Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisch variables Flächenmuster, insbesondere für ein optisch variables Sicherheitselement, wobei das Flächenmuster dazu ausgebildet ist, eine mehrfarbige Darstellung unter zumindest einem vorgegebenen Betrachtungswinkel bereitzustellen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Erzeugung eines Flächenmusters zur Bereitstellung einer mehrfarbigen Darstellung unter zumindest einem vorgegebenen Betrachtungswinkel, insbesondere des Flächenmusters für das vorstehend genannte Sicherheitselement. Die Erfindung betrifft auch ein optisch variables Sicherheitselement mit dem vorstehend genannten, optisch variablen Flächenelement.

Aus Stand der Technik sind verschiedene optische variable Sicherheitselemente bekannt, die dazu dienen, einen damit versehenen Artikel, beispielsweise ein Wert- oder Ausweisdokument wie etwa eine Banknote, einen Pass, eine Kredit-, Bank-, Debit- oder Identifikationskarte o. ä. auf Echtheit zu überprüfen. Optisch variablen Sicherheitselementen, die reproduzierbare visuelle Effekte unter bestimmten, vom strukturellen Aufbau des Sicherheitselements vorgegebenen Blickrichtungen aufweisen, kommen verstärkt Bedeutung zu, da diese im Allgemeinen schwer zu reproduzieren sind und somit einen effizienten Fälschungsschutz implementieren können.

Hierzu sind insbesondere optisch variable Sicherheitselemente bekannt, die einem Betrachter unter einem oder mehreren vorgegebenen Blickwinkeln eine Darstellung in Echtfarbe, beispielsweise eine Darstellung eines Motivs wie etwa eines Portraits oder einer Landschaft, darbieten. Insbesondere zur Darstellung von farbigen Bildern sind beispielsweise aus der WO 2012/ 156049 zweidimensional periodische, farbfilternde Gitter mit Nano Strukturierungen im Subwellenlängenbereich bekannt, welche Farbfiltereigenschaf ten im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweisen. Darüber hinaus sind sogenannte „Echtfarbenhologramme" bekannt, die auf Basis von Gittern mit Periodenlängen im Bereich der Wellenlänge des sichtbaren Lichts unter einem vorgesehenen Betrachtungswinkel in der ersten Beugungsordnung die gewünschten Farben erzeugen.

Typischerweise erfolgt die Bereitstellung von solchen farbigen Darstellungen mit Hilfe von drei unterschiedlichen, regelmäßig angeordneten Hologramm- bzw. Subwellenlängengittern, die in der ersten bzw. nullten Beugungsordnung jeweils die Grundfarben Rot, Grün und Blau erzeugen und durch Farbmischung die Erzeugung nahezu beliebiger Farben erlauben. Die Beugungsgitter sind dabei i.d.R. derart dimensioniert und in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet, dass ein Betrachter mit bloßem Auge lediglich die gewünschte Mischfarbe sieht und die einzelnen Bereiche, die mit Beugungsgittern zur Erzeugung der Grundfarben (Rot, Grün, Blau) belegt sind, nicht mehr auflösen kann.

Pixelbasierte RGB-Bilder können beispielsweise erzeugt werden, indem jeder Bildpunkt bzw. jedes Pixel in drei Subpixel für die Grundfarben Rot, Grün und Blau unterteilt wird, die je nach Anteil der zu erzeugenden Mischfarbe mehr oder weniger stark mit den entsprechenden Beugungsgittern belegt sind. So ist zur Darstellung eines Pixels der Grundfarbe Rot das Subpixel zur Erzeugung der Grundfarbe Rot maximal belegt, während die Subpixel zur Erzeugung der Grundfarben Grün und Blau unbelegt bleiben. Weiße Pixel werden durch gleichmäßige Farbmischung aus den Grundfarben Rot, Grün und Blau erzeugt, wohingegen schwarze Pixel keine Beugungsgitter aufweisen, die dazu ausgebildet sind, Licht in die erste Beugungsordnung zu streuen.

Ein gravierender Nachteil bei der Erzeugung von mehrfarbigen Darstellungen auf Basis dieser RGB-Farbmischung besteht darin, dass diese oft sehr dunkel sind. Dies betrifft insbesondere die Darstellung von Mischfarben, die einen minimalen oder maximalen Anteil der Farbkomponenten Rot, Grün oder Blau erfordern.

Aus dem Stand der Technik sind ferner Materialien mit Nanostrukturierungen bekannt, die als Farbfilter wirken. Hierzu wird insbesondere auf W. L. Barnes, S. C. Kitson, T. W. Preist, and J. R. Sambles, „Photonic surfaces for surface-plasmon polaritons", J. Opt. Soc. Am. A 14, 1654-1661 (1997); Yinghong Gu, Lei Zhang, Joel K. W. Yang, Swee Ping Yen and Cheng-Wei Qiu, „Color generation via subwavelength plasmonic nanostructures", Nanoscale, 2015,7, 6409-6419 und Yuqian Zhao, Yong Zhao, Sheng Hu, Jiangtao Lv, Yu Ying, Gediminas Gervinskas and Gua- ngyuan Si, „Artificial Structural Color Pixels: A Review", Materials 2017, 10(8) verwiesen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung für die vorgenannten Probleme vorzuschlagen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine mehrfarbige Darstellung bzw. ein mehrfarbiges Motiv zumindest unter Zuhilfenahme von als Farbfilter wirkenden Nano Strukturierungen bereitzustellen, welche von einem Betrachter unter einem vorgegebenen oder vorgebbaren Beobachtungswinkel mit hoher Helligkeit wahrgenommen werden kann.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch die anliegenden unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den davon abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optisch variables Flächenmuster vorgeschlagen, welches dazu ausgebildet ist, eine mehrfarbige Darstellung unter zumindest einem vorgegebenen Betrachtungswinkel bereitzustellen. Das Flächenmuster umfasst eine Vielzahl von Flächenelementen, welche mit Reliefstrukturen versehen sind, wobei zumindest eine der Reliefstrukturen eine als Farbfilter wirkende Nano Strukturierung aufweist.

Der optisch variable Effekt des erfindungsgemäßen Flächenmusters bzw. eines damit versehenen Sicherheitselements kann unterschiedliche Ursachen haben und macht sich typischerweise in Abhängigkeit des Lichteinfalls bzw. der Beobachtungsrichtung relativ zum Flächenmuster in einer reproduzierbaren Art und Weise bemerkbar. Im Rahmen dieser Erfindung werden insbesondere solche unter dem Beobachtungswinkel bzw. Lichteinfall veränderlichen optischen Effekte als optisch variabel angesehen, die durch die Beugung an den Reliefstrukturen mit Nanostrukturierungen verursacht werden.

