安全元件的制作方法

专利名称：安全元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学安全元件、将光学安全元件用于识别和验证对象的应用、以及用 于借助光学安全元件来识别和验证对象的方法和装置。
背景技术：
当今，证件、钞票、产品等等为了进行防伪而配备有仅能以专门知识和/或高技术 成本伪造的元件。在此，这样的元件称为安全元件。安全元件优选与要保护的对象不可分 离地连接。将安全元件与对象分离的尝试优选导致这些安全元件的损坏，从而安全元件不 能被滥用。可以借助一个或多个安全元件的存在来检验对象的真实性。在世界范围内，建立了例如水印、特种油墨、扭索图案、微缩印刷和全息图的光学 牛。Rudolf L. van Renesse )^ 的《Optical Document Security》(||匸片反，Artech
House Boston/London出版社，2005，第63页至第259页)一书给出关于尤其适合于但不仅 仅适合于文件保护的光学安全元件的概述。根据如何进行真实性检查，光学安全元件可以划分为以下类别等级1 可见的(overt (不隐蔽的))——安全元件对于人眼而言是可见的并且因 此可以简单地并且无需辅助手段地进行检验。可见的安全元件允许任何人在第一“明显性 检查”中检查对象的真实性。等级2 不可见的(convert (隐蔽的))——安全元件对于人眼而言是不可见的。 需要(简单的)设备来进行真实性检查。等级3 司法的(forensic(司法鉴定相关的))——通过专用设备进行真实性检查。在此，这些类别也定性地反映出伪造这样的元件所需的成本。因此这些类别在此 称为(安全)等级。为了保护有保护价值的对象往往将多个安全元件进行彼此组合。在此，出于成本 原因往往有利的是，将多个安全特征安排在一个唯一的元件中，而不是给有保护价值的对 象装备多个不同的安全特征。例如，在DE 10232245A 1中描述一种特殊的光学可变元件 (Optically Variable Device = OVD 光学可变装置)，该光学可变元件由于具有至少一个 间隔层的薄膜层序列而通过干涉产生颜色偏移并且为了提高安全性可以附加地配备有衍 射结构。可以借助人眼检测通过干涉产生的颜色偏移以及由于衍射结构导致的衍射现象。 因此，该元件是两种可见的(不隐蔽的，等级1)特征的组合。所期望的是，可以借助一个唯一的安全元件实现以上所述的所有安全等级。制造安全元件的成本越高，伪造安全元件的成本通常也越高。因此，与简单的安全 元件相比，高成本的安全元件通常提供更高保护。当今，高成本的安全元件主要用于高价值 的产品，因为制造这些元件的高成本自然体现在产品成本上。对很多消费品而言，使用安全 元件是不值得的。然而，期望提供可以低成本地进行制造和使用但给予高防伪保护的安全
4元件，从而也可以保护价值较低的产品、例如消费品。因为可以利用新式的彩色复印机或者利用高分辨率的扫描仪和彩色激光打印机 实现再现的简单可用性和高品质，所以需要不断地改善光学安全特征的防伪性。在不同的视角下产生不同的光学印像的光学可变安全元件是已知的。这样的安 全元件例如具有光学衍射结构，这些光学衍射结构在不同的视角下重构不同的图像。这样 的效果是不可以借助常规的和广泛使用的复印和印刷技术再现的。在DE 10126342C1中 描述有这样的衍射光学的安全元件(Diffractive Optically Variable Image Device = DOVID :衍射光学可变图像装置)的具体实施方式
。这是所谓的压印全息图。压印全息图的 特点在于将光衍射结构变换为三维浮雕结构，该三维浮雕结构转换为压印模。该压模可以 作为原版全息图被压印到塑料膜中。因此，可以低成本地制造大量的安全元件。然而不利 的是，出于设计或者美学的原因，未给很多产品装备可见的全息图。香水瓶虽然是经常并且 大量伪造的对象，但在这些产品上不存在全息图，因为这些全息图显然出于营销原因与产 品的“形象”不相称。因此，期望提供也可以集成到(设计)产品中而不会对成品的“形象” 造成不利影响的安全元件。此外，所述压印全息图的不利之处还在于，不可以借助机器来检测这些压印全息 图以用于真实性检查。为了完整地覆盖供应链，需要可以在不同地点快速和可靠地证实真 实性。通常，为了进行产品跟踪(track and trace，跟踪)使用光学码-例如条形码。在 此，条形码是纯粹用于识别和跟踪对象的特征，这些条形码不具有任何安全特征。条形码可 以简单地复制和/或伪造。RFID芯片提供用于产品跟踪和用于防伪的特征的组合，但RFID 芯片由于其相对高的成本、慢的读取速度和对电磁干扰场的敏感性仅可有限地使用。因此， 期望提供可以借助机器读取的安全特征，以便一方面实现沿供应链的自动化产品跟踪而另 一方面也可以借助机器进行真实性检查。在此，单纯借助机器的真实性检查是不够的，因为 最终用户也应当可以根据特征来检查对象的真实性。对于终端用户而言，通常不借助设备 而仅仅借助其感官进行这样的真实性检查。此外，压印全息图的不利之处还在于，根据现有技术不能使这些安全元件个别化。 压印的全息图是不可区分的。这一方面意味着伪造者仅需复印/伪造一个唯一的原版全息 图，从而获得伪造产品的大量压印全息图。另一方面，由于压印全息图的不可区分性而不能 通过这些压印全息图使对象个别化。出于更好地进行防伪以及跟踪和识别各个对象的能力这些原因，优选的是使用 可个别化的、即对于每个要保护的产品具有个别的安全特征的安全特征。个别的安全特征 例如可理解为序列号、生产日期或者个人安全文件情况下的姓名、ID号或者生物特征。根 据现有技术已知的是，将个别的特征与难以伪造或者仅能以较高成本伪造的安全特征相组 合。例如在EP 0896260A3中对可个别化的安全元件进行了描述，其中在制造安全文件期间 进行个别化。在此，个别性基于确定性的方法。在制造安全元件时对参数的选择唯一地并 且以可再现的方式确定安全元件的实施。确定性的个别性所具有的缺点是该确定性的个 别性原则上可以被伪造/复制，因为制造个别的特征的方法是唯一的和可再现的。此外，确 定性的方法中的可变性大多是有限的，也就是说，仅仅可以利用有限的参数组来制造有限 数目的个别的特征，从而也仅仅可以区分有限数目的对象。对于具有随机特征的安全元件，防伪和可区分对象的数目通常比具有纯确定性特
5征的安全特征更高。在W02005088533A1中描述一种方法，其中可以根据纤维结构的随机的表面特性 唯一地识别具有该纤维结构的对象(例如纸)。在此，使激光束聚焦到对象的表面上，使激 光束在表面上移动并且借助光电探测器探测在表面的不同位置处以不同角度被不同程度 地散射的射线。所检测的散射射线对于很多不同的材料而言是特有的并且对于每个表面而 言是个别的。该散射射线很难伪造，因为它基于制造对象时的随机性。各对象的散射数据 存储在数据库中，以便可以在随后的时刻验证对象。为此，重新测量对象并且将散射数据与 所存储的参考数据进行比较。所述方法的不利之处在于，借助此方法仅仅可以检测具有足 够多数目的随机散射中心的对象。此外，为了进行真实性检查始终需要使用该方法并且因 此需要相应的设备。不是拥有这样的对象的任何人都可以对该对象的真实性进行明显性检 查。

