einem schrägen
Betrachtungswinkel, so tritt auch die Individualinformation für den Betrachter
erst dann erkennbar hervor, wenn diese Beobachtungsbedingungen,
wie der beispielhaft erwähnte
schräge
Betrachtungswinkel, durch Kippen oder Drehen des Sicherheitselements
erreicht werden. Ändert
man die Beobachtungsbedingungen, so dass das beugungsoptische Bild
verschwindet, dann ist die Individualinformation auch nicht (oder
nur schwach) zu erkennen.
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Im
Sinne der Erfindung ist unter einer Beugungsstruktur eine beliebige
Licht beugende Struktur, wie ein echtes Hologramm, ein Regenbogenhologramm,
Volumenhologramm, ein computererzeugtes Hologramm (CHG) oder eine
reine Gitterstruktur zu verstehen. Die Gitterstrukturen können dabei
beliebig komplizierte Gitterbilder erzeugen, wie z.B. Kinegrame® oder
dergleichen. Da sich in der Fachwelt stellvertretend für den allgemeinen
Begriff „Beugungsstruktur" der Begriff „Hologramm" eingebürgert hat,
wird aus Gründen
der Anschaulichkeit auch im Folgenden an sinnvollen Stellen der
Begriff „Hologramm" verwendet, ohne
dass dies eine Beschränkung
darstellt.
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Aus
heutiger Sicht werden als Sicherheitselemente am häufigsten
in Reflexion zu betrachtende Beugungsstrukturen, insbesondere so
genannte Prägehologramme,
verwendet. Prägehologramme zeichnen
sich dadurch aus, dass die Licht beugende Struktur in eine dreidimensionale
Reliefstruktur umgesetzt wird, die auf eine Prägeform übertragen wird. Mit dieser
Prägeform
wird üblicherweise
eine Kunststoffschicht geprägt,
die anschließend
mit einer Reflexionsschicht versehen wird, welche die Rekonstruktion
des beugungsoptischen Bildes unterstützt. Bei dieser Reflexionsschicht
handelt es sich vorzugsweise um eine opake oder semitransparente
Metallschicht oder eine dielektrische Schicht mit passendem Brechungsindex.
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In
der Praxis sind derartige Sicherheitselemente mehrschichtig aufgebaut.
Sie weisen zumindest eine Kleberschicht auf, mit der sie auf dem
Wertdokument etc. befestigt werden, sowie mindestens eine Kunststofffolie,
in welche die Beugungsstrukturen eingeprägt sind, eine Reflexionsschicht,
die extrem dünn
ausgeführt
der Prägestruktur
folgt bzw. diese dreidimensional abdeckt sowie eine Schutzlackschicht,
mit der die Beugungsstruktur vor mechanischen Beschädigungen
geschützt
wird.
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Alternativ
ist es auch denkbar, dass die Prägestruktur
in die auf die Kunststofffolie aufgebrachte dünne Metallschicht eingeprägt wird
oder dass die Kleberschicht auf die Schutzlackschicht aufgebracht wird,
wodurch das Sicherheitselement von der „Rückseite" her zu betrachten ist. In beiden Fällen sieht
der Betrachter die Seite mit den schärferen Reliefkonturen, d.h.
die Seite mit dem optimalen holographischen Effekt.
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Häufig weist
die die Beugungsstruktur darstellende Reliefstruktur ein symmetrisches
Profil auf. In speziellen Fällen
kann jedoch auch ein asymmetrisches Profil vorteilhaft sein. Derartige
Reliefstrukturen werden als „asymmetrische
Beugungsstrukturen" bezeichnet.
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Die
Erfindung wird im Folgenden, ebenfalls aus Gründen der Anschaulichkeit, an
derartigen Prägehologrammen
veranschaulicht. Auch dies stellt keine Beschränkung dar.
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Ebenfalls
aus Gründen
der Anschaulichkeit wird im Folgenden davon ausgegangen, dass die Beugungsstruktur
das beugungsoptische Bild lediglich unter einem schrägen Betrachtungswinkel
rekonstruiert, während
es unter anderen Betrachtungswinkeln, insbesondere bei senkrechter
Betrachtung, verschwindet. D.h., das Hologramm ist bei senkrechter Betrachtung
des Sicherheitselements für
den Betrachter nicht erkennbar und tritt erst beim Drehen oder Kippen
des Sicherheitselements deutlich hervor. Die Begriffe „schräger Betrachtungswinkel" und „senkrechter
Betrachtungswinkel" stehen
hierbei stellvertretend für
bestimmte Beobachtungsbedingungen, die durch Parameter, wie Lichteinfallsrichtung,
Lichtwellenlänge,
Ordnungszahl und Gitterposition etc., definiert werden und unter
denen das beugungsoptische Bild erkennbar bzw. nicht erkennbar ist.
Diese Begriffe haben daher keinerlei beschränkende Wirkung.
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In
seiner einfachsten Form weist das erfindungsgemäße Sicherheitselement der eingangs
genannten Art einen in sich geschlossenen Bereich mit einer Beugungsstruktur
auf, in den die Unterbereiche derart integriert sind, dass die durch
die Unterbereiche dargestellte Individualinformation im Wesentlichen
nur unter den bestimmten Beobachtungsbedingungen erscheint, unter
denen auch das beugungsoptische Bild erkennbar ist. D.h., das Sicherheitselement
weist wenigstens ein Hologramm auf, dessen Beugungsstruktur in einer
zusammenhängenden Fläche angeordnet
ist, ohne dass eine Auflösung
in alternierend angeordnete Streifen erfolgt. Da ein in sich geschlossener
Bereich mit einer Beugungsstruktur verwendet wird, kann auch auf
eine aufwändige Bilderkennung
verzichtet werden. Denn es ist in diesem Fall unerheblich, an welcher
Stelle exakt die Unterbereiche erzeugt werden. Die Erzeugung der
Unterbereiche kann daher kontinuierlich und mit für die Massenproduktion
verwendbaren Mitteln durchgeführt
werden.
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Die
Unterbereiche können
je nach Art der verwendeten Beugungsstruktur bzw. je nach Aufbau des
Sicherheitselements auf unterschiedliche Art und Weise erzeugt werden.
Es ist lediglich darauf zu achten, dass die Unterbereiche und die
sie umgebende Beugungsstruktur unter den Beobachtungsbedingungen,
unter denen die Beugungsstruktur kein beugungsoptisches Bild rekonstruiert,
die gleichen oder zumindest sehr ähnliche Reflexionseigenschaften aufweisen,
so dass die durch die Unterbereiche dargestellte Information unter
diesen Beobachtungsbedingungen keinen erkennbaren Kontrast zu ihrer
Umgebung bildet.
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Im
Falle eines Prägehologramms
kann der erfindungsgemäße Effekt
beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Unterbereiche keine
oder eine visuell weniger gut erkennbare Beugungsstruktur aufweisen
und die Reflexionsschicht sowohl im Bereich der Beugungsstruktur
als auch im Bereich der nicht beugenden Unterbereiche vorliegt.
Da die Unterbereiche keine oder eine schlechter erkennbare Beugungsstruktur
aufweisen, tragen sie zur Rekonstruktion des beugungsoptischen Bildes
letztendlich nicht bei und sind daher aufgrund der veränderten Reflexionsbedingungen
unter den bestimmten Beobachtungsbedingungen erkennbar, unter denen
auch das beugungsoptische Bild für
den Betrachter erkennbar ist. Unter allen anderen Beobachtungsbedingungen
erscheint der gesamte Bereich weitgehend als strukturlose Fläche. Die
durch die Unterbereiche dargestellte Individualinformation kann
somit vom Betrachter außerhalb
der bestimmten Beobachtungsbedingungen nicht erkannt werden.
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Die
beugungsstrukturfreien Unterbereiche können auf beliebige Weise erzeugt
werden. So kann bei einem Prägehologramm
bereits der Prägestempel
mit dem beugungsstrukturfreien Unterbereichen versehen sein. Alternativ
kann die Beugungsstruktur zuerst vollflächig in die Kunststoffschicht
eingeprägt werden.
Die Unterbereiche werden dann nachträglich durch bereichsweise Zerstörung der
Beugungsstruktur und/oder der Reflexionsschicht, beispielsweise
mittels eines Lasers, erzeugt. In der Regel erfolgt dies unter Einwirkung
des Laserstrahls durch partielles Entfernen der Reflexionsschicht.
Die Individualinformation liegt in diesem Fall in Form von Unterbrechungen
der Reflexionsschicht vor, wobei in diesen Bereichen auch die beugungsoptischen Strukturen
mit zerstört
sein können.
Ist dies nicht der Fall, wird aber durch partielles Fehlen der Reflexionsschicht
der beugungsoptische Effekt in diesen Bereichen so stark reduziert,
dass diese Bereiche und damit die Individualinformation unter bestimmten
Beobachtungsbedingungen zur holographischen Umgebung kontrastieren.
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Wie
bereits erwähnt,
kann das Sicherheitselement auch mit zwei getrennten Reflexionsschichten ausgestattet
werden, wobei die eine in der Ebene der Prägestruktur vorgesehen ist und
die andere auf der anderen Seite der Kunststofffolie. Die beiden
Reflexionsschichten bestehen dabei aus Materialien mit im Wesentlichen
gleichen Reflexionseigenschaften, vorzugsweise bestehen sie aus
dem gleichen Material. Hierbei werden vorzugsweise Metallschichten,
wie Aluminium, Kupfer oder Gold, verwendet. Die Unterbereiche entstehen
in dieser Variante durch partielles Entfernen der die Begungsstruktur
tragenden Reflexionsschicht, so dass bei den meisten Beobachtungsbedingungen
einfallendes Licht durch die vorderseitige und rückseitige Reflexionsschicht
im Wesentlichen gleich reflektiert wird. Die Individualinformation
ist daher weder bei Betrachtung in Reflexion, noch im Durchlicht
erkennbar. Bei bestimmten schrägen
Betrachtungswinkeln dagegen sind, wie bereits erläutert, die
nicht oder nur sehr schwach zur Bildrekonstruktion beitragenden
Unterbereiche gegenüber der
Umgebung kontrastierend erkennbar.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform können die
Unterbereiche auch durch Überdrucken der
Reflexionsschicht gebildet werden. Das Überdrucken kann beispielsweise
nach dem Inkjet-Verfahren erfolgen. Vorzugsweise werden die Unterbereiche mit
einer neutralisierenden Druckfarbe erzeugt, d.h., es wird eine Druckfarbe
verwendet, die im Wesentlichen die gleichen oder ähnliche
Reflexionseigenschaften aufweist wie die Reflexionsschicht. Besteht die
Reflexionsschicht aus einem Metall, wie beispielweise Aluminium,
wird für
die Erzeugung der Unterbereiche vorzugsweise eine metallische Druckfarbe, wie
z.B. Supersilber, verwendet. Auch in diesem Fall sind die überdruckten
Bereiche unter den meisten Beobachtungsbedingungen praktisch nicht
erkennbar. In den vorbestimmten Betrachtungswinkeln ergibt sich
jedoch ein scharfer Kontrast, da die überdruckten Bereiche nicht
an der Bildrekonstruktion des beugungsoptischen Bildes teilnehmen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist die durch die Unterbereiche dargestellte
Information auch unter einem von den vorbestimmten Betrachtungswinkeln
verschiedenen Blickwinkel erkennbar. Die Unterbereiche bilden in
diesem Fall ein nicht beugungsoptisches Kontrastbild, das insbesondere
auch unter allen Betrachtungswinkeln des Sicherheitselements erkennbar
ist. Diese Variante bietet den Vorteil, dass der Betrachter die
Individualinformation leicht findet und erkennt. Diese ist dann einfacher
auch unter dem vorgegebenen Betrachtungswinkel zu prüfen.