Erfindungsgemäß sind die Reliefstrukturen aus einem Satz von zumindest vier voneinander verschiedenen Reliefstrukturen ausgewählt, welche jeweils unter dem vorgegebenen Betrachtungswinkel einen zu einer vorgegebenen Buntfarbe korrespondierenden Farbeindruck erzeugen. Das heißt, das an der jeweiligen Reliefstruktur im Wesentlichen in Richtung des vorgegebenen Betrachtungswinkels gebeugte Licht würde für einen Betrachter bei hinreichend großflächig ausgebildeten Reliefstrukturen in der der jeweiligen Reliefstruktur zugeordneten Buntfarbe erscheinen, welche einer Grundfarbe entspricht. Jede der von den zumindest vier Reliefstrukturen des Satzes erzeugte Buntfarbe entspricht einer anderen Grundfarbe.

Die zumindest abschnittsweise mit den Reliefstrukturen versehenen Flächenelemente sind derart dimensioniert, dass in zumindest einem Teilbereich des Flächenmusters unter dem zumindest einen vorgegebenen Betrachtungswinkel ein von den vorgegebenen Grundfarben abweichender, zu einer Mischfarbe korrespondierender Farbeindruck erzeugbar ist. Mit anderen Worten sind die Flächenelemente so dimensioniert, dass bei einer Betrachtung des Flächenmusters unter dem vorgegebenen Betrachtungswinkel einzelne, in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnete und zu unterschiedlichen Grundfarben korrespondiere Reliefstrukturen nicht aufgelöst werden können und der entsprechende Teilbereich für den Betrachter in einer aus den Grundfarben erzeugten Mischfarbe erscheint. Die Anordnung der Reliefstrukturen im optisch variablen Flächenmuster ist nicht fest vorgegeben. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine Flächenausdehnung der Reliefstrukturen innerhalb der Flächenelemente nicht fest vorgegeben, etwa auf eine Mindestausdehnung beschränkt.

Unter der Maßgabe, dass die Anordnung der Reliefstrukturen im optisch variablen Flächenmuster nicht fest vorgegeben ist, ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere zu verstehen, dass Positionen der Reliefstrukturen dynamisch an eine vorgegebene oder angestrebte mehrfarbige Darstellung anpassbar sind oder angepasst werden können, beispielsweise an ein erwünschtes Ausgangsbild. Erfindungsgemäß ist die Anordnung der Reliefstrukturen im optisch variablen Flächenmuster in diesem Sinne derart dynamisch variabel und unregelmäßig vorgebbar, dass eine beliebige mehrfarbige Darstellung erzeugt wird. Insbesondere ist die Positionierung der Reliefstrukturen nicht durch strukturelle Vorgaben beschränkt, etwa durch Mindestabstände, Rasteranordnungen oder dergleichen, sondern allein abhängig von der gewünschten mehrfarbigen Darstellung bzw. von deren bestmöglicher Reproduktion.

Ferner ist unter der Maßgabe, dass die Flächenausdehnung der Reliefstrukturen innerhalb der Flächenelemente nicht fest vorgegeben ist, im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere zu verstehen, dass die Flächenanteile, die die Reliefstrukturen auf einem Flächenelement einnehmen, dynamisch an eine vorgegebene oder angestrebte mehrfarbige Darstellung anpassbar sind bzw. angepasst werden können, beispielsweise an eine erwünschte Farbgebung. Erfindungsgemäß sind die Flächenanteile der Reliefstrukturen im optisch variablen Flächenmuster in diesem Sinne dynamisch variabel und/ oder unregelmäßig vorgebbar. Insbesondere sind die Flächenanteile der Reliefstrukturen nicht durch strukturelle Vorgaben beschränkt, etwa durch Mindestausdehnungen oder dergleichen, sondern allein abhängig von der gewünschten mehrfarbigen Darstellung bzw. von deren bestmöglicher Reproduktion. So kann etwa die Flächenausdehnungen der Relief Strukturen im Verhältnis zur Fläche des Flächenelements beispielsweise in Abhängigkeit einer zu erzeugenden Mischfarbe erfolgen, die in einer gewünschten farbigen Darstellung enthalten ist.

Vorzugsweise haben die Flächenelemente eine geringe räumliche Ausdehnung, damit durch Kombination von den jeweiligen Reliefstrukturen zugeordneten Grundfarben eine gewünschte Mischfarbe erzeugt werden kann. In vorteilhaften Ausgestaltungen nimmt jedes Flächenelement eine Fläche ein, die kleiner ist als der Flächeninhalt eines Quadrats mit einer Seitenlänge von 200 pm, vorzugsweise 100 pm oder 40 pm oder weniger. Um unerwünschte Farbverfälschungen durch Beugungseffekte an benachbarten Flächenelementen zu vermeiden, sind diese deutlich größer als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Bevorzugt nimmt jedes Flächenelement eine Fläche ein, die größer ist als der Flächeninhalt eines Quadrats mit einer Seitenlänge von 1 pm oder 5 pm, besonders bevorzugt 15 pm oder mehr.

Je nach Auswahl der Grundfarben können unterschiedliche unbunte und bunte Farben erzeugt werden. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, zumindest vier Buntfarben, auch als Spektralfarben bezeichnet, auszuwählen, um farbige Darstellungen, die den Farbraum vollständig ausnutzen, mit hoher Helligkeit generieren zu können.

Buntfarben, die sich beispielsweise als Grundfarben besonders eignen, sind insbesondere Rot, Grün, Blau, Cyan, Magenta und/ oder Gelb. Zumindest eine, bevorzugt alle der Reliefstrukturen des Satzes weist bzw. weisen zur Erzeugung einer der Buntfarben als Grundfarbe eine als Farbfilter wirkende Nanostrukturierung auf. Besonders bevorzugt wirken zumindest die für die Buntfarben vorgesehenen Reliefstrukturen als Farbfilter, der durch die räumliche und strukturelle Ausbildung der jeweiligen Reliefstruktur selbst vorgegeben wird.

Zur Erzeugung der Grundfarben weisen die zugeordneten Reliefstrukturen vorzugsweise Nano Strukturierungen auf, die als Farbfilter wirken. Geeignete Strukturen sind aus den eingangs genannten wissenschaftlichen Publikationen bekannt. Eediglich exemplarisch wird auf plasmonische Nanostukturen im Subwellenlängenbereich, Nanoantennen- Anordnungen (engl.: nanoantenna array), Nanoröh- ren- Anordnungen (engl.: nanotube array, nano hole array), pho tonische Oberflächen und/ oder pho tonische Kristalle verwiesen. Durch Anpassen von Strukturparametern, wie etwa der Strukturtiefe, der Anordnung von Nano Strukturierungen zueinander, insbesondere dem Abstand oder die Konfiguration der Nanostrukturierungen in der lateralen Ebene des Flächenelements und/ oder senkrecht hierzu, oder der Ausdehnung der Nano Strukturierungen relativ zueinander oder ähnlichen Maßnahmen lassen sich die farbfilternden Eigenschaften so modifizieren, dass in unterschiedlichen Spektralbereichen wirkende Farbfilter geschaffen werden.