发明内容
因此，从现有技术出发提出以下任务提供一种安全元件，其中一起实现不同安全 等级的安全特征。优选地，包含所有上述等级的(不隐蔽的、隐蔽的、司法鉴定的)安全特 征。因此，安全元件应当既可以由人在不借助辅助手段(设备)的情况下仅仅利用其感官实 现明显性检验(不隐蔽的)，又同时应当包含更高安全等级的特征(隐蔽的、司法鉴定的)， 这些特征难以伪造并且可以在借助相应的辅助手段的情况下检测到。安全元件应当可借助 机器检验并且是可个别化的。安全元件应当具有至少一个具有随机特性的特征，以便能够 保证最大程度的防伪并且同时区分大量的对象。安全元件应当是成本低的并且可以与多个 对象连接，而不对对象设计造成负面影响。用于真实性检查和/或识别安全元件的方法应 当可以借助机器实施并且是快速的。用于真实性检查和/或识别安全元件的装置应当是成 本低的并且可以由任何人在短时间介绍后进行操作，而不需要专门知识。意想不到地发现，所述任务可以通过包括至少一个层的安全元件来解决，在所述 至少一个层中包含多个随机分布和/或取向的微反射体。因此，本发明的主题是一种包括至少一个透明层的安全元件，在所述至少一个透 明层中随机地分布有多个微反射体，其特征在于，微反射体的至少一部分具有至少一个不 平行于透明层的表面的反射表面。所述安全元件的特征在于，所述安全元件包括至少一个层，所述至少一个层对于 具有至少一个波长的电磁射线是透明的。“透明”应理解为具有至少一个波长的电磁射线的 穿过所述层的部分多于具有至少一个波长的电磁射线的被所述层吸收或者在所述层的交 界面上反射的部分的总和。因此，所述层的透射率大于50%，其中透射率应理解为透过所述 层的具有至少一个波长的电磁射线的强度相对于落到所述层上的具有至少一个波长的电 磁射线的强度的比值。以下将这样的层称作透明层。透明层对于至少一个波长的透射率优选处于60%与100%之间，特别优选地处于 80%与100%之间。电磁射线的至少一个波长——对于该电磁射线来说，根据本发明安全元件的至 少一个层具有上述透明特性一一优选处于300nm至IOOOnm之间的范围内，特别优选处于 400nm至800nm之间的范围内。
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在一个优选的实施方式中，根据本发明的安全元件的透明层对于具有400至 SOOnm之间的波长的电磁射线具有至少60%的透射率。根据本发明的安全元件的透明层具有Iym至Imm的厚度。优选地，层厚度优选处 于Iym至Imm之间的范围内，特别优选处于10 μ m至500 μ m之间的范围内。透明层优选由玻璃、陶瓷或者塑料构成。透明层优选是由漆形成的薄层、或者是膜。薄层和膜的特征在于，三个空间伸展中 的一个(厚度)比其本体的其余两个的空间伸展(长度，宽度)至少小9/10、优选至少小 99/100。漆是流体的或者粉末状的涂层材料，其薄地涂覆在物体上并且通过化学过程或者 物理过程(例如溶剂的蒸发、漆中所包含的单体或者低聚物的聚合，等等)构造成连续的薄 层。膜是能够缠绕到物体上或者围绕物体缠绕并且与其形状相适应的固体。在根据本发明的安全元件的一个优选实施方式中，作为透明层使用膜形式的热塑 性塑料。根据本发明，由热塑性塑料制成的合适的膜例如是由具有25000至200000、优选 30000至120000并且尤其是30000至80000的重均分子量Mw的已知热塑芳族聚碳酸酯 (Mw通过Ka rel在20°C和每IOOml 0. 5g的浓度下在二氯甲烷中确定)以及由已知的热 塑聚芳砜制成，其可以是线性的(参见DE-OS 27 35 144)或者是分叉的(参见DE-OS 27 35 092 或者 DE-OS 23 05 413)。由热塑的纤维素酯、热塑性聚氯乙稀、热塑性苯乙烯-丙烯腈共聚物和热塑性聚 氨酯制成的膜同样是合适的。合适的纤维素酯按照通常的方法通过将纤维素与脂肪族单羧酸酐、优选乙酸酐和 丁酸酐或者乙酸酐和丙酸酐酯化获得。此外，合适的热塑性塑料例如有聚丙烯酸酯或者共聚丙烯酸酯；聚甲基丙烯酸 酯或者共聚甲基丙烯酸酯、例如和优选地聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；苯乙烯的聚合物或者 共聚物、例如和优选地透明聚苯乙烯(PQ或者聚苯乙烯丙烯腈(SAN))；透明的热塑性聚 氨酯以及聚烯烃、例如和优选地为透明的聚丙烯或者基于环烯的聚烯烃(例如TOPAS , Topas Advanced Polymer公司)；对苯二酸的缩聚物或共缩聚物、例如和优选地为聚对苯二 甲酸乙二醇酯或共聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET或CoPET)或乙二醇改性PET (PETG)、聚萘二 甲酸乙二醇酯(PEN)和透明的聚砜(PSU)。合适的线性聚芳砜是所有已知的具有约15000至约55000、优选约20000至约 40000的Mw(例如借助光散射测量的重均分子量)的芳族聚砜或者聚醚砜。例如在DE-OS 17 19 244或者US-PS 33 65 517中对这样的聚芳砜进行了描述。合适的分叉聚芳砜尤其 是根据DE-OS 23 0M13或者US-PS 39 60 815的分叉聚醚砜，其Mw (例如借助光散射测量 的重均分子量)为约15000至约50000、优选约20000至约40000 (其他细节参见DE-AS 30 10 143)。合适的热塑性聚氯乙烯例如是在市场上存在的PVC型。合适的热塑性苯乙烯-丙烯腈共聚物是苯乙烯优选地与丙烯腈的混合聚合产 物，其例如在存在催化剂的情况下通过悬浮聚合或者由具有10000至600000的Mw的 单体或单体的混合物获得(Mw在DMF中在C = 5g/l和20°C下测得)。相关文献参见 《Beilsteins Handbuch der organischen Chemie》(第四版,第三增补本 B 1.5,第 1163 至1169页，Springer出版社，1964年)和H. Ohlinger所著的《Polystyrol》，第1部分，