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Die
Unterbereiche können
auch in diesem Fall auf unterschiedlichste Art und Weise erzeugt werden.
So kann, wie bereits erläutert,
die Reflexionsschicht direkt, d.h. im inneren Schichtaufbau, oder
aber auf der äußeren Oberfläche des
Sicherheitselements mit einer Druckfarbe, insbesondere einer metallischen
Druckfarbe überdruckt
werden.
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Alternativ
kann auch ein Prägehologramm verwendet
werden, das auf einem transparenten Träger aufgebracht ist, wobei
die Unterbereiche als Aussparungen in der Reflexionsschicht vorliegen.
Die durch die Unterbereiche dargestellte Information ist in diesem
Fall im Durchlicht sichtbar und erscheint als nicht beugungsoptisches
Kontrastbild. Besteht beispielsweise ein inhaltlicher Zusammenhang
oder eine Identität
zwischen dem rekonstruierten beugungsoptischen Bild, d.h. Hologramm,
und der durch die Unterbereiche dargestellten Information, so kann ein
Betrachter in einfacher Weise durch Vergleich der erkennbaren Informationen
im Durchlicht und unter den vorbestimmten Betrachtungswinkeln die
Echtheit des Sicherheitselements überprüfen.
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Der
die erfindungsgemäße Individualinformation
aufweisende Hologrammbereich kann auch in einen weiteren beugungsoptischen
Bereich eingebettet sein, wobei dieses zweite Hologramm andere Betrachtungswinkel
aufweist. D.h., unter einem ersten Komplex von Betrachtungswinkeln
ist lediglich das umgebende Hologramm ohne die erfindungsgemäßen Individualinformationen
zu erkennen, während
unter einem zweiten Komplex von Betrachtungswinkeln das erfindungsgemäße Hologramm und
die durch die Unterbereiche dargestellte Individualinformation erkennbar
sind.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Sicherheitselements
ist die geprägte
Kunststoffschicht, wie ebenfalls bereits erläutert, mit zwei getrennten
Reflexionsschichten versehen. Abweichend von der bereits beschriebenen
Ausführungsform
(beide Reflexionsschichten weisen weitgehend die selben Reflexionseigenschaften
auf), bestehen die beiden Reflexionsschichten in einer alternativen Ausführungsform
aus verschiedenfarbigen Materialien, wie beispielsweise verschiedenfarbigen
Metallen oder Farben. So kann die erste die Rekonstruktion des Hologramms
unterstützende
Reflexionsschicht aus Aluminium bestehen, während die gegenüberliegende
Reflexionsschicht beispielsweise als Kupfer- oder Goldschicht ausgestaltet
ist. Neben den sicherheitstechnischen Aspekten wird auf diese Weise
zusätzlich
auch ein visuell ansprechender Effekt erzielt, weil sich die Individualinformation
durch die beiden kontrastierenden Metallschichten unter beliebigen
Betrachtungswinkeln farblich von der zweiten Metallfläche abhebt
und auch unter dem vorgegebenen Betrachtungswinkel zur holographischen Umgebung
kontrastiert.
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Das
erfindungsgemäße Sicherheitselement kann
selbstverständlich
mehrere der oben beschriebenen Hologrammbereiche mit entsprechenden
Unterbereichen aufweisen. Vorteilhafterweise grenzen derartige Hologrammbereiche
direkt aneinander und die Hologramme sind unter unterschiedlichen
Betrachtungswinkeln erkennbar. Die Betrachtungswinkel der einzelnen
Ho logramme können
sich dabei um beliebige Winkel unterscheiden. Weist das Sicherheitselement
lediglich zwei solcher Hologrammbereiche auf, kann es vorteilhaft
sein, dass sich die Betrachtungswinkel der Hologramme um Winkel
bis zu 90° und
mehr unterscheiden.
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Es
sind jedoch auch Ausführungsformen möglich, bei
denen sich die Betrachtungswinkel lediglich um kleine Winkelbereiche
unterscheiden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine Vielzahl
von erfindungsgemäßen Hologrammbereichen zu
einem Gesamtbild zusammengesetzt wird. So kann beispielsweise eine
Kreisfläche
aus Kreissegmenten zusammengesetzt werden, die sich im Betrachtungswinkel
um jeweils einen kleinen Winkelbereich unterscheiden. Beim Drehen
oder Kippen des Sicherheitselements werden die einzelnen Hologramme
der Kreissegmente nacheinander sichtbar und damit auch die durch
die jeweiligen Unterbereiche dargestellten Individualinformationen.
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Analog
verhält
sich eine Kreisfläche,
die aus konzentrischen Kreisringen zusammengesetzt ist, wobei jeder
Kreisring ein Hologramm aufweist, das unter einem bestimmten, von
seinen benachbarten Kreisringen unterschiedlichen Betrachtungswinkel erkennbar
ist. Selbstverständlich
können
die einzelnen Hologrammbereiche auch jede beliebige andere geometrische
Formen, wie Rechtecke, Streifen etc., aufweisen.
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Die
Erfindung wurde bisher lediglich an Hologrammbereichen beschrieben,
die eine in sich geschlossene geometrische Form aufweisen. Es ist
jedoch auch möglich,
einen Hologrammbereich aus mehreren Teilbereichen zusammenzusetzen.
Dabei kann es sich im einfachsten Fall um einzelne Pixelelemente,
vorzugsweise rechteckige Pixelelemente handeln, die zu dem erfindungsgemäßen Hologrammbereich
zusammengesetzt werden, der unter vorbestimmten Beobachtungsbedingungen
ein beugungsoptisches Bild rekonstruiert.
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In
einer weiteren Ausführungsform
weist das Sicherheitselement wenigstens zwei Hologrammbereiche auf,
die unter verschiedenen Komplexen von Betrachtungswinkeln ein beugungsoptisches
Bild rekonstruieren, wobei jeder der Hologrammbereiche auch aus
mehreren Teilbereichen bestehen kann. Die Teilbereiche der unterschiedlichen
beugungsoptischen Bereiche können
dabei auch, wie aus dem Stand der Technik bekannt, als Zwei- oder
Mehrkanalhologramme ineinander verschachtelt sein. Die Teilbereiche
können
dabei mit bloßem
Auge nicht aufgelöst
werden, tragen jedoch gemeinsam zur Rekonstruktion des jeweiligen
beugungsoptischen Effektes bei. Vorzugsweise weisen die Teilbereiche eine
streifenförmige
Geometrie auf und die zu unterschiedlichen Hologrammbereichen gehörenden Teilbereiche
werden alternierend angeordnet. Schließlich können auch diese Teilbereiche
wiederum aus einzelnen Pixelelementen zusammengesetzt sein.
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Um
auch derart ineinander verschachtelte Zwei- oder Mehrkanalhologramme
ohne hohen apparativen und zeitlichen Aufwand mit den erfindungsgemäßen Individualinformationen
versehen zu können,
wird beispielsweise in den einzelnen Kanälen der Hologrammbereiche die
gleiche Individualinformation in Form der erfindungsgemäßen Unterbereiche
eingebracht. D.h., unter den verschiedenen Betrachtungswinkeln der
Hologramme ist jeweils die gleiche Individualinformation vor dem
jeweiligen beugungsoptischen Hintergrund erkennbar.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
wird die Linienbreite der Individualinformation mindestens so groß gewählt wie
die Summe der Breiten der zu unterschiedlichen Hologrammen gehörenden Teilbereiche
bzw. Streifen.
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Die
durch die Unterbereiche dargestellte Individualinformation ist somit
ebenfalls unter den jeweiligen Betrachtungswinkeln der Hologramme
erkennbar, und ist für
alle Hologrammbereiche (Kanäle)
identisch.
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Die
Teilbereiche der einzelnen Hologramme weisen eine Breite von ca.
1 μm bis
ca. 200 μm,
vorzugsweise von ca. 50 μm
bis 100 μm
auf. Die Linienbreite Individualinformation hängt von der Zahl der ineinander
geschachtelten Hologramme ab. Bei Verwendung von zwei holographischen
Kanälen
ist die Linienbreite somit mindestens 40 μm bzw. 100 μm breit. In der Praxis dürfte jedoch
wegen der besseren Erkennbarkeit eine Linienbreite von 500 μm oder mehr
sinnvoll sein. Die Einzellinien der Individualinformationen erstrecken
sich somit in der Regel jeweils über
viele Streifen eines Hologrammkanals. Obwohl sich die Individualinformation
eines Hologrammkanals aus den diesem Kanal zugeordneten alternierenden
Teilbereichen zusammensetzt, erscheint sie dem Betrachter, wenn
mehrere Teilbereiche bzw. Streifen pro Einzellinie erfasst werden,
doch nicht zerstückelt,
sondern homogen und in sich geschlossen.
