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Title:
OPTICALLY VARIABLE SURFACE PATTERN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/055537
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to an optically variable surface pattern which is divided into at least one first sub-area (8) having several first pixel sections (4) and a second sub-area (9) having a plurality of second pixel sections (5). Both sub-areas (8, 9) reproducing, in a manner dependent on the viewing angle, two different view points of the same pattern such that an impression of a three-dimensional image emerges for the observer, and a screened halftone representation of the corresponding view is produced by means of the pixel section (4, 5) of both sub areas (8, 9).

Inventors:
FUHSE CHRISTIAN (DE)
GERHARDT THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/005377
Publication Date:
May 03, 2012
Filing Date:
October 25, 2011
Export Citation:
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Assignee:
GIESECKE & DEVRIENT GMBH (DE)
FUHSE CHRISTIAN (DE)
GERHARDT THOMAS (DE)
International Classes:
G02B5/18; B42D15/00; G02B30/26
Foreign References:
DE102009012300A12010-09-16
Other References:
HANS LOCHBIHLER: "Colored Images generated by metallic sub-wavelength gratings", OPTICS EXPRESS, vol. 17, 2009, pages 12189 - 12196, XP055365719, DOI: doi:https://doi.org/10.1364/OE.17.012189
HENRY R. KANG, DIGITAL COLOR HALFTONING
Attorney, Agent or Firm:
GIESECKE & DEVRIENT GMBH (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Optisch variables Flächenmuster, das in zumindest einen ersten Teil- bereich (8) mit mehreren ersten Pixelabschnitten (4) und einen zweiten Teilbereich (9) mit mehreren zweiten Pixelabschnitten (5) aufgeteilt ist, wobei die beiden Teilbereiche (8, 9) betrachtungswinkelabhängig zwei verschiedene Ansichten desselben Motivs so darbieten, dass bei einem Betrachter ein dreidimensionaler Bildeindruck entsteht,

und wobei mittels der Pixelabschnitte (4, 5) der beiden Teilbereiche (8, 9) jeweils eine gerasterte Halbtondarstellung der entsprechenden Ansicht bewirkt ist.

2. Optisch variables Flächenmuster nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Flächenmuster als reflektives und/ oder refraktives Flächenmuster ausgebildet ist.

3. Optisch variables Flächenmuster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixelabschnitte zur Halbtondarstellung zumindest helle und dunkle Pixel darstellen.

4. Optisch variables Flächenmuster nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Pixelabschnitte jeweils ein oder mehrere reflektive und/ oder refraktive Subpixel aufweisen.

5. Optisch variables Flächenmuster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektiven Subpixel eines Pixelabschnittes so ausgebildet sind, dass ein einfallender Lichtstrahl von allen hellen Subpixeln des Pixelabschnittes im Wesentlichen in dieselbe Richtung reflektiert wird.

6. Optisch variables Flächenmuster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die refraktiven Subpixel eines Pixelabschnittes so ausgebildet sind, dass ein einfallender Lichtstrahl von allen hellen Subpixeln des Pixelabschnittes im Wesentlichen in dieselbe Richtung gebrochen wird.

7. Optisch variables Flächenmuster nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenmuster in zumindest vier Teilbereiche, die jeweils mehrere Pixelabschnitte aufweisen, auf geteilt ist, wobei die mindestens vier Teilbereiche betrachtungswinkelabhängig vier verschiedene Ansichten desselben Motivs mit horizontaler und vertikaler Parallaxe darbieten.

8. Optisch variables Flächenmuster nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixelabschnitte zur Halbtondarstellung unterschiedliche Reflexionsgrade aufweisen.

9. Optisch variables Flächenmuster nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixelabschnitte geprägt sind.

10. Optisch variables Flächenmuster nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die geprägten Pixelabschnitte zumindest bereichsweise mit einer reflexionser höhenden Beschichtung versehen sind.

11. Optisch variables Flächenmuster nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die geprägten Pixelabschnitte zumindest bereichsweise mit einer farbigen oder farbkippenden Beschichtung, insbesondere einer gedruckten Farben und/ oder einem Dünnfilmsystem mit Absorber/ Dielektrikum/ Reflektor, beschichtet sind.

12. Optisch variables Flächenmuster nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelabstand in horizontaler und/ oder vertikaler Richtung der von den beiden Teilbereichen dargebotenen Ansichten im Bereich von 1° bis 10° und insbesondere im Bereich von 3° bis 5° liegt.

13. Optisch variables Flächenmuster nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenmuster (3) in eine Mehrzahl von Überpixeln (12) aufgeteilt ist, wobei die Anzahl der Pixelabschnitte (4-7) pro Überpixel (12) kleiner ist als die Anzahl der Teilbereiche (8-11).

14. Optisch variables Flächenmuster nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristischen Abmessungen der Pixelabschnitte (4, 5) der Teilbereiche zwischen 2 μιη und 300 μιη, bevorzugt zwischen 3 μιη und 50 μιη und besonders bevorzugt zwischen 4 μπι und 20 μιη liegen.

15. Optisch variables Flächenmuster nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Pixelabschnitten (4, 5) jeweils eine oder mehrere reflektive und/ oder refraktive Facetten mit den Abmessungen zwi- sehen 2 μπι und 300 μπι, bevorzugt zwischen 3 μιη und 50 μιη und besonders bevorzugt zwischen 4 μπ und 20 μπι vorliegen.

16. Optisch variables Flächenmuster nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Facetten ein Sägezahngitter bilden.

17. Optisch variables Flächenmuster nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnt, dass durch Überlagerung der Facetten mit sub- Wellenlängenstrukturen eine farbige Darstellung entsteht.

18. Optisch variables Flächenmuster nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch unterschiedliche sub-WeUenlängenstrukturen eine oder mehrere Darstellungen mit mehreren Farben realisiert sind. 19. Verwendung des optisch variablen Flächenmusters nach einem der obigen Ansprüche als Sicherheitselement, insbesondere als Sicherheitselement für ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen.

20. Wertdokument mit einem optisch variablen Flächenmuster nach ei- nem der Ansprüche 1 bis 18.

Description:
Optisch variables Flächenmuster

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisch variables Flächenmuster, die Verwendung eines solchen Flächenmusters als Sicherheitselement, insbeson- dere für ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen, sowie ein Wertdokument mit einem solchen Sicherheitselement.

Zu schützende Gegenstände werden häufig mit einem Sicherheitselement ausgestattet, das die Überprüfung der Echtheit des Gegenstandes erlaubt und zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dient.

Zu schützende Gegenstände sind beispielsweise Sicherheitspapiere, Ausweis- und Wertdokumente (wie zum Beispiel Banknoten, Chipkarten, Pässe, Identifikationskarten, Ausweiskarten, Aktien, Anlagen, Urkunden, Gut- scheine, Schecks, Eintrittskarten, Kreditkarten, Gesundheitskarten, etc.) sowie Produktsicherungselemente (wie zum Beispiel Etiketten, Siegel, Verpackungen, etc.).

