DE2701175A1

DE2701175A1 - Dokument

Info

Publication number: DE2701175A1
Application number: DE19772701175
Authority: DE
Inventors: David Leslie Dr Greenaway
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1976-12-21
Filing date: 1977-01-13
Publication date: 1978-06-22
Also published as: SE7714165L; CH604279A5; SE418337B; JPS5378897A; DE2701175C3; US4163570A; ES465222A1; BE862062A; JPS553755B2; FR2375691A1; FR2375691B1; DE2701175B2; IT1088835B; GB1571458A

Description

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Dokument

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dokument mit einem Informationsträger, auf dem eine Information in Form optischer Markierungen aufgezeichnet ist.

Dokumente wie Identitätskarten, Kreditkarten, vorbezahlte schrittweise entwertbare Zahlungsmittel, Fahrkarten,Eintrittskarten u.dgl., die eine Information in Form optischer Markierungen enthalten, sind in mannigfaltiger Art bekannt. Die meisten bekannten Dokumente dieser Art können mit verhältnismässig geringem Aufwand gefälscht werden.

Eine sehr hohe Fälschungssicherheit kann erreicht werden, wenn die Information in Form von Beugungsgittern, Hologrammen oder ähnlichen lichtmodifizierenden optischen Markierungen in das Dokument eingegeben wird. So ist beispielsweise ein Dokument bekannt, das als vorbezahltes Zahlungsmittel zum Bezug von Waren oder Dienstleistungen dient und einen Informationsträger aus thermoplastischem Material aufweist, in den optische Markierungen eingeprägt sind, die eine einfallendes Licht durch Beugung oder Brechung modifizierende Struktur aufweisen und

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Werteinheiten darstellen. Bei der Benützung des Dokumentes in einem Dienstleistungsautomaten, einem Fernsprecher usw. werden die optischen Markierungen auf Echtheit geprüft, und eine dem zu bezahlenden Betrag entsprechende Anzahl Markierungen werden durch Schmelzen, Auslochen, Abschaben u.dgl. entwertet. Diese Entwertung erfordert eine verhältnismässig hohe Energie, die in vielen Fällen nicht ohne weiteres zur Verfugung steht.

Ferner wurde schon vorgeschlagen, in ein Dokument mit einer Vielzahl optischer Markierungen, welche in thermoplastisches Material geprägt sind und eine vorbestimmte Modifikation einfallenden Lichtes hervorrufen, eine kodierte Information dadurch einzugeben, dass ausgewählte optische Markierungen nachträglich durch Wärmeeinwirkung wieder gelöscht oder verändert werden. Hierbei ist zum Löschen bzw. Verändern der optischen Markierungen wiederum eine verhältnismässig hohe Energie erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dokument der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die optischen Markierungen zur Veränderung der Information mit minimalem-Energieaufwand ausgelöscht bzw. verändert werden können.

Die Erfindung besteht darin, dass der Informationsträger ein Formerinnerungsvermögen aufweist, das durch Energiezufuhr anregbar ist und hierbei eine Formänderung des Informationsträgers sowie der optischen Markierungen hervorruft.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 ein Dokument,»

Fig. 2 einen Informationsträger im Schnitt, Fig. 3 den Informationsträger der Fig. 2 mit einer optischen Markierung,

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Fig. 4 den Informationsträger der Fig. 2

mit einer veränderten optischen

Markierung, Fig. 5 ein Diagramm,

Fig. 6 einen weiteren Informationsträger, Fig. 7 den Informationsträger der Fig. 6

mit einer optischen Markierung und Fig. 8 den Informationsträger der Fig. 6

mit einer veränderten optischen

Markierung.

In der Fig. 1 bedeutet 1 ein Dokument, das eine Identitätskarte, eine Kreditkarte, eine Fahrkarte, ein Check, eine Eintrittskarte, ein vorbezahltes schrittweise entwertbares Zahlungsmittel usw. sein kann. Das Dokument 1 besitzt einen Informationsträger 2, in den eine Vielzahl optischer Markierungen 3 eingegeben sind. Jede dieser optischen Markierungen 3 stellt eine Echtheitsinformation dar. In das Dokument 1 kann eine individuelle Information dadurch eingegeben werden, dass bestimmte Markierungen 3' wieder gelöscht oder zumindest so verändert werden, dass sie eine andere optische Wirkung hervorrufen als die unveränderten Markierungen 3. Im folgenden wird der Begriff "Auslöschen" aus Gründen der Einfachheit auch dann verwendet, wenn die Markierungen 3' lediglich verändert und nicht vollständig ausgelöscht werden. Das Auslöschen der Markierungen 3' kann je nach Art des Dokumentes 1 vor dessen Ausgabe und/oder bei der Benützung in einem Dienstleistungsautomaten u.dgl. erfolgen.