Gemäß einigen Ausführungsbeispielen sind die Nano Strukturierungen der Reliefstrukturen, die zur Erzeugung von Buntfarben dienen, als Subwellenlängenstrukturen ausgebildet, insbesondere als Subwellenlängengitter, die in ein ansonsten ebenes Substrat eingeprägt sind. Solche Strukturen erzeugen Farben, die in der Regel im Spiegelreflex besonders gut sichtbar sind, unter anderen Betrachtungswinkeln aber oft dunkel und nicht besonders gut erkennbar sind. Zur Vergrößerung des optimalen Betrachtungswinkelbereichs können die farbgebenden Subwellenlängenstrukturen z.B. mit einer zusätzlichen Streufolie oder aber auch vor- teilhaft auf geeignete andere Mikrostrukturen aufgebracht werden. Insbesondere hat sich gezeigt, dass eine Anordnung der Nanostrukturierungen bzw. Subwellenlängenstrukturen auf konkaven oder konvexen Trägern, beispielsweise kissen-, linsen- oder halbkugelförmigen Trägern, zu einem deutlich größeren Betrachtungswinkelbereich führt, aus dem die gewünschten Farben gut zu sehen sind.

Vorzugsweise weist zumindest eine der Relief Strukturen des Satzes zur Erzeugung einer der Buntfarben periodische Nanostrukturierungen mit einer Periode zwischen 10 nm und 500 nm, bevorzugt zwischen 50 nm und 400 nm und besonders bevorzugt zwischen 100 nm und 350 nm auf.

Gemäß einigen vorteilhaften Ausgestaltungen ist zumindest eine der Reliefstrukturen oder jede der Relief Strukturen mit einer metallischen Beschichtung versehen. Bei der metallischen Beschichtung kann es sich beispielsweise um eine Aluminiumschicht mit einer Stärke von einigen Nanometern, insbesondere etwa 60nm, handeln. Bevorzugt erfolgt die Darstellung des Motivs des optisch variablen Flächenmusters in Reflexion unter Verwendung von Relief Strukturen mit metallisieren Nanostrukturierungen im Subwellenlängenbereich. Der Subwellenlängenbereich wird insbesondere mit Bezug auf das sichtbare Spektrum des Lichts definiert und bezieht sich somit typischerweise auf Wellenlängen von weniger als 400 nm.

Gemäß einigen vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung können die Nanostrukturierungen bzw. Subwellenlängenstrukturen auch auf Mikrospiegel aufgebracht werden, so dass die entsprechende erzeugte Grundfarbe jeweils am besten aus einer durch die Orientierung der Mikrospiegel vorgegebenen Richtung sichtbar ist. Sind alle Mikrospiegel gleich orientiert, so leuchtet das darzustellende Motiv bzw. die Echtfarbendarstellung unter einem bestimmten Winkel auf, der von der Orientierung der Mikrospiegel abhängt. Insbesondere können auch Kippbil- der erzeugt werden, beispielsweise wenn zwei unterschiedlich orientierte Anordnungen von Mikrospiegeln fein in einander verschachtelt angeordnet werden und die Mikrospiegel der unterschiedlichen Anordnungen Nanostrukturierungen zur Erzeugung von zwei unterschiedlichen Motiven bzw. Echtfarbenbildern enthalt. Auch mit linsenförmigen Strukturen (z.B. sphärische Linsen oder Stablinsen) können Echtfarben-Kippbilder erzeugt werden, wenn man z.B. jeweils auf der Ober- bzw. Unterseite jeder Linsenstruktur unterschiedliche Nano Strukturierungen überlagert, die zur Darstellung unterschiedlicher Motive bzw. Echtfarbenbilder dienen. Vorteilhaft stimmen hier das Linsenraster und das Raster der Bildelemente bzw. Pixel des Echtfarbenbilds überein oder sind ganzzahlige Vielfache voneinander (z.B. ist die Rasterweite der Bildelemente / Pixel des RGB-Echtfarbenbilds doppelt so groß wie die Rasterweite des Linsenrasters), um z.B. möglicherweise störende Moire-Effekte zu vermeiden.

Der Begriff Pixel ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht beschränkend auf die üblichen Bedeutungen des Begriffes zu verstehen, sondern bezeichnet allgemein ein Bildelement oder einen Bildpunkt in beliebiger Ausgestaltung, etwa abhängig von dem Anwendungsszenario der erfindungsgemäßen Flächenmuster.

Vorzugsweise ist zumindest eine der Reliefstrukturen des Satzes zur Erzeugung einer der Buntfarben als Grundfarbe auf Basis von plasmonischen Effekten ausgebildet.

Vorzugsweise enthält der Satz von Relief Strukturen auch solche zur Erzeugung von unbunten Farben als Grundfarben. Besonders bevorzugt enthält der Satz zumindest eine weitere Reliefstruktur zur Erzeugung der Grundfarbe Schwarz. Alternativ oder zusätzlich enthält der Satz bevorzugt zumindest eine weitere Reliefstruktur zur Erzeugung der Grundfarbe Weiß. Gemäß einiger Ausführungsbeispiele umfasst die zur Erzeugung der Grundfarbe Schwarz ausgebildete Reliefstruktur aperiodisch angeordnete Mottenaugen und/ oder dunkel erscheinende, periodische Nanostrukturierungen im Subwellenlängenbereich.

Gemäß einiger Ausführungsbeispiele umfasst die zur Erzeugung der Grundfarbe Weiß ausgebildete Reliefstruktur zumindest eine spiegelnde ebene Fläche und/ oder zumindest eine Streustruktur. Mit anderen Worten kann bei der zur Erzeugung der Grundfarbe Weiß ausgebildeten Reliefstruktur auf Nanostrukturierungen verzichtet und diese insbesondere durch einfache spiegelnde Flächen ersetzt werden, sofern die Darstellung des Motivs in Reflexion erfolgt.

Vorzugsweises entspricht der vorgegebene Betrachtungswinkel, unter dem die jeweiligen Reliefstrukturen die Grundfarben erzeugen, der nullten Beugungsordnung.

