DE102019003518A1 - Security element with optically variable surface pattern - Google Patents

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Raphael Dehmel
Kai Herrmann Scherer
Maik Rudolf Johann Scherer
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement (12) zur Absicherung von Wertgegenständen, mit einem optisch variablen Flächenmuster (14), das bei Betrachtung in reflektiertem Licht in einem vorgegebenen Betrachtungswinkel (16-A) ein vorgegebenes Graustufenbild (18-A) mit unterschiedlichen Helligkeitswerten erzeugt, wobei- das optisch variable Flächenmuster (14) aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen strahlenoptisch wirkenden Facetten (20) gebildet ist, deren laterale Abmessungen unterhalb von 100 µm liegen und deren Orientierung jeweils durch einen Neigungswinkel α gegen die Ebene des Flächenmusters (14) und durch einen Azimutwinkel φ in der Ebene des Flächenmusters (14) charakterisiert ist, wobei die Orientierung einer Facette jeweils einem zugehörigen charakteristischen Betrachtungswinkel (24) entspricht, und- das Graustufenbild (18-A) von einer Vielzahl von Facetten (20) des optisch variablen Flächenmusters (14) erzeugt wird, wobei die unterschiedlichen Helligkeitswerte des Graustufenbilds (18-A) durch unterschiedlich große Winkeldifferenzen (δ) zwischen dem charakteristischen Betrachtungswinkel (24) der an der Bilderzeugung beteiligten Facetten (20) und dem vorgegebenen Betrachtungswinkel (16-A) erzeugt werden, wobei kleinere Winkeldifferenzen helleren Graustufen und größere Winkeldifferenzen dunkleren Graustufen entsprechen.The invention relates to a security element (12) for securing objects of value, with an optically variable surface pattern (14) which, when viewed in reflected light at a predetermined viewing angle (16-A), generates a predetermined gray-scale image (18-A) with different brightness values, wherein- the optically variable surface pattern (14) is formed from a plurality of essentially ray-optically acting facets (20), the lateral dimensions of which are below 100 μm and their orientation in each case by an angle of inclination α to the plane of the surface pattern (14) and through an azimuth angle φ is characterized in the plane of the surface pattern (14), the orientation of a facet each corresponding to an associated characteristic viewing angle (24), and the gray-scale image (18-A) of a plurality of facets (20) of the optically variable surface pattern (14) is generated, the different brightness values of the gray level nimage (18-A) are generated by differently large angle differences (δ) between the characteristic viewing angle (24) of the facets (20) involved in the image generation and the specified viewing angle (16-A), with smaller angle differences lighter gray levels and larger angle differences darker Correspond to grayscale.

Description

Die Erfindung betrifft Sicherheitselemente zur Absicherung von Wertgegenständen mit einem optisch variablen Flächenmuster, sowie mit derartigen Sicherheitselementen ausgestattete Datenträger.The invention relates to security elements for protecting objects of value with an optically variable surface pattern, as well as data carriers equipped with such security elements.

Datenträger, wie etwa Wert- oder Ausweisdokumente, oder andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel und Verpackungen oder Umverpackungen hochwertiger Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.Data carriers, such as value or identity documents, or other objects of value, such as branded goods and packaging or outer packaging of high-quality branded goods, are often provided with security elements that allow the authenticity of the data carrier to be checked and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.

Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitselemente mit betrachtungswinkelabhängigen Effekten, da diese selbst mit modernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicherheitselemente werden dabei mit optisch variablen Elementen ausgestattet, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln und beispielsweise je nach Betrachtungswinkel einen anderen Farb- oder Helligkeitseindruck und/oder ein anderes graphisches Motiv zeigen.Security elements with viewing angle-dependent effects play a special role in securing authenticity, since these cannot be reproduced even with the most modern copiers. The security elements are equipped with optically variable elements which give the viewer a different image impression from different viewing angles and, for example, show a different color or brightness impression and / or a different graphic motif depending on the viewing angle.

Bei Sicherheitselementen und insbesondere Banknoten werden als graphische Motive oft Portraits von bekannten Persönlichkeiten oder Würdenträgern, Abbildungen von Wappen oder anderen heraldischen Symbolen und Hoheitszeichen verwendet. Zur physikalischen Realisierung werden dabei oft Hologrammeffekte, Mikrolinsen-Merkmale oder Mikrospiegelelemente eingesetzt. Hologrammeffekte erlauben dabei zwar die Umsetzung filigraner Motive mit hoher Auflösung, sie sind jedoch vergleichsweise wenig brillant und damit abhängig von guter Beleuchtung. Darüber hinaus führen bereits leichte Änderungen des Betrachtungswinkels zu Falschfarbendarstellung, die insbesondere bei Portraits wenig attraktiv sind. Bei Mikrolinsen-Merkmalen können aus technischen Gründen derzeit nur Symbole mit begrenzter Auflösung dargestellt werden, die Umsetzung filigraner Motive ist nicht möglich. Die bisher bekannten Mikrospiegelelemente sind zwar beleuchtungsunabhängig gut sichtbar, die Erstellung der einzelnen Motive ist allerdings sehr aufwendig. Auch erscheinen die von den Mikrospiegeln erzeugten dreidimensionalen Wölbeffekte nicht immer visuell ausreichend attraktiv, da Helligkeitsvariationen nicht oder nur mit hohem Aufwand durch lichtabsorbierende Nanostrukturen verwirklicht werden können.In the case of security elements and in particular bank notes, portraits of well-known personalities or dignitaries, images of coats of arms or other heraldic symbols and emblems are often used as graphic motifs. Hologram effects, microlens features or micromirror elements are often used for the physical realization. Hologram effects allow the implementation of filigree motifs with high resolution, but they are comparatively less brilliant and therefore depend on good lighting. In addition, even slight changes in the viewing angle lead to false colors, which are not particularly attractive for portraits. For technical reasons, only symbols with limited resolution can currently be displayed for microlens features; the implementation of filigree motifs is not possible. The micromirror elements known to date are clearly visible regardless of the lighting, but the creation of the individual motifs is very complex. Also, the three-dimensional warping effects generated by the micromirrors do not always appear visually attractive enough, since brightness variations cannot be realized or only with great effort by light-absorbing nanostructures.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfach herzustellendes Sicherheitselement der eingangs genannten Art mit einem attraktiven Erscheinungsbild und hoher Fälschungssicherheit anzugeben.Taking this as a starting point, the invention is based on the object of specifying a security element of the type mentioned at the outset that is easy to manufacture and has an attractive appearance and a high level of security against forgery.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the features of the independent claims. Developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung erzeugt ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art bei Betrachtung in reflektiertem Licht in einem vorgegebenen Betrachtungswinkel ein vorgegebenes Graustufenbild mit unterschiedlichen Helligkeitswerten. Dabei ist vorgesehen, dass