7Herstellungsverfahren und Eigenschaften der Produkte (Springer 出片反社，1955 年)。热塑性的树脂、例如苯乙烯/丙烯腈共聚物或者α -甲基苯乙烯/丙烯腈聚合物 可以按照已知的方法制造，例如通过本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合来制造。在Mitsui-Chemicals 公司的 US 5912070 或者 Ticona GmbH 的 ΕΡ765 909 的专利 文献中对环烯烃共聚物进行了描述。为了制造层材料、尤其是膜，可以参考DE-OS 25 17 033和DE-OS 2531 240 为了制造根据本发明的层也可以使用热塑性的聚亚安酯。膜可以在一侧上是亚光的或者在一侧上是结构化的。这例如通过以下方式实现 通过宽缝喷嘴挤出热塑性塑料的熔化物并且通过亚光的或者结构化的冷却辊牵拉出熔化 物薄条。热塑性塑料层或者可以是单层的塑料层或者可以是由分别具有0. 001至Imm厚度 的不同塑料的单层构成的多层塑料层。此外，根据本发明的安全元件包括多个微反射体，这些微反射体在透明层内随机 地分布和/或取向。随机的分布和/或取向应理解为在透明层内各微反射体的位置和/或各微反射 体的取向不可以通过制造过程可预见地进行调节。各微反射体的位置和/或取向在制造过 程中遭受随机的波动。因此，不可以简单地再现各微反射体的位置和/或取向。根据本发 明的安全特征提供的高度的保护基于如下事实仅仅在非常高的成本下才可以伪造根据本 发明的安全特征。在一个优选的实施方式中，位置(微反射体在透明层内的分布)和其取 向都具有随机性质。在此，随机不应在严格的数学意义上进行理解。随机意味着存在使得 各微反射体的位置和取向无法精确预测的随机成分。然而可以设想，微反射体具有优选的 位置和/或取向。可以围绕所述位置和/或取向产生通过制造过程确定的分布。但各微反 射体的位置和/或取向保持不确定。根据本发明的微反射体的特征在于，该微反射体具有至少一个表面，所述表面以 特征性的方式反射入射的电磁射线。特征性的反射的特征在于，具有至少一个波长的电磁 射线以至少一个通过入射角预先给定的方向被反射，其中具有至少一个波长的射线的被反 射的部分大于具有至少一个波长的射线的被吸收和被透射的部分。因此，至少一个表面的 反射率大于50%，其中反射率应理解为被表面折回的具有至少一个波长的电磁射线的强度 相对于落到表面上的具有至少一个波长的电磁射线的强度的比值。以下将这种表面称作反 射表面。微反射体的反射表面对于至少一个波长的反射率优选处于60%至100%之间、特 别优选地处于80%至100%之间。电磁射线的至少一个波长——对于所述电磁射线来说，根据本发明的安全元件的 微反射体的至少一个表面具有以上所述的反射特性——优选处于300nm至IOOOnm的范围、 特别优选处于400nm至800nm的范围。在一个优选的实施方式中，根据本发明的安全元件的微反射体的反射表面对于具 有400至800nm之间的波长的电磁射线具有至少60%的反射率。反射优选是定向的反射和/或衍射，也就是说漫反射射线(散射)的部分优选小 于50%、特别优选小于40%。在此，衍射射线和定向反射射线统称为反射射线。
微反射体的反射表面具有l*10_14m2至l*10_5m2之间的大小。反射表面的大小优选 处于l*10_12m2至l*10_6m2之间的范围内、特别优选处于NIO—V至l*10_7m2之间的范围内。术语“多个微反射体”应如下理解如果从上方或者下方观察根据本发明的安全元 件的透明层，则在Icm2的面积中平均存在1至1000个微反射体、优选存在10至100个微反 射体。两个微反射体之间的平均距离优选是微反射体的反射表面的平均大小的至少5倍。 在一个特别优选的实施方式中，该平均距离是微反射体的反射表面的平均大小的10至50 倍之间。在此及在下文中，平均大小应理解为相应大小的算术平均值。微反射体的反射表面是平的或者具有曲率。在平的表面的情况下，落到表面上的 平行射束也平行地被表面重新折回。在弯曲的表面的情况下落到表面上的平行射束以发散 射束的形式(具有凸曲率)或者会聚射线的形式(具有凹曲率)被折回。平的表面具有以 下优点在窄的角度范围内出现尖锐的反射带(例如参见图9)。弯曲的表面的具有以下优 点在较宽的角度范围内出现反射，但所述反射显示为宽带。因此，根据应用目的优选平的 或者弯曲的反射表面。反射表面可以是平坦的或者其可以具有导致电磁射线衍射的一个或多个结构。微反射体可以是近似球形的、棒状的、方形的、多面体形的、薄片状的或者具有其 他可设想的形状。在根据本发明的安全元件的一个优选的实施方式中，微反射体是薄片状 的，其中薄片状应理解为两个维度上的空间伸展近似相同，而在第三个维度上的空间伸展 比其他两个维度上的空间伸展至少小3/4。近似相同意味着空间伸展最多相差2倍。通 过在两个维度上具有近似相同的伸展的微反射体的空间伸展形成的表面优选是反射表面。意想不到地发现，薄片状的微反射体在通过挤压包含微薄片的膜来制造安全元件 的情况下具有特别良好地适于验证和识别目的的取向分布。由于挤压过程，薄片状的微反 射体具有平行于透明层表面的优选取向。在此，各微薄片的取向还具有随机成分；但与垂直 于透明层的表面相比，微反射体更多的是平行于透明层的表面取向；微反射体的取向具有 围绕与透明层的表面平行的取向的随机分布。通过优选取向，微反射体的绝大部分可用于借助根据本发明的安全元件实施根据 本发明的用于验证和/或识别对象的方法。因此，在一个优选的实施方式中，微反射体具有 优选取向，所述优选取向的特征在于，微反射体的反射表面在与透明层的表面成O至60° 的角度范围内随机地取向。反射表面与透明层的表面所成的倾角优选处于O至50°的范围 内、特别优选处于O至30°的范围内。在一个优选的实施方式中，微反射体具有小于200 μ m的最大纵向伸展和2_10 μ m 的厚度，具有圆形、椭圆形或者η角形(其中的形状。在此及在下文中，椭圆形不应 在严格的数学意义上进行理解。在此及在下文中，具有倒圆的角的矩形或平行四边形或者 梯形或者任意η角形同样理解为椭圆形。在一个优选的实施方式中，微反射体具有至少一种金属成分。其优选为铝、铜、镍、 银、金、铬、锌、锡中的一种金属或者以上所述金属中至少两种金属的合金。微反射体可以被 镀以金属或者合金或者完全由金属和/或合金组成。在一个优选实施方式中，例如将WO 2005/078530Α1中示例性地描述的金属标识 薄片用作微反射体。这些金属标识薄片具有反射表面。如果多个这样金属标识薄片在透明 层中随机地分布和/或取向，则在以不同的角度照射透明层时得到特征性的反射图案，所
9述反射图案可以用于识别和验证。此外，金属标识薄片的特点在于可以借助放大技术(例 如放大镜、显微镜)被促使成为可见的标识金属标识薄片可以是印刷的和/或具有衍射 结构(例如全息图)或者特征在于任意形成的通孔。此外，通过其外部形状确定标识薄片 (三角形、四角形、六角形、圆形、椭圆形、字母、数字、符号、象形文字或者其他可以设想的形 状)。微反射体可以通过已知的技术置入到透明层中。如果制造透明层所用的材料例如 是热塑性塑料，则例如可以将热塑性塑料和微反射体在挤压机中混在一起(熔化挤压)。如 果制造透明层所用的材料例如是以液态的初始形态存在的漆，则例如可以将微反射体分散 在液态的漆中、将具有分散的微反射体的漆作为膜进行涂抹并且随后使漆硬化。在制造根据本发明的安全元件时优选进行步骤剪切层中的微反射体，以便在剪 切方向上实现具有优选取向的随机分布。剪切方向优选平行于随后的透明层的表面。根据本发明的安全元件除透明层外还可以具有其他层。因此可以设想，在透明层 的上方和下方安放一个或多个另外的层。例如可以设想，在透明层的下方安放一个所谓的 载体层，该载体层给予透明层所需的刚性和/或形状稳定性，以便可以处理具有微反射体 的透明层。例如可以设想，在具有微反射体的透明层的上方安放另一透明层，该另一透明层 负责抗划伤和/或UV稳定性。透明层的表面和安全元件的表面优选相互平行布置。在一个优选实施方式中，根据本发明的安全元件例如以如下膜的形式存在所述 膜通过层压和/或复合和/或后侧喷涂而与其他膜相连接。