Gemäß einigen vorteilhaften Ausführungen werden die Reliefstrukturen zum Erzeugen der Grundfarben, insbesondere der vorstehend genannten Buntfarben Rot, Grün, Blau, Cyan, Magenta und/ oder Gelb und/ oder der unbunten Farben Schwarz und/ oder Weiß, mit geeignet wirkenden Nanostrukturierungen versehen. Derart unterschiedlich nanostrukturierte Reliefstrukturen erzeugen somit unter dem vorgegebenen Beobachtungswinkel die gewünschten Grundfarben, so dass insbesondere ein Farbeindruck erzeugbar ist, der einer aus den Grundfarben generierten Mischfarbe entspricht.

Vorzugsweise ist das Flächenmuster zur Darstellung eines Echtfarbenbilds ausgebildet. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung ist der Begriff „Echtfarbenbild" bzw. „Echtfarbe" mit Bezug auf den Farbraum zu verstehen, der von den Grund- färben, die durch die Reliefstrukturen unter dem vorgegebenen Beobachtungswinkel erzeugbar sind, aufgespannt wird. Die Größe des Farbraums hängt somit u. a. von der Anzahl der Grundfarben ab, die der Anzahl der die Grundfarben erzeugende Reliefstrukturen entspricht. Zudem hat auch insbesondere die Wahl der Grundfarben und der Ausführung der Reliefstrukturen, wie etwa deren Beschichtung, Einfluss auf den so definierten Farbraum.

Vorzugsweise ist die Anzahl der Reliefstrukturen des Satzes größer als vier, besonders bevorzugt acht oder mehr. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein Echtfarbenbild, welches einen großen Farbraum ausnutzt, detailgetreu dargestellt werden kann. In möglichen Ausgestaltungen werden unbunte Farben, insbesondere Schwarz und/ oder Weiß als zusätzliche Grundfarben ausgewählt. Alternativ oder zusätzlich werden weitere Buntfarben, beispielsweise Rot, Grün, Blau, Cyan, Magenta und/ oder Gelb als Grundfarben ausgewählt. Insbesondere zur Darstellung von Motiven aus dem RGB-Farbraum ist in vorteilhaften Ausführungsbeispielen vorgesehen, die zu den Eckpunkten des „RGB-Würfels" korrespondierenden Farben in Betracht zu ziehen und somit gemäß exemplarischen Ausführungen Rot, Gelb, Grün, Schwarz, Magenta, Weiß, Cyan und Blau als Grundfarben vorzusehen.

Vorzugsweise enthält der Satz zumindest vier, besonders bevorzugt fünf oder mehr Reliefstrukturen, die solche unterschiedliche Buntfarben erzeugen.

Besonders bevorzugt enthält der Satz von Reliefstrukturen zumindest jeweils eine, insbesondere genau eine, Reliefstruktur, welche zur Erzeugung einer der Buntfarben Rot, Grün, Blau, Cyan, Magenta und Gelb als Grundfarbe ausgebildet ist. Vorzugsweise sind zwei Relief Strukturen zur Erzeugung der unbunten Farben und sechs Reliefstrukturen zur Erzeugung der Buntfarben vorgesehen. Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Flächenmusters zur Bereitstellung einer mehrfarbigen Darstellung unter zumindest einem vorgegebenen Betrachtungswinkel vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß folgende Schritte umfasst:

- Auswahl eines Satzes von zumindest vier voneinander verschiedenen Reliefstrukturen, die jeweils unter zumindest einem vorgegebenen Betrachtungswinkel einen zu einer vorgegebenen Grundfarbe korrespondierenden Farbeindruck erzeugen, wobei die zumindest vier Reliefstrukturen des Satzes dazu ausgebildet sind, Buntfarben als Grundfarben zu erzeugen. Zumindest eine der zur Erzeugung einer der Buntfarben ausgebildeten Reliefstrukturen weist eine als Farbfilter wirkende Nano Strukturierung auf,

Bereitstellung eines Ausgangsbilds, welches Ausgangspixel umfasst. Zumindest ein Ausgangspixel weist eine Farbe auf, die von den vorgegebenen Grundfarben abweicht,

Berechnung eines einer pixelweisen Approximation des Ausgangsbilds entsprechenden Näherungsbilds mit einer Vielzahl von Pixeln, wobei den Pixeln des Näherungsbilds eine Farbe zugeordnet wird, die durch die Grundfarben erzeugbar ist;

Herstellung eines pixelbasierten, optisch variablen Flächenmusters mit einer Vielzahl von Flächenelementen, wobei die Flächenelemente den Pixeln des Näherungsbilds zugeordnet und zumindest abschnittsweise derart mit den Reliefstrukturen versehen werden, dass ein von den Flächenelementen unter dem vorgegebenen Betrachtungswinkel erzeugte Farbeindruck der Farbe des dem jeweiligen Flächenelement zugeordneten Pixels des Näherungsbilds entspricht. Ein entsprechendes Flächenmuster ist fertigungstechnisch vergleichsweise einfach herzustellen, da zur Darstellung eines farbigen Motivs nur vergleichsweise wenige unterschiedliche Relief Strukturen Verwendung finden. Da Relief Strukturen zur Erzeugung der unbunten Farben Schwarz und Weiß stets vorgesehen sind, kann eine hinreichende Helligkeit und, bezogen auf den zu Grunde liegenden Farbraum, gute Echtfarbwiedergabe sichergestellt werden.

Die Herstellung des optisch variablen Flächenmusters erfolgt erfindungsgemäß nach Maßgabe des darzustellenden Ausgangsbilds, wobei das Näherungsbild als Approximation des Ausgangsbilds so berechnet wird, dass dieses durch die Grundfarben erzeugbare Farben enthält. Nach Vorlage des Näherungsbilds liegen praktisch alle Informationen vor, um das entsprechende Flächenmuster herzustellen. Die zugehörigen Reliefstrukturen, die zur Wiedergabe der Farbgestaltung der jeweiligen Pixel des Näherungsbilds notwendig sind, können beispielsweise mittels Elektronenstrahllithografie erzeugt werden. Für die Massenproduktion kann insbesondere ein lithografisch erzeugter Master mehrfach abgeformt und vervielfältigt werden. Die nanostrukturierten Reliefstrukturen bzw. Nano Strukturierungen können beispielsweise auf ein Prägewerkzeug übertragen und damit auf Folie in einen Prägelack geprägt werden. Vorzugsweise werden solche geprägten Strukturen anschießend mit einer Metallisierung versehen und/ oder mit einer hochbrechenden Beschichtung versehen, um die gewünschte Farbwirkung zu erhalten.

Im Allgemeinen können Reliefstrukturen an unterschiedlichen Positionen innerhalb einzelner Flächenelemente angeordnet werden. Auch die Ausdehnung der Reliefstrukturen ist nicht fest vorgegeben. So können beispielsweise einzelne Flächenelemente nur bereichsweise mit Reliefstrukturen versehen sein. Vorzugsweise enthält der Satz zusätzliche Reliefstrukturen zur Erzeugung von unbunten Grundfarben, insbesondere von Schwarz und/ oder Weiß.