  • - das optisch variable Flächenmuster aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen strahlenoptisch wirkenden Facetten gebildet ist, deren laterale Abmessungen unterhalb von 100 µm liegen und deren Orientierung jeweils durch einen Neigungswinkel α gegen die Ebene des Flächenmusters und durch einen Azimutwinkel φ in der Ebene des Flächenmusters charakterisiert ist, wobei die Orientierung einer Facette jeweils einem zugehörigen charakteristischen Betrachtungswinkel entspricht, und
  • - das Graustufenbild von einer Vielzahl von Facetten des optisch variablen Flächenmusters erzeugt wird, wobei die unterschiedlichen Helligkeitswerte des Graustufenbilds durch unterschiedlich große Winkeldifferenzen zwischen dem charakteristischen Betrachtungswinkel der an der Bilderzeugung beteiligten Facetten und dem vorgegebenen Betrachtungswinkel erzeugt werden, wobei kleinere Winkeldifferenzen helleren Graustufen und größere Winkeldifferenzen dunkleren Graustufen entsprechen.
According to a first aspect of the invention, a security element of the type mentioned at the outset generates a predetermined gray-scale image with different brightness values when viewed in reflected light at a predetermined viewing angle. It is provided that
  • the optically variable surface pattern is formed from a plurality of essentially ray-optically acting facets, the lateral dimensions of which are below 100 μm and their orientation in each case by an angle of inclination α against the plane of the surface pattern and through an azimuth angle φ is characterized in the plane of the surface pattern, the orientation of a facet each corresponding to an associated characteristic viewing angle, and
  • - The grayscale image is generated from a large number of facets of the optically variable surface pattern, the different brightness values of the grayscale image being generated by differently large angle differences between the characteristic viewing angle of the facets involved in the image generation and the specified viewing angle, with smaller angle differences lighter gray levels and larger angle differences correspond to darker shades of gray.

Die Erfindung beruht in diesem Aspekt auf dem Gedanken, dass strahlenoptisch wirkende Facetten in der Praxis nicht in einen einzigen, unendlich scharfen Winkel reflektieren, sondern stets in einen gewissen Raumwinkelbereich um diesen charakteristischen Betrachtungswinkel herum. Diese Reflexion kann auch und/ oder durch Lichtquellen mit einer räumlichen Ausdehnung und/ oder durch Streulicht hervorgerufen werden. Entspricht der Beobachtungswinkel dem charakteristischen Betrachtungswinkel, auf den eine Facette durch ihre Orientierung ausgelegt ist, so erscheint sie mit der maximal möglichen Helligkeit. Mit zunehmender Abweichung des Beobachtungswinkels vom charakteristischen Betrachtungswinkel nimmt die Helligkeit der Facette ab, bis schließlich kein Licht mehr in die Beobachtungsrichtung reflektiert wird. Durch gezielte Fehlorientierungen, also die gezielte Einstellung von Winkeldifferenzen zwischen dem charakteristischen Betrachtungswinkel einer Facette und der intendierten Beobachtungsrichtung, lassen sich daher Helligkeitsabstufungen in einem Graustufenbild erzeugen, ohne dass die Oberfläche der Facetten verändert oder mit zusätzlichen absorbierenden Strukturen belegt werden muss.In this aspect, the invention is based on the idea that, in practice, facets which act optically do not reflect in a single, infinitely sharp angle, but always in a certain solid angle range around this characteristic viewing angle. This reflection can also and / or be caused by light sources with a spatial extent and / or by scattered light. If the viewing angle corresponds to the characteristic viewing angle for which a facet is designed due to its orientation, it appears with the maximum possible brightness. With increasing deviation of the viewing angle from the characteristic viewing angle, the brightness of the facet decreases until finally no more light is reflected in the viewing direction. Through targeted misorientation, i.e. the targeted setting of angle differences between the characteristic viewing angle of a facet and the intended viewing direction, it is possible to generate brightness gradations in a grayscale image without changing the surface of the facets or having to cover them with additional absorbent structures.

Die eine gegebene Winkeldifferenz aufweisenden Facetten weisen in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung unterschiedliche Kombinationen von Azimutwinkel und Neigungswinkel auf, um die gegebene Winkeldifferenz zu erzeugen. Mit Vorteil sind Azimutwinkel und/ oder Neigungswinkel, die eine gegebene Winkeldifferenz erzeugen, unregelmäßig, insbesondere zufällig oder quasizufällig verteilt.In a preferred embodiment of the invention, the facets having a given angle difference have different combinations of azimuth angle and angle of inclination in order to generate the given angle difference. Azimuth angles and / or angles of inclination which generate a given angle difference are advantageously distributed irregularly, in particular randomly or quasi-randomly.

In einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung ist das Flächenmuster in mehrere Zonen unterteilt, wobei die eine gegebene Winkeldifferenz aufweisenden Facetten innerhalb jeder Zone des Flächenmusters jeweils denselben Azimutwinkel und Neigungswinkel aufweisen. Zwischen unterschiedlichen Zonen, insbesondere zwischen benachbarten Zonen, unterscheiden sich Azimutwinkel und/oder Neigungswinkel allerdings vorzugsweise deutlich, so dass die Zonen abseits des vorgegebenen Betrachtungswinkels zueinander kontrastierend in Erscheinung treten.In another, likewise advantageous embodiment, the surface pattern is subdivided into several zones, the facets having a given angle difference within each zone of the surface pattern each having the same azimuth angle and angle of inclination. However, azimuth angles and / or angles of inclination preferably differ significantly between different zones, in particular between adjacent zones, so that the zones appear in contrast to one another apart from the predetermined viewing angle.