以此形式，安全元件可以以简单的方式与对象连接并且因此可以多样化地并且灵 活地使用，例如用作塑料卡和/或证件中的安全膜、包装中或者包装上的标签、以及电子电 路板的组成部分等等。安全元件优选具有5 μ m至2mm之间的厚度以及至少0. 25cm2和最 高IOOcm2的面积伸展。安全元件具有以下特性透明层中的微反射体随机地分布和/或取向。因此，在 安全元件的不同位置上观察时和/或在不同的倾斜角度下观察时，相对于光源倾斜的安全 元件根据安全元件在哪个位置上具有如下的微反射体而产生反射所述微反射体的反射表 面被定位为与射线源和观察者成某个角度，使得满足反射定律。所述效应不能借助颜色和 色素的印刷技术仿造，因为以印刷技术被涂敷到载体上的色素具有相同的取向并且相对于 载体不倾斜。对根据本发明的安全元件的真实性检查具有决定性意义的是，不同的微反射 体在不同的观察角度下发光，因为微反射体的反射表面相对于透明层具有不同的倾角(取 向)。以印刷技术产生的仿造物或者汽化渗镀的所有金属颗粒在相同的观察角度下发光。此外，本发明的主题是将根据本发明的安全元件用于验证和/或识别对象、优选 用于个别化地验证和/或识别对象的应用。为此，根据本发明的安全元件优选与要保护的 对象不可分离地连接。优选地，将安全元件与对象分离的尝试导致安全元件和/或对象的 毁坏。如果安全元件以膜的形式存在，则安全元件可以通过粘接和/或层压与对象连接。对 于膜加工领域的技术人员而言已知的是，为了产生不可以不毁坏地分离的复合体必须如何 借助粘接和/或层压来连接膜。在特别优选的实施方式中，要验证和/或识别对象可以是 个人化的安全文件或者识别文件。作为这种安全文件或者优选识别文件例如可以考虑身份 证、护照、驾驶证、信用卡、银行卡、门禁卡或者其他证明文件，但不限于这些。
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安全元件可以作为对象上或对象处的显著区域而被识别。如果对象例如是证件， 则安全元件可以以显著区域的形式存在于证件上，例如还有全息图或者照片作为显著区域 而存在，其中可以立即识别所述区域包含相应元件。在一个优选实施方式中，安全元件被 集成在对象中，使得其不可以作为上述项目显著地和/或明显地被识别。如果对象例如是 信用卡形式的证件，则安全元件以优选的形式在证件的一整侧上延伸或者在证件的两侧上 延伸。优选地，安全元件与其他功能相关联。安全元件例如可以部分地印刷。即使印刷体 覆盖微反射体的一部分，但是只要足够数目的可用于验证和/或识别的微反射体存在并且 可见，则安全元件仍然满足其功能。印刷体和安全元件的集成具有以下优点印刷图像或者 印刷图像的一部分可以用于相对于电磁射线源和探测器定位根据本发明的安全元件，以便 借助安全元件进行对象的识别和/或验证。此外，印刷图像和安全元件的集成允许同时验 证/识别安全元件和核实印刷图像(也参见示例4)。此外，本发明的主题是一种用于对安全元件或者上面安放有根据本发明的安全元 件的对象进行验证(真实性检查)的方法。验证应理解为检验(核实)所声称的身份的过 程。对象、文件、个人或者数据的验证是确定这些是真实可信的——即是未改变的、非复制 的和/或非伪造的原件。在其最简单的形式中，验证在于明显性检查，也就是说，可以简单 地检查要检验的特征以获悉所观察的对象是否是明显的伪造品。根据本发明的安全元件允许不同方式的真实性检查。根据本发明的安全元件的特 征在于，该安全元件具有透明层，在所述透明层中置入有多个微反射体，这些微反射体可以 用裸眼识别。微反射体具有以下特征当由电磁射线源、至少一个微反射体的至少一个反射 表面和用于所反射的电磁射线的探测器构成的布置服从反射定律时，所述微反射体反射具 有至少一个波长的电磁射线。根据本发明的用于借助根据本发明的安全元件验证对象的方 法包括至少以下步骤 (A)将安全元件相对于电磁射线源和相对于至少一个用于电磁射线的探测器定向 为使得对于微反射体的至少一部分而言由源、反射表面和至少一个探测器构成的布置满足 反射定律(B)用电磁射线照射安全元件的至少一部分(C)探测在微反射体上反射的射线电磁射线可以是单色的或者多色的。电磁射线优选具有300nm至IOOOnm范围内、 特别优选具有400nm至SOOnm范围内的至少一个波长。作为光源例如可以使用激光器、LED、 卤素灯、白炽灯、蜡烛、太阳或者发射具有至少一个处于300nm至IOOOnm范围内波长的电磁 射线的其他电磁射线源。优选使用激光器。照射可以是面状的、线状的或者点状的，其中面状照射理解为通过照射安全元件 可以通过射线检测安全元件的大部分，而点状照射理解为仅仅由射线检测安全元件的很小 一部分。可以通过本领域技术人员已知的技术(例如使用透镜或者衍射元件)相应地调节 射线特性。利用对所使用的电磁射线敏感的传感器、例如光电二极管或者光电晶体管(点传 感器)、摄像机传感器(面传感器(CCD、CM0S))等等检测反射的射线。根据本发明的方法的优点在于在其最简单的实施方式中可以(定性地)由人在 不使用设备的情况下进行实施。所述实施方式的特征在于，作为电磁射线源使用太阳或者灯或者蜡烛或者其他光源并且由人眼充当探测器。安全元件被观察者保持为与光源成某个 角度，使得各微反射体发生反射。观察者可以相对于光源倾斜安全元件，使得消除反射并且 可能在安全元件的其他位置上出现新的反射。以此方式，可以由人以简单的方式核实，用裸 眼可见的微反射体不是通过印刷技术生产的仿造物。根据本发明的方法的另一优点在于，可以借助机器实施或者借助机器支持所述方 法并且可以实现定量的评估。与(纯)人工实施相比，借助机器的实施或者支持允许借助 安全元件在更短时间内并且以更低的成本检验更多数目的安全元件或对象。此外，借助机 器的实施或者借助机器的支持允许在安全元件已经在不同时间经过验证的情况下比较反 射图案。在根据本发明的一个优选实施方式中，借助机器进行至少步骤(C)。在另一优选的实施方式中，使要检验的对象和/或光源和/或至少一个探测器相 对移动，以便与对象(安全元件)相对于射线源和探测器的相对位置有关地记录在不同位 置和/或在不同取向角度下闪光的微反射体。因此优选实施方式中，根据本发明的方法在 步骤(C)后具有步骤(D)和(E)(D)改变安全元件相对于射线源和/或相对于至少一个探测器的相对位置，使得 微反射体的其他部分满足反射定律，(E)重复步骤⑶和(C)并且在需要时重复⑶和(E)直到检测到足够数目的反 射微反射体。将安全元件相对于射线源和/或至少一个探测器的相对位置改变为使得射线源 和至少一个探测器保持彼此固定(不移动)，而使安全元件(或者对象)相对于由探测器和 射线源构成的固定布置移动。在此既可以设想固定布置相对于对象(安全元件)的移动也 可以考虑对象(安全元件)相对于固定布置的移动。同样可以设想，安全元件和至少一个 探测器保持彼此固定(不移动)并且进行射线源与由安全元件和探测器构成的固定布置之 间的相对移动。可以设想其他的组合。可以将位置的改变实施为使得射线源在位置改变时 照射安全元件的其他部分；但也可以将位置改变实施为使得安全元件的相同部分被照射， 但以另一角度被照射。同样可以设想将位置改变实施为使得以相同的角度照射安全元件的 相同部分，但探测器检测以另一角度被反射的射线。在所有情形中，在位置变化时都检测微 反射体的其他部分。可以连续地以保持不变的速度、加速地或者减速地或者不连续地、也就是说步进 式地进行移动。一直重复步骤⑶、(C)、⑶和(E)，直到检测到对于相应的应用目的而言足够数 目的微反射体。如果验证是明显性检查，则可以设想仅仅实施根据本发明的方法的步骤 (A)、(B)和(C)并且在此反射表面不平行于透明层的表面延伸的微反射体被置入相对于射 线源和探测器的满足反射定律的布置中。在这样的情形中，仅仅检查是否存在不平行于透 明层的表面取向的微反射体，以便可以排除印刷技术的仿造。如果相应的应用目的包含借助安全元件的对象识别，则必须检测很多微反射体， 从而实现反射图案与对象的唯一分配。以下进一步详细阐述借助根据本发明的安全元件的 对象识别。在根据本发明的方法的另一优选实施方式中，安全元件在第一步骤中被固定在载