Der Informationsträger 2 weist ein Formerinnerungsvermögen auf, das durch Energiezufuhr anregbar ist. Um die individuelle Information in das Dokument 1 einzugeben, wird der Informationsträger 2 im Bereich 4 der auszulöschenden Markierungen 3* einer Strahlungseinwirkung oder einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt. Dies bewirkt, dass der Informationsträger 2 aufgrund seines Formerinnerungsvermögens im Bereich 4 eine Formänderung erfährt, wodurch auch eine Formänderung der Markierungen 3' hervorgerufen und die in den Markierungen 3' enthaltene Information umgewertet wird. ./.

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Für den Informationsträger 2 eignen sich alle Arten von Werkstoffen, die ein durch Energiezufuhr anregbares Formerinnerungsvermögen aufweisen und hierboi ihre Form in wenigstens einer Dimension so ändern, dass auch die Markierungen 3' eine optisch feststellbare Formänderung erfahren. Besonders gut geeignet sind thermoplastische Werkstoffe, in die ein elastisches Spannungsfeld eingegeben ist, das durch Wärmeeinwirkung entspannt werden kann und dadurch eine Formänderung des Informationsträgers hervorruft. Das elastische Spannungsfeld wird vorteilhaft durch ein Prägeverfahren bei der Erzeugung der Markierungen 3 in den Informationsträger 2 eingegeben, wie im folgenden gezeigt wird.

Die Fig. 2 zeigt den aus thermoplastischem Werkstoff bestehenden Informationsträger 2 im Ausgangszustand. Seine Oberfläche weist eine unregelmässige Reliefstruktur 5 mit einer Zufallsperiodizität in der Grössenordnung von z.B. 30 Mikron auf, die eine Streuung einfallenden Lichtes hervorruft. Diese matte Oberfläche kann unmittelbar bei der Herstellung des Informationsträgers 2 oder in einem anschliessenden Prägevorgang mittels sandgestrahlter oder in ähnlicher Weise behandelter Kalanderrollen oder Prägematrizen erzeugt werden. In die matte Oberfläche werden unter Anwendung von Druck und Wärme die optischen Markierungen 3 eingeprägt, die im Beispiel der Fig. 3 eine sinusförmige Reliefstruktur 6 mit einer Periodizität von einigen Mikron aufweist. Bei geeigneter Wahl der Prägebedingungen verschwindet die erste Reliefstruktur 5 und wird in ein elastisches Spannungsfeld 7 umgeformt, das durch die starke Formänderung des thermoplastischen Werkstoffes in den hohen Regionen der Reliefstruktur 5 und die geringe Formänderung in den tiefen Regionen der Reliefstruktur 5 entsteht.

Mit einem Heizelement wird der Informationsträger 2 im Bereich der auszulöschenden Markierungen 3' über die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Werkstoffs hinaus erwärmt. Dadurch wird das elastische Spannungsfeld 7 entspannt und die ursprüngliche Reliefstruktur 5 bildet sich wieder. Es wurde

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gefunden, dass die Wiederherstellung der ersten Reliefstruktur 5 erfolgt, bevor die zweite Reliefstruktur 6 verschwindet, so dass bei sorgfältiger Wahl der Temper-atur gemäss der Fig. 4 eine neue Reliefstruktur 8 entsteht, die der Ueberlagerung der Reliefstrukturen 5 und 6 entspricht. Dies setzt selbstverständlich voraus, dass kein oder nur ein geringer Druck auf den Informqtionsträger 2 ausgeübt wird. Wird beim Löschvorgang das Heizelement stark auf den Informationsträger 2 gepresst, so wird die Oberflächenstruktur des Heizelementes in den Informationsträger eingeprägt.

Die optischen Eigenschaften der auf die beschriebene Weise entstandene Reliefstruktur 8 sind sehr vorteilhaft. Während die Reliefstruktur 6 einfallendes Licht beugt, bewirkt die Reliefstruktur 8 eine diffuse Streuung. Dadurch ist gewährleistet, dass mit einem optischen Lesegerät die unveränderten Markierungen 3 von den ausgelöschten Markierungen 3' zuverlässig unterschieden werden können. Das Auslesen der durch die unveränderten Markierungen 3 und die ausgelöschten Markierungen 3* gegebenen Information kann in bekannter Weise anhand der an den Markierungen reflektierten Strahlung erfolgen. Um dies zu ermöglichen, wird vor oder nach dem Prägen der Reliefstruktur 6 eine dünne Reflexionsschicht auf den Informationsträger 2 aufgetragen. Natürlich ist es auch möglich, die transmittierte Strahlung abzufragen.

Im Vergleich zum bekannten Prägen optischer Markierungen in eine völlig glatte, strukturlose Oberfläche führt die beschriebene Lösung zu einer beträchtlichen Reduktion der zum Auslöschen der Markierungen 3' erforderlichen Energie und ausserdem zu einer grösseren Abweichung der optischen Eigenschaften zwischen gelöschten und ungelöschten Bereichen.

