SICHERHEITSMERKMAL FÜR EIN WERT- ODER SICHERHEITSDOKUMENT MIT FRAKTALEM LAMELLENSYSTEM

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsmerkmal für Wert- und Sicherheitsdokumente nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

[0002] Stand der Technik bei der Anordnung von Sicherheitsmerkmalen bei Wert- und Sicherheitsdokumenten sind sog. Multiplex-Hologramme. Es handelt sich hierbei um ein Hologramm, welches aus verschiedenen Blickrichtungen unterschiedliche Bilder für den Betrachter erzeugt. Ferner sind sog. Inteferenzschichten in Folien oder allgemein in durchsichtigen Körpern bekannt. Bei derartigen Inteferenzschichten handelt es sich um dünne optische Schichten, die winkelabhängige graphische oder farbige Effekte - je nach Betrachtungswinkel - erzeugen.

[0003] Ferner sind sog. variable Displays bekannt, es handelt sich hierbei um Linsenarrays, welche über Druck- oder Sicherheitsmerkmale auf einem Sicherheitsdokument angeordnet sein können und je nach Blickrichtung auf diese Linse ein vom Betrachtungswinkel abhängiges unterschiedliches Bild erzeugen.

[0004] Die Nachteile der genannten Techniken sind, daß sich Hologramme und Inteferenzschichten unter vielfältigen Beleuchtungsbedingungen nur schlecht darstellen lassen. Außerdem sind Hologramme und Inteferenzschichten wellenlängendispersiv, d. h. es kommt hierbei bei der Betrachtung zu unterschiedlichen Farbsäumen im weißen Licht, abhängig vom Betrachtungswinkel.

[0005] Die vorher genannten Linsenarrays erfordern aufwendige Herstellungstechnologien und eine bestimmte, endliche Substratstärke.

[0006] Die US 3,887,742 zeigt ein Sicherheitsmerkmal für ein Wertdokument, nämlich einen Kopierschutz, welcher aus einer transparenten Folie besteht und innerhalb dieser Folie schräg angeordnete Lamellen vorgesehen sind. Diese Lamellen sind schwarz oder reflektierend ausgebildet und bewirken, dass in einer Beobachtungsrichtung die unterhalb des Sicherheitsmerkmals befindliche Information auslesbar ist und in den anderen Richtung diese Information für den Beobachter nicht sichtbar ist. In dieser anderen Richtung bekommt der Beobachter dann die grafische Information der Lamellen, nämlich schwarz oder reflektierend übermittelt.

[0007] Die DE 25 40 846 A1 zeigt einen Schutzüberzug für Dokumente gegen Kopieren in Form eines transparenten Films, in dem schwarze Lamellen schräg angeordnet sind.

[0008] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsmerkmal der eingangs genannten Art weiterzubilden, daß unter unterschiedlichen Blickwinkeln unterschiedliche graphische Informationen auf einfachere und kostengünstigere Art erzeugt werden können.

[0009] Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruch 1 gekennzeichnet.

[0010] Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß in einem durchsichtigen Körper einander nahezu überlappende Lamellen angeordnet sind, die den Querschnitt des Körpers etwa treppenförmig ansteigend ausfüllen. Bevorzugt werden fraktale, ansteigende Lamellen verwendet.

[0011] Der Erfindung liegt also die Erkenntnis zugrunde, daß ein transparentes Substrat durch ein nichttransparentes Lamellensystem unterteilt ist, und zwar in der Weise, daß das Substrat bei einer bestimmten Blickrichtung auf das Substrat transparent erscheint, währenddessen, wenn die Blickrichtung geändert wird, das nichttransparente Lamellensystem sichtbar wird und eine Durchsicht durch das Substrat verhindert.

[0012] Wird bei gleichbleibender Blickrichtung das Substrat unter dem Auge gedreht, erscheint je nach Drehung das Substrat transparent oder schwarz, weil im Falle der Schwärzung das nicht transparente Lamellensystem mit seinen nicht durchsichtigen Lamellen ein Blick durch das Substrat verhindert.

[0013] Es wird also je nach Drehung des Substrates ein Hell-Dunkel-Effekt erzeugt.