Um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen, ist es bekannt, dreidimensiona- le Hologramme einzusetzen. Diese Hologramme können klassisch direkt belichtete Hologramme oder auch computergenerierte Stereogramme sein.

Nachteilig ist es hierbei, dass holographische Techniken mittlerweile auch außerhalb des Sicherheitsbereichs weit verbreitet sind, womit der Wert des Hologramms als Sicherheitsmerkmal schwindet. Des Weiteren rekonstruieren dreidimensionale Hologramme entweder nur in einer bestimmten Farbe bzw. Wellenlänge oder der dreidimensionale Effekt muss auf Kosten der vertikalen Parallaxe erkauft werden. Ausgehend hiervon ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein optisch variables Flächenmuster zur Verfügung zu stellen, mit dem ein Motiv in attraktiver Weise dreidimensional dargestellt werden kann.

Erfindxmgsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein optisch variables Flächenmuster, das in zumindest einen ersten Teilbereich mit mehreren ersten Pixelabschnitten und einen zweiten Teilbereich mit mehreren zweiten Pixelabschnitten aufgeteilt ist, wobei die beiden Teilbereiche betrachtungswinkelabhängig zwei verschiedene Ansichten desselben Motivs so darbieten, dass für einen Betrachter das Motiv dreidimensional wahrnehmbar ist, und wobei sich mittels der Pixelabschnitte der beiden Teilbereiche gerasterte Halbton- darstellungen der entsprechenden Ansichten ergeben.

Nachdem erfindungsgemäß für zumindest zwei Teilbereiche eine Halbtondarstellung bewirkt ist und somit nicht nur eine schwarz-weiß Darstellung, sondern eine Darstellung mit zumindest einem weiteren, dazwischenliegen- den Helligkeitswert, wird ein äußerst attraktives dreidimensionales Erscheinungsbild bereitgestellt. Insbesondere können beispielsweise Portraits dreidimensional dargestellt werden.

Aufgrund der gerasterten Halbtondarstellung können zumindest drei Hel- ligkeitsstuf en dargeboten werden, was den Eindruck des dargestellten Motivs verbessert. Der Begriff der Helligkeitsstufen umfasst im Rahmen der Erfindung nicht nur Grau-Helligkeitsstufen, sondern auch Farb-Helligkeits- stuf en für vorgegebene Grundfarben (beispielsweise durch einen farbigen lasierenden Überdruck). Insbesondere sind somit auch mehrfarbige Ansich- ten möglich.

Erfindungsgemäß können zumindest drei Helligkeitsstufen, insbesondere zumindest fünf Helligkeitsstufen bereitgestellt werden. Die Helligkeits- bzw. Graustufen können dabei beispielsweise als Prozentwert der maximalen Hei- ligkeit angegeben werden, wobei 100% Helligkeit weiß entspricht, 0% Helligkeit schwarz entspricht und dazwischen liegende Helligkeitswerte grau entsprechen. Das erfindungsgemäße Flächenmuster kann auf einem Träger ausgebildet sein. Der Träger kann ein- oder mehrschichtig ausgebildet sein. Insbesondere kann der Träger eine Folie und/ oder ein Papier aufweisen. Als Material kann beispielsweise ein Kunststoff bzw. Polymermaterial eingesetzt werden. Mit dem erfindungs gemäßen Flächenmuster kann insbesondere eine achromatische Darstellung verwirklicht werden. Insbesondere kann ein achromatisches Stereogramm mittels der beiden Ansichten desselben Motivs bereitgestellt werden.

Das erfindungsgemäße Flächenmuster kann transparent, teiltransparent oder insbesondere auch reflektiv ausgebildet sein.

Die Pixelabschnitte können mit Vorteil jeweils ein oder mehrere reflektive und/ oder refraktive Subpixel aufweisen. Wenn das Flächenmuster reflektiv ausgebildet ist, weisen mehrere der Pixelabschnitte bevorzugt jeweils mehrere reflektive Subpixel auf. Die Subpixel können jeweils eine im Wesentlichen ebene oder nur leicht gekrümmte reflektive oder refraktive Facette aufweisen. Entsprechend können in den ersten und/ oder zweiten Pixelabschnitten jeweils eine oder mehrere reflektive und/ oder refraktive Facetten vorliegen.

Solche reflektiven Facetten reflektieren einfallendes Licht im Wesentlichen nach den Gesetzen der Strahlenoptik. Alternativ können die Facetten auch in ein transparentes Medium geprägt werden, das einen von seiner Umgebung abweichenden Brechungsindex aufweist, so dass die Facetten nun als kleine Prismen statt als Spiegel wirken und einfallendes Licht in Transmission in eine zugehörige Betrachtungsrichtung brechen. Die hier für den Reflexionsfall beschriebenen Offenbarungen können vom Fachmann so ohne Schwierigkeiten auch auf den Transmissionsfall übertragen werden.

Die maximale Ausdehnung einer reflektiven oder refraktiven Facette kann zwischen etwa 2 μπι und 300 μπι, bevorzugt zwischen 3 μπι und 50 μιη und besonders bevorzugt zwischen 4 μπι und 20 μπι liegen.

Ferner können die reflektiven oder refraktiven Subpixel mittels periodischer oder aperiodischer Sägezahngitter realisiert sein. Die Sägezahnbreiten können zwischen 2 μιη und 100 μπι, bevorzugt zwischen 3 μπι und 50 μπι und besonders bevorzugt zwischen 4 μιη und 20 μπι liegen.

Dunkle bzw. schwarze Pixelabschnitte (also Pixelabschnitte, die dunkle bzw. schwarze Bildpunkte darstellen sollen) können eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale aufweisen. So kann beispielsweise keine separate Struktur vorgesehen sein. Der entsprechende Pixelabschnitt kann als ebene Oberfläche ausgebildet sein, die parallel zur makroskopischen Oberfläche des er- findungsgemäßen Flächenmusters liegt. Der Pixelabschnitt kann eine dif- fraktive Struktur (insbesondere ein Beugungsgitter), eine Subwellenlängen- struktur (insbesondere Mottenaugenstrukturen) oder auch reflektive Strukturen, insbesondere Sägezahngitter bzw. Mikrospiegel, die in eine von der für die Ansicht vorgesehenen Richtung abweichende Richtung reflektieren, aufweisen. Bei dieser abweichenden Richtung kann es sich gegebenenfalls auch um eine zumindest teilweise zufällige Richtung handeln. Insbesondere handelt es sich um eine Richtung, die keiner Richtung einer der anderen Ansichten entspricht. Ferner können die reflektiven Subpixel eines Pixelabschnitts so ausgebildet sein, dass ein einfallender Lichtstrahl von allen Subpixeln bzw. allen hellen Subpixeln des Pixelabschnitts in dieselbe Richtung reflektiert wird. Dabei wird unter derselben Richtung auch noch verstanden, wenn sich die Reflexionswinkel der einzelnen Subpixel im einstelligen Grad-Bereich unterscheiden. Dies kann bewusst vorgesehen sein. Ferner kann diese Winkelabweichung deswegen vorliegen, da absolut plane und gleichmäßige Subpixel praktisch nicht herstellbar sind.