In vorteilhaften Ausgestaltungen wird bei der Berechnung des Näherungsbilds ein Dithering- Algorithmus, insbesondere ein Error-Diffusion- Algorithmus, wie beispielsweise ein Floyd-Steinberg-Dithering auf die in den Ausgangspixeln des Ausgangsbildes enthaltene Farbwerte angewendet. Die Farben der Pixel des Näherungsbildes werden somit bevorzugt unter Berücksichtigung des Dithering- Algorithmus beispielsweise nach Maßgabe eines minimalen Abstands im Farbraum bestimmt.

Gemäß einigen vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens wird bei der Berechnung des Näherungsbildes jedem Pixel genau eine Grundfarbe, beispielsweise nach Maßgabe eines minimalen Abstands im Farbraum, zugeordnet. So kann beispielsweise die Grundfarbe ausgewählt werden, die den geringsten Abstand zur Farbe des Pixels im Farbraum aufweist. Zur Herstellung des Flächenmusters genügt es dann, jedem Pixel des Näherungsbildes ein entsprechendes Flächenelement zuzuordnen und dieses mit der zu der entsprechenden Grundfarbe korrespondierenden Reliefstruktur zu versehen.

Vorzugsweise weist zumindest einer der Pixel eine von den Grundfarben abweichende Farbe auf, der einem der Flächenelemente zugeordnet wird, welches zumindest zwei mit Reliefstrukturen versehenen oder zu versehende Teilbereiche aufweist. Das Näherungsbild kann insbesondere in bevorzugten Ausgestaltungen als RGB-Datensatz vorliegen. Es wird insbesondere vorgeschlagen, die gewünschte Farbgestaltung der Flächenelemente des Flächenmusters durch Vorsehen von drei oder vier Teilbereichen zu bewirken, die mit Reliefstrukturen ausgebildet sind, die mit unterschiedlichen Grundfarben korrespondieren. Vorzugsweise wird die gewünschte Farbgestaltung mit Hilfe von Flächenelementen mit Teilbereichen variabler Größe bewirkt. Um eine an das zugeordnete Pixel des Näherungsbildes angepasste Farbgestaltung zu bewirken, wird das zugeordnete Flächenelement in Teilbereiche unterteilt, deren Größe insbesondere von der Farbe des Pixels abhängt. In derartigen Ausgestaltungen wird ein Flächenanteil zumindest eines der Teilbereiche des zugeordneten Flächenelements, insbesondere im Verhältnis zur Fläche des zugeordneten Flächenelements, nach Maßgabe der Farbe des zugeordneten Pixels im Näherungsbild bestimmt.

Ein dritter Aspekt betrifft ein optisch variables Sicherheitselement mit dem erfindungsgemäßen, optisch variablen Flächenmuster.

Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen und Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Figuren deutlich werden, welche zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung von Flächenelementen eines Flächenmusters eines optisch variablen Flächenmusters,

Fig. 2 ein Verfahren zur Erzeugung eines Flächenmusters nach Maßgabe eines darzustellenden Ausgangsbilds, wobei einem Näherungsbild genau eine Grundfarbe zugeordnet wird;

Fig. 3 ein Flächenelement mit Reliefstrukturen aufweisenden Teilbereichen, deren Größe in Abhängigkeit der Farbe eines dem Flächenelement zugeordneten Pixels eines Näherungsbilds gewählt ist. Fig. 4 eine schematisierte Schrittfolge, die ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erzeugung eines Flächenmusters illustriert;

Fig. 4a eine erste Variante des Verfahrens des Verfahrens nach Fig. 4 zur

Erzeugung des Flächenmusters unter Verwendung eines Dithering Algorithmus;

Fig. 4b eine zweite Variante des Verfahrens nach Fig. 4 zur Erzeugung des Flächenmusters unter Verwendung von Flächenelementen mit in Teilbereichen realisierten Substrukturen, insbesondere Subpixelstrukturen;

Fig. 5 ein Wertgegenstand, der mit einen optisch variablen Sicherheitselement gesichert ist; und

Fig. 6 ein optisch variables Sicherheitselement mit einem Flächenmuster, beispielsweise der Fig. 1.

Anhand der Zeichnungen, die spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung illustrieren, wird die Erfindung nachfolgend beispielhaft erläutert. Diese Ausführungsbeispiele werden detailliert beschrieben und ermögliche dem Fachmann die technische Umsetzung der Erfindung. Die beschriebenen Ausführungsformen schließen sich nicht gegenseitig aus, sondern ergänzen sich vielmehr. Insofern ist ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wird, auch im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen umsetzbar, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen. Ferner kann die Position oder Anordnung einzelner Elemente oder Schritte innerhalb der beschriebenen Ausführungsformen selbstverständlich modifiziert werden, ohne vom Gegenstand der Erfindung ab- zuweichen. Deshalb ist die nachfolgende Beschreibung der anliegenden Figuren nicht beschränkend zu verstehen, denn der Umfang der Erfindung wird ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche definiert und umfasst auch Varianten und Äquivalente, die nachfolgend nicht ausdrücklich beschrieben werden.

Fig. 5 zeigt in Draufsicht schematisch einen exemplarischen, mit optisch variablen Sicherheitselementen 1, la, 1b gesichertes Wertdokument 100 in der Gestalt einer Banknote. Hierzu sind die Sicherheitselemente 1 im Trägermaterial der Banknote eingebettet. Bei dem als Sicherheitsfaden la ausgeführten Sicherheitselement 1 handelt es sich um ein Folienelement, das in an sich gängiger Art und Weise derart in die Banknote eingebettet ist, dass dieses abschnittsweise von Papierbrücken 102 überdeckt ist und so einen Fensterfaden bildet, der hier auf der sichtbaren Seite des Wertdokuments 100 an die Oberfläche tritt. Alternativ kann der Sicherheitsfaden la abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten des Wertdokuments 100 zu Tage treten. Fig. 5 zeigt ferner ein optisch variables Sicherheitselement 1 in Gestalt eines Folienpatches 1b, welches ein Portrait zeigt. Das Folienpatch 1b kann beispielsweise vollständig auf einer Oberfläche des Wertdokuments 100 aufgebracht und dort sichtbar sein. Das optisch variable Sicherheitselement 1 weist ein optisch variables Flächenmuster 10 auf, welches schematisch in Fig. 1 illustriert ist.