Die genannten Zonen können insbesondere in Form von Zeichen oder Mustern ausgebildet sein, so dass abseits des vorgegebenen Betrachtungswinkels ein zusätzliches graphisches Muster oder eine zusätzliche Information sichtbar wird. Das zusätzliches Muster bzw. die zusätzliche Information kann insbesondere unerwünschte Negativbilder des Graustufenbilds überdecken und unkenntlich machen.The named zones can in particular be designed in the form of characters or patterns, so that an additional graphic pattern or additional information becomes visible away from the specified viewing angle. The additional pattern or the additional information can, in particular, cover undesired negative images of the gray-scale image and make them unrecognizable.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass

  • - das optisch variable Flächenmuster neben dem in dem genannten ersten Betrachtungswinkel erzeugten ersten Graustufenbild ein in einem zweiten, unterschiedlichen, vorgegebenen Betrachtungswinkel ein zweites vorgegebenes Graustufenbild mit unterschiedlichen Helligkeitswerten erzeugt, wobei
  • - das erste und zweite Graustufenbild jeweils von einer Vielzahl von Facetten des optisch variablen Flächenmusters erzeugt werden, wobei die unterschiedlichen Helligkeitswerte des ersten bzw. zweiten Graustufenbilds durch unterschiedlich große Winkeldifferenzen zwischen dem charakteristischen Betrachtungswinkel der an der Bilderzeugung jeweils beteiligten Facetten und dem vorgegebenen ersten bzw. zweiten Betrachtungswinkel erzeugt werden, wobei kleinere Abweichungen helleren Graustufen und größere Abweichungen dunkleren Graustufen entsprechen.
In an advantageous development of the invention it is provided that
  • the optically variable surface pattern, in addition to the first gray-level image generated in the said first viewing angle, generates a second predetermined gray-level image with different brightness values in a second, different, predetermined viewing angle, wherein
  • - the first and second gray-scale image are each generated from a plurality of facets of the optically variable surface pattern, the different brightness values of the first and second gray-scale image due to differently large angle differences between the characteristic viewing angle of the facets involved in the image generation and the specified first or Second viewing angle are generated, with smaller deviations corresponding to lighter gray levels and larger deviations correspond to darker gray levels.

Die an der Erzeugung des ersten bzw. zweiten Graustufenbilds jeweils beteiligten Facetten sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung regelmäßig, insbesondere rasterartig verschachtelt angeordnet. Ebenfalls mit Vorteil können alternativ die an der Erzeugung des ersten bzw. zweiten Graustufenbilds jeweils beteiligten Facetten unregelmäßig, insbesondere zufällig oder quasizufällig verteilt angeordnet sein.The facets involved in the generation of the first or second gray level image are arranged in an advantageous embodiment regularly, in particular in a grid-like manner, nested. Alternatively, the facets involved in the generation of the first or second gray level image can also advantageously be arranged irregularly, in particular randomly or quasi-randomly distributed.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die an der Erzeugung des ersten Graustufenbilds beteiligten Facetten bezogen auf den zweiten Betrachtungswinkel jeweils eine große, vorzugsweise sogar die maximale Winkeldifferenz auf. Umgekehrt weisen auch die an der Erzeugung des zweiten Graustufenbilds beteiligten Facetten bezogen auf den ersten Betrachtungswinkel jeweils eine große, vorzugsweise sogar die maximale Winkeldifferenz auf.In a preferred embodiment, the facets involved in the generation of the first gray level image each have a large, preferably even the maximum, angle difference with respect to the second viewing angle. Conversely, the facets involved in the generation of the second grayscale image also each have a large, preferably even the maximum, angle difference in relation to the first viewing angle.

Es versteht sich, dass das optisch variable Flächenmuster neben dem zweiten Graustufenbild in analoger Weise auch weitere Graustufenbilder erzeugen kann.It goes without saying that the optically variable surface pattern can also generate further gray-scale images in an analogous manner in addition to the second gray-scale image.

Gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung erzeugt ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art bei Betrachtung in reflektiertem Licht in einem vorgegebenen Betrachtungswinkel zwei oder mehr vorgegebene Graustufenbilder mit unterschiedlichen Helligkeitswerten. Dabei ist vorgesehen, dass

  • - das optisch variable Flächenmuster aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen strahlenoptisch wirkenden Facetten gebildet ist, deren laterale Abmessungen unterhalb von 100 µm liegen und deren Orientierung jeweils durch einen Neigungswinkel α gegen die Ebene des Flächenmusters und durch einen Azimutwinkel φ in der Ebene des Flächenmusters charakterisiert ist, wobei die Orientierung einer Facette jeweils einem zugehörigen charakteristischen Betrachtungswinkel entspricht,
  • - jedes Graustufenbild von einer Vielzahl von Facetten des optisch variablen Flächenmusters erzeugt wird, wobei die unterschiedlichen Helligkeitswerte eines Bildpunkts des jeweiligen Graustufenbilds durch den Flächenanteil der diesem Bildpunkt zugeordneten Facetten erzeugt wird, deren charakteristischen Betrachtungswinkel dem vorgegebenen Betrachtungswinkel des Graustufenbilds entspricht, wobei größere Flächenanteile helleren Graustufen und kleinere Flächenanteile dunkleren Graustufen entsprechen, und
  • - der charakteristische Betrachtungswinkel derjenigen Facetten, die keinem der vorgegebenen Betrachtungswinkel eines Graustufenbilds entsprechen, für alle Graustufenbilder einem gemeinsamen, vorgegebenen Nebenwinkel entsprechen.
According to a second aspect of the invention, a security element of the type mentioned at the beginning generates two or more predetermined gray-scale images with different brightness values when viewed in reflected light at a predetermined viewing angle. It is provided that
  • the optically variable surface pattern is formed from a plurality of essentially ray-optically acting facets, the lateral dimensions of which are below 100 μm and their orientation in each case by an angle of inclination α against the plane of the surface pattern and through an azimuth angle φ is characterized in the plane of the surface pattern, the orientation of a facet each corresponding to an associated characteristic viewing angle,
  • - Each grayscale image is generated from a large number of facets of the optically variable surface pattern, the different brightness values of a pixel of the respective grayscale image being generated by the area portion of the facets assigned to this pixel, the characteristic viewing angle of which corresponds to the specified viewing angle of the gray scale image, with larger surface portions being lighter gray levels and smaller areas correspond to darker shades of gray, and
  • the characteristic viewing angle of those facets which do not correspond to any of the predetermined viewing angles of a gray level image correspond to a common, predetermined secondary angle for all gray level images.