[0014] In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß nicht jede Lamelle an ihrer Seitenkante eine Gerade bildet, sondern daß jede Lamelle in eine Vielzahl von treppenförmig hintereinander ansteigenden Teillamellen aufgeteilt ist, sodaß also fraktale Lamellen geschaffen werden, welche den Querschnitt des Substrates ausfüllen.

[0015] Mit der Unterteilung des Lamellensystems in fraktale Lamellen ergibt sich nämlich der Vorteil, daß der Umschlag von dem Hell-Dunkel-Prinzip (Durchsicht ./. Schwarz) schlagartig erfolgt, d. h. werden die Lamellen mit entsprechend hoher Iterationsstufe aufgelöst, ist damit gewährleistet, daß bei einer Drehung dieses Substrates ein schlagartiger Umschlag von hell-dunkel, d. h. von einem grafischen Element auf ein anderes, erfolgt. Es gibt also im Idealzustand keine Zwischenstufen, wenn eine genügend hohe Iterationsstufe bei der Auflösung einzelner Lamellen in fraktale Unterlamellen erfolgt.

[0016] Vorstehend wurde angegeben, daß mit der Anordnung von fraktalen Lamellen ein derartiges durchsichtiges Substrat so beschaffen sein kann, daß es während eines gesamten Beobachtungswertes eines bestimmten Beobachtungswinkels von z. B. 90° völlig transparent erscheint, und daß dann ein plötzlicher Umschlag erfolgt und ab diesem Umschlagwinkel das Substrat bei weiterer Drehung nicht mehr transparent erscheint.

[0017] Es gibt also z. B. im Idealfall einen Winkel von 0 - 90°, wo das Substrat durchsichtig erscheint, während bei dem Winkel von ab 91° bis 180° das Substrat nur noch dunkel erscheint.

[0018] Nach der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß in einem derartigen transparenten Substrat nicht nur ein einziges Lamellensystem vorhanden ist, welches diesen Hell-Dunkel-Umschlag gewährleistet und damit in der Lage ist, eine Hell-Dunkel-Information zu liefern, sondern daß in diesem Substrat mehrere Lamellensysteme vorhanden sind, die zusammenwirken.

[0019] Wie vorhin ausgeführt wurde, gibt es einen Bereich von 0 - 90°, wo das erste Lamellensystem durchsichtig ist. Ordnet man nun ein zweites Lamellensystem in dem Substrat so an, daß in diesem Bereich - wo das erste Lamellensystem offen und transparent erscheint - das zweite Lamellensystem undurchsichtig erscheint, so können über diesen Betrachtungswinkel von 0 - 90° insgesamt zwei unterschiedliche grafische Informationen dargestellt werden, nämlich die grafische Information des ersten Lamellensystems (welches hell ist) und wobei in diesem Hellzustand die grafische Information des zweiten Lamellensystems dunkel erscheint, wenn man durch das Substrat bei gleichbleibendem Betrachtungswinkel von 0 - 90° hindurchsieht.

[0020] Diese Lamellensysteme können nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sein. Sie können sich überdecken oder in getrennten Bereichen vorliegen.

[0021] Vorstehend wurde lediglich angegeben, daß Hell-Dunkel-Grafiken erzeugt werden können, wenn es gelingt, eine linienförmige Lamelle in einzelne fraktal unterteilte Einzellamellen zu unterteilen. Es liegt auf der Hand, daß mit der vorliegenden Erfindung nicht nur Hell-Dunkel-Informationen vermittelt werden können, sondern es kann vorgesehen sein, daß statt der Unterteilung eines einzigen linienförmigen Linienzuges (Einzellamelle) auch ein Buchstabe bestehend aus einzelnen Linienzügen fraktal unterteilt werden kann. Dies führt nun dazu, daß bei einem ersten Blickwinkel durch das an sich transparente Substrat z. B. der Buchstabe A im Innenraum dieses Substrates sichtbar wird und daß bei zunehmender Drehung des Substrates in einen anderen Betrachtungswinkel schlagartig der Buchstabe A verschwindet und der Buchstabe B auftaucht.

[0022] Dies wird lediglich durch die Überlappung und durch die Integration zweier unterschiedlicher Lamellensysteme im durchsichtigen Substrat erreicht.

[0023] Das erfindungsgemäße Lamellensystem ist geeignet für einen Einsatz im Durchlicht und/oder Auflicht.

