DE2538875A1 - Einrichtung zum speichern und auslesen von echtheitsinformationen - Google Patents

Einrichtung zum speichern und auslesen von echtheitsinformationen

Info

Publication number
DE2538875A1
DE2538875A1 DE19752538875 DE2538875A DE2538875A1 DE 2538875 A1 DE2538875 A1 DE 2538875A1 DE 19752538875 DE19752538875 DE 19752538875 DE 2538875 A DE2538875 A DE 2538875A DE 2538875 A1 DE2538875 A1 DE 2538875A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
diffraction
diffraction grating
light
information carrier
order
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19752538875
Other languages
English (en)
Other versions
DE2538875B2 (de
DE2538875C3 (de
Inventor
David Leslie Dr Greenaway
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Landis and Gyr AG
Original Assignee
Landis and Gyr AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Landis and Gyr AG filed Critical Landis and Gyr AG
Publication of DE2538875A1 publication Critical patent/DE2538875A1/de
Publication of DE2538875B2 publication Critical patent/DE2538875B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2538875C3 publication Critical patent/DE2538875C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1847Manufacturing methods
    • G02B5/1857Manufacturing methods using exposure or etching means, e.g. holography, photolithography, exposure to electron or ion beams
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K1/00Methods or arrangements for marking the record carrier in digital fashion
    • G06K1/12Methods or arrangements for marking the record carrier in digital fashion otherwise than by punching
    • G06K1/126Methods or arrangements for marking the record carrier in digital fashion otherwise than by punching by photographic or thermographic registration
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/08Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code using markings of different kinds or more than one marking of the same kind in the same record carrier, e.g. one marking being sensed by optical and the other by magnetic means
    • G06K19/10Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code using markings of different kinds or more than one marking of the same kind in the same record carrier, e.g. one marking being sensed by optical and the other by magnetic means at least one kind of marking being used for authentication, e.g. of credit or identity cards
    • G06K19/16Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code using markings of different kinds or more than one marking of the same kind in the same record carrier, e.g. one marking being sensed by optical and the other by magnetic means at least one kind of marking being used for authentication, e.g. of credit or identity cards the marking being a hologram or diffraction grating
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/14Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation using light without selection of wavelength, e.g. sensing reflected white light
    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07FCOIN-FREED OR LIKE APPARATUS
    • G07F7/00Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus
    • G07F7/08Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means
    • G07F7/086Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means by passive credit-cards adapted therefor, e.g. constructive particularities to avoid counterfeiting, e.g. by inclusion of a physical or chemical security-layer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)