Die Erfindung beruht in diesem Aspekt auf dem Gedanken, die Helligkeit der Bildpunkte der Graustufenbilder durch den Flächenanteil von Facetten einzustellen, die in den zugehörigen vorgegebenen Betrachtungswinkel reflektieren. Der Flächenanteil kann für die hellsten Bildpunkte 100% und für die dunkelsten Bildpunkte 0% betragen und für graue Bildpunkte entsprechende Zwischenwerte zwischen 0% und 100% annehmen. Die Besonderheit besteht dabei darin, dass alle Facetten, die nicht in einen der vorgegebenen Betrachtungswinkel reflektieren, gleich ausgerichtet sind, und zwar so, dass sie alle in einen gemeinsamen Nebenwinkel reflektieren. Während die Graustufenbilder somit alle jeweils einzeln in den zugehörigen Betrachtungswinkeln sichtbar sind, überlagern sich die unerwünschten Negativdarstellungen alle in dem Nebenwinkel und werden dadurch stark unkenntlich gemacht.In this aspect, the invention is based on the idea of increasing the brightness of the pixels Set grayscale images by the area proportion of facets that reflect in the associated predetermined viewing angle. The area portion can be 100% for the brightest image points and 0% for the darkest image points and assume corresponding intermediate values between 0% and 100% for gray image points. The special feature here is that all facets that do not reflect into one of the specified viewing angles are aligned in the same way, in such a way that they all reflect into a common secondary angle. While the grayscale images are thus all individually visible in the associated viewing angles, the undesirable negative representations are all superimposed in the secondary angle and are thereby made very unrecognizable.

Der Nebenwinkel unterscheidet sich vorzugsweise möglichst stark von den vorgegebenen Betrachtungsrichtungen. Beispielsweise kann der Winkel zwischen dem Nebenwinkel und jeder der vorgegebenen Betrachtungsrichtungen mehr als 40°, insbesondere mehr als 50° oder sogar mehr als 60° betragen.The secondary angle preferably differs as much as possible from the specified viewing directions. For example, the angle between the secondary angle and each of the predetermined viewing directions can be more than 40 °, in particular more than 50 ° or even more than 60 °.

In beiden Erfindungsaspekten weisen die Facetten vorteilhaft laterale Abmessungen unterhalb von 50 µm, bevorzugt unterhalb von 30 µm, besonders bevorzugt unterhalb von 15 µm auf.In both aspects of the invention, the facets advantageously have lateral dimensions below 50 μm, preferably below 30 μm, particularly preferably below 15 μm.

In beiden Erfindungsaspekten weist zumindest eines der vorgegebenen Graustufenbilder vorteilhaft scharf begrenzte Motivbereiche. Die Motivbereiche weisen vorzugsweise eine Auflösung von mehr als 170 dpi, insbesondere mehr als 500 dpi, vorzugsweise mehr als 2000 dpi, auf. Die erreichbare Auflösung ist dabei auf Linienstärken von etwa 150 µm begrenzt. Mit den oben beschriebenen Sicherheitselementen können deutlich feinere Linienstärken bis herab zu weniger als 10 µm erzeugt werden. Dadurch wird nicht nur eine deutlich größere Gestaltungsfreiheit für den Designer erreicht, auch die Fälschungssicherheit wird bedeutend verbessert.In both aspects of the invention, at least one of the predefined gray-scale images advantageously has sharply delimited subject areas. The motif areas preferably have a resolution of more than 170 dpi, in particular more than 500 dpi, preferably more than 2000 dpi. The achievable resolution is limited to a line width of around 150 µm. With the security elements described above, clearly finer line widths down to less than 10 µm can be produced. This not only gives the designer much greater freedom of design, it also significantly improves protection against forgery.

Enthält das Flächenmuster mehrere Graustufenbilder, so unterscheiden sich die jeweiligen vorgegebenen Betrachtungsrichtungen vorteilhaft möglichst stark voneinander. Beispielsweise kann der Winkel zwischen den vorgegebenen Betrachtungsrichtungen zweier Graustufenbilder mehr als 40°, insbesondere mehr als 50° oder sogar mehr als 60° betragen.If the surface pattern contains several gray-scale images, then the respective predetermined viewing directions advantageously differ from one another as much as possible. For example, the angle between the predetermined viewing directions of two gray-scale images can be more than 40 °, in particular more than 50 ° or even more than 60 °.

In beiden Erfindungsaspekten kann vorgesehen sein, dass die Winkeldifferenz zwischen dem ersten und zweiten Betrachtungswinkel von zwei Graustufenbilder sehr groß ist, und vorzugsweise größer 70° beträgt. Somit befindet sich ein Nebenwinkel, d.h. der Betrachtungswinkel des gemeinsamen Negativs der Graustufenbilder zwischen den jeweiligen Graustufenbildern. Das jeweilige Graustufenbild kann bei Betrachtung in seinem Betrachtungswinkel sehr gut erkannt werden, ohne vom Negativ des anderen Graustufenbilds bzw. der anderen Graustufenbilder gestört zu werden. Insbesondere können durch Überlagerung der jeweiligen Negativdarstellungen der Graustufenbilder diese stark unkenntlich gemacht werden.In both aspects of the invention it can be provided that the angle difference between the first and second viewing angles of two gray-scale images is very large, and is preferably greater than 70 °. Thus there is a minor angle, i.e. the viewing angle of the common negative of the grayscale images between the respective grayscale images. The respective grayscale image can be recognized very well when viewed from its viewing angle without being disturbed by the negative of the other grayscale image or the other grayscale images. In particular, by overlaying the respective negative representations of the gray-scale images, these can be made very unrecognizable.

Die Negativdarstellungen der Graustufenbilder können mithilfe mehrerer Gruppen von Facetten, die jeweils unterschiedlich ausgerichtet sind, auf mehrere Nebenwinkel aufgeteilt werden. Die Gruppen von Facetten sind vorzugsweise zufällig ausgebildet, orientiert und/oder angeordnet und können eine bestimmte, vorzugsweise eine zufällige Form, insbesondere ein zufälliges Muster aufweisen. Somit wäre beispielsweise eine kombinierte Darstellung einer Negativdarstellung möglich, wonach die jeweiligen Negativdarstellungen nahezu unkenntlich für den Betrachter werden.The negative representations of the grayscale images can be divided into several secondary angles with the help of several groups of facets, which are each aligned differently. The groups of facets are preferably formed, oriented and / or arranged randomly and can have a specific, preferably random shape, in particular a random pattern. Thus, for example, a combined representation of a negative representation would be possible, after which the respective negative representations become almost unrecognizable for the viewer.