[0024] Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

[0025] Es zeigen:

Figur 1:

schematisiert ein Substrat mit einer einfachen Lamellenanordnung bei nichtfraktaler Unterteilung;

Figur 2:

ein gegenüber Figur 1 abgewandeltes Substrat mit einer fraktalen Unterteilung von Lamellen;

Figur 3a:

die Darstellung eines durchgehenden Liniensegmentes, welches die Seitenkante einer Lamelle nach Figur 1 bildet;

Figur 3b:

die Unterteilung dieses Liniensegmentes der Lamelle nach Figur 3a unter einem ersten Winkel;

Figur 3c:

die Unterteilung der Linienzüge nach Figur 3b unter Verdoppelung dieses Winkels;

Figur 3d:

die Unterteilung des Linienzuges nach Figur 3c unter Verdreifachung des Winkels;

Figur 4:

schematisiert eine Darstellung des Hell-Dunkelumschlags bei Wechsel der Beobachtungsrichtung.

[0026] Die Figur 1 zeigt ein Substrat, d. h. also einen durchsichtigen Körper 2, der insgesamt drei (grob im Abstand nebeneinander angeordnete) Lamellen 6, 7, 8 zeigt. Der Körper weist hierbei zwei zueinander beabstandete Längsseiten 3 auf und im 90° Winkel hiervon sind hierbei die Schmalseiten 26 angeordnet. Der Körper ist ferner definiert durch eine obere Deckfläche 4 und eine untere Deckfläche 5. Es handelt sich also um einen etwa plattenförmigen Körper 2, der durchsichtig sein soll.

[0027] Im Innenraum des Körpers sind nun zueinander parallele Lamellen 6, 7, 8 angeordnet, die zwischen sich Zwischenräume 12, 13 bilden.

[0028] Jede Lamelle ist durch eine Längskante 9 definiert, die etwa parallel zu der Längskante der Schmalseiten 26 verläuft, und im übrigen verläuft die Fläche jeder Lamelle 6 - 8 auch parallel zu den Schmalseiten 26 dieses plattenförmigen Körpers. Die Schmalseiten jeder Lamelle sind durch jeweils ein Liniensegment 1 definiert, welches etwa parallel zu den Schmalseiten des Körpers verläuft.

[0029] Sieht man nun in Pfeilrichtung 10 durch diesen transparenten Körper hindurch, dann sieht man durch die Zwischenräume 12 zwischen den Lamellen 6, 7, 8 hindurch, weil die Lamellen selbst in dieser Richtung nicht sichtbar sind und der Körper erscheint durchsichtig.

[0030] Sieht man hingegen in Pfeilrichtung 11 (oder in Gegenrichtung hierzu) auf den Körper 2, dann verhindern die nicht durchsichtigen Lamellen 6, 7, 8 eine Durchsicht durch den Körper; der Körper erscheint schwarz.

[0031] Entsprechend der Blickrichtung kann also eine Hell-Dunkel-Information vermittelt werden, die von der Stellung der Lamellen und deren Anzahl usw. abhängt.

[0032] Unterteilt man nun ein Liniensegment 1 nach Figur 3a in mehrere Liniensegmente 1b nach Figur 3b, dann wird dieses Liniensegment 1 transformiert.

[0033] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich mit (fraktalen) Lamellensystemen überraschende Projektionseigenschaften realisieren lassen. Ein fraktales Lamellensystem entsteht durch die wiederholte Anwendung einer Transformation auf ein Liniensegment 1 in Abbildung 3a. Als Beispiel zeigt Abbildung 3d ein Lamellensystem, das durch wiederholte Teilung eines Liniensegmentes 1 in N-Teile und Drehung um einen Winkel Θ entsteht. 3b bis 3d zeigen verschiedene Iterationsstufen der Konstruktion. Trotz der immer feiner werdenden Unterteilung der Lamellen nimmt die für das Lamellensystem erforderliche Tiefe (D) nicht signifikant zu. Das Lamellensysteme aus Abbildung 3d ist für alle Winkel zwischen 0° und +90° nahezu lichtundurchlässig und für alle Winkel zwischen 0° und -90° nahezu lichtdurchlässig (siehe Fig. 4). Für einen kleinen Winkel Θ und ein großes N gehen die Abweichungen von "lichtundurchlässig" und "lichtdurchlässig" mit zunehmendem Iterationsgrad gegen Null. Aus solchen fraktalen Lamellen lassen sich Bilder konstruieren, die bei scharf definierten Winkeln erscheinen und verschwinden. Es ist mathematisch bewiesen, daß sich fraktale Lamellensysteme konstruieren lassen, deren Parallelprojektion aus jedem Raumwinkel ein für diesen Raumwinkel gewünschtes Bild ergibt.