Description

P a t en tan wälle
Dip!.-"a-*. ".-J. .Mutter
Dr. Th. Bfrendt
D 8 München 80
Lacüe-Grahn-Str. 38, TeL 475155
LANOIS & GYB
LGZ LANDIS & GYR ZUG AG CH-6301 ZUG Schweiz
Einrichtung zum Speichern und Auslesen von Echtheitsinformationen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Speichern und Auslesen von Echtheitsinformationen, mit einem Informationsträger, der mindestens ein Beugungsgitter aufweist, das den Strahlengang einer aus einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger bestehenden optischen Leseeinrichtung modifiziert. Ausserdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Informationsträgers mit mindestens einem Beugungsgitter.
Die meisten der heute üblichen Kreditkarten, Identitätskarten, Ausweiskarten, Fahrkarten, Eintrittskarten, Banknoten, Schecks u.dgl. können mit modernen Reproduktionsverfahren mit nicht allzu grossem Aufwand gefälscht werden. Es sind auch zahlreiche Vorschläge bekannt, die darauf abzielen, auf solchen Kennkarten und Wertpapieren Echthei.tsinformationen zu speichern, welche den für eine erfolgversprechende Fälschung erforderlichen Aufwand und damit die Fälschungssicherheit erhöhen. Bekannt ist insbesondere die Aufzeichnung von Echtheitsinformationen in Form von magnetischen oder optischen Markierungen, die maschinell gelesen werden könen.
PA 1875
709807/0631
Die bisher wohl beste Fälschungssicherheit wird bei einer bekannten maschinell lesbaren Kreditkarte erreicht, die ein Hologramm aufweist, welches die holographische Aufnahme eines bestimmten Musters von gegeneinander abgegrenzten Lichtflecken darstellt. Zum Lesen solcher Hologramme ist jedoch eine aufwendige Leseeinrichtung mit einer leistungsstarken Lichtquelle und empfindlichen Lichtempfängern erforderlich, da der Uebertragungswirkungsgrad der Hologramme klein ist, d.h. nur ein kleiner Teil der Sendeenergie zu den Lichtempfängern gelangt.
Es ist auch eine Kennkarte mit einem Beugungsgitter bekannt, welches im Lesegerät den von einem Laser erzeugten Leselichtstrahl in eine bestimmte Richtung auf einen einzigen Fotodetektor lenkt. Hierbei ergibt sich jedoch keine befriedigende Sicherheit gegen Fälschungen, da auch mit minderwertigen Nachahmungen des Beugungsgitters - allenfalls sogar mit anderen, einfacheren optischen Elementen - erreicht werden kann, dass genügend Licht auf den Fotodetektor fällt und dieser zur Abgabe eines Echtheitssignals veranlasst wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche den Vorteil der grossen Fälschungssicherheit der bekannten, mit einem holographischen Speicher arbeitenden Läsung mit dem Vorteil des hohen Uebertragungswirkungsgrades der mit einem Beugungsgitter-Speicher ausgestatteten bekannten Lösung in sich vereinigt.
Diese Aufgabe ist bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Beugungsgitter eine definierte, die Echtheitsinformation darstellende Struktur aufweist, dass der Lichtempfänger aus mindestens zwei in verschiedenen Beugungsordnungen angeordneten Fotodetektoren besteht und dass an die Fötodetektoren eine Entscheidungslogik angeschlossen ist, die ein Echtheitssignal abgibt, wenn die Energieanteile in den mit Fotodetektoren belegten Beugungsordnungen in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander stehen.
pa 1875 709807/0631
Ein Verfahren zur Herstellung eines Informationsträgers mit mindestens einem Beugungsgitter ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Substrat eine lichtempfindliche Schicht aufgetragen, diese mit einer räumlich modulierten Wellenfront belichtet und anschliessend entwickelt wird, dass aus dem so erhaltenen Profil ein Master-Beugungsgitter gebildet wird und dass mit dem Master-Beugungsgitter ein oder mehrere Beugungsgitter in den Informationsträger eingeprägt werden.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Einrichtung zum Speichern und Auslesen von Echtheitsinformationen mit einem transmissionslesbaren Informationsträger,
Fig. 2 eine Variante eines Details der Fig. 1,
Fig. 3 Einrichtungen mit einem reflexionslesn baren Informationsträger,
Fig. 5 ein stark vergrössertes Beugungsgitter im Querschnitt,
Fig. 6 ein Diagramm und
Fig. 7 ein Master-Beugungsgitter in verschiedenen Herstellungsphasen.
In der Fig. 1 bedeutet 1 einen Informationsträger, der ein als Transmissionsgitter ausgebildetes Beugungsgitter 2 aufweist. Der Informationsträger 1 ist vorzugsweise eine Kennkarte, d.h. eine Kreditkarte, Identitätskarte, Fahrkarte oder dgl. Er kann vorteilhaft auch durch ein in einer Kassette angeordnetes Band zur bargeldlosen Bezahlung von Waren oder Dienstleistungen gebildet sein. Das Beugungsgitter 2 weist, wie weiter unten näher erläutert wird, eine spezielle Struktur auf, welche die Echtheitsinformation darstellt. Der Informationsträger kann auch mehrere gleiche oder verschiedene Beugungsgitter enthalten, die durch ihre räumliche Anordnung, ihre Periodizität
PA 1875
709807/0631