12体上，所述载体已经具有相对于电磁射线源和至少一个探测器的预先给定的取向。载体被 提供为、并且可以相对于射线源和至少一个探测器被定向为或者已经被定向为使得在根据 本发明的安全元件固定在载体上之后，微反射体的一部分被布置为使得由微反射体的一部 分、至少一个探测器和射线源构成的布置满足反射定律。载体的类型和特性基本由将借助 于与其相连接的安全元件进行检验的对象确定。如果对象例如是信用卡规格的证件，则例 如可以作为载体提供平坦的表面，所述表面具有里面可以放置证件的凹槽。通过所述凹槽 可以唯一地确定证件在载体上的位置。射线源和探测器相应地设置在载体周围，使得微反 射体的一部分满足反射定律。同样可以设想，将对象、如信用卡规格的证件固定在作为载体的滑座上。滑座随后 可以置于由微反射体的一部分、射线源和探测器构成的布置满足反射定律处的位置上。在根据本发明方法的另一实施方式中，作为射线源使用至少一个激光器。激光可 以非常良好的聚束并且具有高强度。为了进行验证，可以用聚焦的激光束对安全元件进行 扫描。在此，既可以设想激光器相对于对象(安全元件)的移动也可以设想对象(安全元 件)相对于激光器的移动。在根据本发明方法的一个实施方式中，至少一个激光器和至少 一个探测器彼此固定地布置。对象相对于由至少一个激光器和至少一个探测器构成的固定 布置被定向为使得对于微反射体的一部分而言满足反射定律。可以借助载体简化所述定 向。在一个优选的实施方式，借助可移动的载体使对象相对于由至少一个激光器和至少一 个探测器构成的固定布置移动。将所述移动实施为使得通过所述移动，不同的微反射体相 继发生反射。可以设想，将激光光线聚焦到安全元件上并且使对象行进经过激光光线。由 此用激光束相继对安全元件的不同区域进行扫描。在此，如果激光光线落到如下微反射体 上所述微反射体的反射面取向为使得由反射面、射线源和探测器组成的布置满足反射定 律，则所述微反射体在扫描的时刻发生反射，所述反射可以借助探测器探测到。扫描激光射线在安全元件上具有所定义的剖面。所述剖面可以是圆形的、椭圆形 的、线状的、现铃状的或者其他形状。优选地，所述剖面具有长轴和短轴，如这例如在椭圆形的、线状的或者哑铃状的剖 面中是存在的。在此，短轴的长度处于微反射体的反射平面的平均大小的数量级。长轴处 于两个微反射体的平均距离的数量级。在此以及在下文中，数量级应理解为两个数值彼此 相差小于10倍并且大于0. 1倍，或者相同。长轴优选略长于两个微反射体的平均距离，其 数值尤其优选处于两个微反射体的平均距离的1倍至10倍的范围内。短轴优选略长于微 反射体的反射表面的平均大小，其数值尤其优选处于微反射体的反射表面的平均大小的1 倍至10倍的范围内。在根据本发明的另一优选实施方式中，面状地照射安全元件并且借助多个点传感 器或者借助面传感器探测在不同的微反射体处以不同的角度被反射的射线。此实施方式具 有以下优点可以检测不同的位置处并且具有不同取向的微反射体，而不需要安全元件和 /或射线源和/或探测器之间的相对移动。在另一优选实施方式中，根据本发明的方法在步骤(C)或者(E)之后包括另外的 步骤(F)和(G)(F)将根据相对位置探测到的反射图案与至少一个额定图案进行比较(G)根据步骤(F)的比较的结果输出关于对象真实性的通知
步骤(F)和(G)的具体扩展方案取决于相应的应用目的。如果验证是明显性检查， 则检验是否存在反射表面不平行于透明层的表面的微反射体。相应地要求(额定图案) 当由透明层的表面、射线源和探测器构成的布置不满足反射定律时出现各个反射。在步骤 (G)可以根据“是/否陈述”进行通知所述对象是否是明显的伪造品。例如为此可以使用 光信号如果不是明显的伪造品，则绿灯亮，如果是明显的伪造品，则红灯亮。可替代地，也 可以设想声音信号或者可用人的感官检测到的其他通知。如果验证将用于核实具体对象的 身份，则在步骤(F)，需要在当前所检测的参考图案与预测对象的反射图案(额定图案)之 间进行所谓的1 1比较。反射图案是根据对象相对于射线源和探测器的位置检测到的安 全元件的或者安全元件的一部分的反射。因此，反射图案例如具有数据表的形式，在所述数 据表中检测由安全元件折回的射线在不同的位置上以不同的角度所测量到的强度。这样的 数据表可以直接与额定数据表进行比较。同样可以在与额定图案进行比较之前借助数学运 算从测量到的强度分布中建立反射图案的另一表示。在此，优选地对取决于位置地原始测 量到的数据进行傅里叶变换，因为经傅里叶变换的数据具有平移不变性并且因此提供更高 的定位容限。可以从强度分布中提取特征，以便减小数据量。特征是指纹或者安全元件的签名 的形式。签名可数字式地存储并且是安全特征的可借助机器进行处理的表示。签名是唯一 的，也就是说，相同的安全元件具有相同的签名；不同的安全元件具有不同的签名。在步骤 (F)，所述的反射图案可以是签名。参考图案与至少一个额定图案的比较可以基于完整的数据表或者基于数据表 中的特征进行。为此，例如可以使用模式匹配的已知方法，其中在数据组之间寻找相似 性(例如参见 “Image Analysis and Processing” 第 8 次国际会议，ICIAP ‘ 95，圣雷 莫，意大利，1995 年 9 月 13 日至 15 日，会刊(Lecture Notes in Computer Science)； W02005088533(A1) ；WO 2006016114 (Al) ；C. Demant, B. Streicher-Abel, P. Waszkewitz 所著《hdustrielle Bildverarbeitung)), Springer 出版社，1998 年，第 133 页及以 后；J. Rosenbaum 所著《Barcode》，Technik Berlin 出版社，2000 年，第 84 页及以后；US 7333641B2 ；DE 10260642A1 ；DE 10260638A1 ；EP 1435586B1)。在示例 4 中描述了具体方法。在根据本发明的方法的一个优选实施例中，借助机器实施至少步骤(A)至(G)。以 下给出这样的借助机器的实施的示例用户将对象以已知的方式放置在载体上并且通过按 下按键启动借助机器的实施。例如借助步进电机使载体行进到安全元件的表面、射线源和 探测器形成如下布置处的位置中在所述布置中，不满足反射定律，但射线源、探测器和相 对于安全元件的表面倾斜角度Y的假定平面形成满足反射定律的布置。如果在安全元件 中存在位于假定平面中的微反射体，则在照射这些微反射体时它们发生反射。由于激光束 在安全元件上的空间伸展、探测器的传感器面的空间伸展和安全元件的透明层的与之相比 相对较小的厚度，不在假定平面内但平行于假定平面的所有微反射体也发生反射。在将对 象置于相应的位置中以后，例如通过控制单元激活射线源，使得射线落到安全元件的区域 上。如果在此区域中存在具有平行于所述假定平面的取向的微反射体，则在探测器上记录 到更高强度的到达射线形式的反射。通过步进电机可以使载体继续移动和/或倾斜，以便 检测可能具有其他取向的其他微反射体。如果在探测器上没有检测到反射，则其明显是伪 造的对象。如果检测到反射，则可以通过控制单元和/或计算单元以反射图案的形式根据