[0034] Die Lamellensysteme können in ein Substrat belichtet, geschrieben, geprägt, extrudiert, mechanisch erzeugt (gebohrt) oder in ähnlichen Verfahren realisiert werden. Sie können für die Betrachtung in Durch- oder Aufsicht (Rückseitenbeleuchtung oder Reflexion) ausgelegt sein. Durch geeignete Wahl der Farben von Substrat und Lamellen kann das Sicherheitsmerkmal farbig ausgeführt sein.

[0035] Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik:

• Verblüffender, klar verifizierbarer Effekt.
• Das ""Auslesen" der Struktur des Lamellensystems ist sehr schwierig.
• Das Nachstellen des Lamellensystems ist noch schwieriger.

[0036] In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß sich mehrere Schichten solcher Lamellensysteme in Ebenen verschiedener Tiefe des Substrats befinden und ebenso ist vorgesehen, daß der winkelabhängige grafische Effekt im Durchlicht sichtbar ist.

[0037] Ebenso kann es in einer anderen Ausführungsform vorgesehen sein, daß der winkelabhängige grafische Effekt im Auflicht sichtbar ist.

[0038] Die Figur 2 zeigt nun die Anwendung der in Figur 3d dargestellten fraktalen Lamellen 14, 15, 16, 17 in einem Substrat nach Figur 2.

[0039] Dort ist erkennbar, daß die Lamellen 14 - 17 unter Bildung von Zwischenräumen 12, 13 dicht und stufenartig sowie treppenförmig aneinander angereiht sind, wobei die Zwischenräume 12, 13 eine Durchsicht durch diese fraktalen Lamellen erlauben, wenn der Körper 2 im Bereich zwischen den Pfeilrichtungen 21 - 22 von oben her betrachtet wird. Im Bereich zwischen den Pfeilrichtungen 11 - 22 erscheint hingegen der Körper 2 dunkel.

[0040] In Figur 3b ist noch erläutert, daß der Winkel Theta mit Bezugszeichen 18 versehen ist und der Winkel 19 gemäß Figur 3c gegenüber dem Winkel 18 verdoppelt ist, wo hingegen der Winkel 20 in Figur 3d gegenüber dem Winkel 18 verdreifacht ist.

[0041] In Figur 4 ist schematisch dargestellt, daß in Abhängigkeit von der Beobachtungsrichtung 23 es einen Hellbereich 24 im Winkelbereich von +90° bis 0° gibt und ebenso einen Dunkelbereich 25 im Winkelbereich von 0° bis +90°.

[0042] Mit der gegebenen technischen Lehre lassen sich also sehr gut Sicherheitsmerkmale fälschungssicher herstellten, denn derartige Sicherheitsmerkmale können sehr leicht in Wert- und Sicherheitsdokumente integriert werden. Ein derartiger durchsichtiger Körper kann in einem fensterartigen Ausschnitt eines derartigen Wert- und Sicherheitsdokumentes angeordnet werden und kann entweder im Durchlicht oder im Auflicht betrachtet werden.

Zeichnungslegende

[0043] 

1.

Liniensegment 16

2.

Körper

3.

Längsseite

4.

Deckfläche

5.

Deckfläche

6.

Lamelle

7.

Lamelle

8.

Lamelle

9.

Längskante

10.

Pfeilrichtung (Beleuchtungsrichtung)

11.

Pfeilrichtung (Dunkelbereich)

12.

Zwischenraum

13.

Zwischenraum

14.

fraktale Lamelle

15.

fraktale Lamelle

16.

fraktale Lamelle

17.

fraktale Lamelle

18.

Winkel

19.

Winkel

20.

Winkel

21.

Pfeilrichtung (Hellbereich)

22.

Pfeilrichtung (Umschlagbereich)

23.