und/oder ihre Orientierung numerische oder alphanumerische Informationen darstellen, wobei die Anwesenheit oder Absenz eines bestimmten Beugungsgitters an einem bestimmten Ort des Informationsträgers ein Bit eines binären Kodes bildet. In den Fig. 1., 3 und 4 wird die Erfindung am Beispiel eines Informationsträgers erläutert, der ein einziges Beugungsgitter aufweist. Im Falle eines Informationsträgers mit mehreren Beugungsgittern kann die hier beschriebene Einrichtung zum Auslesen der Echtheitsinformation sinngemäss bei allen auf dem Informationsträger enthaltenen Beugungsgittern angewandt werden, wobei mehrere gleiche oder ähnliche Leseeinrichtungen oder eine einzige, bei kontinuierlich oder schrittweise bewegtem Informationsträger sequentiell arbeitende Leseeinrichtung eingesetzt werden kann.
Der Informationsträger 1 mit dem Beugungsgitter 2 kann zwischen Deckschichten eingebettet sein, die das Beugungsgitter 2 vor unbeabsichtigten Beschädigungen schützen und die nicht legitime Herstellung von Kopien durch Abformen erschweren. Diese Deckschichten können für sichtbares Licht undurchlässig sein, so dass das Beugungsgitter 2 von blossem Auge nicht erkennbar ist und das Auslesen der Echtheitsinformation nur mit Licht bestimmter Wellenlänge, beispielsweise mit infrarotem Licht, möglich ist.
Eine Lichtquelle 3, vorzugsweise eine Ga-As-Festkörperlichtquelle, wirft über eine Linse 4 einen Leselichtstrahl 5 auf das Beugungsgitter 2. Das Beugungsgitter 2 zerlegt den Leselichtstrahl 5 in eine Gruppe von Lichtstrahlen, die in einer zu den Linien des Beugungsgitters senkrechten Ebene auf der der Lichtquelle 3 gegenüberliegenden Seite des Informationsträgers 1 aus diesem austreten. In der Zeichnung sind der Einfachheit halber nur die austretenden Lichtstrahlen 6 der O. Beugungsordnung 7 der 1. Beugungsordnung und 8 der 2. Beugungsordnung sowie gestrichelt die austretenden Lichtstrahlen 7' der konjugierten 1. Beugungsordnung und 81 der konjugierten 2. Beugungsordnung dargestellt. Im Brennpunkt der O. Beugungs-
PA1875 709807/0631
Ordnung ist ein Fotodetektor 9, im Brennpunkt der 1. Beugungsordnung ein Fotodetektor 1O und im Brennpunkt der 2. Beugungsordnung ein Fotodetektor 11 angeordnet. Die Fotodetektoren 9 bis 11 sind an eine Entscheidungslogik 12 angeschlossen, die an ihrem Ausgang 13 ein Echtheitssignal abgibt, wenn die Energieanteile in den mit Fotodetektoren belegten Beugungsordnungen in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander stehen.
Die Entscheidungslogik 12 bes.teht im Beispiel der Fig. 1 aus drei Schwellwertschaltern 14 bis 16, zwei Invertern 17, 18 und einem ausgangsseitigen UND-Tor 19. Der Fotodetektor 9 ist über den Schwellwertschalter 14 und den Inverter 17 an einen ersten Eingang des UND-Tors 19, der Fotodetektor 1O über den Schwellwertschalter 15 an einen zweiten Eingang und der Fotodetektor 11 über den Schwellwertschalter 16 und den Inverter 18 an einen dritten Eingang des UND-Tores 19 gekoppelt.
Das UND-Tor 19 gibt ein Echtheitssignal ab, wenn der Energieanteil in der 1. Beugungsordnung überwiegt, d.h. wenn die Spannung am Fotodetektor 1O den Schwellenwert des Schwellwertschalters 15 überschreitet und dieser anspricht, die Spannung an den Fotodetektoren 9 und 11 dagegen den Schwellenwert der Schwellwertschalter 14 und 16 nicht erreicht.
Wird ein echter Informationsträger 1 in die Leseeinrichtung eingeführt, so wird die von der Lichtquelle 3 ausgehende Energie entsprechend der speziellen charakteristischen Struktur des Beugungsgitters 2 im vorbestimmten Verhältnis in die einzelnen Beugungsordnungen gelenkt und am Ausgang 13 wird ein Echtheitssignal abgegeben. Bei einem gefälschten Informationsträger dagegen, der überhaupt kein Beugungsgitter enthält oder dessen Beugungsgitter nicht sämtliche charakteristischen Merkmale wie Periodizität, Orientierung, Eigenarten des Profils usw. aufweist, wird die Energie der Lichtquelle 3 nicht im richtigen Verhältnis auf die Fotodetektoren 9 bis 11 gelenkt und die Entscheidungslogik 12 gibt kein Echtheitssignal ab.
709807/0631
In der Fig. 2 ist eine vorteilhafte Variante einer Entscheidungslogik dargestellt, die mit 20 bezeichnet ist. Gleiche Bezugszahlen wie in der Fig. 1 weisen auf gleiche Teile hin. Die Fotodetektoren 9 und 10 sind an einen Komparator 21 und die Fotodetektoren 1O und 11 an einen Komparator 22 angeschlossen. Der Komparator 21 ist über einen Schwellwertschalter mit einem ersten Eingang eines UND-Tors 24 und der Komparator 22 über einen Schwellwertschalter 25 mit einem zweiten Eingang dieses UND-Tors verbunden.
Der Komparator 21 vergleicht die Ausgangssignale der Fotodetektoren 9 und 1O und der Komparator 22 die Ausgangssignale der Fotodetektoren 10 und 11. Der logische Zustand der Schwellwertschalter 23 und 25 hängt davon ab, ob das Verhältnis der miteinander verglichenen Signale innerhalb oder ausserhalb vorbestimmter Grenzen liegt. Am Ausgang 13 der Entscheidungslogik 2O wird wiederum ein Echtheitssignal abgegeben, wenn die Energieanteile in den mit Fotodetektoren 9, 1O und 11 belegten Beugungsordnungen in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander stehen. Die Entscheidungslogik 2O weist gegenüber der Entscheidungslogik 12 den Vorteil auf, dass der Einfluss von Intensitätsinstabilitäten der Lichtquelle 3 weitgehend kompensiert wird.