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In
allen geschilderten Ausführungsvarianten können die
Individualinformationen der einzelnen Hologrammbereiche auch jeweils
einen Teil einer zusammengehörigen
Gesamtinformation darstellen. So können beispielsweise die ersten
vier Ziffern einer 8-stelligen Seriennummer in einem ersten Hologrammbereich
als erfindungsgemäße Unterbereiche eingeschrieben
sein und die zweiten vier Ziffern in einem zweiten Hologrammbereich,
der sich vom ersten Hologrammbereich insbesondere durch andere Betrachtungswinkel
unterscheidet. Je nach Ausgestaltung der Unterbereiche kann die
Gesamtinformation, d.h. die vollständige 8-stellige Seriennummer
beispielsweise bei senkrechter Betrachtung lesbar sein. Bei Betrachtung
des ersten Hologrammbereichs unter ersten entsprechenden schrägen Betrachtungswinkeln dagegen
sind lediglich die ersten vier Ziffern, bei Betrachtung des Sicherheitselement
unter zweiten schrägen
Betrachtungswinkeln des zweiten Hologramms die zweiten vier Ziffern
zu erkennen. Damit kann der Betrachter ohne zusätzliche Hilfsmittel die Korrektheit
der Gesamtinformation überprüfen.
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Bei
den eingeschriebenen Informationen kann es sich um beliebige Informationen,
wie die bereits erwähnte
Seriennummer oder eine andere Identifizierungsnummer oder ein beliebiges
optisches Bild, Muster, Logo etc., handeln. Wie ebenfalls bereits
erläutert,
können
die Betrachtungswinkel der einzelnen Bereiche so aufeinander abgestimmt
werden, dass die durch die Unterbereiche dargestellten Informationen
der einzelnen Bereiche durch Drehen und/oder Kippen des Sicherheitselements
sukzessive erkennbar werden.
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Das
Sicherheitselement kann schließlich weitere
Sicherheitsmerkmale, wie eine Beugungsstruktur ohne Unterbereiche
oder völlig
andere Sicherheitsmerkmale, wie beispielsweise lumineszierende und/oder
magnetische und/ oder thermochrome Sicherheitsmerkmale aufweisen.
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Bei
dem Sicherheitselement selbst handelt es sich beispielsweise um
einen Sicherheitsfaden, der in ein Wertpapier zumindest teilweise
eingebettet wird. Das Sicherheitselement kann jedoch auch vollflächig auf
der Oberfläche
eines zu sichernden Wertdokuments oder Wertgegenstands in Form eines
beliebig geformten Labels oder Sicherheitsstreifens aufgebracht
sein. Dabei kann es sich um ein selbsttragendes Etikett oder ein
Transferelement handeln, das in einem Transferverfahren, insbesondere
Heißprägeverfahren,
von einer vorbereiteten Trägerfolie auf
das Wertdokument bzw. den Wertgegenstand übertragen wird.
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Wie
bereits erwähnt,
können
die Sicherheitselemente auf beliebige Wertgegenstände, insbesondere
Wertdokumente, Banknoten, Pässe,
Ausweisdokumente oder dergleichen, aufgebracht werden. Aber auch
andere Wertgegenstände,
wie Verpackungen hochwertiger Produkte oder hochwertige Produkte
selbst können
mit einem derartigen Sicherheitselement versehen werden.
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Weitere
Ausführungsbeispiele
sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren
erläutert.
Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine maßstabs-
und proportionsgetreue Darstellung verzichtet.
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Es
zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Banknote,
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2 ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement
im Querschnitt,
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3 Transfer eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements
auf ein Wertdokument,
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4 schematische Darstellung
einer Ausführungsform
des erfinddungsgemäßen Sicherheitselements
in Aufsicht,
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5 schematischer Aufbau eines
erfindungsgemäßen Sicherheits
elements im Querschnitt,
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6–11 weitere
Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Sicherheitselements
in Aufsicht,
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12 Querschnitt durch das
Sicherheitselement gemäß 11 entlang der Linie X-X,
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13, 14 weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sicherheitselements
in Aufsicht,
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15 schematischer Schichtaufbau
des Sicherheitselements gemäß 13, 14 im Querschnitt,
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16 Variante des Schichtaufbaus
des Sicherheitselements im Querschnitt,
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17–19 weitere
Varianten des erfindungsgemäßen Sicherheitselements
in Aufsicht,
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20, 21 weitere Varianten des erfindungsgemäßen Sicherheitselements
im Querschnitt,
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22 Prinzipdarstellung der
Vervielfältigung
von Prägestempeln
und Prägehologrammen,
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23 schematische Darstellung
der Übertragung
einer Beugungsstruktur von einem Prägestempel in eine Folie, und
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24 Prinzipdarstellung eines
Querschnitts durch einen Prägestempel
mit einer asymmetrischen Beugungsstruktur.
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1 zeigt eine Banknote 100,
die mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement 10 versehen
ist. Die Banknote kann selbstverständlich weitere Sicherheitselemente,
wie beispielsweise einen Sicherheitsfaden 1, aufweisen.
In 1 ist ein derartiger
Sicherheitsfaden 1 als so genannter Fenstersicherheitsfaden
dargestellt. Ein Fenstersicherheitsfaden zeichnet sich dadurch aus,
dass er nur teilweise in das Banknotenpapier eingebettet ist und
in bestimmten Bereichen, den so genannten Fenstern, die in der Figur
schraffiert dargestellt sind, direkt an die Oberfläche der
Banknote 100 tritt.
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Das
Sicherheitselement 10 ist im gezeigten Beispiel als rechteckiges
Etikett dargestellt. Es kann selbstverständlich auch jede beliebige
andere Form aufweisen. So kann das Sicherheitselement 10 beispielsweise
auch in Form eines Streifens auf der Oberfläche der Banknote 100 angeordnet
werden, der sich über
die gesamte Breite oder Länge
der Banknote 100 erstreckt. Alternativ kann das Sicherheitselement 10 auch
in Form eines Sicherheitsfadens ausgeführt werden und analog zum gezeigten Sicherheitsfaden 1 als
Fenstersicherheitsfaden in die Banknote 100 eingebettet
werden.
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2 zeigt den Querschnitt
eines mehrschichtigen Transferelements 11, das als Sicherheitselement 10 verwendet
werden kann. Das Transferelement 11 besteht aus einer stabilen,
selbsttragenden Trägerfolie 2,
optional einer Release- bzw. Trennschicht 3, einer Prägefolie 4,
einer ersten Reflexionsschicht 5, einer Schutzlackschicht 6,
einer zweiten Reflexionsschicht 7 und einer Kleberschicht 8. Die
in 2 dargestellten Schichten
entsprechen in den Proportionen nicht den realen Verhältnissen.
Sie veranschaulichen vielmehr nur die grundsätzlichen Zusammenhänge. Die
Schichten 3 bis 8 weisen in der Praxis zusammen
etwa 50 μm
Dicke auf. Die Trägerschicht 2 hat
eine Schichtdicke von 100 μm
und mehr. Diese Trägerschicht
wird nach dem Transfer der Effektschicht 9 auf das Wertdokument
wieder abgezogen.
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Den
gleichen Schichtaufbau zeigt ein Folienmaterial für ein Sicherheitselement 10,
das als Etikettenmaterial verwendet wird. In diesem Fall ist die
Trägerschicht 2 unlösbar mit
der Effektschicht 9 verbunden. Es fehlt daher die Releaseschicht 3 oder
sie wird durch eine Haftvermittlerschicht ersetzt. Die Kleberschicht 8 kann
von einer zusätzlichen
in der Figur nicht dargestellten Schutzschicht, wie beispielsweise Silikonpapier,
abgedeckt sein, die vor dem Transfer auf die Banknote 100 entfernt
wird. Aus dieser Transferfolie 11 werden die Sicherheitselemente 10 in
der gewünschten
Umrissform ausgestanzt und anschließend an einer entsprechenden
Stelle der Banknote 100 platziert.
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Falls
die Folie als Sicherheitsfadenmaterial verwendet werden soll, besteht
die Schicht 8 üblicherweise
aus einem Heißsiegellack.
Die Schichten 2 und 3 können gegebenenfalls entfallen.
Die Transferfolie 11 wird in diesem Fall in Fäden der
gewünschten
Breite geschnitten, die anschließend an die Papiermaschine
herangeführt
und während
der Blattbildung in das Sicherheitspapier eingebettet werden. Dieses
Sicherheitspapier wird anschließend zu
den endgültigen
Banknoten 100 weiterverarbeitet.
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3 zeigt die Aufbringung
des Sicherheitselements 10 auf das Wertdokument, bzw. die
Banknote 100. Wie anfangs erwähnt, ist die Folie 11 als Transferfolie
ausgebildet. Sie besteht aus einer Trägerfolie 2, auf der
ebenfalls die sicherheitstechnisch relevante Effektschicht 9 angeordnet
ist. In diesem Fall muss die Effektschicht 9 relativ leicht
von der Trägerfolie 2 ablösbar sein.
Zu diesem Zweck kann, falls notwendig, eine Trennschicht 3 zwischen
der Trägerfolie 2 und
der mehrschichtig ausgeführten
Effektschicht 9 angeordnet sein. Die Effektschicht 9 ist ebenfalls
mit einer Kleberschicht 8, vorzugsweise einer Heißkleberschicht,
versehen. Für
den Übertrag der
Effektschicht 9 auf die Banknote 100 wird die Transferfolie 11 mit
der Kleberschicht 8 auf die Banknote 100 aufgelegt.
Handelt es sich bei der Kleberschicht 8 um eine Heißschmelzkleberschicht,
so wird die Kleberschicht 8 in einem bestimmten Bereich durch
Wärme und
Druck aktiviert, was in 3 durch den
Stempel 15 angedeutet wird. In diesem begrenzten Bereich,
welcher der Umrissform des gewünschten
Sicherheitselements entspricht, haftet die Kleberschicht 8 an
der Banknote 100. Beim Abziehen der Endlosfolie 11 reißt die Effektschicht 9 im
Randbereich der aktivierten Kleberschicht 8 und verbleibt
somit ebenfalls auf der Banknote 100. Die restlichen Bereiche
der Effektschicht 9 sowie der Kleberschicht 8 verbleiben
auf der Trägerschicht 2 und
werden rückstandslos
von der Banknote 100 entfernt.
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Aus
diesem Verfahren zur Aufbringung der Sicherheitselemente ergibt
sich, dass die Schichtfolge der Effektschicht 9 auf dem
Trägermaterial
in der umgekehrten Reihenfolge aufgebracht werden muss, wie sie
am fertigen Produkt vorliegen soll.
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Die
in den 2 und 3 dargestellten grundsätzlichen
Varianten des Sicherheitselements 10 lassen sich selbstverständlich auch
auf andere Wertdokumente, wie beispielsweise Ausweiskarten, Schecks,
Tickets etc., auf- bzw. einbringen. Ebenso können die Sicherheitselemente 10 zur
Absicherung jedweder anderer geldwerter Gegenstände und zur Produktsicherung
beliebiger Waren und derer Verpackungen verwendet werden.