Beobachtungsrichtung

24.

Hellbereich

25.

Dunkelbereich

26.

Schmalseite

Ansprüche

1. Sicherheitsmerkmal für Wert- oder Sicherheitsdokumente mit einem transparenten Körper (2), der mit Einrichtungen versehen ist, die in Abhängigkeit von dem Winkel zwischen Belichtungs- und Beobachtungsrichtung eine graphische Information darstellen, wobei diese Einrichtungen aus sich einander nahezu überlappenden Lamellen (6 - 8; 14 - 17) bestehen, die in dem Körper (2) etwa treppenförmig angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Lamellen (6 - 8; 14 - 17) wiederum fraktal in eine Vielzahl von treppenförmigen Teillamellen bzw. Unterlamellen aufgeteilt ist.

2. Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (14 - 17) und/oder Teillamellen bzw. Unterlamellen hintereinander ansteigend über die Körperdicke (D) in dem Körper (2) angeordnet sind.

3. Sicherheitsmerkmal nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schichten von Lamellen (14 - 17) übereinander in dem Körper (2) angeordnet sind.

4. Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten von Lamellen (14 - 16) zueinander im Winkel stehen.

5. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit folgenden Schritten:

- Bereitstellen eines durchsichtigen Körpers (2),

- Einprägen einer Lamellenstruktur in den Körper (2) entlang einer Linie durch Licht, Prägen, Beschichten oder eine mechanische Behandlung, wobei eine einzelne Lamelle in weitere Teil- bzw. Unterlamellen fraktal unterteilt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Laserlicht verwendet wird.

Claims

1. Security feature for documents of value or security documents, comprising a transparent body (2) which is provided with devices which display graphical information according to the angle (18, 19, 20) between direction of illumination and direction of observation, these devices consisting of almost overlapping laminae (6-8; 14-17) which are arranged approximately in step formation in the body (2), characterised in that each of the laminae (6-8; 14-17) is further fractally divided into a plurality of stepped part-laminae or sub-laminae.

2. Security feature according to claim 1, characterised in that the laminae (14-17) and/or part-laminae or sub-laminae are arranged one behind the other in ascending order over the thickness (D) of the body (2).

3. Security feature according to one of claims 1 and 2 characterised in that a plurality of layers of laminae (14-17) are arranged one above the other in the body (2).

4. Security feature according to claim 3, characterised in that the layers of laminae (14-16) are at an angle to one another.

5. Method of making a security feature according to one of the preceding claims, with the following steps:

- preparation of a transparent body (2);

- imprinting a lamina structure in the body (2) along a line by light, embossing, coating or a mechanical treatment, an individual lamina being fractally divided into further part- or sub-laminae.

6. Method according to claim 5, characterised in that laser light is used.

Revendications

1. Elément de sécurité pour documents de valeur ou documents de sécurité, comportant un corps transparent (2) pourvu de dispositifs qui, en fonction de l'angle entre le sens d'exposition et le sens d'observation, représentent une information graphique, ces dispositifs se composant de lamelles (6-8 ; 14-17) qui se chevauchent quasiment et qui sont disposées sensiblement en escalier dans le corps (2), caractérisé en ce que chacune des lamelles (6-8 ; 14-17) est elle-même divisée de manière fractale en une multiplicité de lamelles partielles ou sous-lamelles en escalier.

2. Elément de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lamelles (14-17) et/ou les lamelles partielles ou sous-lamelles sont disposées dans le corps (2) les unes derrière les autres, de manière ascendante sur l'épaisseur de corps (D).

3. Elément de sécurité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que plusieurs couches de lamelles (14-17) sont superposées dans le corps (2).

4. Elément de sécurité selon la revendication 3, caractérisé en ce que les couches de lamelles (14-16) sont disposées suivant un certain angle les unes par rapport aux autres.

5. Procédé pour fabriquer un élément de sécurité selon l'une des revendications précédentes, consistant à :

- préparer un corps transparent (2),

- incorporer une structure de lamelles dans le corps (2), le long d'une ligne, à l'aide de lumière, par gravure, enduction ou traitement mécanique, une lamelle individuelle étant divisée de manière fractale en lamelles partielles ou sous-lamelles.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on utilise une lumière laser.

Zeichnung