14对象的位置存储所述反射。在优选形式中，使用触发测量数据检测的旋转编码器。旋转编 码器检测位置变化并且在增量的位置变化的情况下输出一个脉冲。在脉冲时从探测器一方 接收和存储测量数据。如果使传感器在定义的行进路段上移动，则测量点以彼此恒定的距 离分布在行进路段上。随后，当前检测到的反射图案可能在平滑和/或滤波和/或数学变换之后借助计 算单元与至少一个额定图案(例如，存储在与计算单元相连接的数据库中的对象反射图 案，所述对象反射图案在之前的时刻已经检测到)进行比较。比较的结果(例如所比较的 反射图案的一致程度)随后通过与控制单元或者计算单元相连接的输出单元以可见或者 可听的通知的形式输出给用户(监视器、打印机、扬声器等等)。此外，本发明的主题是一种用于识别根据本发明的安全元件或者承载根据本发明 的安全元件的对象的方法。识别应理解为用于唯一地辨别人或者对象的过程。根据本发明的方法至少包括已经在用于验证对象的方法那里所讨论的实施方式 中进行了讨论的步骤(A)至(C)和(F)至(G)，其中在步骤(G)，替代于关于可信度的通知 提供关于对象身份的通知。步骤(D)和(E)是可选的。如果例如面状地照射安全元件并且 借助面传感器作为探测器同时检测对于应用目的而言足够数目的微反射体，则不需要进行 位置变化和其他微反射体的检测。因此，用于借助根据本发明的安全元件识别对象的方法 包括至少以下步骤(A)将安全元件相对于电磁射线源和相对于至少一个用于电磁射线的探测器定向 为使得微反射体的至少一部分而言由源、反射表面和至少一个探测器构成的布置满足反射
定律(B)用电磁射线照射安全元件的至少一部分(C)探测在微反射体上反射的射线(D)必要时改变安全元件相对于射线源和/或相对于至少一个探测器的相对位 置，使得对于微反射体的其他部分而言满足反射定律，(E)必要时重复步骤⑶和(C)并且在需要时附加地重复⑶和(E)直到检测到 足够数目的反射微反射体。(F)将根据相对位置探测到的反射图案与至少一个额定图案进行比较(G)根据步骤(F)的比较的结果输出关于对象身份的通知在一个优选实施方式中，借助机器实施根据本发明的方法的步骤(A)至(G)。在根据本发明的方法的步骤(F)中，将所观察的对象的反射图案与已经在之前的 时刻确定的反射图案进行比较。在此方面，通过反射图案确定对象的身份，并且将所观察的 反射图案与已经检测的对象的所有存储在数据库中的反射图案进行比较(1 η比较)。可替换地可以考虑，根据其他特征确定对象身份(例如借助与对象相连接的条形 码)，并且通过比较当前测量到的反射图案与被分配给经识别的对象的反射图案来确认该 分配的正确性(验证)。此外，本发明的主题是一种用于借助根据本发明的安全元件识别和/或验证对象 的装置，其至少包括电磁射线源和用于探测由安全元件反射的射线的探测器。电磁射线源可以发射单色的射线或者多色的射线。其优选发射具有处于300nm至 IOOOnm范围内、特别优选处于400nm至SOOnm范围内的至少一个波长的电磁射线。作为射线源例如可以使用激光器、LED、卤素灯、白炽灯、蜡烛、太阳或者发射具有处于300nm至 IOOOnm范围内的至少一个波长的电磁射线的其他电磁射线源。优选使用激光器。作为探测器使用对所使用的电磁射线敏感的传感器、例如光电二极管或者光电晶 体管(点传感器)、摄像机传感器(面传感器(CCD、CMOQ)等等。此外，在一个优选实施方式中，存在上面可以固定对象的载体。载体简化了安全元 件相对于射线源和/或相对于探测器的定位。载体包括与要识别或者验证的对象相接触的 区域。在此，对象要么被置于载体上、悬在载体中，要么以其他方式与载体连接，使得对象在 空间中呈现所定义的并且可预见的取向(位置)。通过对象与载体的连接，与对象连接的 安全元件要么已经被置于满足反射定律的布置中或者可以通过载体的移动被容易地置于 这样的布置中。在一个特别的实施方式中，载体例如是滑座，所述滑座可以被置于第一位置 中，在所述第一位置中对象与滑座的连接可以通过用户以简单的方式实现，并且所述滑座 可以被置于第二位置中，在所述第二位置中安全元件中的微反射体、射线源和探测器形成 满足反射定律的布置。在一个特别优选的实施方式中，载体被实施为是可移动的，使得可以使安全元件 相对于射线源和/或相对于探测器移动，以便以相同的或者不同的角度照射不同的微反射 体并且可以以相同的或者不同的角度检测不同微反射体的反射。在另一优选实施方式中，作为射线源使用激光器并且作为探测器使用光电晶体 管。激光器和光电晶体管彼此固定地布置。可以使要验证和/或识别的对象在可移动的载 体上相对于由激光器和光电晶体管构成的固定布置移动。激光器被布置为与安全元件的表 面的法线成角度δ。探测器被布置为与安全元件的表面的法线成角度δ ’，其中δ兴δ ’。 激光器、法线、以及探测器处于一个平面中。由激光器、安全元件的表面和探测器构成的这 样的布置不满足反射定律，因为δ兴δ’。因此，在这样的布置中检测如下的微反射体所 述微反射体具有的相对于安全元件的表面相应倾斜取向的反射表面。通过安全元件的移动 (借助载体)相继地以保持不变的角度检测不同的微反射体。角度δ处于0°至80°的范 围内、优选处于0°至60°的范围内。角度δ’处于0°至80°的范围内、优选处于0°至 60°的范围内。通过激光器以定义的光斑剖面照射安全元件。所述剖面优选具有长轴和短轴，如 这例如在椭圆形的、线状的或者 铃状的剖面中所存在的那样。在此，短轴的长度处于微反 射体反射平面的平均大小的数量级。长轴处于两个微反射体的平均距离的数量级。长轴优 选略长于两个微反射体的平均距离，其数值尤其优选处于两个微反射体的平均距离的1倍 至10倍的范围内。短轴优选略长于微反射体的反射表面的平均大小，其数值尤其优选处于 微反射体的反射表面的平均大小的1倍至10倍的范围内。在一个优选的实施方式中，所述装置还包括控制单元，所述控制单元与计算单元 和数据库连接。控制单元用于控制射线源，必要时用于控制可移动的载体，以便可以进行对 象的位置变化，所述控制单元还用于检测在探测器处所记录的信号。在数据路中存储有安 全元件的反射图案，这些反射图案可以用于1 1比较或者1 η比较。利用计算单元可 以对数据组进行数学运算以及进行反射图案之间的比较。例如微控制器适合作为计算单元 和控制单元。在另一优选实施方式中，所述装置具有至少一个输出端，通过所述输出端可以向