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Die
in den 2 und 3 als sicherheitstechnisch
relevante Effektschicht 9 kann, wie bereits erwähnt, mehrschichtig
ausgeführt
sein. Sie kann neben dem erfindungsgemäßen sicherheitstechnisch relevanten
Schichtaufbau auch weitere Sicherheitsmerkmale, wie beispielsweise
eine lumineszierende und/ oder magnetische und/oder thermochrome und/oder
auch elektrisch leitfähige
Schicht aufweisen.
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Im
Folgenden werden besondere Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen sicherheitstechnisch
relevanten Schichtaufbauten erläutert,
die allein oder in Kombination mit weiteren Sicherheitsmerkmalen
die Effektschicht 9 bilden. Die sich aus den unterschiedlichen
Verwendungszwecken bzw. Aufbringungstechniken, wie Etikettenmaterial
oder Transfermaterial, ergebenden Schichtfolgen bleiben dabei unberücksichtigt.
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Beispiel 1, (4, 5)
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Die 4 und 5 zeigen eine Ausführungsvariante des Sicherheitselements 10 in
Aufsicht bzw. im Querschnitt, bei welcher das Sicherheitselement 10 lediglich
einen in sich geschlossenen Bereich 12 mit einer Beugungsstruktur
aufweist. Wie bereits erläutert,
ist die konkrete Ausgestaltung dieser Beugungsstruktur für die Erfindung
unerheblich. Wesentlich ist lediglich, dass die Beugungsstruktur
solche Betrachtungswinkel aufweist, in welchen der beugungsoptische
Effekt bei Lichteinfall rekonstruiert wird, während unter anderen Betrachtungswinkeln
dieser beugungsoptische Effekt nicht oder nur diffus wahrnehmbar
ist. Pfeil B in 5 steht
hier stellvertretend für die
Betrachtungswinkel, in denen der beugungsoptische Effekt erkennbar
ist. D.h., bei Betrachtung des Bereichs 12 in einem engen
Winkelbereich um diese vorbestimmte Betrachtungsrichtung B nimmt
der Betrachter den durch die Beugungsstruktur erzeugten beugungsoptischen
Effekt wahr, während
unter anderen Betrachtungswinkeln dieser beugungsoptische Effekt
nicht oder nur diffus wahrnehmbar ist.
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Die
Betrachtungsrichtung B des in 4 und 5 gezeigten Sicherheitselements 10 kann
durch den Betrachtungswinkel ϑ = –45° angegeben werden. Aus Gründen der
Anschaulichkeit wird, wie ebenfalls bereits eingangs erwähnt, davon
ausgegangen, dass das beugungsoptische Bild unter schrägen Be trachtungswinkeln
rekonstruiert wird, während
es bei senkrechter Betrachtung S nicht oder nur diffus wahrnehmbar
ist.
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Dieser
Bereich 12 weist erfindungsgemäß Unterbereiche 14 auf,
die ebenfalls nur bei Betrachtung unter denselben Betrachtungswinkeln
erkennbar sind, unter denen auch der beugungsoptische Effekt bei
Lichteinfall rekonstruiert wird. Im gezeigten Beispiel ist das bei
schräger
Betrachtung entlang Pfeil B der Fall. Bei Betrachtung unter Betrachtungswinkeln,
in welchen der beugungsoptische Effekt bei Lichteinfall nicht rekonstruiert
wird, hier bei senkrechter Betrachtung, bilden die Unterbereiche 14 keinen dominanten
Kontrast zu ihrer Umgebung und können daher
nicht oder nur schwach wahrgenommen werden. Aus diesem Grund sind
die Unterbereiche 14 in 4 gestrichelt
dargestellt. Im gezeigten Beispiel handelt es sich bei der durch
die Unterbereiche 14 dargestellten Information um die 8-stellige
Seriennummer der Banknote 100.
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In 5 ist das Sicherheitselement 10 im Querschnitt
entlang der Linie III-III dargestellt. Im vorliegenden Beispiel
ist das Sicherheitselement 10 als Prägehologramm ausgebildet. Es
weist daher zwei transparente Kunststoffschichten 24, 28 auf,
deren Grenzfläche
in Form der geprägten
Beugungsstruktur 21 ausgebildet ist. In welche der Kunststoffschichten 24, 28 die
Beugungsstruktur 21 tatsächlich eingeprägt wird,
hängt dabei
von der für
die Aufbringung des Sicherheitselements 10 verwendeten
Endlosfolie 11 (Etiketten- bzw. Sicherheitsfadenmaterial
oder Transferfolie) ab.
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Die
geprägte
Beugungsstruktur 21 ist mit einer Reflexionsschicht 26,
vorzugsweise einer Metallschicht, versehen, die Aussparungen 25 aufweist. Die
Aussparungen 25 liegen dabei in Form der in 4 gestrichelt dargestellten
Seriennummer vor. Die gegenüberliegende
Oberfläche
der Kunststoffschicht 24 ist ebenfalls mit einer Reflexionsschicht 22 versehen,
die im Wesentlichen die gleichen Reflexionseigenschaften aufweist
wie die Reflexionsschicht 26. Vorzugsweise werden für beide
Reflexionsschichten 22, 26 die gleichen Metalle,
wie beispielsweise Aluminium, verwendet.
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Die
Kunststoffschichten 24, 28 werden dabei so gewählt, dass
sie einen möglichst ähnlichen
Brechungsindex aufweisen, so dass in den reflexionsschichtfreien
Zwischenbereichen 25 der beugungsoptische Effekt verschwindet.
Vorzugsweise bestehen die Kunststoffschichten 24, 28 daher
aus dem gleichen Kunststoffmaterial.
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Bei
Betrachtung dieses Sicherheitselements 10 aus Richtungen,
unter denen kein beugungsoptisches Bild rekonstruiert wird, z.B.
bei senkrechter Betrachtung (Richtung S), nimmt der Betrachter in
erster Linie die spiegelnden Eigenschaften der Reflexionsschichten 22, 26 wahr.
In den Aussparungen 25 ist dabei die darunter liegende
Reflexionsschicht 22 sichtbar. Bestehen die Reflexionsschichten 22, 26 beispielsweise
aus Aluminium, so nimmt der Betrachter bei senkrechter Betrachtung
das Sicherheitselement 10 als strukturlose, glänzende Fläche wahr.
Bei Betrachtung aus Richtungen, unter welchen ein beugungsoptisches
Bild rekonstruiert wird, hier bei schräger Betrachtung (Richtung B),
bilden die Aussparungen 25 Fehlstellen in dem rekonstruierten beugungsoptischen
Bild. Der Informationsgehalt der Aussparungen erscheint somit für den Betrachter
als dunkle Information vor einem ansonsten hellen beugungsoptischen
Bild.
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Somit
bilden die Aussparungen 25 und die darunter liegende Reflexionsschicht 22 im
Zusammenspiel die erfindungsgemäßen Unterbereiche 14. Die
Aussparungen 25 werden dabei vorzugsweise erst nach Aufbringung
des Sicherheitselements 10 auf die Banknote 100 erzeugt.
D.h., die für
das Si cherheitselement 10 verwendete Folie weist zwei durchgehende
Reflexionsschichten 22, 26 auf. Erst wenn das
Sicherheitselement 10 in der gewünschten Umrissform auf die
Banknote 100 übertragen
wurde, werden die Aussparungen 25 in Form der durch die Unterbereiche 14 dargestellten
Seriennummer gemäß 4 erzeugt. Dies geschieht
vorzugsweise mithilfe eines Lasers, der die Metallschicht 26 in
den gewünschten
Bereichen entfernt. Dies erreicht man durch Fokussieren des Laserstrahls
auf die Ebene der Metallschicht 26 und Ablenken des Laserstrahls in
x- und y-Richtung gemäß der zu
erzeugenden Individualinformationen. Der hohe Absorptionskoeffizient
des Metalls bewirkt, dass die Laserenergie das Metall verdampft.
Dabei oxidiert das Metall nahezu instantan. Da diese Metalloxide
nahezu transparent sind, erscheinen die mit dem Laser beaufschlagten Bereiche
anschließend
als transparente Bereiche in der Metallschicht. Durch gezielte Steuerung
der Laserstrahlenergie und Einwirkzeit kann zudem verhindert werden,
dass die zweite Metallschicht 22 beeinträchtigt wird.
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Auf
diese Weise kann jede Banknote in einem der letzten Herstellungsschritte
auf einfache und schnelle Art und Weise mit einer sie individualisierenden
Information, wie der Seriennummer, versehen werden.
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Sofern
die Unterbereiche 14 lediglich eine für eine größere Anzahl von Wertdokumenten
individualisierende Information, wie beispielsweise die Denomination
der Banknote, darstellen sollen, können auch andere Verfahren
zur Herstellung der Aussparungen 25 verwendet werden. In
diesem Fall können die
Aussparungen 25 bereits während der Herstellung der Endlosfolie,
beispielsweise mittels Ätz-
oder Waschverfahren, erzeugt werden. Selbstverständlich können auch hier Laserbeschriftungsverfahren
eingesetzt werden.
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Beispiel 2 (4, 5)
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsvariante der
Erfindung weist das Sicherheitselement 10 ebenfalls den
in 5 dargestellten Schichtaufbau
auf. Allerdings besteht die Reflexionsschicht 22 in diesem Fall
aus einem zur Reflexionsschicht 26 kontrastierenden Material,
vorzugsweise aus einem andersfarbigen Metall. Besteht die Reflexionsschicht 26 aus
einer Aluminiumschicht, so kann für die Reflexionsschicht 22 beispielsweise
eine Kupferschicht verwendet werden. In diesem Fall erscheinen die
Aussparungen 25 für
den Betrachter aufgrund der unterschiedlichen Farben der beiden
Reflexionsschichten 22, 26 bei senkrechter Betrachtung
als ein nicht beugungsoptisches Kontrastbild. Der Betrachter kann daher
den Informationsgehalt des Kontrastbildes, im vorliegenden Beispiel
die Seriennummer, auch bei senkrechter Betrachtung als kupferfarbene
Bereiche vor silbernem Hintergrund erkennen. Da die Schicht 24 relativ
dünn ist,
entsteht für
den Betrachter der Eindruck, als wären die Aussparungen 25 mit
einem anderen Material, im vorliegenden Fall Kupfer, ausgefüllt. Zudem
sind, wie im obigen Beispiel bereits erläutert, die Aussparungen 25 bei
schräger
Betrachtung als dunkle Information vor einem hellen beugungsoptischen
Bild zu erkennen. Diese Übereinstimmung
zwischen den bei senkrechter und schräger Betrachtung erkennbaren,
nicht beugungsoptischen Informationen erhöht den Wert der Individualdaten
und kann als Echtheitsmerkmal verwendet werden.