Insbesondere kann das erfindungsgemäße Flächenmuster in zumindest vier Teilbereiche, die jeweils mehrere Pixelabschnitte aufweisen, aufgeteilt sein, wobei die mindestens vier Teilbereiche betrachtungswinkelabhängig vier verschiedene Ansichten desselben Motivs mit horizontaler und vertikaler Parallaxe darbieten. Dies führt nicht nur zu einem deutlich verbesserten dreidimensionalen Eindruck bei der Betrachtung des Motivs, sondern es erlaubt zudem, das Sicherheitselement auch um eine darauf senkrecht stehende Achse zu drehen, ohne dass der stereografische dreidimensionale Eindruck verschwindet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das erfindungsgemäße Flächenmuster, das z.B. auf einer Banknote ausgebildet sein kann, den dreidimensionalen Eindruck unabhängig davon vermitteln soll, ob es bzw. die Banknote zur Betrachtung im Hoch- oder Querformat ausgerichtet wird.

Die Pixelabschnitte können bei dem erfindungsgemäßen Flächenmuster zur Halbtondarstellung zumindest helle und dunkle Pixel darstellen. Ferner ist es möglich, dass auch zumindest noch ein Helligkeitswert dargestellt wird, der dazwischen liegt. Ferner können bei dem erfindungsgemäßen Flächenmuster Pixelabschnitte zur Halbtondarstellung unterschiedliche Reflexionsgrade aufweisen. Dies kann beispielsweise durch die Anzähl, Form und/ oder Größe der reflektiven Elemente bzw. reflektiven Subpixel pro Pixelabschnitt verwirklicht werden.

Die Pixelabschnitte können bei dem erfindungsgemäßen Flächenmuster geprägt sein. Es kann insbesondere eine geprägte Reliefstruktur vorliegen. Die Reliefstruktur kann analog zur Herstellung eines Prägehologramms in einen auf einer Trägerfolie aufgebrachten Strahlungshärtenden oder thermo- plastischen Lack geprägt sein.

Die geprägten Pixelabschnitte können zumindest bereichsweise mit einer reflexionserhöhenden Beschichtung versehen sein. Diese kann beispielsweise eine Metallisierung oder ein hochbrechendes Dielektrikum sein.

Das erfindungsgemäße Flächenmuster kann alleine oder kann z.B. zusammen mit einem Träger, auf dem es ausgebildet sein kann, zumindest bereichsweise transparent bzw. semi-transparent ausgebildet sein. So kann z. B. eine sehr dünne oder auch gerasterte Metallisierung vorgesehen sein. Damit kann das Flächenmuster alleine oder zusammen mit dem Träger z. B. eine Ausnehmung in einem Sicherheitspapier, einem Wertdokument oder dergleichen überspannen. So kann beispielsweise in einer Banknote ein Loch vorgesehen sein, das von dem erfindungsgemäßen Flächenmuster alleine oder zusammen mit dem Träger überspannt ist.

Ferner kann in den geprägten Pixelabschnitten zumindest bereichsweise eine farbige oder farbkippende Beschichtung vorgesehen sein. Diese kann beispielsweise als gedruckte Farbe oder Dünnfilmsystem mit Reflektor/Dielektrikum/ Absorber, Durchsicht-Colorshift mit Absor- ber/ Dielektrikum/ Absorber, Beschichtung aus flüssigkristallinem Material, insbesondere cholesterischem flüssigkristallinem Material, rein dielektrische Beschichtungen mit Schichten hoher Brechzahl, etc. ausgebildet sein. Das erfindungsgemäße Flächenmuster kann so ausgebildet sein, dass der Winkelabstand in horizontaler und/ oder vertikaler Richtung der von den beiden Teilbereichen dargebotenen Ansichten im Bereich von 1° bis 10° und insbesondere im Bereich von 3° bis 5° liegt. Ferner kann das erfindungsgemäße Flächenmuster in eine Mehrzahl von Überpixeln aufgeteilt sein, in denen jeweils zumindest einer der Pixelabschnitte enthalten ist. Insbesondere kann die Anzahl der verschiedenen Pixelabschnitte pro Überpixel gleich der Anzahl der Teilbereiche sein. Alternativ ist es möglich, dass die Anzahl der Pixelabschnitte pro Überpixel kleiner ist als die Anzahl der Teilbereiche.

Die Überpixel können rechteckig oder quadratisch sein. In diesem Fall sind sie als rechteckiges oder quadratisches Raster angeordnet.

Die maximale Ausdehnung der Pixelabschnitte kann im Bereich von

2 μιη bis 300 μπι, bevorzugt im Bereich von 3 μιη bis 50 μιη und besonders bevorzugt im Bereich von 4 μιη bis 20 μιη liegen. Die maximale Ausdehnung kann insbesondere so gewählt sein, dass sie unter dem menschlichen Auflösungsvermögen (ohne technische Hilfsmittel) liegt, so dass ein Betrachter die einzelnen Pixelabschnitte nicht auflösen kann.

Es ist ferner möglich, dass die Pixelabschnitte streifenförmig vorgesehen sind. In diesem Fall können die Streifenbreiten zwischen 2 μιη und 300 μπι, bevorzugt zwischen 3 μπ\ und 100 μπι und besonders bevorzugt zwischen etwa 4 μιη und 80 μιη liegen.

Das erfindungsgemäße Flächenmuster weist bevorzugt mindestens drei und insbesondere mindestens fünf Teilbereiche mit unterschiedlichen Ansichten desselben Objektes auf. Die Teilbereiche können in beliebter Art und Weise ineinander verschachtelt sein. Dabei sind regelmäßige und/ oder unregelmäßige Anordnungen möglich. Es ist ferner möglich, dass das erfindungsgemäße Flächenmuster weitere Teilbereiche aufweist, mit denen Ansichten eines anderen Objektes dargestellt werden. Damit sind beispielsweise Kippeffekte oder kinematische Effekte realisierbar. Ferner kann das erfindungsgemäße Flächenmuster noch weitere optische Effekte realisieren. So ist es beispielsweise möglich, einen Teilbereich mit einer mikrooptischen Darstellungsanordnung vorzusehen, die dem Betrachter eine reflektive Oberfläche darbietet, die gegenüber der tatsächlich makroskopischen Raumform der mikrooptischen Darstellungsanordnung gewölbt erscheint.

Die Kombination mit der rrukrooptischen Darstellungsanordnung kann neben den Teilbereichen oder auch im erfindungsgemäßen Flächenmuster verschachtelt mit den anderen Teilbereichen realisiert sein.

Ferner können noch weitere bekannte Sicherheitselemente bei dem erfindungsgemäßen Flächenmuster realisiert werden, wie z. B. Modulo- Vergrößerungsanordnungen, Hologramme, insbesondere Prägehologramme, so dass die erfindungsgemäße achromatische Darstellung durch bunte ho- lographische Elemente ergänzt wird, Volumenhologramme, Subwellenlän- genstrukturen, magnetische Eigenschaften, Aussparungen in einer opaken Schicht in Form von Zeichen und Mustern (Cleartext), etc.