16所述装置的用户以通知的形式传递比较的结果。所述输出例如是灯，所述灯在明显性检查 已经得出对象是明显伪造品时发光。所述输出同样例如可以是显示屏，在所述显示屏上给 出当前检测的安全元件以怎样的程度与所连接的数据库中的反射图案一致。可以设想其他 的输出、例如打印机、扬声器、用作机器(装置)和人(用户)之间的界面的其他设备。与现有技术中用于保证对象真实性的已知解决方案相比，本发明具有下列一系列 优点-根据本发明的安全元件将多个安全等级联合到一起。可借助裸眼识别微反射体 (不隐蔽的)，可借助根据本发明的方法测量各微反射体的分布和/或取向(隐蔽的)，借助 放大单元分析微反射体的形状和/或特性(隐蔽的、司法鉴定相关的)。-根据本发明的安全元件提供了对抗伪造品和/或仿造品的高度保护，因为仅能 困难地复制微反射体的随机分布和/或取向。-根据本发明的安全元件允许可以由任何人在不使用辅助手段的情况下实施的明 显性检查。-根据本发明的安全元件允许对象的个别化，因为对于每个安全元件而言，微反射 体的随机分布和/或取向都是唯一的。-根据本发明的安全元件是低成本的并且可以与多个对象连接，而不对对象设计 造成负面影响。-可以借助机器并且快速地实施借助根据本发明的安全元件的根据本发明的用于 验证对象的方法和根据本发明的用于识别对象的方法。-根据本发明的装置同样是低成本的，并且也可以在最简短的介绍之后由不具有 任何专门知识的人操作。


以下根据附图和实施例进一步阐述本发明，但并不将本发明限于所述附图和实施 例。图1以俯视图示意性地示出根据本发明的安全元件1的放大片段，其包括透明层 O)，在透明层O)中随机分布地包含微反射体。在此实施方式中，微反射体具有六角形形 状，为了进行真实性检查可以借助放大单元(例如放大镜、显微镜)使这些微反射体可见。图2以侧视图(横截面图)示意性地示出根据本发明的安全元件1的放大片段。 安全元件包括透明层O)，其中置入有微反射体(3)。这些微反射体是随机分布的，并且每 个微反射体的反射表面(4)具有随机的取向。可以借助于电磁射线源(5)照射安全元件。 在此，射线(6)落到反射表面上并且在那里被折回(反射)。反射射线(7)可以利用探测器 (8)来捕获。仅仅相对于射线源( 和探测器(8)具有确定取向的表面导致探测器处的信 号(参见图3)。图3示出微反射体(3)处的反射定律。电磁射线(6)以与表面的面法线(9) 成角度α地落到微反射体(3)的表面(4)上。射线被反射并且以与面法线(9)成反射角 β地被重新折回。根据反射定律，角度α和β大小相同。可以利用设置在相应位置处的 探测器(8)捕获定向反射的射线。如果微反射体的表面包含衍射结构，则除定向反射的射束(所谓的零衍射级)外还在定向反射的射线周围以定义的、取决于衍射结构的角度出现其他射线(高衍射级)。与 定向反射射束相比，这些衍射射束通常具有较低的强度。同样可以检测到(探测到)这些 衍射射线。如果借助具有多于一个波长的射线照射安全元件，则具有不同波长的射线以不 同的角度衍射。这实现了取决于波长的探测。图4示出在聚合物中置入有微反射体(示例1的柱状颗粒)的产品的光学显微照 片。图5示出示例2中的膜的光学显微照片。图6示出示例3的证件中金属标识薄片的光学显微照片。图7示出用于借助根据本发明的安全元件验证和/或识别对象的根据本发明的装 置和根据本发明的方法的示例性实施方式。所述装置包括电磁射线源(5)、用于电磁射线 的探测器(8)、用于控制射线源(5)和用于处理在探测器(8)处测量到的信号的控制单元 (10)、用于执行数学运算和用于将安全元件(1)的当前检测到的反射图案与至少一个额定 图案或者参考图案进行比较的计算单元(11)、里面存放有参考图案和/或额定图案以用于 进行比较的数据库(12)和可以用来向用户传输比较结果的输出端(13)。单元5、8、10、11、 12和13以电、光的方式通过无线电或者通过其他信号传输通道彼此连接(虚线)。所述装 置当然还包括输入单元，用户可以通过该输入单元操作所述装置(在图7中未明确示出)。 输入单元可以是控制单元或者计算单元的组成部分。单元10至13中的两个或多个也可以 集成在一个单元中。同样可行的是，输出单元13与控制单元10直接连接。射线源5和探测器位于安全元件的表面法线的平面内。射线源5和探测器彼此固 定地(不可移动地)设置并且与安全元件的表面形成如下布置该布置不满足反射定律，也 就是说，落到安全元件上的射线(6)由安全元件的表面和由透明层与安全元件之间的可能 的其他层之间的交界层折回(7”)并且不到达探测器。更确切地说，探测器(8)设置为相对 于射线7”倾斜角度Y (射线7’和7”成角度Y)。在此布置中，探测器⑶检测反射表面 相对于安全元件的表面倾斜角度Y的微反射体的反射(7’)。由此一方面保证安全元件不 是仿造的，其中微反射体借助于印刷技术被涂敷到对象上，另一方面保证由安全元件的表 面反射的射线不到达探测器中并且在那里引起偏移信号。后一点显著地改善了信噪比。角 度Y优选处于1°至20°的范围。在图7中，安全元件在由射线源( 和探测器(8)构成的固定布置下面平移移动 (通过双箭头示出)，由此相继地检测安全元件(1)的不同区域。图8示出在示例4中使用的结构，该结构用于验证/识别证件卡形式的安全元件 (1)，其中所述证件卡相对于激光器( 和探测器(8)移动(移动方向通过粗箭头示出)。 在移动时，照射该卡的一部分并且检测由该面(14)反射的射线。图9与示例3的安全元件的行进路程χ有关地示出在探测器处检测到的射线的强 度I (参见示例4)。图10与不具有微反射体的白色证件的行进路程χ有关地示出在探测器处检测到 的射线的强度I (参见示例4)。图11以图形表示示例性地示出用于存储和/或与其他数据组进行比较的过零点 的产生。点状曲线(1 与位置有关地示出原始测量到的强度信号(可能在经过滤波和平 滑以后)。从该曲线通过对每个点的士50个相邻值取平均产生算术平均值，这通过点划状
18曲线(16)示出。所谓的过零点(实线曲线17)位于原始数据(15)与平均数据(16)之间 的交点处。这些过零点被与位置有关地存储。它们可以为了识别/验证目的被用于与其他 安全特征的相应数据组进行比较。附图标记1安全元件2透明层3微反射体4反射表面5电磁射线的源6入射射线7反射射线V在微反射体处反射的射线7”在安全元件的表面处反射的射线8光敏探测器9面法线10控制单元11计算单元12数据库13输出端14检测面(扫描面)15在探测器处与位置有关地测量到的反射射线的强度16平均值17过零点α入射角β反射角