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Anstelle
von Kupfer können
selbstverständlich
auch andere reflektierende Metallschichten, wie beispielsweise Gold-
oder Nickelschichten, verwendet werden. Auch andere kontrastierende
Materialien, wie Druckschichten, beispielsweise metallische Druckschichten,
sind möglich.
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Beispiel 3 (6, 7)
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Die 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Sicherheitselements
in Aufsicht. Diese Sicherheitselemente zeichnen sich dadurch aus,
dass sie zwei in sich geschlossene Bereiche aufweisen, die vorzugsweise direkt
aneinander grenzen.
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In 6 ist ein Sicherheitselement 30 gezeigt,
das zwei rechteckige, übereinander
angeordnete Bereiche 32A, 32B aufweist, die jeweils
eine Beugungsstruktur aufweisen. Der durch die jeweiligen Beugungsstrukturen
rekonstruierte Bildinhalt kann für
die beiden Bereiche identisch, aber auch unterschiedlich sein. In
jedem Fall müssen
sich die Betrachtungswinkel der in den Bereichen 32A, 32B angeordneten
Beugungsstrukturen unterscheiden. Im gezeigten Beispiel ist die
im Bereich 32A angeordnete Beugungsstruktur nur bei schräger Betrachtung von
links (Pfeil L) zu erkennen, während
die im Bereich 32B angeordnete Beugungsstruktur lediglich bei
schräger
Betrachtung von rechts (Pfeil R) erkennbar ist. Erfindungsgemäß weisen
die Bereiche 32A, 32B Individualinformationen 34A, 34B auf,
die in 6 und den nachfolgenden
Figuren durch Schlangenlinien schematisch dargestellt sind. Die
durch die Unterbereiche 34A, 34B dargestellte
Information kann für
beide Bereiche 32A, 32B gleich oder unterschiedlich
sein. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Unterbereiche 34A die
ersten vier Ziffern der 8-stelligen Seriennummer darstellen, während die Unterbereiche 34B die
zweiten vier Ziffern dieser Seriennummer darstellen. Es ist aber
auch möglich,
in beiden Bereichen die vollständige,
gleiche Seriennummer vorzusehen.
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Entspricht
der Schichtaufbau dem Beispiel 1, so sind die Unterbereiche 34A, 34B bei
senkrechter Betrachtung des Sicherheitselements nicht zu erkennen.
Bei schräger
Betrachtung von links nimmt der Betrachter die durch die Un terbereiche 34A dargestellte
Information vor der beugungsoptischen Umgebung des Bereichs 32A wahr,
während
er bei Betrachtung von rechts lediglich die durch die Unterbereiche 34B dargestellte
Information des Bereichs 32B erkennt. Diese durch die Unterbereiche 34A, 34B dargestellten
Teilinformationen können
mit der in üblicher
Form aufgedruckten Seriennummer übereinstimmen
und somit mit dieser verglichen werden.
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Analog
zu Beispiel 2 können
die Unterbereiche 34A, 34B bei senkrechter Betrachtung
eine zur Umgebung kontrastierende Farbe aufweisen. In diesem Fall
sind bei senkrechter Betrachtung des Sicherheitselements 30 sowohl
die durch die Unterbereiche 34A dargestellte Information
als auch die durch die Unterbereiche 34B dargestellte Information deutlich
zu erkennen. Bei schräger
Betrachtung von links dagegen tritt die durch die Unterbereiche 34A dargestellte
Information vor dem rekonstruierten beugungsoptischen Bild des Bereichs 32A deutlich
kontrastierend hervor, während
bei schräger
Betrachtung von rechts die durch die Unterbereiche 34B dargestellte
Information dominiert. Ergänzen
sich, wie bereits erwähnt,
die durch die Unterbereiche 34A, 34B dargestellten
Informationen zur Seriennummer, so ist bei senkrechter Betrachtung
die vollständige Seriennummer
erkennbar und kann mit den bei schräger Betrachtung von links bzw.
bei schräger
Betrachtung von rechts erkennbaren Ziffernblöcken verglichen werden.
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7 zeigt eine Abwandlung
des Ausführungsbeispiels
gemäß 6, bei welcher die beiden Bereiche 32A und 32B nebeneinander
angeordnet sind. Sieht man in den Bereichen 32A und 32B Teilinformationen
vor, eignet sich diese Ausführungsform besonders,
weil dabei die Teilinformationen wie üblich in einer Reihe nebeneinander
angeordnet sind.
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Beispiel 4 (8)
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8 zeigt eine weitere Variante
des im Zusammenhang mit 6 und 7 erläuterten Sicherheitselements.
In diesem Fall weist das Sicherheitselement 40 eine Vielzahl
der bereits erläuterten
beugungsoptischen Bereiche auf. Im konkret dargestellten Beispiel
handelt es sich um vier rechteckige Bereiche 42A–42D,
die neben- bzw. untereinander angeordnet sind. Auch hier unterscheiden
sich die Betrachtungswinkel der in den Bereiche 42A–42D angeordneten
Beugungsstrukturen. Die den einzelnen Bereichen 42A–42D zugeordneten
Betrachtungsrichtungen sind in der 8 durch
die Pfeile angedeutet. D.h., durch Kippen und/oder Drehen des Sicherheitselements 40 bzw.
der Banknote 100 werden nacheinander die einzelnen beugungsoptischen
Bilder der Bereiche 42A–42D und
die in den jeweiligen Bereichen angeordneten Unterbereiche erkennbar.
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Die
schrägen
Betrachtungswinkel für
die Bereiche 42A–42B betragen
dabei beispielsweise –45°, –15°, +15°, 45° Hält ein Betrachter
die Banknote 100 mit dem Sicherheitselement 40 unter
einem Winkel von –45° schräg nach links
und kippt die Banknote nun in 30°-Schritten über –15° und +15° bis +45° nach rechts,
so erkennt er sukzessiv die durch die Unterbereiche dargestellten
Informationen vor den jeweiligen rekonstruierten beugungsoptischen
Bildern der Bereiche 42A–42D.
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Auch
hier können
alle durch die Unterbereiche dargestellten Informationen bei senkrechter
Betrachtung sichtbar sein. Ebenso können alle Informationen identisch
sein oder in einem beliebigen inhaltlichen Zusammenhang stehen.
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Beispiel 5 (9)
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Die 9 und 10 verdeutlichen nochmals, dass die mit
den Beugungsstrukturen bzw. Unterbereichen versehenen Bereiche nicht
notwendigerweise rechteckig ausgeführt werden müssen. So
ist beispielsweise in 9 ein
kreisscheibenförmiges
Sicherheitselement 50 dargestellt, das 12 erfindungsgemäße Bereichen 52-0 bis 52-11 aufweist,
die jeweils ein Kreissegment der Kreisscheibe bilden. Die Betrachtungswinkel
der in den jeweiligen Bereiche 52-0 bis 52-11 angeordneten
Beugungsstrukturen sind dabei so gewählt, dass die durch die jeweiligen Beugungsstrukturen
rekonstruierten beugungsoptischen Bilder für den Betrachter beim Drehen
des Sicherheitselements 50 nacheinander erkennbar werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiels
betragen die schrägen
Betrachtungswinkel z.B. –30°, –25°, –20°, –15°, –10°, –5°, 0°, 5°,10°,15°, 20°, 25°, wobei der Betrachtungswinkel –30° (d.h. 30° nach links
gekippt) für
das mittlere untere Feld 52-8 gilt, der Betrachtungswinkel –25° (d.h. 25° nach links
gekippt) für
das links daneben liegende Feld 52-7. Die angegebenen Winkel
werden entsprechend im Uhrzeigersinn zugeordnet, so dass dem Feld 52-10 der
Betrachtungswinkel +25° (d.h.
25° nach
rechts gekippt) zugeordnet wird.
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Es
gibt natürlich
viele Möglichkeiten,
die Kreissegmente beugungsoptisch beim Kippen oder Drehen hintereinander
aufleuchten zu lassen, z.B. können
die Felder auch so belegt werden, dass bei Beleuchtung schräg von vorne
und senkrechter Betrachtung die Felder beim Drehen des Sicherheitselements
in der Ebene nacheinander aufleuchten. In diesem Fall ist ein asymmetrisches
Profil des Gitters erforderlich, da bei einem symmetrischen Profil
gegenüberliegende
Felder, deren Gitterbelegung um 180° gedreht ist, gleichzeitig aufleuchten.
Durch das asymmetrische Profil wird also sichergestellt, dass nur
ein Feld aufleuchtet, während
die übrigen
Felder dunkel bleiben.
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Im
gezeigten Beispiel sind die in die einzelnen Bereiche 52-0 bis 52-11 eingebrachten
Unterbereiche entlang eines Rings 54 angeordnet. Die durch die
Unterbereiche dargestellten Informationen können dabei beliebig ausgestaltet
sein. Eine sinnvolle Variante könnte
darin bestehen, die Unterbereiche so auszugestalten, dass aus den
unterschiedlichen Blickrichtungen beispielsweise unterschiedliche
Zeichen oder Buchstaben wahrgenommen werden, die sich zu einem Wort
ergänzen,
oder unterschiedliche Wörter
oder Silben, die sich zu einem Satz ergänzen. Es ist aber auch möglich, in
jedem Kreissegment die gleiche Information zu wiederholen.
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Beispiel 6 (10)
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Eine
andere Aufteilung bzw. Geometrie der Hologrammbereiche ist in 10 dargestellt. Das Sicherheitselement 50 setzt
sich in diesem Fall aus ringförmigen
Bereichen 52-0 bis 52-4 zusammen, die konzentrisch
zueinander angeordnet sind. Hier sind die Beugungsstrukturen der
einzelnen Bereiche 52-0 bis 52-4 so gestaltet,
dass die zugehörigen
beugungsoptischen Bildinhalte beim Kippen des Sicherheitselements 50 rekonstruiert
werden. Die in den einzelnen ringförmigen Bereichen eingebrachten
Informationen können
dementsprechend ebenfalls unter unterschiedlichen Kippwinkeln wahrgenommen werden.