In beiden Erfindungsaspekten weist zumindest eine Facette, insbesondere eine Gruppe von Facetten, und/ oder ein Flächenmuster eine Beschichtung auf. In einer Ausgestaltung kann die Beschichtung eine Color-Shift-Beschichtung, d.h. eine entsprechend dem Betrachtungswinkel farbändernde Beschichtung, sein. Die Color-Shift-Beschichtung umfasst beispielsweise mehrere Schichten, eine Absorberschicht und ein Dielektrikum und gegebenenfalls eine Reflektorschicht, umfassen. Die Absorberschicht weist beispielsweise eine Schicht basierend Chrom, Aluminium und/ oder Silber auf, die Schicht des Dielektrikums ist eine Schicht umfassend beispielsweise SiO2. Die Oberfläche der Facette, auf der die Beschichtung aufgebracht wird, kann bereits als Reflektor dienen. In einer Ausgestaltung kann die Beschichtung zusätzlich die Reflektorschicht, basierend Chrom, Aluminium und/ oder Silber, umfassen. In einer Ausgestaltung kann die Beschichtung eine Kombination von wenigsten einem Metall, anorganischen Material und/ oder einer transluzenten Druckfarbe umfassen, wobei auch eine Kombination von Metallen, und/ oder anorganischen Materialien und/ oder transluzenten Druckfarben alleine oder miteinander vorgesehen sein kann.In both aspects of the invention, at least one facet, in particular a group of facets, and / or a surface pattern has a coating. In one embodiment, the coating can be a color shift coating, ie a coating that changes color in accordance with the viewing angle. The color shift coating comprises, for example, several layers, an absorber layer and a dielectric and optionally a reflector layer. The absorber layer has, for example, a layer based on chromium, aluminum and / or silver, the layer of the dielectric is a layer comprising, for example, SiO 2 . The surface of the facet on which the coating is applied can already serve as a reflector. In one embodiment, the coating can additionally comprise the reflector layer based on chromium, aluminum and / or silver. In one embodiment, the coating can comprise a combination of at least one metal, inorganic material and / or one translucent printing ink, wherein a combination of metals and / or inorganic materials and / or translucent printing inks can be provided alone or with one another.

In einer Ausgestaltung beider Erfindungsaspekten kann vorgesehen sein, dass eine Gruppe von Facetten und/ oder ein Flächenmuster aus Facetten in Kombination mit einem Hologramm und/ oder Mikrospiegeln und/ oder Mikrolinsen vorliegt. Somit können unterschiedliche optische Effekte miteinander kombiniert werden, so dass beispielsweise zusätzlich diffraktive Effekte erzeugt werden können. Die Fälschungssicherheit des Sicherheitselements ist dadurch deutlich erhöht, da zur Herstellung mehrere aufwändige Schritte und Prozesse notwendig sind.In one embodiment of both aspects of the invention, it can be provided that a group of facets and / or a surface pattern of facets in combination with a hologram and / or micromirrors and / or microlenses is present. Different optical effects can thus be combined with one another, so that, for example, additional diffractive effects can be generated. The security element's security against forgery is thereby significantly increased, since several complex steps and processes are necessary for production.

In einer Ausgestaltung beider Erfindungsaspekten kann vorgesehen sein, dass eine Gruppe von Facetten und/ oder ein Flächenmuster aus Facetten verschachtelt mit einem Hologramm und/ oder Mikrospiegeln und/ oder Mikrolinsen vorliegt. Auch hier ist Fälschungssicherheit des Sicherheitselements dadurch deutlich erhöht, da zur Herstellung mehrere aufwändige Schritte und Prozesse notwendig sind. Die einzelnen Flächenmuster und Hologramm-, Mikrospielgel- und/oder Mikrolinsenflächenbereiche sind dabei derart klein ausgewählt, dass nicht jeder Flächenbereich einzeln vom Betrachter gesehen werden kann, jedoch in Kombination miteinander. Die Flächenbereiche und/ oder Flächenmuster weisen vorzugsweise eine durchschnittliche Länge und Breite von maximal 100 µm auf. Die Flächenbereiche und/ oder Flächenmuster sind vorzugsweise schachbrettartig zueinander angeordnet.In one embodiment of both aspects of the invention, it can be provided that a group of facets and / or a surface pattern of facets is interleaved with a hologram and / or micromirrors and / or microlenses. Here, too, the security element's security against counterfeiting is significantly increased because several complex steps and processes are necessary for production. The individual surface patterns and hologram, microgame gel and / or micro lens surface areas are selected to be so small that not every surface area can be seen individually by the viewer, but in combination with one another. The surface areas and / or surface patterns preferably have an average length and width of at most 100 μm. The surface areas and / or surface patterns are preferably arranged in a checkerboard manner to one another.

Neben den beschriebenen Sicherheitselementen selbst enthält die Erfindung auch einen Datenträger mit einem der Sicherheitselemente der beschriebenen Art, wobei das Sicherheitselement sowohl in einem opaken Bereich des Datenträgers als auch in oder über einem transparenten Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung des Datenträgers angeordnet sein kann. Bei dem Datenträger kann es sich insbesondere um ein Wertdokument, wie eine Banknote, insbesondere eine Papierbanknote, eine Polymerbanknote oder eine Folienverbundbanknote, um eine Aktie, eine Anleihe, eine Urkunde, einen Gutschein, einen Scheck, eine hochwertige Eintrittskarte, aber auch um eine Ausweiskarte, wie etwa eine Kreditkarte, eine Bankkarte, eine Barzahlungskarte, eine Berechtigungskarte, einen Personalausweis oder eine Passpersonalisierungsseite handeln.In addition to the described security elements themselves, the invention also contains a data carrier with one of the security elements of the type described, wherein the security element can be arranged both in an opaque area of the data carrier and in or above a transparent window area or a continuous opening in the data carrier. The data carrier can in particular be a value document, such as a bank note, in particular a paper bank note, a polymer bank note or a film composite bank note, a share, a bond, a certificate, a voucher, a check, a high-quality admission ticket, but also an identity card such as a credit card, a bank card, a cash card, an authorization card, an identity card or a passport personalization page.

Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.Further exemplary embodiments as well as advantages of the invention are explained below with reference to the figures, in the representation of which a reproduction true to scale and proportion was dispensed with in order to increase the clarity.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen, optisch variablen Sicherheitselement,
  • 2 eine Veranschaulichung der bei der Reflexion an einer Facette in der vorliegenden Erfindung relevanten Richtungen mit einer den Beobachtungsraum darstellenden Halbsphäre,
  • 3 in (a) den visuellen Eindruck eines Graustufenbilds bei Betrachtung aus dem zugehörigen vorgegebenen Betrachtungswinkel, und in (b) den visuellen Eindruck des Graustufenbilds aus einem stark verkippten Betrachtungswinkel,
  • 4 in (a) und (b) eine Darstellung wie in 3 für ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 5 in (a) und (b) eine Darstellung wie in 3 und 4 für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 6 eine Veranschaulichung der Wahl der charakteristischen Betrachtungswinkel der Facetten in einem Ausführungsbeispiel mit zwei Graustufenbildern,
  • 7 eine Veranschaulichung der Ausrichtung der Facetten in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
  • 8 eine Veranschaulichung der Ausrichtung der Facetten in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Show it:
  • 1 a schematic representation of a bank note with an optically variable security element according to the invention,
  • 2 an illustration of the directions relevant for the reflection on a facet in the present invention with a hemisphere representing the observation space,
  • 3 in (a) the visual impression of a grayscale image when viewed from the associated specified viewing angle, and in (b) the visual impression of the grayscale image from a strongly tilted viewing angle,
  • 4th in (a) and (b) a representation as in 3 for another embodiment of the invention,
  • 5 in (a) and (b) a representation as in 3 and 4th for a further embodiment of the invention,
  • 6th an illustration of the choice of the characteristic viewing angles of the facets in an exemplary embodiment with two gray-scale images,
  • 7th an illustration of the orientation of the facets in a further embodiment of the invention, and
  • 8th an illustration of the orientation of the facets in a further embodiment of the invention.

Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einem erfindungsgemäßen, optisch variablen Sicherheitselement 12 in Form eines aufgeklebten Transferelements. Es versteht sich allerdings, dass die Erfindung nicht auf Transferelemente und Banknoten beschränkt ist, sondern bei allen Arten von Sicherheitselementen eingesetzt werden kann, beispielsweise bei Etiketten auf Waren und Verpackungen oder bei der Absicherung von Dokumenten, Ausweisen, Pässen, Kreditkarten, Gesundheitskarten und dergleichen. Bei Banknoten und ähnlichen Dokumenten kommen neben Transferelementen beispielsweise auch Sicherheitsfäden oder Sicherheitsstreifen in Betracht.The invention will now be explained using the example of security elements for bank notes. 1 shows a schematic representation of a bank note 10 with an optically variable security element according to the invention 12 in the form of a glued-on transfer element. It goes without saying, however, that the invention is not limited to transfer elements and banknotes, but can be used with all types of security elements, for example with labels on goods and packaging or with the protection of documents, ID cards, passports, credit cards, health cards and the like. In the case of banknotes and similar documents, in addition to transfer elements, security threads or security strips can also be considered.

Das in 1 gezeigte Sicherheitselement 12 enthält ein optisch variables Flächenmuster 14, das bei Betrachtung in reflektiertem Licht in einem ersten vorgegebenen Betrachtungswinkel 16-A ein erstes Graustufenbild 18-A und in einem zweiten, unterschiedlichen Betrachtungswinkel 16-B ein zweites Graustufenbild 18-B erzeugt. Die Graustufenbilder enthalten jeweils mehrere, beispielsweise 16,32 oder mehr unterschiedliche Helligkeitswerte (Graustufen), so dass die dargestellten Bilder sehr realistisch wirken. Insbesondere können die Graustufenbilder Porträts 18-A, heraldische Symbole 18-B oder Hoheitszeichen darstellen.This in 1 shown security element 12 contains an optically variable surface pattern 14th that when viewed in reflected light at a first predetermined viewing angle 16-A a first grayscale image 18-A and from a second, different viewing angle 16-B a second grayscale image 18-B generated. The grayscale images each contain several, for example 16, 32 or more different brightness values (grayscale), so that the images shown appear very realistic. In particular, the grayscale images can be portraits 18-A , heraldic symbols 18-B or represent national emblems.

Das optisch variable Flächenmuster 14 ist in an sich bekannter Weise aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen strahlenoptisch wirkenden Facetten 20 gebildet, deren laterale Abmessungen unterhalb von 100 µm liegen und deren Orientierung jeweils durch einen Neigungswinkel gegen die Ebene des Flächenmusters und durch einen Azimutwinkel in der Ebene des Flächenmusters charakterisiert ist. Eine solche Facette 20 ist in 2 schematisch dargestellt. Die für die vorliegende Erfindung relevanten Richtungen sind mit Hilfe der Halbsphäre S veranschaulicht, die den zur Verfügung stehenden Beobachtungsraum darstellt.The optically variable surface pattern 14th is in a manner known per se from a plurality of essentially ray-optically acting facets 20th formed whose lateral dimensions are below 100 μm and whose orientation is characterized in each case by an angle of inclination with respect to the plane of the surface pattern and by an azimuth angle in the plane of the surface pattern. Such a facet 20th is in 2 shown schematically. Those relevant to the present invention Directions are with the help of the hemisphere S. illustrates, which represents the available observation space.

Das Graustufenbild 18-A ist bei senkrechter Beleuchtung 22 auf Betrachtung aus einem Betrachtungswinkel 16-A ausgelegt, der im Ausführungsbeispiel einen Winkel von 25° mit der senkrechten Beleuchtungsrichtung 22 bildet. In gleicher Weise ist das Graustufenbild 18-B auf Betrachtung aus einem Betrachtungswinkel 16-B ausgelegt (in 2 nicht gezeigt), der im Ausführungsbeispiel in zum Winkel 16-A entgegengesetzter Kipprichtung ebenfalls einen Winkel von 25° mit der senkrechten Beleuchtungsrichtung 22 bildet. Der Wechsel zwischen den beiden Graustufenbildern 18-A, 18-B erfordert also eine Verkippung 15 der Banknote 10 um 2*25° = 50° oder einen entsprechenden Wechsel der Betrachtungsrichtung.The grayscale image 18-A is with vertical lighting 22nd on viewing from one angle 16-A designed, which in the exemplary embodiment an angle of 25 ° with the perpendicular direction of illumination 22nd forms. The grayscale image is the same 18-B on viewing from one angle 16-B designed (in 2 not shown), which in the exemplary embodiment in to the angle 16-A opposite tilt direction also an angle of 25 ° with the vertical direction of illumination 22nd forms. The change between the two grayscale images 18-A , 18-B therefore requires tilting 15th of the banknote 10 by 2 * 25 ° = 50 ° or a corresponding change in the viewing direction.