Die Speicherung der Echtheitsinformationen auf dem Informationsträger kann auch mit einem als Reflexionsgitter ausgebildeten Beugungsgitter erfolgen. Die Fig. 3 zeigt einen Informationsträger 26 mit einem solchen reflexionslesbaren Beugungsgitter 27. Ein von einer Lichtquelle 28 ausgehender Leselichtstrahl 29 gelangt über eine Linse 3O zum Beugungsgitter 27, wird von diesem reflektiert und in die verschiedenen Beugungsordnungen zerlegt. Ein reflektierter Lichtstrahl 31 der O. Beugungsordnung wird von einem Fotodetektor 32 und ein Lichtstrahl 33 der 1. Beugungsordnung von einem Fotodetektor 34 empfangen.
In der Fig. 3 sind ferner ein Lichtstrahl 35 der 2. Beugungs-
709807/0631
Ι-ΙΛ Λ O7C
Ordnung, ein Lichtstrahl 33" der konjugierten 1. Beugungsordnung sowie ein Lichtstrahl 35' der konjugierten 2. Beugungsordnung gestrichelt angedeutet; diese werden im dargestellten Beispiel nicht detektiert.
Die Fotodetektoren 32 und 34 sind an eine in der Fig. 3 nicht gezeichnete Entscheidungslogik angeschlossen, deren prinzipieller Aufbau der Entscheidungslogik 12 (Fig. 1) oder der Entscheidungslogik 2O (Fig. 2) entsprechen kann.
Die Achse des Leselichtstrahls 29 durchdringt die Ebene des Beugungsgitters 27 in einem schiefen Winkel. Dadurch wird erreicht, dass die O. Beugungsordnung mit der Achse des Leselichtstrahls 29 nicht zusammenfällt und somit der Energieanteil der O. Beugungsordnung mit dem Fotodetektor 32 unter Verzicht auf zusätzliche optische Elemente ermittelt werden kann. Selbstverständlich ist es möglich, den Leselichtstrahl 29 senkrecht auf das Beugungsgitter 27 zu richten, wenn der Energieanteil der O. Beugungsordnung nicht detektiert werden soll und statt dessen beispielsweise der Energieanteil der 2. Beugungsordnung erfasst und mit jenem der 1. Beugungsordnung verglichen wird.
Die Fig. 4 zeigt eine Anordnung, bei welcher der Energieanteil der O- Beugungsordnung erfasst werden kann, obwohl eine Lichtquelle 36 einen Leselichtstrahl 37 senkrecht auf das Beugungsgitter 27 wirft. Zwischen der Lichtquelle 36 und der Linse 3O ist ein halbdurchlässiger Spiegel 38 angeordnet, der einen reflektierten Lichtstrahl 39 der O. Beugungsordnung auf einen Fotodetektor 40 lenkt. Im Brennpunkt eines Lichtstrahls 41 der 1. Beugungsordnung ist ein Fotodetektor 42 und im Brennpunkt eines Lichtstrahls 43 der 2. Beugungsordnung ein Fotodetektor 44 angeordnet. Eine Blende 45 schirmt den Fotodetektor 40 von Lichtstrahlen 46, 47 der konjugierten Beugungsordnungen ab. Ferner schützt eine Blende 48 die Fotodetektoren 42, 44 vor störenden Einflüssen des am Spiegel 38 teilweise reflektierten Leselichtstrahls 37. Die Fotodetektoren 4O, 42
pa 1875 709807/0631
und 44 können an die Entscheidungslogik 12 (Fig. 1) oder an die Entscheidungslogik 2O (Fig. 2) angeschlossen sein.
Das Beugungsgitter 2 (Fig. 1) bzw. 27 (Fig. 3 und 4) ist vorzugsweise solcher Art, dass ein überwiegender Energieanteil in die 1. Beugungsordnung gelenkt wird. Durch diese Massnahme wird ein optimaler Uebertragungswirkungsgrad erzielt. Am besten eignet sich hierzu ein Beugungsgitter, das ein symmetrisches rechteckförmiges Furchenprofil aufweist.
Die Fig. 5 zeigt ein Beugungsgitter 49 solcher Art. Die Gitterkonstante ist mit a, die Profilbreite mit b und die Profiltiefe mit d bezeichnet. Der Uebertragungswirkungsgrad η der O. Beugungsordnung dieses Beugungsgitters ist gegeben durch
= i~1-2p (1-p) (1-cos §)
und der Uebertragungswirkungsgrad η der n. Beugungsordnung ist
2 sin n π (1-p)
η « 2
'n
n π
(1-cos f)
wobei ρ= /α das Seitenverhältnis der Profilstruktur und $ die Phasendifferenz des Leselichtstrahls zwischen der Hochebene 50 und der Tiefebene 51 des rechteckförmigen Furchenprofils bedeutet. Die Phasendifferenz § ist von der Wellenlänge des Leselichtstrahls, von der Profiltiefe d und allenfalls vom Brechungsindex des Gittermediums abhängig.
In der Fig. 6 ist der Uebertragungswirkungsgrad η in Abhängigkeit von der Phasendifferenz § für den hier bevorzugten Fall dargestellt, dass das Rechteckprofil des Beugungsgitters 49 symmetrisch d.h. ρ = 0.5 ist. Bei Φ = π erreicht der Uebertragungswirkungsgrad T)- der 1 . Beugungsordnung den maximalen Wert von etwa O.4, während der Uebertragungswirkungsgrad η
PA1875 709807/0631
der O. Beugungsordnung und der Uebertragungswirkungsgrad ru der 2. Beugungsardnung in diesem Punkt den Wert Null aufweisen. Gleiche Verhältnisse liegen vor, wenn die Phasendifferenz § einem ungeraden Vielfachen von π entspricht.
Mit einem symmetrischen rechteckförmigen Furchenprofil wird also ein optimaler Uebertragungswirkungsgrad η. der 1. Beugungsordnung erzielt, wenn die Furchentiefe d und die Wellenlänge des Leselichtstrahls derart aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen der Hochebene 5O und der Tiefebene 51 des Furchenprofils eine Phasendifferenz $ des Leselichtstrahls von π oder einem ungeraden Vielfachen von π auftritt- Das symmetrische rechteckförmige Furchenprofil stellt bezüglich des Uebertragungswirkungsgrades und der Fälschungssicherheit den optimalen Fall dar. Abweichungen vom Wert ρ = O.5 oder von der rechteckigen Profilform führen zu einer Verkleinerung des Uebertragungswirkungsgrades η. der 1. Beugungsordnung und zu einer Erhöhung des Uebertragungswirkungsgrades η und tu der O. und der 2. Beugungsordnung.