Mit einer derartig gestalteten Ausführungsform lassen sich so genannte
Pumpeffekte realisieren, bei welchen die durch die Unterbereiche
dargestellten Informationen scheinbar vom Kreiszentrum aus über den
gesamten Kreisradius nach außen und/oder
wieder zurückzulaufen
scheinen. Diese Bewegung wird in der 10 durch
den Pfeil 54 angedeutet.
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Beispiel 7 (11, 12)
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Die 11 und 12 zeigen eine weitere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Sicherheitselements 60 in
Aufsicht bzw. im Querschnitt. Dieses Si cherheitselement 60 weist 10 nebeneinander
angeordnete streifenförmige
Bereiche 62-0 bis 62-9 auf, deren Betrachtungswinkel
ausgehend vom Rand 66 des Sicherheitselements zur Mitte
hin zunehmen und von der Mitte zum gegenüberliegenden Rand 68 entsprechend
abnehmen. Dies wird in 12 durch die
Pfeile schematisch dargestellt. Durch Kippen des Sicherheitselements 60 werden
dadurch der Reihe nach die beugungsoptischen Bilder der Streifen 62-0 bis 62-9 und
die jeweils eingebrachten Unterbereiche für den Betrachter erkennbar.
Beispielsweise kann eine eingeschriebene Seriennummer 64,
wie in 12 in Aufsicht
dargestellt, so in die Bereich 62-1 bis 62-8 integriert
werden, dass beim Kippen des Sicherheitselements die Seriennummer
Ziffer für
Ziffer gelesen und mit einer an anderer Stelle in Normaldruck auf
der Banknote 100 aufgebrachten Ziffernfolge verglichen
werden kann.
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Während in
den 11 und 12 der Einfachheit halber
nur 10 Streifen 62-0 bis 62-9 gezeigt sind, versteht
es sich von selbst, dass auch eine größere Anzahl an Streifen verwendet
werden kann, um beispielsweise beim Kippen des Sicherheitselements 60 einen
kontinuierlichen Übergang
zwischen den jeweils sichtbaren beugungsoptischen Bildern zu erzielen.
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Allen
bisherigen erläuterten
Beispielen ist gemeinsam, dass die mit den Beugungsstrukturen versehenen
Bereiche in sich geschlossen sind und eine Ausdehnung aufweisen,
die mit dem bloßen Auge
aufgelöst
werden kann. Sofern in alle Hologrammbereiche die gleiche Information
integriert wird, kann auf eine Identifizierung der einzelnen Bereiche
ganz oder weitgehend verzichtet werden. Werden in die Hologrammbereiche
unterschiedliche Informationen, wie die Ziffern der Seriennummer,
integriert, genügt
bei der Einbringung der Individualinformation eine einfache Detektorvorrichtung, da
an die optische Auflösung
der relativ großflächigen Hologrammbereiche
keine hohen Anforderungen gestellt werden.
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Beispiel 8 (13, 14)
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In
den im Folgenden beschriebenen Beispielen bestehen die einzelnen
Bereiche aus einer Mehrzahl von Teilbereichen, die eine Ausdehnung
aufweisen, die vom bloßen
Auge nicht mehr aufgelöst
werden kann. Alle zu einem Hologrammbereich gehörenden Teilbereiche tragen
dabei zur Rekonstruktion des dem jeweiligen Bereich zugeordneten
beugungsoptischen Bildes bei.
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Dieses
Prinzip ist in 13 schematisch
dargestellt. Der Hologrammbereich 72 rekonstruiert bei schräger Betrachtung
von links (Pfeil L) ein erstes beugungsoptisches Bild und der Hologrammbereich 74 bei
schräger
Betrachtung von rechts (Pfeil R) ein zweites beugungsoptisches Bild.
Diese Hologrammbereiche 72, 74 werden in streifenförmige Teilbereiche 72-1 ist 72-5 bzw. 74-1 bis 74-5 zerlegt.
Diese Teilbereiche weisen gemäß dem Ausführungsbeispiel
lediglich eine Breite von ca. 50 μm
auf und können
mit dem bloßen
Auge nicht aufgelöst
werden. Für das
endgültige
Sicherheitselement 70 werden diese Teilbereiche 72-1 bis 72-5 bzw. 74-1 bis 74-5 der
Hologrammbereiche 72, 74 ineinander verschachtelt.
Im gezeigten Beispiels werden sie alternierend angeordnet, so dass
auf den Teilbereich 72-1 des Hologrammbereichs 72 der
Teilbereich 74-1 des Hologrammbereichs 74 folgt
usw.
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Bei
schräger
Betrachtung von links des Sicherheitselements 70 tragen
nur die Teilbereiche 72-1 bis 72-5 zur Rekonstruktion
eines beugungsoptischen Bildes bei und der Betrachter nimmt das
erste Hologramm 72 wahr. Bei schräger Betrachtung von rechts
des Sicherheitselements 70 tragen umgekehrt lediglich die
Teilbereiche 74-1 bis 74-5 zur Rekonstruktion
eines beugungs optischen Bildes bei und der Betrachter erkennt das
zweite Hologramm 74. Obwohl die einzelnen Teilbereiche 72-1 bis 72-5 bzw. 74-1 bis 74-5 getrennt
voneinander angeordnet sind, erscheinen dem Betrachter die unter
den jeweiligen Betrachtungswinkeln erkennbaren Hologramme 72, 74 aufgrund
der geringen Breite und dem kleinen Abstand der Teilbereiche zusammenhängend. Das
erste und zweite Hologramm können
inhaltlich gesehen das gleiche oder unterschiedliche beugungsoptische Bilder
rekonstruieren. Selbstverständlich
können
die jeweiligen Hologrammbereiche eine beliebige Zahl an Teilbereichen 72-1 bis 72-m bzw. 74-1 bis 74-m aufweisen.
Auch muss die Breite der Teilbereiche der unterschiedlichen Hologramme
nicht notwendigerweise identisch sein. Die Herstellung der streifenförmigen Teilbereiche
kann beispielsweise mithilfe einer Linienmaske erfolgen, die bei
Belichtung eines beugungsoptischen Aufzeichnungsträgers jeweils
den nicht zu belichtenden Teil des Aufzeichnungsträgers abdeckt.
Alternativ können
die Streifen auch direkt durch entsprechende Steuerung eines Elektronenstrahls
in einem Aufzeichnungsmedium erzeugt werden. Die Zahl der Teilbereiche
oder Streifen kann ebenfalls beliebig gewählt werden. Bei einer Streifenbreite
von z.B. 50 μm
und einer Länge
des Sicherheitselements 70 von z.B. 50 mm weist das Element also
1000 nebeneinander angeordnete Streifen auf.
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Erfindungsgemäß sind in
die Bereiche 72, 74 in 13 nicht dargestellte Individualinformationen in
Form von Unterbereichen eingebracht, die weder an der Bildrekonstruktion
in Richtung L noch in Richtung R teilnehmen.
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Auch
hier gilt, dass der konkrete Schichtaufbau des Sicherheitselements 70 dem
bereits erläuterten
Schichtaufbau gemäß 5 entspricht. Vorzugsweise
wird über
alle Teilbereiche 72-1, 74-1 bis 72-5, 74-5 die
gleiche Information in Form der erfindungsgemäßen Unterbereiche eingebracht,
so dass die Erzeu gung der Unterbereiche, wie bereits erläutert, ohne
hohen Detektionsaufwand mit für
die Massenproduktion geeigneten Mitteln erfolgen kann. In diesem
Fall erscheint, wie nachfolgend im Detail erläutert, aus beiden Blickrichtungen
dieselbe dunkle Individualinformation vor dem ansonsten hellen jeweiligen
holographischen Bildhintergrund.
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In 14 zeigt das Sicherheitselement 70 gemäß 13, in dem zur Illustration
schematisch einige Unterbereiche 76 angedeutet sind. Es
versteht sich, dass, wie bereits erläutert, eine vollständige Information,
etwa eine mehrere cm breite Seriennummer aus einer Vielzahl solcher
Unterbereiche 76 besteht.
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Wesentlich
ist auch, dass die Linienbreite der Individualinformation, soll
sie in beiden Teilbereichen erkennbar sein, für den Fall, dass alle Streifen
gleich breit sind, mindestens die doppelte Streifenbreite aufweisen
muss. Da das Auge die Teile der Linien, die auf unterschiedliche
Streifen verteilt sind, integriert, ist es dann unerheblich, ob
die Linien die Streifen in der Breite vollständig abdecken oder nur teilweise.
In beiden Fällen
entsteht der selbe visuelle Eindruck. Beide Extreme sind in der 14 am Buchstaben „i" beispielhaft dargestellt.
Beachtet man nun, dass bei einer Streifenbreite von z.B. 50 μm und einer
bevorzugten Linienbreite von 0,5 mm von einer Linie der Individualinformation
pro Teilbereiche zehn Streifen erfasst werden, wird klar, dass es
bei der Einbringung der Individualinformation gleichgültig ist, wie
die Streifen „getroffen" werden.
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D.h.,
die durch die Unterbereiche 76 dargestellte Information
kann bei der beschriebenen Gestaltung ohne Ausrichtung auf die Kanten
der Teilbereiche und somit mit geringem apparativen und zeitlichen
Aufwand eingeschrieben werden, wobei aus beiden Betrachtungsrichtungen
dieselbe Information erkennbar ist.
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Es
versteht sich, dass auch mehr als zwei Hologrammbereiche mit unter
unterschiedlichen Beobachtungsbedingungen erkennbaren beugungsoptischen
Bildern vorgesehen sein können,
wobei die zu den jeweiligen beugungsoptischen Bildern gehörenden Teilbereiche
entsprechend ineinander. verschachtelt werden. Die Breite der Unterbereiche muss
ebenfalls entsprechend angepasst werden, um die durch die Unterbereiche
dargestellte Information ohne Ausrichtung auf die Kanten der Teilbereiche einschreiben
zu können.
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Beispiel 9 (15)
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15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung im Querschnitt. Prinzipiell entspricht der Aufbau
dieses Sicherheitselements 71 dem in 13 dargestellten Sicherheitselement 70. D.h.,
es weist zwei ineinander verschachtelte Hologrammbereiche 72, 74 auf,
die unter verschiedenen Betrachtungswinkeln unterschiedliche beugungsoptische
Bilder rekonstruieren. Die nicht zur beugungsoptischen Konstruktion
beitragenden Unterbereiche werden in diesem Fall jedoch nicht durch
das Zusammenspiel zweier Reflexionsschichten gebildet, sondern allein
durch Aussparungen in der ersten Reflexionsschicht.