Das Prinzip der Erfindung wird nun zunächst anhand eines einzelnen Graustufenbilds 18-A näher erläutert.The principle of the invention will now be explained first on the basis of a single grayscale image 18-A explained in more detail.

Mit Bezug auf 2 ist jede der Facetten 20 des Flächenmusters 14 durch einen Neigungswinkel α gegen die Ebene des Flächenmusters und durch einen Azimutwinkel φ in der Ebene des Flächenmusters bezogen auf eine Referenzrichtung R charakterisiert. Neigungswinkel und Azimutwinkel einer Facette 20 legen jeweils einen zugehörigen charakteristischen Betrachtungswinkel 24 der Facette fest. Wie oben beschrieben haben die vorliegenden Erfinder erkannt, dass durch die Wahl der Winkeldifferenz δ zwischen dem charakteristischen Betrachtungswinkel 24 einer Facette 20 und dem Betrachtungswinkel 16-A des Graustufenbilds der Helligkeitswert dieser Facette 20 im Graustufenbild eingestellt werden kann. Kleinere Winkeldifferenzen δ erzeugten dabei hellere Graustufen, während größere Winkeldifferenzen δ dunklere Graustufen erzeugen.Regarding 2 is each of the facets 20th of the surface pattern 14th by an angle of inclination α against the plane of the surface pattern and through an azimuth angle φ in the plane of the surface pattern based on a reference direction R. characterized. The inclination angle and azimuth angle of a facet 20th each place an associated characteristic viewing angle 24 the facet firmly. As described above, the present inventors have recognized that by selecting the angle difference δ between the characteristic viewing angle 24 one facet 20th and the viewing angle 16-A of the grayscale image, the brightness value of this facet 20th can be set in the grayscale image. Smaller angle differences δ generated lighter shades of gray, while larger angle differences δ produce darker shades of gray.

Wie anhand der Halbsphäre S der 2 ersichtlich ist, gibt es für eine gewünschten Winkeldifferenz δ zum Beobachtungswinkel 16-A nicht nur einen geeigneten charakteristischen Betrachtungswinkel 24 der zugehörigen Facette, sondern es existiert eine Vielzahl solcher charakteristischer Betrachtungswinkel, die auf der Halbsphäre S in einem Kreis 26 um den Beobachtungswinkel 16-A herum angeordnet sind.As with the hemisphere S. the 2 can be seen, there is a desired angular difference δ to the observation angle 16-A not just a suitable characteristic viewing angle 24 of the associated facet, but there is a multitude of such characteristic viewing angles which are on the hemisphere S. in a circle 26th around the viewing angle 16-A are arranged around.

Unter Ausnutzung dieser Erkenntnis können Flächenmuster 14 mit Graustufenbildern erzeugt werden, die ein besonders vorteilhaftes Verhalten beim starken Verkippen aus dem vorgegebenen Betrachtungswinkel heraus aufweisen.Using this knowledge, surface patterns 14th can be generated with grayscale images, which have a particularly advantageous behavior when tilted strongly from the specified viewing angle.

Zunächst zeigt 3 in (a) schematisch den visuellen Eindruck eines Graustufenbilds 30 bei Betrachtung aus dem vorgegebenen Betrachtungswinkel. Zur Illustration wird angenommen, dass der Betrachtungswinkel einer Verkippung um +25° in Richtung der positiven x-Achse des Flächenmusters entspricht. Die Helligkeitswerte der verschiedenen Bildpunkte reichen von sehr hell (Bildpunkte 32) bis sehr dunkel (Bildpunkte 34) und sind durch Facetten erzeugt, deren Winkeldifferenz δ zum vorgegebenen Betrachtungswinkel von einem sehr kleinen Wert (beispielsweise 0°) bis zu einem sehr großen Wert (beispielsweise 50°) reichen. Anders als in der vereinfachten Darstellung der 3(a) gibt es in dem Graustufenbild auch viele Grau-Zwischenwerte zwischen den hellsten und dunkelsten Bildpunkten 32,34. First shows 3 in (a) schematically the visual impression of a grayscale image 30th when viewed from the specified viewing angle. For illustration, it is assumed that the viewing angle corresponds to a tilt of + 25 ° in the direction of the positive x-axis of the surface pattern. The brightness values of the various pixels range from very bright (pixels 32 ) to very dark (pixels 34 ) and are created by facets, their angular difference δ range from a very small value (for example 0 °) to a very large value (for example 50 °) for the given viewing angle. Unlike the simplified representation of the 3 (a) there are also many intermediate gray values between the lightest and darkest image points 32, 34 in the grayscale image.