Die Vorteile der Erfindung sind nun leicht erkennbar. Informationsträger mit Beugungsgittern, deren spezielle Struktur die Echtheitsinformation darstellen, lassen sich nur mit sehr hohem technischem Aufwand fälschen, wozu schwer zugängliche technische Hilfsmittel und fundierte Sachkenntnisse auf einem speziellen Gebiet der modernen Physik erforderlich sind. Im Gegensatz zur Speicherung der Echtheitsinformationen mit Hologrammen wird beim beschriebenen Beugungsgitter in der einen Beugungsordnung ein sehr hoher Uebertragungswirkungsgrad erzielt, so dass die optische Leseeinrichtung zum Auslesen der Echtheitsinformationen mit einfachen Mitteln aufgebaut werden kann. Fälschungen werden mit grosser Sicherheit erkannt, weil nur Beugungsgitter, deren Struktur in allen Einzelheiten der Soll-Struktur entspricht, den Leselichtstrahl im vorbestimmten Verhältnis in die verschiedenen Beugungsordnungen zerlegt. Wie im folgenden gezeigt wird, ist es dem legitimierten Hersteller, der die nötigen Ausrüstungen und
709807/0631
Fachkenntnisse besitzt, dennoch möglich, Informationsträger mit solchen Beugungsgittern als Massenprodukte wohlfeil herzustellen .
Die Eingabe der Echtheitsinformationen in den Informationsträger erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines sogenannten Master-Beugungsgitters. Hierbei wird vorzugsweise auf ein Substrat eine lichtempfindliche Schicht aufgetragen, diese mit einer räumlich modulierten Wellenfront belichtet und entwickelt, aus dem so erhaltenen Furchenprofil ein Master-Beugungsgitter gebildet und dieses in den vorteilhaft aus Kunststoff bestehenden Informationsträger eingeprägt.
Die lichtempfindliche Schicht besteht vorzugsweise aus sogenanntem Foto-Resist-Material, aus dem beim Entwickeln dem belichteten Muster entsprechende Teile herausgelöst werden. Dies gestattet, auf einfachste Weise unmittelbar ein Furchenprofil zu erzeugen.
Die Belichtung erfolgt vorteilhaft mit zwei interferierenden kohärenten Strahlenbündeln. Hierbei ergibt sich durch Interferenz eine sinusförmige Variation der Belichtungsintensität entlang einer Ausdehnungsrichtung der lichtempfindlichen Schicht. Da Foto-Resist-Material unter üblichen Belichtungsund Entwicklungsbedingungen ein lineares Entwicklungsverhalten zeigt, entsteht auf diese Weise im allgemeinen ein Fui— chenprofil mit sinusförmigem Querschnitt. Durch besondere Massnahmen kann dafür gesorgt werden, dass das Furchenprofil dennoch die hier bevorzugte Rechteckform aufweist. Ein streng rechteckförmiges Furchenprofil kann erzeugt werden, wenn gemäss der in der Fig. 7 dargestellten Weise vorgegangen wird.
In der Fig. 7a bedeutet 52 ein beispielsweise aus Glas bestehendes Substrat. Auf diesem ist eine Metallschicht 53 durch Aufdampfen, Aufsprühen u. dgl. aufgetragen, die vorzugsweise aus Chrom besteht und deren definierte Dicke der Profiltiefe d (Fig. 5) des herzustellenden Beugungsgitters
709807/0631
entspricht. Eine dünne lichtempfindliche Schicht 54 aus Foto-Resist-Material bedeckt die Metallschicht 53. Die lichtempfindliche Schicht 54 wird mit zwei interferierenden kohärenten Strahlenbündeln belichtet. Bei geeigneter Wahl der Wellenlänge und der Einfallswinkel dieser Strahlenbündel verbleiben gemäss der Fig. 7b nach dem Entwickeln der lichtempfindlichen Schicht 54 auf der Metallschicht 53 diskrete Stäbe 55 aus Foto-Resist-Material, die zwar ein willkürliches Profil, jedoch die gewünschte Gitterkonstante α und Profilbreite b (Fig. 5) aufweisen. Die freien Bereiche der Metallschicht 53 werden mit einem Aetzmittel entfernt, so dass von dieser gemäss der Fig.- 7c noch diskrete Stäbe 56 mit rechteckförmigem Querschnitt zurückbleiben. Schliesslich werden die Stäbe 55 der entwickelten lichtempfindlichen Schicht mit einem Lösungsmittel entfernt. Die Fig. 7d zeigt das so erhaltene Master-Beugungsgitter.
Die Belichtung kann auch mit inkohärentem Licht durch ein absorbierendes Beugungsgitter erfolgen, das in engem Kontakt auf der lichtempfindlichen Schicht 54 liegt.
Eine andere vorteilhafte Möglichkeit, ein rechteckförmiges Furchenprofil zu erzeugen, besteht darin, dass ein Substrat unmittelbar mit einer lichtempfindlichen Schicht aus Foto-Resist-Material beschichtet, diese mit zwei interferierenden kohärenten Strahlenbündeln mit einer sehr hohen Lichtmenge belichtet und danach während einer sehr kurzen Entwicklungszeit entwickelt wird. Durch die intensive Belichtung und kurzzeitige Entwicklung ergibt sich eine exponentielle Entwicklungscharakteristik, so dass trotz sinusförmiger Variation der Belichtungsintensität entlang einer Ausdehnungsrichtung der lichtempfindlichen Schicht ein Furchenprofil mit rechteckförmigem Querschnitt entsteht. Die hierbei geeigneten Belichtungs- und Entwicklungsparameter hängen von einigen Randbedingungen ab und werden am besten experimentell bestimmt. Auch, die erforderliche Schichtdicke der lichtempfindlichen Schicht kann durch Versuche ermittelt werden. Da beim Ent-
PA1875 709807/0631
Wicklungsprozess auch nichtbelichtete Bereiche der lichtempfindlichen Schicht in geringem Masse abgetragen werden, muss diese etwas dicker sein als die einzuhaltende Profiltiefe d.
Von der aus Foto-Resist-Material bestehenden Reliefstruktur kann durch chemische oder galvanische Ablagerung auf der Profilfläche ein metallischer Abzug hergestellt und dieser als Master-Beugungsgitter verwendet werden.
pa 1875
709807/0631