Bei dem erfindungsgemäßen Flächenmuster kann durch Überlagerung der Facetten mit sub- Wellenlängenstrukturen eine farbige Darstellung entstehen. Insbesondere können durch unterschiedliche sub- Wellenlängenstrukturen eine oder mehrere Darstellungen mit mehreren Farben realisiert werden. So können z.B. durch unterschiedliche sub- Wellenlängenstrukturen, insbesondere für die Farben rot, grün und blau, eine oder mehrere Darstellungen in Vollf arbe realisiert sein.

Die sub-WeUenlängenstrukturen können einfallendes weißes Licht farbig transmittieren bzw. in die nullte Beugungsordnung reflektieren. Möglichkeiten der Generierung von Farbbildern durch sub- Wellenlängengitter sind beispielsweise im Artikel von Hans Lochbihler:„Colored Images generated by metallic sub-wavelength gratings", Optics Express 17, 12189-12196 (2009), sowie der deutschen Patentanmeldung DE 10 2009 012 300.8 beschrieben, deren Offenbarungen hier mit aufgenommen werden.

Durch Kombination unterschiedlicher sub-WeUerüängenstrukturen können insbesondere auch mehrfarbige Bilder realisiert werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung können die Pixelabschnitte der verschiedenen Teilbereiche in weitere Unterbereiche aufgeteilt werden, in denen reflektierende Facetten mit unterschiedlichen sub-Wellerüängenstrukturen vorgesehen sind. Diese Unterbereiche entsprechen dann unterschiedlichen Farbkanälen der zugehörigen Ansicht, für die separate Halbtonrasterungen durchgeführt werden können. Im Prinzip lassen sich so dreidimensionale Halbtondarstellungen mit beliebig vielen Farben, insbesondere bei Verwendung von sub- Wellen- längenstrukturen für die Farben rot, grün und blau auch Vollf arbendarstel- lungen, erzeugen.

Alternativ zur Verwendung von sub-Wellenlängenstrukruren kann das er- findungsgemäße und an sich achromatische Flächenmuster aber natürlich auch mit beliebigen anderen Farben, insbesondere mit metallisch oder nicht metallisch wirkenden, lasierenden oder opaken Farben ein- oder beidseitig über- oder unterdruckt werden. Mit Vorteil erfolgt ein solcher Über- oder Unterdrück mehrfarbig und/ oder im Register zu den vorzugsweise gepräg- ten Facettenstrukturen.

Das erfindungsgemäße Flächenmuster kann als Sicherheitselement, insbesondere als Sicherheitsfaden, Aufreißfaden, Sicherheitsband, Sicherheitsstreifen, Patch oder als Etikett zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wert- dokument oder dergleichen ausgebildet sein.

Unter dem Begriff Sicherheitspapier wird hier insbesondere die noch nicht umlauffähige Vorstufe zu einem Wertdokument verstanden, die neben dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement auch weitere Echtheitsmerkmale (wie z. B. im Volumen vorgesehene Lumineszenzstoffe) aufweisen kann. Dabei umfasst der Begriff Sicherheitspapier nicht nur Papiere, sondern z.B. auch Kunststoff- oder Verbundsubstrate, insbesondere für Banknoten. Unter Wertdokumenten werden hier einerseits aus Sicherheitspapieren hergestellte Dokumente verstanden. Andererseits können Wertdokumente auch sonstige Dokumente und Gegenstände sein, die mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement versehen werden können, damit die Wertdokumente nicht kopierbare Echtheitsmerkmale aufweisen, wodurch eine Echtheitsprüfung möglich ist und zugleich unerwünschtes Kopieren verhindert wird. Es wird ferner bereitgestellt ein Wertdokument mit einem erfindungsgemäßen Flächenmuster oder einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Flächenmusters. Das erfindungsgemäße optisch variable Flächenmuster kann auch als optisch variable Facettenanordnung bezeichnet werden. Ferner kann das erfindungsgemäße Flächenmuster als Master zur Belichtung von Volumenhologrammen oder zu rein dekorativen Zwecken benutzt werden. Ferner wird ein weiteres optisch variables Flächenmuster bereitgestellt, das als Sicherheitselement für ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen ausgebildet sein kann, und das in zurnindest einen ersten Teilbereich mit mehreren Pixelabschnitten und einen zweiten Teilbereich mit mehreren Pixelabschnitten aufgeteilt ist, wobei die beiden Teilbereiche betrach- tungswinkelabhängig zwei verschiedene Ansichten desselben Motivs oder Ansichten zweiter unterschiedlicher Motive darbieten, und wobei mehrere der Pixelabschnitte jeweils reflektive Sägezahngitter aufweisen.

Die Sägezahngitter können periodisch oder aperiodisch sein. Bei aperiodi- sehen Gittern können in vorteilhafter Weise Beugungseffekte, insbesondere Farbeffekte, wie z.B. diffraktive Farbeinstreuung, vermieden werden.

Ferner kann das weitere Flächenmuster in gleicher Weise wie das bereits beschriebene erfindungsgemäße Flächenmuster weitergebildet werden.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Nachfolgend wird die Erfindung beispielshalber anhand der beigefügten Zeichnungen,- die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Darstellung verzichtet. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen optisch variablen Flächenmuster als Sicherheitselement; Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht des Flächenmusters von Fig. V,

Fig. 3 eine Schwellwertmatrix, die zur Erzeugung gerasteter Halbtonbilder verwendet wird; Fig. 4A-4D mit der Matrix gemäß Fig. 3 gerasterte Halbtondarstellungen desselben Motivs aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen;

Fig. 4E eine vergrößerte Darstellung des Details D von Fig. 4A; Fig. 5 eine Darstellung des für die Beschreibung des Ausführungsbeispiels verwendeten Koordinatensystems;

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung der unterschiedlichen Reflexionsrich- tungen der verschiedenen Ansichten;

Fig. 7 eine vergrößerte Detailansicht eines Überpixels 12 gemäß Fig. 2;

Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung einer Ausführungsform mit acht verschiedenen Ansichten, und Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung von farbigen Facetten bei dem erfindungsgemäßen Flächenmuster. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsf o m ist das erfi dungsgemäße optisch variable Flächenmuster als Sicherheitselement 1 so in einer Banknote 2 integriert, dass das Sicherheitselement 1 in der in Fig. 1 gezeigten Vorderseite der Banknote 2 sichtbar ist. Alternativ kann das erfindungsgemäße Sicherheitselement auch als Fensterfaden 15 vorliegen.

Das Sicherheitselement 1 ist als reflektives Stereogramm ausgebildet und weist einen quadratischen Motivbereich 3 auf. Der Motivbereich 3 kann jedoch auch jede andere Umrissform haben, so kann er beispielsweise rechteckig, rund, oval, etc. sein. Der Motivbereich 3 kann auch eine beliebig ge- formte und gekrümmte Freiformfläche sein (z.B. Flaschenetikett).