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15 zeigt einen Ausschnitt
des als Prägehologramm
ausgeführten
Sicherheitselement 71 im Querschnitt (nicht maßstäblich).
Gezeigt werden die alternierend angeordneten Teilbereich 72-1, 74-1, 72-2, 74-2.
Erfindungsgemäß unterscheiden
sich die Teilbereiche 72-1, 72-2 von den Teilbereichen 74-1, 74-2 hinsichtlich
der dort angeordneten Beugungsstrukturen. Dementsprechend ist der
Grenzbereich zwischen den Kunststoffschichten 24, 28 in
den Teilbereichen 72-1, 72-2 mit einer ersten
Beugungsstruktur 73 versehen, während die Teilbereiche 74-1, 74-2 eine
zweite Beugungsstruktur 75 aufweisen. Der gesamte Grenzbereich
zwischen den Kunststoffschichten 24, 28 ist mit
einer Reflexionsschicht 26 versehen, die in den Teilbereichen 72-1, 72-2 Aussparungen 77 und
in den Teilbereichen 74-1, 74-2 Aussparungen 79 aufweist.
Bei dieser Reflexionsschicht 26 handelt es sich vorzugsweise
um eine dünne
Metallschicht, wie beispielsweise eine Aluminiumschicht. Die Aussparungen 77, 79 stellen
dabei die zu den jeweiligen Hologrammbereichen 72, 74 gehörenen Unterbereiche
dar. Die auf diese Weise dargestellten Informationen können dabei
identisch oder unterschiedlich sein.
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Dieses
Sicherheitselement 71 eignet sich insbesondere zur Absicherung
durchscheinender oder transparenter Wertgegenstände. Denn die Aussparungen 77, 79 sind
bei Betrachtung im Durchlicht als helle, kontrastreiche Bereiche
vor der dunkel erscheinenden Reflexionsschicht 26 zu erkennen. Geht
man davon aus, dass die Aussparungen 77, wie bereits mehrfach
erläutert,
den ersten Ziffernblock einer Seriennummer darstellen und die Aussparungen 79 den
zweiten Ziffernblock, so erkennt der Betrachter im Durchlicht die
gesamt Seriennummer. Bei schräger
Betrachtung von links des Sicherheitselements 71 erkennt
er jedoch lediglich den durch die Aussparungen 77 im Hologrammbereich 72 eingebrachten
ersten Ziffernblock. Bei schräger
Betrachtung von rechts dagegen nimmt der Betrachter den zweiten
durch die Aussparungen 79 im Hologrammbereich 74 vorgesehenen
Ziffernblock wahr. Auf diese Weise kann durch Vergleich der unter
den unterschiedlichen Betrachtungswinkeln erkennbaren Informationen
auf die Echtheit des Wertgegenstand rückgeschlossen werden.
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Beispiel 10 (16)
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16 zeigt eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Sicherheitselements
gemäß 13 im Querschnitt. Das hier
gezeigte Sicherheitselement 81 liegt ebenfalls als Prägehologramm vor,
bei welchem entspre chend den unterschiedlichen Teilbereichen 72-1, 72-2 bzw. 74-1, 74-2 unterschiedliche
Beugungsstrukturen 73, 75 angeordnet sind. Im
Gegensatz zu den in 15 dargestellten Beispiel
ist die Reflexionsschicht 26 in diesem Beispiel vollflächig vorhanden
und besteht vorzugsweise aus einer Metallschicht, insbesondere einer
Aluminiumschicht. Zur Erzeugung der Unterbereiche wird die Kunststoffschicht 28 in
den jeweiligen Teilbereichen mit einer Druckfarbe bedruckt, die
vorzugsweise im Wesentlichen die gleichen Reflexionseigenschaften
aufweist, wie die Reflexionsschicht 26. Wird die Reflexionsschicht 26 beispielweise
von einer silbrigen Aluminiumschicht gebildet, so wird für die Druckfarbe
der Druckschichten 83, 85 eine silbrige metallische
Druckfarbe, wie beispielsweise Supersilber, verwendet. Da die für die Druckbereiche 83, 85 verwendete
Druckfarbe im Wesentlichen die gleichen Reflexionseigenschaften
aufweist wie die Reflexionsschicht 26, sind die Druckbereiche 83, 85 bei
senkrechter Betrachtung des Sicherheitselements 81 nicht
zu erkennen. Bei schräger
Betrachtung von links dagegen tragen die in den Teilbereichen 72-i des
Hologrammbereichs 72 angeordneten Druckbereiche 83 nicht
zur Rekonstruktion des Hologramms 72 bei, so dass die Druckbereiche 83 als
matte Flächen
im Hologramm 72 zu erkennen sind. In analoger Weise sind
bei schräger
Betrachtung von rechts lediglich die in den Teilbereichen 74-i des
Hologrammbereichs 74 angeordneten Druckbereiche 85 zu
erkennen. Auch in diesem Fall können
die Druckbereiche 83, 85 eine identische Information
oder unterschiedliche Informationen darstellen. Ebenso kann, wie
in dem bereits beschriebenen Beispiel, ein inhaltlicher Zusammenhang
zwischen den durch die Druckbereiche 83, 85 dargestellten
Informationen bestehen.
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Alternativ
können
die Druckbilder 83, 85 auch direkt auf der Reflexionsschicht 26 erzeugt
werden, so dass sie zwischen der Kunststoffschicht 28 und
der Reflexionsschicht 26 angeordnet sind. Dies müsste allerdings
in einem früheren
Verfahrensschritt geschehen, so dass dann der Vorteil, am fertigen
Sicherheitselement Daten eintragen zu können, entfällt.
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Selbstverständlich können die
in den 15, 16 dargestellten Sicherheitselemente 71, 81 weitere
Hologrammbereiche aufweisen, die entsprechend mit den Hologrammbereichen 72, 74 verschachtelt
werden.
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Beispiel 11 (17)
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in 17 dargestellt.
Das dort gezeigte Sicherheitselement 80 weist neben zwei
erfindungsgemäßen Hologrammbereichen 82, 84,
die mit Beugungsstrukturen unterschiedlicher Betrachtungswinkel
versehen sind, einen dritten beugungsoptischen Bildbereich 88 auf.
Die Hologrammbereiche 82, 84, 88 sind,
wie bereits anhand von 13 erläutert, in eine
Vielzahl von Teilbereichen 82-i, 84-i, 88-i unterteilt,
die ineinander verschachtelt angeordnet sind. Die Hologrammbereiche 82, 84 weisen
die erfindungsgemäßen Unterbereiche
auf, die entspechend den bereits anhand der 5, 15 und 16 erläuterten Beispielen gestaltet
sein können.
Der Hologrammbereich 88 dagegen weist keine Unterbereich
auf und ist unter einem von den Hologrammbereichen 82, 84 verschiedenen
Betrachtungswinkel erkennbar. Der Betrachter dieses Sicherheitselements 80 erkennt bei
schräger
Betrachtung von links in erster Linie das durch die Teilbereiche 82-i rekonstruierte
beugungsoptische Bild, während
er bei schräger
Betrachtung von rechts in erster Linie das durch die Teilbereiche 84-i rekonstruierte
beugungsoptische Bild erkennt. Die Teilbereiche 88-i ergänzen sich
ebenfalls zu einem beugungsoptischen Bild, das insbesondere bei senkrechter
Betrachtung des Sicherheitselements in den Vordergrund tritt.
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Diese
Variante besitzt den Vorteil, dass die mit den Unterbereichen versehenen
Hologrammbereiche 82, 84 sehr einfach gestaltet
werden können, wenn
der zusätzliche
Hologrammbereich 88 ein aufwändiges und zugleich ästhetisch
ansprechendes beugungsoptisches Bild rekonstruiert. D.h., bei nahezu
senkrechter Betrachtung erkennt der Betrachter, wie bei den bekannten
Sicherheitselementen, ein kompliziertes und mit aufwändigen beugungsoptischen
Effekten versehenes Hologramm. Die Hologrammbereiche 82, 84 dagegen
können
beispielsweise eine einfache, farbige Fläche rekonstruieren, in welcher
die durch die Unterbereiche dargestellte Information erkennbar ist.
So sieht der Betrachter bei schräger
Betrachtung von links beispielsweise wieder den ersten Ziffernblock
der Seriennummer in einem roten Umfeld, und bei schräger Betrachtung
von rechts den zweiten Ziffernblock in einem ebenfalls roten oder
andersfarbigen Umfeld.
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Diese
Ausführungsform
hat allerdings auch den Nachteil, dass zum Einschreiben der Individualinformation,
wie beim Stand der Technik, die jeweiligen Streifen identifiziert
werden müssen,
bevor die Teilelemente der Individualinformation eingeschrieben
werden können.
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Beispiel 12 (18)
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18 illustriert ein vorteilhaftes
Herstellungsverfahren für
die erfindungsgemäßen Bereiche mit
den jeweiligen Beugungsstrukturen.
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Das
in 18 gezeigte Sicherheitselement 90 ist
beispielsweise analog zu dem in 13 gezeigten
Sicherheitselement 70 aus einer Mehrzahl alternierend angeordneter
Teilbereiche 92, 94 aufgebaut. Jeder der Teilbereiche 92, 94 besteht
dabei aus einer Vielzahl gleichförmiger,
im Ausführungsbeispiels
quadratischer Pixelelemente 96. Die Teilbereiche 92, 94 bestehen
dabei aus quadratischen Pixelelementen mit der Kantenlänge 50 μm. Die Betrach tungswinkel
der zu den Teilbereichen 92, 94 gehörenden Pixelelemente
unterscheiden sich jedoch entsprechend dem zu rekonstruierenden
beugungsoptischen Bild. So kann der Betrachtungswinkel der Teilbereiche 92 beispielsweise –45° betragen,
während der
Betrachtungswinkel der zu den Teilbereichen 94 gehörenden Pixelelemente
+45° beträgt. D.h.,
der Kippwinkel, unter dem die zu den Teilbereichen 92, 94 gehörenden beugungsoptischen
Bilder erkennbar sind, beträgt
45°, während sich
die Rekonstruktionswinkel innerhalb der Ebene des Sicherheitselements 90
um 180° unterscheiden.