Claims (15)

  1. PATENTANSPRUECHE
    Λ j Einrichtung zum Speichern und Auslesen von Echtheitsinformationen, mit einem Informationsträger, der mindestens ein Beugungsgitter aufweist, das den Strahlengang einer aus einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger bestehenden optischen Leseeinrichtung modifiziert, dadurch gekennzeichnet, dass das Beugungsgitter (2; 27; 49) eine definierte, die Echtheitsinformation darstellende Struktur aufweist, dass der Lichtempfänger aus mindestens zwei in verschiedenen Beugungsord— nungeri angeordneten Fotodetektoren (9 bis 11 bzw. 32; 34 bzw. 4O; 42; 44) besteht und dass an die Fotodetektoren eine Entscheidungslogik (12; 2O) angeschlossen ist, die ein Echtheitssignal abgibt, wenn die Energieanteile in den mit Fotodetektoren belegten Beugungsordnungen in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander stehen.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (1) eine Kennkarte ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsträger (1) ein in einer Kassette angeordnetes Band zur bargeldlosen Bezahlung von Waren oder Dienstleistungen ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beugungsgitter (2; 27; 49) solcher Art ist, dass ein über-
    pa 1875 709807/0631
    wiegender Energieanteil in die 1 . Beugungsordnung gelenkt wird.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Beugungsgitter (2; 27; 49) ein symmetrisches rechteckförmiges Furchenprofil aufweist.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Profiltiefe (d) des Beugungsgitters (2; 27; 49) und die Wellenlänge der Lichtquelle (3; 28; 36) derart aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen der Hochebene (50) und der Tiefebene (51) des Furchenprofils eine Phasendifferenz (Φ) des Leselichtstrahls von π oder einem ungeraden Vielfachen von π auftritt.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche
    2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Beugungsgitter (2). ein Transmissionsgitter ist.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche
    2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Beugungsgitter (27) ein Reflexionsgitter ist.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fotodetektor (1O; 34; 42) in der 1. Beugungsordnung und ein Fotodetektor (9; 11; 32; 4O; 44) in der O. Beugungsordnung und/oder in der 2. Beugungsordnung angeordnet ist.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fotodetektor (9 bis 11 bzw. 32; 34 bzw. 4O; 42; 44) ein Schwellwertschalter (14 bis 16) der Entscheidungslogik (12) zugeordnet ist.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 1O, dadurch gekennzeichnet, dass die Entscheidungslogik (2O) Komparatoren (21; 22) aufweist, wobei jeweils zwei Fotodetektoren (9; 1O bzw. 1O;
    709807/0631
    ΠΛ Λ Q-7R
    11 bzw. 32; 34 bzw. 4O1 42 bzw. 42; 44) an einen Komparator (21; 22) angeschlossen sind.
  12. 12. Verfahren zur Herstellung eines Informationsträgers mit mindestens einem Beugungsgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Substrat (52) eine lichtempfindliche Schicht (54) aufgetragen, diese mit einer räumlich modulierten Wellenfront belichtet und anschliessend entwickelt wird, dass aus dem so erhaltenen Profil ein Master-Beugungsgitter gebildet wird und dass mit dem Master-Beugungsgitter ein oder mehrere Beugungsgitter in den Informationsträger eingeprägt werden.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtung der lichtempfindlichen Schicht (54) mit zwei interferierenden kohärenten Strahlenbündel erfolgt.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen das Substrat (52) und. die lichtempfindliche Schicht (54) eine Metallschicht (53) definierter Dicke eingebaut wird und dass nach dem Belichten und Entwickeln der lichtempfindlichen Schicht (54) die freien Bereiche der Metallschicht (53) mit einem Aetzmittel und sodann die verbleibende entwickelte lichtempfindliche Schicht mit einem Lösungsmittel entfernt werden.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine lichtempfindliche Schicht (54) aus Foto-Resist-Material verwendet wird und dass die Belichtung derselben mit einer derart hohen Lichtmenge und die Entwicklung während einer derart kurzen Entwicklungszeit erfolgt, dass bei der Entwicklung ein rechteckförmiges Furchenprofil entsteht.
    PA1875 709807/0631
DE2538875A 1975-08-14 1975-09-02 Anordnung zum Verhindern von Fälschungen an Echtheitsinf ormationen eines Informationsträgers Expired DE2538875C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1060275A CH589897A5 (de) 1975-08-14 1975-08-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2538875A1 true DE2538875A1 (de) 1977-02-17
DE2538875B2 DE2538875B2 (de) 1978-01-05
DE2538875C3 DE2538875C3 (de) 1978-09-14