Wie insbesondere aus der vergrößerten schematischen Darstellung des Motivbereiches 3 in Fig. 2 ersichtlich ist, weist der Motivbereich 3 erste Pixelabschnitte 4 (Quadrate ohne Schraffur), zweite Pixelabschnitte 5 (Quadrate mit diagonal verlaufender Schraffur), dritte Pixelabschnitte 6 (Quadrate mit senkrechter Schraffur) sowie vierte Pixelabschnitte 7 (Quadrate mit waagerechter Schraffur) auf. Die ersten Pixelabschnitte 4 bilden einen ersten Teilbereich 8 des Motivbereichs 3, die zweiten Pixelabschnitte 5 bilden einen zweiten Teilbereich 9, die dritten Pixelabschnitte 6 bilden einen dritten Teilbereich 10 und die vierten Pixelabschnitte 7 bilden einen vierten Teilbereich 11.

In dieser Art und Weise ist der reflektive Motivbereich 3 in vier Teilbereiche 8 bis 11 aufgeteilt, wobei, wie nachfolgend noch im Detail beschrieben wird, die Teilbereiche 8 bis 11 zu unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen gehö- rende Ansichten desselben Motivs so darbieten, dass ein achromatisches Stereogramm vorliegt, wobei jede der durch die Teilbereiche 8 bis 11 bereitgestellten Ansichten eine Halbtondarstellung ist. Für den Betrachter erscheinen somit die einzelnen Ansichten nicht nur als schwarz-weiß Ansichten, son- dem es werden auch dazwischen liegende Helligkeits- bzw. Grauwerte dargestellt.

Um nun beispielsweise als Motiv ein dreidimensional erscheinendes Halb- tonportrait einer Person mit vier Ansichten zu realisieren, kann wie folgt vorgegangen werden.

Es wird dabei vorausgesetzt, dass vier Ansichten der Person aus mit jeweils um 5° bezüglich der horizontalen Komponente verschiedenen Richtungen vorliegen. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform liegen diese Ansich- ten bereits als Pixelbilder mit jeweils 250 x 250 Pixel und 256 Graustufen vor. Solche Ansichten können beispielsweise für eine virtuelle Person aus SD- Datensätzen von einem Computer berechnet oder von einer realen Person mit geeignet positionierter Digitalkamera aufgenommen werden. Der Motivbereich 3 wird in 250 x 250 Überpixel 12 aufgeteilt, die ihrerseits wiederum in die vier Pixelabschnitte 4-7 für die verschiedenen Ansichten aufgeteilt werden, wie in. Fig. 2 angedeutet ist. In Fig. 2 sind zur Vereinfachung der Darstellung nur 144 Pixelabschnitte und somit nur 36 Überpixel 12 dargestellt.

Zur Erzeugung der gewünschten Graustufen wird eine Halbtonrasterung jede der vier Ansichten durchgeführt. Die Halbtonrasterurtg kann beispielsweise mittels eines Schwellwertmatrizen- Verfahrens durchgeführt werden. Dazu wird jedem Überpixel 12 ein Eintrag einer Schwellwertmatrix zugeordnet, so dass das Graustufenbild in ein schwarz-weiß Bild umgewandelt wird. Dazu wird der Grauwert jedes Pixels im Ausgangsbild mit dem entsprechenden Eintrag der Schwellwertmatrix verglichen und genau dann weiß gesetzt, wenn der Grauwert größer als der Eintrag der Schwellwertmatrix ist. Andernfalls wird das Pixel im gerasterten Bild schwarz. Als Fig. 3 wird eine 16 x 16 Bayermatrix M gezeigt, die zur Erzeugung der

Halbtonbilder verwendet wurde, wobei die Matrix M bzw. ihre periodischen Fortsetzungen verwendet wurden, um die Pixelwerte zu erhalten. In den Fig. 4A-4D sind die entsprechenden gerasterten Ansichten gezeigt. Nach der Halbtonrasterung weisen Bilder somit nur weiße und schwarze Pixel auf, wie z. B. in der vergrößernden Darstellung des Abschnittes D aus Fig. 4A in Fig. 4E ersichtlich ist.

Neben dem beschriebenen Schwellwertmatrizen- Verfahren können natürlich auch andere bekannte Rasterverfahren eingesetzt werden, um die gerasteten Ansichten zu berechnen. So können beispielsweise stochastische Rasterverfahren und insbesondere„error diffusion" -Verfahren eingesetzt werden. Es wird hierzu auf Henry R. Kang:„Digital Color Halftoning", ISBN 0-7803- 4741-2, verwiesen.

Für die folgenden Ausführungen wird das in Fig. 5 gezeigte Koordinatensystem benutzt. Die x-, y- und z- Achsen bilden ein Orthonormalsystem, bei dem die x-Achse in horizontaler Richtung und die y- Achse in vertikaler Richtung zeigt. Das erfindungsgemäße Sicherheitselement 1 steht senkrecht und liegt in der durch die x- und y- Achse aufgespannten Ebene. Für einen beliebigen Richtungsvektor v bezeichnen Θ den Winkel, den v mit der y- Achse einschließt, v' bezeichnet die Projektion des Vektors v in die x-z-Ebene und φ sei der Azimutwinkel, d.h. der Winkel, den der Vektor v' mit der z- Achse ein- schließt.

Es wird nun der Fall betrachtet, dass aus einer gegebenen Richtung L weißes Licht auf das Sicherheitselement 1 fällt (Fig. 6). Die Richtung L kann beispielsweise so gewählt werden, dass die zugehörigen Winkel Θ = 45° und φ = 0° sind. Die Orientierungen der reflektiven Facetten 13 (vgl. Fig. 7) oder des Sägezahngitters der hell darzustellenden und somit weißen Pixel werden nun beispielsweise so gewählt, dass das aus der Richtung L einfallende Licht stets in eine Richtung innerhalb der x-z-Ebene reflektiert wird. Die Reflexion wird aufgrund der Orientierung der Facetten 13, die auch als Subpixel be- zeichnet werden können, so stattfinden, dass sich die zugehörigen Azimutwinkel φ um jeweils 5° unterscheiden. Somit ergeben sich für die in den unterschiedlichen Pixelabschnitten 4-7 reflektierten Strahlen beispielsweise die Winkel <pi = -7,5°, φ 2 = -2,5°, < 3 = 2,5° und φ 4 = 7,5°, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt ist. Die zugehörigen Richtungen werden in der nachfolgenden Beschreibung mit Ai bis A4 bezeichnet.