Wie beispielsweise in Fig. 6 entlang der Schnittline VI-VI der Fig. 5 dargestellt, weist das Sicherheitselement 1 einseitig ein Flächenmuster 10 auf, welches aus einer Vielzahl von mit Reliefstrukturen versehenen Flächenelementen 20 gebildet ist. Das Flächenmuster 10 ist einseitig auf einem flächigen Substrat 2 gebildet, welches beispielsweise von einer Folie, vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat gebildet wird. Das Substrat 2 ist von einer Mehrzahl von Flächenelementen 20 überdeckt. Das Flächenmuster 10 bzw. die Flächenelemente 20 weisen zur Erzeugung von zumindest vier Buntfarben zumindest vier voneinander verschiedene, nanostrukturierte Flächenelemente 20 auf. Fig. 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt des optisch variablen Flächenmusters 10 des Sicherheitselements 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Sicherheitselement 1 weist typischerweise ein flächiges, nicht näher dargestelltes Substrat auf, auf dem das Flächenmuster 10 aufgebracht oder in dem das Flächenmuster 10 eingebracht ist. Es ist vorgesehen, Flächenmuster 10 zur Bereitstellung insbesondere eines vorgegebenen Motivs in Echtfarbe unter einem vorgegebenen Beobachtungswinkel in Reflexion oder in Transmission auszubilden.

Fig. 1 zeigt exemplarisch ein reflektierendes Flächenmuster 10 mit einer Vielzahl von nebeneinander und untereinander rasterförmig angeordneten Flächenelementen 20, welche zur Bereitstellung einer Darstellung, beispielsweise eines mehrfarbigen Motivs, unter einem vorgegebenen Beobachtungswinkel mit Hilfe von als Farbfiltern wirkenden Nano Strukturierungen im Subwellenlängenbereich ausgebildet sind. Die im Wesentlichen quadratischen Flächenelemente 20 sind hierzu in nicht näher dargestellter Art und Weise zumindest abschnittsweise mit Reliefstrukturen versehen, die periodische Nanostrukturierungen insbesondere zum Darstellen einer Buntfarbe oder einer unbunten Farbe in nullter Beugungsordnung umfassen. Alternativ dazu kann zum Darstellen der unbunten Farbe Weiß auf Nanostrukturierungen verzichtet werden und beispielsweise die hierfür ausgebildete Reliefstruktur als spiegelnde ebene Fläche und/ oder als Streustruktur, insbesondere ohne periodische Nano Strukturierung, ausgeführt sein.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist jedem Flächenelement 20 genau eine Reliefstruktur aus einem Satz von insgesamt acht Reliefstrukturen zugeordnet, die jeweils zur Erzeugung einer von acht Grundfarben dienen. Dieser Satz enthält hier die unbunten Farben Schwarz und Weiß sowie sechs weitere Buntfarben bzw. Spektralfarben als Grundfarben. Abweichend hiervon kann beispielsweise ein Satz von nur vier Reliefstrukturen vorgesehen werden, der zur Erzeugung von vier Buntfarben als Grundfarben dient. Ein so eingeschränkter Satz von Reliefstrukturen eignet sich insbesondere zur Darstellung eines Motivs, welches einen zugeordneten Farbraum, beispielsweise einen Ausschnitt des RGB-Farbraums, vollständig ausnutzt. Die spezifische Wahl der Buntfarben als Grundfarben unterliegt prinzipiell keiner Einschränkung und erfolgt zweckmäßiger Weise derart, dass der zur Darstellung notwendige Farbraum aufgespannt und die in der Darstellung enthaltenen Farben vorzugsweise einen geringen Abstand zumindest zu einer Mischfarbe haben, die durch die ausgewählten Grundfarben insbesondere durch additives Mischen erzeugbar ist.

Insbesondere sind die Buntfarben Rot (R), Grün (G), Blau (B), Cyan (C), Magenta (M) und/ oder Gelb (Y) als Grundfarben vorgesehen, die beispielsweise im RGB- Farbraum mit 3 x 8 = 24 Bit Farbtiefe entsprechend durch die RGB Anteile Rot (255, 0, 0), Grün (0, 255, 0), Blau (0, 0, 255), Cyan (0, 255, 255), Magenta (255, 0, 255) und/ oder Gelb (255, 255, 0) charakterisiert sind. Diese Auswahl an Grundfarben entspricht somit den Eckpunkten des den linearen RGB-Farbraum darstellenden bzw. aufspannenden sogenannten „RGB-Würfels".

Zumindest zur Erzeugung von Buntfarben als Grundfarben weisen die zugeordneten Reliefstrukturen Nanostrukturierungen auf, die als Farbfilter wirken. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind Rot R, Grün G, Blau B, Cyan C, Magenta M, Gelb Y, Schwarz S und Weiß W als Grundfarben vorgesehen.

Das Flächenmuster 10 des ersten Ausführungsbeispiels ist von einem Raster im Wesentlichen quadratischer Flächenelementen 20 mit einer Kantenlänge von 20 pm gebildet. In der gezeigten beispielhaften und nicht einschränkend aufzufassenden Konfiguration gemäß Fig. 1 ist das Flächenelement 20 an Position Pli mit der der Grundfarbe Schwarz S zugeordneten Reliefstruktur versehen. Die Flächenelemente 20 an Positionen P12, P21 und P31 sind jeweils mit der der Grundfarbe Cyan C zugeordnete Reliefstruktur versehen. Das Flächenelement 20 an Position P13 ist mit der der Grundfarbe Gelb Y zugeordneten Reliefstruktur, das Flächenelement 20 an Position P41 ist mit der der Grundfarbe Magenta M zugeordneten Reliefstruktur und das Flächenelement 20 an Position P42 ist mit der der Grundfarbe Weiß W zugeordneten Reliefstruktur versehen. Es versteht sich, dass die Farbgestaltung des Flächenmusters 10 von dem darzustellenden Motiv abhängt und somit im Allgemeinen jedes Flächenelement 20 mit Reliefstrukturen auch lediglich nur in Teilbereichen versehen werden kann, die zu den ausgewählten Grundfarben des Satzes korrespondieren. In diese Sinne ist die Anordnung der Reliefstrukturen im Flächenmuster bzw. die Flächenausdehnung der mit Reliefstrukturen versehenen Teilbereich eines jeden Flächenelements variabel vorgebbar. Die Anordnung der Flächenmuster und deren Ausdehnungen ist deshalb allein abhängig von der angestrebten mehrfarbigen Darstellung bzw. von deren bestmöglicher Reproduktion und nicht durch strukturelle Vorgaben beschränkt, wie etwa Rasteranordnungen, Mindestabstände, Mindestausdehnungen oder dergleichen.