Family

ID=4364938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2538875A Expired DE2538875C3 (de) 1975-08-14 1975-09-02 Anordnung zum Verhindern von Fälschungen an Echtheitsinf ormationen eines Informationsträgers

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4129382A (de)
JP (1) JPS5223232A (de)
BE (1) BE845176A (de)
CA (1) CA1077314A (de)
CH (1) CH589897A5 (de)
DE (1) DE2538875C3 (de)
FR (1) FR2321155A1 (de)
GB (1) GB1525328A (de)
IT (1) IT1066887B (de)
SE (1) SE428403B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0075674A2 (de) * 1981-09-10 1983-04-06 LGZ LANDIS & GYR ZUG AG Synthetisch hergestellte, maschinenlesbare optische Echtheitsmerkmale für Wertdokumente
US4537504A (en) * 1981-02-03 1985-08-27 Lgz Landis & Gyr Zug Ag Security blank with enhanced authenticating features, and a method and an apparatus for determining the genuineness of the security blank

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1580951A (en) * 1977-03-01 1980-12-10 Bank Of England Security devices
CH616253A5 (de) * 1977-06-21 1980-03-14 Landis & Gyr Ag
FR2418955A1 (fr) * 1978-03-02 1979-09-28 Instruments Sa Procede de codage et de reconnaissance de cartes d'acces
CH622896A5 (de) * 1978-03-20 1981-04-30 Landis & Gyr Ag
JPS55101922A (en) * 1979-01-31 1980-08-04 Canon Inc Light splitter
JPS57139872A (en) * 1981-02-03 1982-08-30 Landis & Gyr Ag Method of and apparatus for preventing faking of document
CH650089A5 (de) * 1981-03-17 1985-06-28 Landis & Gyr Ag Anordnung zur darstellung des inhalts von zahlenrollen-zaehlwerken in form elektrischer signale.
JPS5850073A (ja) * 1981-09-19 1983-03-24 Anritsu Corp ホログラムカ−ド読取り装置
JPS5850074A (ja) * 1981-09-19 1983-03-24 Anritsu Corp ホログラムカ−ド読取り・破壊装置
CH653162A5 (de) * 1981-10-27 1985-12-13 Landis & Gyr Ag Einrichtung zur echtheitspruefung von dokumenten.
CH653161A5 (de) * 1981-10-27 1985-12-13 Landis & Gyr Ag Dokument mit einem sicherheitsmerkmal und verfahren zur echtheitspruefung des dokumentes.
CH659433A5 (de) * 1982-10-04 1987-01-30 Landis & Gyr Ag Dokument mit einem beugungsoptischen sicherheitselement.
US4526466A (en) * 1983-09-01 1985-07-02 Rca Corporation Technique for verifying genuineness of authenticating device
DE3442794A1 (de) * 1983-11-24 1985-08-01 Karl 8058 Erding Rubenberger Verfahren zur herstellung faelschungssicherer kennzeichen mit holografisch codierten informationen
CH661368A5 (de) * 1984-01-03 1987-07-15 Landis & Gyr Ag Beugungsoptisches sicherheitselement.
JPS60168278A (ja) * 1984-02-13 1985-08-31 Sanyo Electric Co Ltd 情報検出方法
US4832445A (en) * 1986-05-16 1989-05-23 American Bank Note Holographics, Inc. Security diffraction devices difficult to exactly duplicate
US5155604A (en) * 1987-10-26 1992-10-13 Van Leer Metallized Products (Usa) Limited Coated paper sheet embossed with a diffraction or holographic pattern
DE3742485A1 (de) * 1987-12-15 1989-06-29 Sick Optik Elektronik Erwin Optische abtastvorrichtung
US4822987A (en) * 1988-01-25 1989-04-18 Westinghouse Electric Corp. Method and apparatus for providing fuel rod identification to permit traceability during manufacture and use
US5145212A (en) * 1988-02-12 1992-09-08 American Banknote Holographics, Inc. Non-continuous holograms, methods of making them and articles incorporating them
US5200794A (en) * 1989-08-11 1993-04-06 Nhk Spring Co., Ltd. Optical head for an optical authenticity identifing system
US5291006A (en) * 1989-08-11 1994-03-01 Nhk Spring Co., Ltd. Authenticity identifying system for information storage cards
JPH0371384A (ja) * 1989-08-11 1991-03-27 Nhk Spring Co Ltd 情報記憶カードの識別構造とその方法と情報記憶カード
US5442433A (en) * 1989-08-11 1995-08-15 Nhk Spring Co., Ltd. Identification system for an article having individually attached patches
JPH0795341B2 (ja) * 1991-04-19 1995-10-11 日本発条株式会社 情報記憶カードの識別方法及び識別装置
JPH07111726B2 (ja) * 1991-12-26 1995-11-29 日本発条株式会社 対象物の識別構造及び識別体
DE4200746A1 (de) * 1992-01-14 1993-07-15 Inform Vertriebsgesellschaft F Maschinenlesbarer ausweis und lesegeraet hierfuer
EP0563931B1 (de) * 1992-03-31 1999-06-23 Dai Nippon Printing Co., Ltd. System und Verfahren zum Lesen eines Hologrammkodes
JP2520346B2 (ja) * 1992-04-28 1996-07-31 日本発条株式会社 対象物の識別構造
NZ275756A (en) * 1993-11-05 1998-04-27 Mikoh Technology Ltd Laser beam diffraction viewer, diffracted image produced by laser beam projected onto screen
US5757521A (en) * 1995-05-11 1998-05-26 Advanced Deposition Technologies, Inc. Pattern metallized optical varying security devices
US5815292A (en) * 1996-02-21 1998-09-29 Advanced Deposition Technologies, Inc. Low cost diffraction images for high security application
JP3367434B2 (ja) * 1998-11-06 2003-01-14 日本ビクター株式会社 光記録媒体及び偽造品検出装置
US6822769B1 (en) 1999-06-01 2004-11-23 De La Rue International Limited Security device
DE10345898A1 (de) * 2003-07-11 2005-01-27 Tesa Scribos Gmbh Verfahren zum Berechnen und zum Erzeugen eines computergenerierten Hologramms sowie ein Speichermedium mit einem computergenerierten Hologramm und eine Lesevorrichtung
JP4475501B2 (ja) * 2003-10-09 2010-06-09 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 分光素子、回折格子、複合回折格子、カラー表示装置、および分波器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3412493A (en) * 1966-05-02 1968-11-26 Ibm Tamper-proof record structure
FR1522937A (fr) * 1966-05-18 1968-04-26 Eastman Kodak Co Nouveaux procédé et dispositif d'exploitation de l'information
FR1528140A (fr) * 1966-05-18 1968-06-07 Eastman Kodak Co Procédé et appareil perfectionnés d'exploitation d'informations
US3633037A (en) * 1969-10-15 1972-01-04 Perkin Elmer Corp Method and apparatus for observing, detecting and correcting periodic structures in a moving web
US3689772A (en) * 1971-08-18 1972-09-05 Litton Systems Inc Photodetector light pattern detector
IT971418B (it) * 1972-02-03 1974-04-30 United States Banknote Corp Processo ed apparecchio per auten ticare documenti stampati a incavo mediante energia sonora
JPS4917392A (de) * 1972-06-09 1974-02-15
JPS5227906B2 (de) * 1972-09-19 1977-07-22
JPS4958715A (de) * 1972-10-04 1974-06-07
US4023010A (en) * 1975-09-08 1977-05-10 Ncr Corporation Optical identification system and reader for reading optical gratings on a record medium