In Fig. 7 ist beispielhaft gezeigt, wie ein solches Reflexionsverhalten mit Sägezahnstrukturen 14 realisiert sein kann. Der erste Pixelabschnitt 4 soll hier ein Pixel der ersten Ansicht (Richtung Ai) sein, das aus der entsprechenden Betrachtungsrichtung hell ist. Dazu werden im ersten Pixelabschnitt 4 Säge- zahnstnikturen 14 positioniert, deren flache Seite 13 so orientiert ist, dass sie aus der Richtung L einfallendes Licht in die entsprechende Richtung Ai reflektiert. Solche Sägezahnstrukturen 14 können beispielsweise Zähne mit einer Breite zwischen 3 μιη und 30 μηι aufweisen. Die ersten Pixelabschnitte 4 können beispielsweise quadratisch mit einer Kantenlänge zwischen 6 μπι und 60 μιη sein, so dass mehrere Sägezähne in einem ersten Pixelabschnitt 4 Platz fin- den. Die Sägezahnstrukturen können periodisch oder aperiodisch sein. Statt Sägezahnstrukturen 14 können in den einzelnen Pixelabschnitten 4-7 auch einfache Facetten (nicht gezeigt) vorliegen, die eine entsprechende Reflexion des einfallenden Lichtes bewirken. Die Abmessungen der anderen Pixelabschnitte 5-7 können gleich sein wie beim ersten Pixelabschnitt.

Der zweite Pixelabschnitt 5 in Fig. 7 sei ein in der Ansicht aus Richtung A3 hell erscheinendes Pixel. Dazu wird hier eine entsprechende Sägezahnstruk- tur 14 positioniert, die aus Richtung L einfallendes Licht in Richtung A3 reflektiert.

Dunkle Pixel können im einfachsten Fall so gestaltet sein, dass in den entsprechenden Pixeln nur eine ebene Fläche vorliegt, die aus Richtung L einfal- lendes Licht dann in eine Richtung B reflektiert, die im Gegensatz zu in Richtung Ai bis A4 nicht in der x-z-Ebene liegt. In Fig. 7 ist dies für den dritten und vierten Pixelabschnitt 6, 7 gezeigt. Aus den Richtungen bis A4 (im Fall des dritten Pixelabschnittes 6 insbesondere aus Richtung A2 und im Fall des vierten Pixelabschrüttes 7 insbesondere aus Richtung A4) erscheint ein solches Pixel damit dunkel.

Ein Betrachter betrachtet das Sicherheitselement 1 nun aus einer Richtung, die in etwa der z- Achse entspricht. Unter der Annahme eines Augenabstandes von etwa 7 cm und einem Abstand zum Sicherheitselement 1 von etwa 40 cm ergibt sich, dass die Betrachtungsrichtung des linken und rechten Auges des Betrachters etwa 10° verschieden sind. Je nach genauer Position des Betrachters sieht dieser beispielsweise mit dem linken Auge nur die in Richtung Ai reflektierenden Pixel hell aufleuchten und mit dem rechten Auge nur die in Richtung A3 reflektierenden Pixel. Die in Richtung Ai reflektierenden Pixel bieten dem linken Auge in ihrer Gesamtheit eine erste Ansicht des Motives bzw. Bildes, während die in Richtung A3 reflektierenden Pixel dem rechten Auge des Betrachters eine zweite Ansicht des Portraits liefern. Dem linken Auge wird somit die Ansicht gemäß Fig. 4A geliefert, wohingegen dem rechten Auge die Ansicht gemäß Fig. 4C dargeboten wird.

Aus diesen beiden Ansichten entsteht dann für den Betrachter ein dreidimensionales Bild. Dreht der Betrachter das Sicherheitselement 1 etwas um die y- Achse, so kann das linke Auge beispielsweise die Ansicht aus Richtung A 2 sehen (was der Darstellung gemäß Fig. 4B entspricht) und das rechte Auge die Ansicht der Richtung A4 (entspricht der Darstellung gemäß Fig. 4D). Auch diese beiden Ansichten liefern zusammen wieder ein stereografisches dreidimensionales Bild. Zusätzlich tritt im Vergleich zu den vorherigen Ansichten Ai und A3 eine horizontale Parallaxe auf, die den dreidimensionalen Eindruck weiter verstärkt. In Fig. 7 sind die beiden Pixel dieser Ansichten schwarze Pixel. Natürlich weisen diese Ansichten auch helle Pixel auf, so dass die gewünschte Ansichten gemäß Fig. 4B und 4D dargestellt werden können.

Das erfindungsgemäße Sicherheitselement 1 funktioniert nicht nur exakt bei den beschriebenen Beleuchtungsverhältnissen und Betrachtungsrichtungen, für die es ausgelegt wurde. Die Erfahrung zeigt, dass ein Betrachter das Sicherheitselement 1 in der Regel sehr schnell„automatisch" in eine geeignete Ausrichtung kippt bzw. dreht, in der sich ihm ein stereografischer dreidimensionaler Eindruck ergibt.

Ferner spalten selbst perfekt parallel einfallende Lichtstrahlen L nicht in scharfe Strahlen A 1 bis A4 auf. Vielmehr sind diese Strahlen A1-A4 in der Praxis eher als Kegel zu verstehen, deren Mittelachse durch die eingezeichneten Strahlen dargestellt ist und deren Öffnungswinkel bzw. Divergenz mehrere Grad betragen kann. Ursachen dafür sind beispielsweise die herstellungsbedrngt gewollt oder ungewollt nie perfekt ebenen Oberflächen der reflektierenden Facetten 13 sowie unter Umständen Beugungseffekte. In der Praxis führt zudem die Ausdehnung der Lichtquelle zur Einsehbarkeit aus einem größeren Winkelbereich. Bevorzugt werden die Winkeldifferenzen der verschiedenen Ansichten und die Breite der reflektierten Lichtkegel so aufeinander abgestimmt, dass beispielsweise bei Drehung um die y- Achse die Ansichten der Richtungen Ai bis A weich ineinander übergehen. Sind die Winkeldifferenzen der Ansichten wesentlich kleiner als die Divergenz der Lichtkegel, so springt das Bild bei Rotation um die y- Achse ruckartig von einer Ansicht in die nächste. Zusätzlich treten Schwankungen der Gesamthelligkeit auf, die bewirken, dass die Darstellung beim Drehen des Sicherheitselements flackert. Ein solches Springen oder Flackern kann dadurch beseitigt werden, dass die eine bestimmte Ansicht bildenden reflektiven Facetten 13 nicht alle exakt in die glei- che Richtung reflektieren, sondern die Reflexionsrichtungen bereits innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereiches, beispielsweise um ± 1°, variieren.

Die Anzahl n der Teilbereiche 8-11 und die Winkelabstände der zugehörigen Ansichten können in gewissen Grenzen praktisch beliebig gewählt werden. Da bei der beschriebenen Ausführungsform zumindest ein stereografisches Bild gewünscht ist, sind mindestens zwei Ansichten nötig. Die Winkelabstände der Bilder werden bevorzugt klein genug gewählt, um den beiden Augen des Betrachters auch tatsächlich unterschiedliche Bilder zu liefern. In der Praxis läuft das auf eine Winkeldifferenz von 10° oder weniger, beispielsweise 3° bis 5°, hinaus.