Die Fig. 5 zeigt den typischen Verlauf der Zugfestigkeit σο

und der Dehnung δ eines thermoplastischen Werkstoffes in Abhängigkeit von der Temperatur T. Der Uebergang vom festen in den thermoelastischen Zustandsbereich bei der Glasübergangs-

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temperatur T zeichnet sich durch einen starken Abfall der

Zugfestigkeit σ_ο und einen steilen Anstieg der Dehnung δ b g

aus. Bei der Fliesstemperatur T, erfolgt der Uebergang vom thermoelastischen in den thermoplastischen Zustandsbereich. Um ein ausgeprägtes Erinnerungsvermögen des Informationsträgers 2 an die erste Reliefstruktur 5 zu erzielen, wird die zweite Reliefstruktur 6 vorteilhaft im thermoelastischen Zustandsbereich in den Informationsträger 2 eingeprägt. Die erste Reliefstruktur 5 wird aus dem selben Grund vorzugsweise im thermoplastischen Zustandsbereich in den Informationsträger 2 eingegeben. Damit die erste Reliefstruktur 5 wieder hervortritt, genügt eine Erwärmung des Informationsträgers 2 auf eine Temperatur im Bereich der Glasübergangstemperatur T , weshalb der Energiebedarf zum Auslöschen der Markierungen 3' gering ist.

Sowohl die erste Reliefstruktur 5 als auch die zweite Reliefstruktur 6 können solcher Art sein, dass sie einfallendes Licht in charakteristischer Weise beugen, brechen oder reflektieren, wenn sie sich nur genügend voneinander unterscheiden. Die Feinheit der Reliefstrukturen kann sich erstrecken von Fresnel-Strukturen mit einer Periodizität in der Grossenordnung von 3O Mikron und mehr bis zu Beugungs-Strukturen und holografischen Reliefstrukturen mit einer Periodizität in der Grössenordnung von einem Mikron. Die erste Reliefstruktur 5 kann als zusätzliches Echtheitsmerkmal zur Sicherung des Dokumentes 1 gegen Fälschungen dienen.

Eine besonders geringe Löschenergie und ein besonders grosser Unterschied zwischen den an ausgelöschten Markierungen 3' und nicht ausgelöschten Markierungen 3 erzielbaren Lesesignalen wird erreicht, wenn die erste Reliefstruktur 5 eine Streuung oder eine charakteristische Brechung oder Reflexion einfallenden Lichtes aufgrund der Gesetze der geometrischen Optik und die zweite Reliefstruktur eine charakteristische Beugung einfallenden Lichtes hervorruft. Die Fig. 6 zeigt eine solche erste Reliefstruktur 5', die ein Facettenprofil mit sägezahn-

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förmigem Querschnitt darstellt und beim Prägen der zweiten Reliefstruktur 6, die ein Phasenhologramm, Phasenbeugungsgitter, Kinoform usw. sein kann, gemäss der Fig. 7 in ein elastisches Spannungsfeld 7¹ umgeformt wird. Die aus der Fig. 8 ersichtliche, durch Wärmeeinwirkung entstehende Reliefstruktur 8* reflektiert einfallendes Licht in ähnlicher charakteristischer Weise wie die ursprüngliche Reliefstruktur 5'.

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-to-

Leerseite

Claims

PATENTANSPRUECHE

(i) Dokument mit einem Informationsträger, auf dem eine Information in Form optischer Markierungen aufgezeichnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger-(2) ein Formerinnerungsvermögen aufweist, das durch Energiezufuhr anregbar ist und hierbei eine Formänderung des Informationsträgers (2) sowie der optischen Markierungen (3) hervorruft.
2. Dokument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Informationsträger (2) ein elastisches Spannungsfeld (7; 7¹) eingegeben ist, das durch Energiezufuhr in eine erste Reliefstruktur (5; 5") umformbar ist, und dass die optischen Markierungen (3) eine von der ersten Reliefstruktur (5; 5¹) verschiedene zweite Reliefstruktur (6) aufweisen.
3. Dokument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (2) aus thermoplastischem Werkstoff besteht und dass das elastische Spannungsfeld (7; 7') durch Wärmeeinwirkung in die erste Reliefstruktur (5; 5¹) umformbar ist.
4. Dokument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reliefstruktur (5; 5') eine Streuung oder eine charakteristische Brechung oder Reflexion einfallenden Lichtes aufgrund der Gesetze der geometrischen Optik und die zweite Reliefstruktur (6) eine charakteristische Beugung einfallenden

Lichtes hervorruft. ,

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INSPECT©
5. Verfahren zur Herstellung eines Dokumentes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Informationsträger (2), der aus thermoplastischem Werkstoff besteht und eine erste Reliefstruktur (5; 5^f) aufweist, eine zweite Reliefstruktur (6) so eingeprägt wird, dass die erste Reliefstruktur (5; 5¹) verschwindet und in ein elastisches Spannungsfeld (7; 7') umgeformt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reliefstruktur (5; 5') im thermoplastischen und die zweite Reliefstruktur (6) im thermoelastischen Zustandsbereich in den Informationsträger (2) geprägt wird.

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