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Aufgrund
der Kleinheit der einzelnen Pixelelemente 96 können Hologrammbereiche
beliebiger Form zusammengesetzt werden, so beispielsweise die Kreissegmente
des Sicherheitselements 50 gemäß 10 oder die einfachen, rechteckigen Teilbereiche
des Sicherheitselements 40 gemäß 9.
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Die
Pixelelemente 96 selbst können beispielsweise nach dem
so genannten Dot-Matrix-Verfahren maschinell in großer Zahl
preisgünstig
hergestellt werden. Die Bereichsgrenzen der einzelnen Pixelelemente 96 können dabei
jedoch gegebenenfalls nicht entsprechend ihrem idealerweise exakte
gerade verlaufenden Rand reproduziert werden. Insbesondere gekrümmt verlaufende
Bereichsgrenzen oder Bereichsränder
müssen
beim Dot-Matrix-Verfahren
durch sehr feine Stufen ausgeführt
werden. Aufgrund der geringen Größe der Pixel
und des begrenzten Auflösungsvermögens des
Auges wird der visuell wahrgenommene Eindruck dadurch jedoch kaum
beeinflusst.
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Beispiel 13 (19)
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung wird anhand der 19 erläutert. Dieses
Sicherheitselement 115 weist einen erfindungsgemäßen Bereich 110 mit
einer Beugungsstruktur auf, die unter einem schrägen Betrachtungswinkel ein
beugungsoptisches Bild rekonstruiert. Dieser Bereich 110 weist Unterbereiche 111 auf,
die beispielsweise eine individualisierende Information darstellen
können.
Dieser Bereich 110 ist in eine Umgebung 112 eingebettet, die
ebenfalls optische Beugungsstrukturen aufweist. Das beugungsoptisch
rekonstruierte Bild dieses umgebenden Hologramms 112 ist
unter einem anderen Betrachtungswinkel sichtbar als dasjenige des
Bereichs 110, vorzugsweise ist das durch den Bereich 112 rekonstruierte
beugungsoptische Bild bei nahezu senkrechter Betrachtung sichtbar.
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Durch
die flächenmäßige Einbettung
in ein beugungsoptisches Umfeld 112 wird der mit den Unterbereichen 111 versehene
beugungsoptische Bereich 110 in gewisser Weise getarnt.
Auch hier kann das umgebende Hologramm 112 als aufwändiges und
kompliziertes beugungsoptisches Bild, beispielsweise als Kinegram®,
ausgestaltet werden, wohingegen der Hologrammbereich 110 ein
einfaches beugungsoptisches Bild, wie die bereits erwähnte farbige Fläche, rekonstruieren
kann. In diesem Fall erkennt der Betrachter bei schräger Betrachtung
des Elements 115 diese farbige Fläche und die darin enthaltene
Information 111.
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Der
Schichtaufbau des Sicherheitselements 115 kann dabei entsprechend
dem in 5 dargestellten
Sicherheitselement 10 gestaltet sein. Da die Reflexionsschicht
im umgebenden Hologrammbereich 112 vollflächig und
durchgehend ausgeführt
ist, stört
die zu den Unterbereichen beitragende zweite Reflexionsschicht 22 in
keiner Weise den optischen Eindruck des Hologrammbereichs 112.
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Beispiel 14 (20)
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Das
Sicherheitselement 115 kann jedoch auch einen ähnlichen
Aufbau aufweisen wie die in den 15,16 dargestellten Elemente 71, 81. 20 zeigt dabei eine Ausführungsform
des Elements 115 im Querschnitt, bei dem der Grenzbereich der
Kunststoffschichten 24, 28 in den entsprechenden
Bereichen 112, 110 mit der jeweiligen Beugungsstruktur 113, 114 versehen
ist. Im Holgrammbereich 112 ist die Reflexionsschicht 26,
vorzugsweise eine spiegelnd reflektierende Metallschicht, vollflächig ohne
Aussparungen vorhanden. Im Hologrammbereich 110 dagegen
weist die Reflexionsschicht 26 Aussparungen 116 in
Form der darzustellenden Information 111 auf. Diese die
erfindungsgemäßen Unterbereiche
darstellenden Aussparungen 116 sind sowohl bei Betrachtung
im Durchlicht als auch bei schräger
Betrachtung des Hologrammbereichs 110 erkennbar. Der Betrachter
kann somit die Identität der
im Durchlicht und bei schräger
Betrachtung erkennbaren Informationen als Echtheitsmerkmal überprüfen.
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Beispiel 15 (21)
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Analog
zudem bereits anhand von 16 erläuterten
Beispiel kann auch im Fall des Sicherheitselements 115 die
durch die Unterbereiche dargestellte Information 111 durch
Aufdrucken einer Druckfarbe dargestellt werden, die im Wesentlichen die
gleichen Reflexionseigenschaften aufweist wie die Reflexionsschicht 26.
Diese Variante ist in 21 dargestellt.
Im gezeigten Beispiel ist allerdings das Druckbild 117 direkt
auf die Reflexionsschicht 26 aufgebracht. Alternativ kann
das Druckbild 117 selbstverständlich auch auf die Kunststoffschicht 28 aufgebracht
werden.
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Dieser
Aspekt der flächenmäßigen Einbettung
und der Kombination mit weiteren nicht mit Unterbereichen versehenen
Hologrammen kann auch für
alle anderen beschriebenen Ausführungsformen verwendet
werden.
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Beispiel 16 (22, 23)
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
wird die durch die Unterbereiche dargestellte Information nicht
in die fertigen Hologramme eingebracht, sondern bereits während des
so genannten „Origination-Prozesses" in die Prägeform für die Prägehologramme.
Während
eine nachträglich
im fertigen Hologramm erzeugte Information als Unique-Information
ausgeführt
sein kann, weisen alle mit derselben Prägeform hergestellten Prägehologramme
die gleiche Information auf.
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Die
Herstellung einer solchen Prägeform
ist schematisch in 22 dargestellt.
Dabei wird von einer Urform ausgegangen, die bereits die Beugungsstruktur
in Form einer Reliefstruktur aufweist und als „Master" bezeichnet werden kann. Diese Urform
ist in 22 mit M0 bezeichnet.
In einem ersten Abformungsschritt I werden mit M1 bezeichnete identische Kopien
der Urform M0 hergestellt. In einem zweiten Abformungsschritt II
werden von jeder Kopie M1 wiederum mehrere identische Kopien hergestellt,
die insgesamt mit M2 bezeichnet sind. Erst in dem dritten Abformungsschritt
III wird die Beugungsstruktur in die Prägehologramme HO übertragen.
Alle Individualisierungsmaßnahmen,
die mit einem Laser nachträglich
an den fertigen Hologrammen durchgeführt werden, lassen sich dem
Prinzip nach auch während des
Originations-Prozesses an dem Prägeformen M1,
M2 nach dem Abformungsschritt I und/oder II durchführen.
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Sollen
beispielsweise alle Denominationen einer Währung mit einem Prägehologramm
ausgestattet werden, kann für
die gesamte Serie, d.h. für alle
Werte das gleiche Grundmotiv gewählt
werden. Das Grundmotiv wird in der Urform M0 als Beugungsstruktur
umgesetzt. Die davon abgeformten identischen Kopien M1 können mit
einem Laser bereichsweise verändert
und dadurch individualisiert werden. So können in diesem Stadium Prägeformen
erzeugt werden, die eine die jeweilige Denomination kennzeichnende
Information tragen. Beispielsweise kann in die einzelnen Kopien
M1 jeweils die Wertzahl als individualisierende Information eingebracht
werden. Von jeder dieser individualisierten Prägeformen werden anschließend im
zweiten Abformungsschritt II mehrere identische Kopien hergestellt.
D.h., nach der Abformung in der Stufe II erhält man für jeden Banknotenwert mehrere
identische Prägeformen,
mit denen Prägehologramme
produziert werden können, die
entsprechend der Denomination individualisierte Unterserien darstellen.
Dementsprechend entstehen aus der individualisierten Prägeform 1 weitere,
die gleiche individualisierende Information tragende Prägeformen 1.1 bis 1.3.
Analoges gilt für
die gezeigten Prägeformen 2 bis 4.
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Selbstverständlich können auch
an den mit M2 bezeichneten Kopien der Prägeformen Individualisierungsmaßnahmen
oder zusätzliche
Individualisierungsmaßnahmen
vorgenommen werden. Dadurch lassen sich gegebenenfalls unterschiedlicher Produktionsstätten oder
Produktionslinien kennzeichnen.
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Schließlich können auch
die auf diese Weise erzeugten Unterserien von Hologrammen zu einem späteren Zeitpunkt
durch die bereits beschriebenen Maßnahmen, beispielsweise durch
Laserbeschriftung, weitere Individualisierungsinformationen erhalten.
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23 zeigt eine derart individualisierte
Prägeform
im Querschnitt. Die Prägeform 118 ist
in diesem Fall als Prägestempel
ausgebildet und weist in einer der Oberflächen die Beugungsstruktur 119 in Form
einer Reliefstruktur auf. Diese Reliefstruktur 119 wurde
im Bereich 120 beispielsweise mittels eines Lasers zerstört. Während des
Prägevorgangs wird
der Prägestempel 118 in
eine Kunststoffschicht bzw. prägbare
Lackschicht gepresst und dabei die Reliefstruktur sowie die zerstörten Bereiche 120 in die
Oberfläche
der Kunststoffschicht übertragen. Selbstverständlich kann
die Prägeform
auch jede beliebige andere Form aufweisen. In der Massenproduktion
werden insbesondere zylindrische Prägeformen bevorzugt verwendet.
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Beispiel 17 (24)
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Gemäß einer
weiteren Variante der Erfindung werden die Prägehologramme als so genannte „asymmetrische
Hologramme" ausgeführt. Asymmetrische
Hologramme weisen Beugungsstrukturen 130 mit einem asymmetrischen
Profil auf. 24 zeigt
einen Prägestempel 118 mit
einem derartigen asymmetrischen Profil. Dadurch wird ein besonders
starker Richtungseffekt erreicht, und die nur unter einem vorgegebenen
Betrachtungswinkel sichtbaren beugungsoptisch rekonstruierten Bilder
sind besonders hell. Asymmetrische Hologramme werden bevorzugt für Sicherheitselemente
benutzt, die mehrere ineinander verschachtelte Hologramme aufweisen,
die unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln erkennbar sind,
wie sie in den 13 bis 16 dargestellt sind.
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Selbstverständlich können alle,
beschriebenen Varianten des erfindungsgemäßen Sicherheitselements und/oder
Herstellungsverfahren miteinander kombiniert werden.