Fig. 2 illustriert ein Verfahren zur Erzeugung eines Flächenmusters 10 beispielhaft nach Maßgabe eines darzustellenden pixelbasierten Ausgangsbilds A mit Ausgangspixel AP im RGB-Farbraum. Für jedes Ausgangspixel AP des Ausgangsbildes A, beginnend mit einem ersten Ausgangspixel API, wird jeweils diejenige der vorgegebenen, insbesondere acht, Grundfarben bestimmt, deren Farbwert den geringsten Farbabstand zu dem Farbwert des ersten Ausgangspixels API aufweist. Der Farbwert der entsprechenden Grundfarbe wird einem ersten Pixel eines Näherungsbildes zugeordnet, welches einer Approximation des Ausgangsbilds darstellt. Der Fehlerbeitrag bzw. die Abweichung des Farbwertes der Grundfarbe von dem Farbwert des ersten Ausgangspixels API wird gemäß einem festgelegten Schema, insbesondere gemäß einem Dithering- Algorithmus, einem Error- Diffusion-Algorithmus oder insbesondere einem Floyd-Steinberg-Dithering den umliegenden Ausgangspixeln zugeordnet.

In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel werden den Farbwerten der Ausgangspixel AP, die dem ersten Ausgangspixel API benachbart sind, feste Bruchteile, insbesondere 7/16, 3/16, 5/16 und 1/16 des Fehlerbeitrags zugeordnet, so dass dieser Fehlerbeitrag bei der Zuordnung der Grundfarbe der übrigen Ausgangspixel AP berücksichtigt wird. Dieses Vorgehen wird spalten- und zeilenweise für jedes Ausgangspixel AP durchgeführt, wobei Fehlerbeiträge aus unterschiedlichen Ausgangspixeln aufsummiert werden, damit diese bei der Zuordnung der Farbwerte der Pixel des Näherungsbildes nach Maßgabe des minimalen Abstands im Farbraum berücksichtigt werden. Auf diese Weise wird ein das Ausgangsbild approximierendes Näherungsbild geschaffen, dessen Pixel stets einer der Grundfarben zugeordnet ist.

Dem ersten Ausgangspixel API an der Position P(i, j), wobei i die Zeilen und j die Spalten des Pixelrasters der Ausgangspixel AP angibt, wird somit eine Grundfarbe nach Maßgabe des geringsten Abstands zugeordnet. Der Fehlerbeitrag F, also die Farbabweichung des Farbwerts des ersten Ausgangspixel an der Position P(i, j) von der Grundfarbe wird dem Farbwert der umliegenden Ausgangspixeln zu festen Bruchteilen zugeordnet. Insbesondere wird dem Ausgangspixel AP an der Position P(i, j+1) ein Farbwert zugeordnet, der der Summe aus dem bisherigen Farbwert und 7/16 des Fehlerbeitrags entspricht. Dem Ausgangspixel AP an der Position P(i+1, j-1) wird ein Farbwert zugeordnet, der der Summe aus dem bisherigen Farbwert und 3/16 des Fehlerbeitrags entspricht, dem Ausgangspixel AP an der Position P(i+1, j) wird ein Farbwert zugeordnet, der der Summe aus dem bisherigen Farbwert und 5/16 des Fehlerbeitrags entspricht und dem Ausgangspixel AP an der Position P(i+1, j+1) wird ein Farbwert zugeordnet, der der Summe aus dem bisherigen Farbwert und 5/16 des Fehlerbeitrags entspricht.

Anschließend wird dem Ausgangspixel AP an der Position P(i, j+1) nach Maßgabe des geringsten Farbabstands im Farbraum eine Grundfarbe zugeordnet und der Fehlerbeitrag nach dem vorstehend beschriebenen Schema den unmittelbar benachbarten Ausgangspixeln zugeordnet. Dieses Vorgehen wird für alle Ausgangspixel AP einer Zeile i und anschließend entsprechend für alle Ausgangspixel AP der nächsten Zeile i+1 durchgeführt, wobei Fehler beiträge aus unterschiedlichen Ausgangpixeln aufsummiert werden.

Auf diese Weise erhält man ein Näherungsbild, welches eine Approximation an das Ausgangsbild darstellt, mit Pixeln, die eindeutig einer der durch die Reliefstrukturen erzeugbare Grundfarben zugeordnet ist.

Die Herstellung des optisch variablen Flächenmusters 10 erfolgt anschließend durch Zuordnung der Flächenelemente 20 zu den Pixeln des Näherungsbilds und versehen der Flächenelemente 20 mit nanostrukturierten Reliefstrukturen, die den zu erzeugenden Grundfarben der jeweils zugeordneten Pixel des Näherungsbilds entsprechen.

Fig. 3 zeigt exemplarisch ein Flächenelement 20, welches vier Teilbereiche TI, T2, T3, T4 aufweist, die mit unterschiedlichen Reliefstrukturen zur Erzeugung von verschiedenen Grundfarben versehen sind. Fig. 3 kann gleichermaßen als Realisierung eines Flächenelements 20 angesehen werden, welches eine Approximation eines Ausgangspixels eines Ausgangsbildes bzw. Pixel des Näherungsbildes beliebiger Farbe darstellt. Die Aufteilung des Flächenelements 20 in die Teilbereiche TI, T2, T3, T4 erfolgt nach Maßgabe der Farbe des dem Flächenelement 20 zugeordneten Ausgangspixels, der in diesem Beispiel keiner Grundfarbe, sondern einer Farbe entspricht, die durch Mischen der Grundfarben erzeugt werden kann. Diese Farbe kann insbesondere durch Subpixel des Ausgangspixels erzeugt werden.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel werden die Farben Rot (R), Grün (G), Blau (B), Cyan (C), Magenta (M), Gelb (Y), Schwarz (S) und Weiß (W) als Grundfarben ausgewählt.

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit soll angenommen werden, dass die Farbe des darzustellenden Ausgangspixels durch den Rot- Anteil r, den Grün- Anteil g und den Blau-Anteil b im RGB-Farbraum gegeben ist. Bei einem RGB-Farbraum mit 24 Bit Farbtiefe ist der Rot- Anteil r, der Grün- Anteil g bzw. der Blau- Anteil b jeweils durch einen ganzzahligen Wert zwischen 0 und 255 gegeben.

Ferner wird zur Illustration und ohne Beschränkung der Allgemeinheit angenommen, dass für die Farbe des Ausgangspixel gilt: r < g < b.

Um nun ein Flächenelement 20 anzugeben, welches eine zur Farbe des Ausgangspixels korrespondierende Farbgebung aufweist, werden beispielsweise die Farben Schwarz (0, 0, 0), Blau (0, 0, 255), Cyan (0, 255, 255) und Weiß (255, 255, 255) als Grundfarben ausgewählt.