具体实施例方式示例1 制造包含微反射体的复合物作为微反射体使用由镍构成的名称为“0V Dot B”的六边形金属标识薄片，其厚度 为5μπι并且相对侧的距离为ΙΟΟμπι。薄片是印刷的，其中文字“OVDot”分段地可读。在薄 片的中央是作为通孔的大写“B”。通孔与侧面的距离是25 μ m并且占据金属标识薄片的总 面积的12. 5%。利用金属标识薄片制造复合物。I50g以上所述的金属标识薄片在强力混合机中与2. 35kg Makrolon 3108550115 粉末(平均颗粒直径 800 μ m)混合。Makrolon 3108550115 具有 EU/FDA 品质并且不合有UV吸收体。根据ISO 1133，熔体体积流动速率(MVR)在300°C和1. 2kg负 荷下为6. Ocm3/(10分钟)。在挤压机的生产量为50kg/s时，47. 5kg的Makrolon 3108550115柱状颗粒被 挤出到双轴挤压机ZSK的壳体1中。通过侧挤挤压机配制成金属标识薄片/Makrolon粉末混合物。在六孔的喷板之后，获得透明的、包含颗粒的熔化物，该熔化物在水池中冷却和束 状粒化之后得到50kg具有0. 3重量％的金属标识薄片的柱状颗粒。根据柱状颗粒(图4)的光学显微照片，金属标识薄片被识别为小的反光六边形。 未识别到弯折的、损坏的或者甚至毁坏的薄片。虽然存在剪切力和温度负荷，通孔“B”未被 损坏。薄片上的印刷物也可以良好地阅读并且没有因为聚碳酸酯熔化物中300°C的加工温 度而被改变。示例2 将复合物挤压成膜由示例1的复合物挤压膜。用于制造膜的设备组成如下 主挤压机，具有蜗杆，该蜗杆的直径⑶为105mm并且长度为41xD ；该蜗杆具有 排气区域； 适配器； 宽缝喷嘴，具有1500mm的宽度； 三辊压光机，其具有水平的轧辊布置，其中第三轧辊可相对于水平线摆动 +/-45° ； 轧辊轨； 用于双侧涂敷保护膜的装置； 牵拉装置； 缠绕装置。示例1中的复合物被提供给挤压机的给料斗。在挤压机的相应圆筒/蜗杆塑化系 统中进行相应材料的熔化和输送。随后，材料熔化物通过适配器提供给压光机，压光机的轧 辊具有在表1中给出的温度。在压光机(其由三个扎辊构成)上进行膜的最终成型和冷却。 在此，为了对膜表面进行结构化使用橡胶轧辊(精细亚光的第2表面)和钢轧辊(亚光的 第6表面)。在Nauta Roll公司(美国)的US 4，368，240中公开了用于膜表面结构化的 橡胶轧辊。随后，膜通过牵拉运送。随后，可以在两侧涂敷由聚乙烯制成的保护膜，并且进 行膜的缠绕。
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权利要求
1.一种安全元件，包括至少一个透明层，在所述至少一个透明层中随机地分布有多个 微反射体，其特征在于，所述微反射体的至少一部分具有至少一个反射表面，所述至少一个 反射表面不平行于所述透明层的表面。
2.根据权利要求1所述的安全元件，其特征在于，所述微反射体的反射表面的大小在 l*10-1Qm2 至 l*10_7m2 的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，两个微反射体的平均距离是反射 表面的平均大小的至少5倍。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的安全元件，其特征在于，所述微反射体的反射表 面在与所述透明层的表面成0°至60°的角度范围内随机地取向。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的安全元件，其特征在于，所述微反射体是薄片状 的并且由于制造所述安全元件期间的剪切力而具有围绕与所述透明层的表面平行的优选 取向的随机分布。
6.一种借助于根据权利要求1至5中任一项所述安全元件来验证和/或识别对象的方 法，至少包括以下步骤(A)将所述安全元件相对于电磁射线源和相对于至少一个用于电磁射线的探测器定向 为使得对于所述微反射体的至少一部分而言由源、反射表面和至少一个探测器构成的布置 满足反射定律，(B)用电磁射线照射所述安全元件的至少一部分，(C)探测在微反射体上反射的射线，(D)必要时改变安全元件相对于射线源和/或相对于至少一个探测器的相对位置，使 得对于所述微反射体的其他部分而言满足反射定律，(E)必要时重复步骤⑶和(C)并且在需要时附加地重复⑶和(E)直到检测到足够 数目的反射微反射体，(F)将根据相对位置探测到的反射图案与至少一个额定图案进行比较，(G)根据步骤(F)中的比较的结果输出关于对象的真实性和/或身份的通知。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(D)使所述安全元件相对于由射线 源和探测器构成的固定布置移动。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述射线源被布置为与所述安全元 件的表面的法线成角度S并且所述探测器被布置为与所述安全元件的表面的法线成角度 δ，，其中δ乒δ，。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述射线源被布置为与所述安全元 件的表面的法线成角度S并且所述探测器被布置为与所述安全元件的表面的法线成角度 δ ’，其中 δ = δ ’。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，落到所述安全元件上的射 线的剖面具有长轴和短轴，其中所述长轴的长度处于两个微反射体的平均距离的数量级并 且所述短轴的长度处于所述微反射体的反射表面的平均大小的数量级。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述移动垂直于所述射束剖面的长轴 进行。
12.—种借助于根据权利要求1至5中任一项所述安全元件来验证和/或识别对象的装置，至少具有电磁射线源、用于电磁射线的探测器、用于容纳所述对象的载体、控制单元 以及输出端，通过所述输出端能够向用户输出通知。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，射线源和探测器彼此固定地布置，而所 述载体被实施为能够相对于由探测器和射线源构成的固定布置移动。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述射线源被布置为与所述安全 元件的表面的法线成角度S并且所述探测器被布置为与所述安全元件的表面的法线成角 度δ，，其中δ兴δ，。
15.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述射线源被布置为与所述安全 元件的表面的法线成角度S并且所述探测器被布置为与所述安全元件的表面的法线成角 度δ ’，其中δ = δ ’。
16.一种将根据权利要求1至5中任一项所述的安全元件用于个别化地验证和/或识 别对象——优选个人化的安全文件或身份文件——的应用。
全文摘要
本发明涉及光学安全元件、将所述安全元件用于识别和验证对象的应用、以及借助所述光学安全元件识别和验证对象的方法和装置。
文档编号B42D15/00GK102066125SQ200980111897
公开日2011年5月18日 申请日期2009年1月24日 优先权日2008年2月5日
发明者A·贝克, D·波普胡森, G·茨奥瓦拉斯, H·普德莱纳, J·肯芬霍伊尔, L·布雷尔, M·格里希克, M-C·耶西尔达格, S·福伊吉奥卡斯, T·比尔茨特恩 申请人:拜尔技术服务有限责任公司, 拜尔材料科学股份公司