In dem bisher beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel unterscheiden sich die Richtungen der unterschiedlichen Ansichten bzw. die Reflexionsrichtungen A1-A 4 der Pixelabschnitte lediglich im Azimutwinkel φ bzw. in ihrer horizontalen Komponente.

Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform können sich die Reflexionsrichtungen jedoch auch in ihrer vertikalen Komponente unterscheiden. In Fig. 8 ist ein Beispiel mit insgesamt acht unterschiedlichen Reflexionsrichtungen gezeigt, von denen nur die ersten vier A1-A4 horizontal, also in der x-z-Ebene liegen. Die anderen Richtungen haben auch eine vertikale Komponente, so dass die Pixelabschnitte 4-7 mit den Reflexionsrichtungen A5- As etwas nach oben relativ zu den Richtungen A1-A 4 reflektieren.

Zur Erzeugung einer vertikalen Parallaxe zeigen die Ansichten der Richtungen A5 bis As nun Ansichten des Objektes, bei denen man etwa von oben auf das Objekt schaut. Bewegt der Betrachter seinen Kopf nach oben oder kippt er das Sicherheitselement 1 entsprechend um die x- Achse, so schaut er vermeintlich auch von oben auf das dreidimensional dargestellte Objekt, was den dreidimensionalen Eindruck weiter verstärkt. Ferner kann das Sicherheitselement nun auch in der x-y-Ebene um 90° gedreht werden, ohne dass der dreidimensionale Eindruck verschwindet. Bei geeigneter Beleuchtung würde sich einem Beobachter nun beispielsweise aus den Ansichten A2 und A 6 oder A3 und A7 stereografisch ein dreidimensionaler Eindruck ergeben.

Natürlich können in einer weiteren Ausführungsform auch noch Pixelab- schnitte mit Reflexionsrichtungen eingeführt werden, die bezogen auf die Richtungen A 1 -A4 nach unten zeigen, so dass der Betrachter bei entsprechender Kopfbewegung oder Drehung um die x- Achse das dreidimensional dargestellte Objekt auch von unten betrachten kann. Statt der Bereitstellung der vertikalen Parallaxe können die Ansichten As-As gemäß Fig. 8 aber auch anders genutzt werden. Beispielsweise können die Ansichten A5 bis As Ansichten eines zweiten Objektes zeigen. Beim Kippen des Sicherheitselementes um die x- Achse könnte so eine stereografische Darstellung eines ersten Objektes in die Darstellung eines gegebenenfalls völlig verschiedenen zweiten Objektes kippen, das ebenfalls stereografisch dreidimensional dargestellt sein kann.

Das zweite dargestellte Objekt kann dem ersten aber auch sehr ähnlich sein. Dies kann z.B. dazu genutzt werden, dass sich beim Kippen nur ein Teil ver- ändert. So könnte beispielsweise eine dargestellte Person ein Auge schließen oder eine kleine Zahl in ein Symbol kippen.

Natürlich kann dieses Kippen oder Wechseln von Objekten auch mit mehr als zwei Objekten realisiert werden. So könnten beispielsweise weitere Pixel- abschnitte mit weiterer Reflexionsrichtung vorgesehen werden, bei denen dann beim Kippen eben ein drittes oder noch weitere Objekte dargestellt werden. Grundsätzlich lassen sich so auch kinematische Effekte generieren, die insbesondere auch dreidimensional wirken können. Auch die in Fig. 2 schematisch gezeigte Aufteilung des Motivbereiches bzw. Verschachtelung der einzelnen Teilbereiche 8-11 kann im Prinzip beliebig ausgeführt sein. Sie kann neben der gezeigten Aufteilung in vier- bzw. insbesondere rechteckige Überpixel 12 beispielsweise auch in drei- oder sechs- eckige Überpixel oder durch eine Aufteilung in Streifen realisiert sein.

Die Aufteilung der Überpixel 12 in die Pixelabschnitte 4-7 kann für alle Ü- berpixel 12 gleich sein. Die Aufteilung muss aber nicht für jedes Überpixel 12 gleich sein. Es kann auch eine Variation zwischen verschiedenen Überpixeln 12 vorliegen.

Um ein dunkles Pixel darzustellen, kann neben der beschriebenen Reflexion in eine nicht genutzte Richtung der entsprechende Pixelabschnitt geschwärzt sein. Dies kann durch Prägen von Mottenaugenstrukturen oder Überdrucken mit dunkler Farbe realisiert seih. Auch können in diesen Pixelabschnitten, wie in Fig. 7 gezeigt ist, keine reflektiven Facetten 13 bzw. keine Sägezahnstrukturen 14 vorgesehen sein.

Neben der Halbtondarstellung mittels der beschriebenen Halbtonrasterung kann auch eine Anpassung des Reflexionsgrades der einzelnen Pixelabschnitte 4-7 durchgeführt werden. Dadurch kann die Helligkeit variiert werden, was zu der gewünschten Halbtondarstellung führt. So können beispielsweise die Größe und/ oder die Anzahl der reflektiven Facetten 13 geeignet variiert werden. Bei dem Vorsehen von Sägezahnstrukturen 13 kann beispielsweise nur ein Teilbereich des entsprechenden Pixelabschnittes 4-6 mit Sägezähnen bedeckt sein.

Natürlich sind auch Mischformen der beschriebenen Anpassung des Reflexionsgrades sowie der beschriebenen Halbtonrasterung möglich. Beispielswei- se kann eine Halbtonrastening durchgeführt werden, bei der die einzelnen Ansichten nicht nur helle oder dunkle (schwarze oder weiße) Pixel aufweisen, sondern beispielsweise auch noch Pixel mit einer dazwischen liegenden Reflexionsintensität (z. B. halbe Reflexionsintensität).

Wenn man das oben beschriebene Konzept der Überpixel 12, die jeweils die n zu verschiedenen Ansichten gehörenden Pixelabschnitte 4-7 enthalten, mit der beschriebenen Halbtonrasterung kombiniert, kann es vorkommen, dass in keinem einzigen Überpixel 12 alle Pixelabschnitte 4-7 hell bzw. weiß sind. So ist zum Beispiel bei der beschriebenen Wiedergabe eines Portraits meist nur in wenigen Pixeln der maximale Grauwert vorhanden, die dann bei den verschiedenen Ansichten auf unterschiedliche Überpixel 12 verteilt sind. In solchen Fällen kann die Helligkeit der mittels des erfindungsgemäßen Sicherheitselementes 1 dargestellten Ansichten gesteigert werden, wenn die Anzahl der Pixelabschnitte 4-7 nicht mehr der Gesamtanzahl der Ansichten entspricht, sondern lediglich der Anzahl, die nötig ist, um in jedem Überpixel alle hellen Pixelabschnitte 4-7 der verschiedenen Ansichten unterzubringen.