Der Teilbereich TI wird in diesem Beispiel mit der zur Grundfarbe Schwarz S korrespondierenden Reliefstruktur, der Teilbereich T2 wird mit der zur Grundfarbe Blau B korrespondierenden Reliefstruktur, der Teilbereich T3 wird mit der zur Grundfarbe Cyan C korrespondierenden Reliefstruktur und der Teilbereich T4 wird mit der zur Grundfarbe Weiß W korrespondierenden Relief Struktur versehen. Der relative Flächenanteil Fl des Teilbereichs TI im Verhältnis zur Fläche des Flächenelements 20 wird bestimmt durch die Beziehung Fl = (255-b) / 255, wobei b der Blauanteil des Ausgangspixels ist. Entsprechend wird der relative Flächenanteil F2 des Teilbereichs T2 im Verhältnis zur Fläche des Flächenelements 20 bestimmt durch die Beziehung F2 = (b-g) / 255, der relative Flächenanteil F3 des Teilbereichs T3 im Verhältnis zur Fläche des Flächenelements 20 bestimmt durch die Beziehung F3 = (g-r) / 255 und der relative Flächenanteil des Teilbereichs T4 im Verhältnis zur Fläche F4 des Flächenelements 20 bestimmt durch die Beziehung F4 = r/ 255, wobei b der Blauanteil, g der Grünanteil und r der Rotanteil des Ausgangspixels ist.

Diese Aufteilung der Teilbereiche TI, T2, T3, T4 erzeugt im Mittel über das gesamte Flächenelement die gewünschte Farbe des zugeordneten Ausgangspixels. Zum Nachweis kann man den erzeugten, mittleren Farbton aus den vier verwendeten Grundfarben gewichtet mit den jeweiligen relativen Flächenanteilen Fl bis F4 berechnen:

Es ist anzumerken, dass dieses Verfahren analog durchgeführt werden kann, auch wenn die oben genannte Bedingung r < g < b nicht erfüllt ist. In diesem Fall müssen gegebenenfalls zwei andere Buntfarben als Grundfarben des Satzes für die Teilbereiche TI, T2, T2, T4 ausgewählt werden. Im Allgemeinen müssen immer diejenigen Buntfarben der Grundfarben Rot (R), Grün (G), Blau (B), Cyan (C), Magenta (M), Gelb (Y) ausgewählt werden, die den kleinsten Abstand von der Farbe des zugeordneten Pixels des Näherungs- oder Ausgangsbildes haben. Die unbun- ten Farben Schwarz (S) und Weiß (W) werden bevorzugt zusätzlich als Grundfarben ausgewählt.

Mit diesem Verfahren lässt sich jede Farbe mit beispielsweise vier jeweils mit Reliefstrukturen versehenen Teilbereichen des Flächenelements erzeugen. Dabei kann es vorkommen, dass einzelne Flächenanteile Null sind, d.h. in Abhängigkeit des zu erzeugenden Farbtons können auch Flächenelemente mit nur drei oder weniger strukturierten Teilbereichen vorgesehen sein. Dies gilt insbesondere für den Fall, wenn das Pixel des Ausgangs- oder Näherungsbildes eine Farbe aufweist, die einer der Grundfarben entspricht.

Fig. 4 illustriert die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung eines Flächenmusters 10 in Form einer schematischen Übersicht, wobei die einzelnen Schritte bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 detailliert beschrieben wurden. Gemäß einem Schritt S1 wird ein Satz von zumindest vier Reliefstrukturen in der oben beschriebenen Weise ausgewählt, so dass diese einen mit einer vorgegebenen Grundfarbe R, G, B, C, M, Y korrespondierenden Farbeindruck erzeugen. Gemäß einem Schritt S2 wird ein Ausgangsbild mit zumindest einem von der vorgegebenen Grundfarbe abweichendem Ausgangspixel AP bereitgestellt. Gemäß einem Schritt S3 wird ein Näherungsbild als pixelweise Approximation des Ausgangsbildes berechnet, dessen Pixeln eine durch die Grundfarben erzeugbare Farbe zugeordnet ist. Gemäß einem Schritt S4 wird schließlich ein pixelbasiertes, optisch variables Flächenmuster 10 hergestellt, dessen Flächenelemente 20 den Pixeln des Näherungsbilds zugeordnet und in der oben beschriebenen Weise zumindest abschnittsweise mit den Relief Strukturen versehen sind. Der von den jeweiligen Flächenelementen 20 erzeugt Farbeindruck entspricht dann der Farbe des jeweils zugeordneten Pixels des Näherungsbilds. Gemäß einer in Fig. 4a illustrierten Variante des Verfahrens nach Fig. 4 wird bei der Berechnung des Näherungsbilds im Schritt S3 ein Dithering- Algorithmus, insbesondere ein Error-Diffusion- Algorithmus, wie beispielsweise ein Floyd- Steinberg-Dithering in einem Approximationsschritt S31 auf in den Ausgangspixeln AP des Ausgangsbildes enthaltene Farbwerte angewendet. Anschließend wird jedem Pixel genau eine Grundfarbe in einem weiteren Approximationsschritt S32 nach Maßgabe eines minimalen Abstands im Farbraum zugeordnet. Diesbezüglich wird auf die obige Beschreibung mit Bezug auf Fig. 2 verwiesen.

Gemäß einer in Fig. 4b illustrierten weiteren Variante des in Fig. 4 illustrierten Verfahrens weist zumindest ein Ausgangspixel bei der Berechnung des Näherungsbilds in Schritt S3 eine von den Grundfarben abweichende Farbe auf. Diese Farbe wird einem der Flächenelemente 20 in einem Approximationsschritt 301 zugeordnet, welches zumindest zwei mit Reliefstrukturen versehene Teilbereiche aufweist (vgl. hierzu insbesondere Fig. 3). Ein Flächenanteil zumindest eines der Teilbereiche TI, T2, T3, T4 des zugeordneten Flächenelements, insbesondere im Verhältnis zur Fläche des zugeordneten Flächenelements wird, wie insbesondere bereits mit Bezug auf Fig. 3 erläutert, in einem weiteren Approximationsschritt S302 nach Maßgabe der Farbe des zugeordneten Pixels bestimmt. Gegebenenfalls werden die Schritte S301, S302 für alle Ausgangspixel bzw. Pixel des Näherungsbildes wiederholt, die eine von den Grundfarben abweichende Farbgebung aufweisen.

Die vorstehende Beschreibung offenbart die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen. Von den dabei beschriebenen Komponenten, Elemente und Prozessabläufen kann jedoch im Umfang der anliegenden Ansprüche abgewichen werden, ohne den Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind dementsprechend zwar illustrativ jedoch nicht einschränkend zu verstehen. Die vorstehende Beschreibung offenbart die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen. Von den dabei beschriebenen Komponenten, Elemente und Prozessabläufen kann jedoch im Umfang der anliegenden Ansprü- ehe abgewichen werden, ohne den Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind dementsprechend zwar illustrativ jedoch nicht einschränkend zu verstehen.