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4537504A (en) * 1981-02-03 1985-08-27 Lgz Landis & Gyr Zug Ag Security blank with enhanced authenticating features, and a method and an apparatus for determining the genuineness of the security blank
EP0075674A2 (de) * 1981-09-10 1983-04-06 LGZ LANDIS & GYR ZUG AG Synthetisch hergestellte, maschinenlesbare optische Echtheitsmerkmale für Wertdokumente
EP0075674A3 (en) * 1981-09-10 1984-01-04 Lgz Landis & Gyr Zug Ag Synthetically manufactured and machine-readable optical validity marks for security documents

Also Published As

Publication number Publication date
FR2321155B1 (de) 1981-08-07
BE845176A (fr) 1976-12-01
SE7608968L (sv) 1977-02-15
DE2538875B2 (de) 1978-01-05
GB1525328A (en) 1978-09-20
CH589897A5 (de) 1977-07-29
DE2538875C3 (de) 1978-09-14
JPS5517432B2 (de) 1980-05-12
SE428403B (sv) 1983-06-27
US4129382A (en) 1978-12-12
CA1077314A (en) 1980-05-13
FR2321155A1 (fr) 1977-03-11
JPS5223232A (en) 1977-02-22
IT1066887B (it) 1985-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2538875C3 (de) Anordnung zum Verhindern von Fälschungen an Echtheitsinf ormationen eines Informationsträgers
EP0047326B1 (de) Ausweiskarte, die Information in holographischer Form enthält
DE2731726C2 (de) Verfahren und Einrichtung zum Identifizieren von Dokumenten
DE2814890C2 (de) Optisches Lesegerät
DE2601693C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Dokuments und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE69636991T2 (de) Optischer Informationsträger
EP0151706B1 (de) Beugungsoptisches Sicherheitselement
EP0032368B1 (de) Datenkarte
DE2627417A1 (de) Datenlesesystem
DE2102215A1 (de) System zum Speichern und Abrufen von Informationen
DE69116210T2 (de) System für optische Aufnahme von Daten auf Scheiben und entsprechende Verfahren zum Lesen und Schreiben
DE2538956B2 (de) Mehrschichtige kennkarte
DE2130951A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Personen-Identifizierung
DE69321938T2 (de) Optisches informationsaufzeichnungsmedium und verfahren zum lesen derselben information
DE2542523A1 (de) Aufzeichnungstraeger, auf dem ein fernsehsignal gespeichert ist
EP0919961B1 (de) Sicherheitselement für Dokumente und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2001052685A2 (de) Münze mit beugungsstrukturen
DE2329209A1 (de) Kopplungsvorrichtung fuer einen optischen wellenleiter und verfahren zu ihrer herstellung
EP0718834A2 (de) Optischer Datenträger und Lesegerät für einen solchen Datenträger
EP0132724B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme und Wiedergabe von Hologrammen
EP0718795A1 (de) Optisch maschinell lesbarer Informationsträger
EP0043509A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines mit mono- oder polychromatischem Licht rekonstruierbaren Hologramms
CH691750A5 (de) Optischer Informationsträger.
DE69232941T2 (de) Echtheitserkennungseinrichtung für Informationsspeicherkarten
DE1939594A1 (de) Dokumentenkarte

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)