Wenn mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement beispielsweise acht verschiedene Ansichten desselben Portraits dargestellt werden, kann es vorkommen, dass kein Überpixel 12 nur helle Pixelabschnitte (also acht helle Pixelabschnitte) enthält, sondern dass beispielsweise maximal sechs helle Pixelabschnitte pro Überpixel 12 auftreten. Damit würde jedes Überpixel 12 also mindestens zwei dunkle Pixelabschnitte aufweisen, auf die aber ohne Nachteil in Bezug auf die optische Wirkung verzichtet werden kann. Wenn man nun in diesem Fall jedes Überpixel 12 in nur sechs Pixelabschnitte aufteilt, in die entsprechend maximal sechs helle Pixelabschnitte mit entspre- chend orientierten Facetten 13 gesetzt werden, kann in vorteilhafterweise eine größere Helligkeit erreicht werden.

So können beispielsweise in einem ersten Überpixel 12 nur die Pixelab- schnitte der Ansichten 1, 2, 3, 5, 6 und 7 hell sein, während die Ansichten 4 und 8 nach der Halbtonrasterung dunkel sind. Dann genügt es, in dem ersten Überpixel 12 sechs helle Pixelabschnitte mit den Orientierungen der entsprechenden Ansichten 1, 2, 3, 5, 6 und 7 zu plazieren. Gleiches gilt für die weiteren Überpixel 12.

Die Fläche pro Pixelabschnitt kann dann im Vergleich zu den obigen Ausführungen (bei denen die Anzahl der Pixelabschnitte pro Überpixel der Anzahl der Ansichten entspricht) um einen Faktor 8/6 größer sein, womit die Gesamthelligkeit oder„Brillanz" des Sicherheitselementes 1 um ein Drittel größer ist.

Diese Art der HeUigkeitsoptirnierung kann auch für den Fall eingesetzt werden, dass nur zwei Ansichten mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement dargeboten werden. Zeigen beispielsweise die zwei Ansichten 1 und 2 jeweils 50% Helligkeit, so weisen die Überpixel abwechselnd zwei helle Pixelabschnitte und zwei dunkle Pixelabschnitte dieser Ansichten auf, wenn beispielsweise dieselbe Schwellwertmatrix M benutzt wurde. Damit würde sich die Anzahl der Pixelabschnitte pro Überpixel nicht reduzieren lassen. Wenn jedoch unterschiedliche Schwellwertmatrizen für die beiden Ansichten verwendet werden, können die Schwellwertmatrizen so gewählt sein, dass pro Überpixel abwechselnd ein heller Pixelabschnitt einer der beiden Ansichten und ein dunkler Pixelabschnitt der anderen der beiden Ansichten vorliegt. So kann beispielsweise für die erste Ansicht die Matrix Mi = M ver- wendet werden und für die zweite Ansicht die Matrix M2 = 255 - M. Damit genügt es, pro Überpixel 12 für beide Ansichten zusammen nur einen Pixelabschnitt mit entsprechend größerer Fläche vorzusehen. Analog kann man bei mehr als zwei Ansichten zum Beispiel für alle geradzahligen Ansichten die Matrix Mi und für alle ungeradzahligen Ansichten die Matrix M2 verwenden.

In Fig. 9 ist schematisch der erste Pixelabschnitt 4 mit drei Facetten 13 dargestellt, wobei die Facetten jeweils mit einer sub-WeUenlängenstruktur 16 über- lagert sind bzw. diese auf ihrer Oberseite aufweisen. Die sub- Wellenlängenstrukturen 16 reflektieren einfallendes weißes Licht L in die durch die Orientierung der Facetten 13 (in Fig. 8 ist der Neigungswinkel α der Facetten eingezeichnet) gegebene Richtung in der durch die sub- Wellenlängenstrukturen 16 auf den Facetten 13 bestimmten Farbe. Der reflektierte Lichtstrahl ist als LR bezeichnet.

Das erfindungsgemäße Sicherheitselement kann neben den beschriebenen Teilbereichen in einer weiteren Ausgestaltung noch zumindest einen weiteren Teilbereich aufweisen, der andere optische Eigenschaften aufweist. Die- ser weitere Teilbereich kann beispielsweise eine mikrooptische Darstellungsanordnung umfassen, die dem Betrachter eine reflektive Oberfläche darbietet, die gegenüber der tatsächlichen makroskopischen Raumform der mikrooptischen Darstellungsanordnung gewölbt erscheint. So kann die mikrooptische Darstellungsanordnung eine Vielzahl von reflektiven Facetten mit zu- einander unterschiedlichen Orientierungen, eine reflektive Fresnel-Struktur (z.B. mit variierender Gitterperiode) und/ oder eine asymmetrische Beugungsstruktur aufweisen. Die mikrooptische Darstellungsanordnung ist insbesondere so ausgebildet, dass sie die gegenüber der tatsächlichen Raumform der r ikrooptischen Dar- stellungsanordnung gewölbt erscheinende reflektive Oberfläche in einem reliefartigen dreidimensionalen Eindruck darbietet.

Die so dargebotene reflektive Oberfläche funktioniert bei praktisch allen Beleuchtungsverhältnissen. Eine Besonderheit dieser reflektierenden Oberfläche ist, dass der Betrachter auf der dargestellten reflektierenden Oberfläche Lichtreflexe und unter Umständen auch entsprechend verzerrte Spiegelbil- der der Umgebung sehen kann. Die Tiefenwirkung dieser Darstellung ist begrenzt, da der Betrachter die Tiefe nur indirekt aus der nachgestellten Wölbung erahnt. Diese Darstellung weist außerdem keine Parallaxe auf.

Das erfindungsgemäße Sicherheitselement kann z.B. auch als Sicherheits- streifen 15 ausgebildet sein, wie in Fig. 1 dargestellt ist.

Insbesondere kann das erfindungsgemäße Sicherheitselement 1 auch für Polymer- oder Hybridbanknoten ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Sicherheitselement 1 innerhalb oder außerhalb kaschierter Polymerfolien an- gebracht sein oder vor dem Kaschieren auf eine der Deckfolien aufgebracht sein.

Nachdem bei den Ausführungsbeispielen das erfindungsgemäße optisch variable Flächenmuster 1 als Sicherheitselement eingesetzt wurde, wurde es häufig auch als Sicherheitselement bezeichnet. Jedoch ist das erfindungsgemäße Flächenmuster nicht darauf beschränkt. Insbesondere kann es beispielsweise als Master zur Belichtung von Volumenhologrammen oder zu rein dekorativen Zwecken eingesetzt werden. B e zu g s z e i c he nl i s t e

1 Sicherheitselement

2 Banknote

3 Motivbereich

4 erster Pixelabschnitt

5 zweiter Pixelabschnitt

6 dritter Pixelabschnitt

7 vierter Pixelabschnitt

8 erster Teilbereich

9 zweiter Teilbereich

10 dritter Teilbereich

11 vierter Teilbereich

12 Überpixel

13 reflektive Facette

14 Sägezahnstruktur

15 Sicherheitsstreifen

16 sub-Wellenlängengitter

L einfallender Lichtstrahl

LR reflektierter Lichtstrahl

ÄI-AS Richtungen der dargestellten Ansichten

D Detail