Im der Darstellung der 3 sind die Facetten 20 zur Erzeugung der verschiedenen Graustufen jeweils in Richtung der negativen x-Achse um die erforderliche Winkeldifferenz δ gekippt. Betrachtet der Nutzer das Sicherheitselement 12 nun in einem tatsächlichen Betrachtungswinkel, der sich stark von dem vorgegeben Betrachtungswinkel unterscheidet, so verändert sich das Erscheinungsbild des ursprünglichen Graustufenbilds 30 stark. Bei Verkippung aus dem vorgegeben Betrachtungswinkel in Richtung der negativen x-Achse entsteht nach mehreren Zwischenbildern schließlich im Wesentlichen eine Darstellung 36 mit invertierten Helligkeiten, wie schematisch in 3(b) dargestellt. Die stark verkippten Facetten der Bildpunkte 34, die aus der vorgegebenen Betrachtungsrichtung dunkel wirken, erscheinen dann hell, während die im Wesentlichen in die vorgegebene Betrachtungsrichtung weisenden Facetten der Bildpunkte 32, die aus der vorgegebene Betrachtungsrichtung hell wirken, nunmehr dunkel erscheinen.I'm depicting the 3 are the facets 20th to generate the different gray levels in the direction of the negative x-axis by the required angle difference δ tilted. The user looks at the security element 12 now at an actual viewing angle which differs greatly from the specified viewing angle, the appearance of the original gray-scale image changes 30th strong. When tilting from the specified viewing angle in the direction of the negative x-axis, a representation essentially arises after several intermediate images 36 with inverted brightnesses, as shown schematically in 3 (b) shown. The strongly tilted facets of the pixels 34 that appear dark from the specified viewing direction then appear light, while the facets of the image points that essentially point in the specified viewing direction 32 that appear light from the specified viewing direction now appear dark.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 sind die Facetten 20 zur Erzeugung der verschiedenen Graustufen des Graustufenbilds 40 für eine gewünschte Winkeldifferenz δ mit unterschiedlichen Kombinationen von Azimutwinkel und Neigungswinkel vorgesehen. Beispielsweise können die charakteristischen Betrachtungswinkel 24 für eine gewünschte Winkeldifferenz δ unregelmäßig oder quasizufällig entlang des Kreises 26 der 2 verteilt sein, so dass alle Punkte des Kreises 26 mit etwa gleicher Wahrscheinlichkeit besetzt sind. Alle die so erzeugten Facetten weisen dieselbe Winkeldifferenz δ zum vorgegebenen Betrachtungswinkel 16-A auf, sie erscheinen aus diesem Betrachtungswinkel daher alle mit derselben Graustufe.In the embodiment of 4th are the facets 20th to generate the various gray levels of the gray level image 40 for a desired angle difference δ provided with different combinations of azimuth and tilt angles. For example, the characteristic viewing angle 24 for a desired angle difference δ irregular or quasi-random along the circle 26th the 2 be distributed so that all points of the circle 26th are occupied with approximately the same probability. All the facets generated in this way have the same angle difference δ at the given viewing angle 16-A they all appear with the same gray level from this viewing angle.

Wird so für alle Graustufen, bzw. für alle zugehörigen Winkeldifferenzen vorgegangen, so ist der in 4(a) schematisch gezeigte Bildeindruck 40 des Graustufenbilds aus dem vorgegebenen Betrachtungswinkel identisch zu dem Bildeindruck 30 des Graustufenbilds der 3(a).If this is the procedure for all gray levels or for all associated angle differences, the in 4 (a) schematically shown image impression 40 of the grayscale image from the specified viewing angle is identical to the image impression 30th of the grayscale image of the 3 (a) .

Ein deutlicher Unterschied ergibt sich allerdings bei Betrachtung des Graustufenbilds abseits des vorgegeben Betrachtungswinkels, wie in 4(b) illustriert. Die stark verkippten Facetten der Bildpunkte 34, die aus der vorgegebenen Betrachtungsrichtung der 4(a) dunkel wirken, erscheinen deutlich weniger hell als im Ausführungsbeispiel der 3(b), da ihre charakteristische Betrachtungswinkel für jede Winkeldifferenz δ eine breite Verteilung entlang der Kurve 26 aufweisen. Analog erscheinen die aus der vorgegebenen Betrachtungsrichtung hell wirkenden Facetten auch weniger dunkel als bei 3(b), da auch sie eine, wenn auch weniger stark ausgedehnte Winkelverteilung aufweisen. Insgesamt ergibt sich bei starker Verkippung ein deutlich unauffälligeres Erscheinungsbild 46 mit stärker aneinander angeglichenen Helligkeiten. Ein solches unauffälligeres Erscheinungsbild ist insbesondere bei Portraits oder Naturdarstellungen erwünscht, die in invertierter Darstellung oft unnatürlich wirken.However, there is a clear difference when viewing the grayscale image away from the specified viewing angle, as in 4 (b) illustrated. The strongly tilted facets of the pixels 34 from the specified viewing direction of the 4 (a) appear dark, appear significantly less bright than in the exemplary embodiment of 3 (b) as their characteristic viewing angle for each angle difference δ a wide distribution along the curve 26th exhibit. Similarly, the facets that appear light from the specified viewing direction also appear less dark than in 3 (b) , since they too have an angular distribution, albeit a less extensive one. Overall, a significantly less noticeable appearance results in the event of severe tilting 46 with more closely aligned brightnesses. Such an inconspicuous appearance is particularly desirable for portraits or depictions of nature, which often appear unnatural in inverted depictions.

Mit der Ausgestaltung gemäß 4 wird nunmehr bei Betrachtung des Graustufenbilds abseits des vorgegeben Betrachtungswinkels ausgehend der Darstellung 30 der 3a bzw. Darstellung 40 gemäß 4a weitgehend keine Darstellung 36 mit invertierten Helligkeiten, wie schematisch in 3(b) gezeigt, für den Betrachter sichtbar, sondern es ergibt sich nur noch das deutlich unauffälligere Erscheinungsbild 46 gemäß 4b.With the design according to 4th is now based on the representation when viewing the grayscale image away from the specified viewing angle 30th the 3a or representation 40 according to 4a largely no representation 36 with inverted brightnesses, as shown schematically in 3 (b) shown, visible to the viewer, but it only results in the much more inconspicuous appearance 46 according to 4b .

Mit Bezug auf 5 kann eine starke Abschwächung der störenden invertierten Darstellung bei starker Verkippung auch dadurch erreicht werden, dass das Flächenmuster 14 motivförmig in unterschiedliche Zonen eingeteilt wird. Die Facetten, die zu einer gegebenen Winkeldifferenz δ gehören, werden dann innerhalb einer Zone jeweils mit demselben Azimutwinkel und Neigungswinkel ausgebildet werden, die Ausrichtung von Azimutwinkel und/oder Neigungswinkel in benachbarten Zonen unterscheidet sich aber möglichst stark. Beispielsweise wird das Flächenmuster in zwei ineinander verschachtelte, kreuzförmige Zonen 52, 54 aufgeteilt, wie in 5(b) gezeigt. Die Verkippung der Facetten 20 erfolgt in der ersten Zone 52 in Richtung der positiven y-Achse, in der Zone 54 dagegen in Richtung der negativen y-Achse, jeweils um die erforderliche Winkeldifferenz δ.Regarding 5 a strong weakening of the disturbing inverted display in the case of strong tilting can also be achieved by the surface pattern 14th is divided into different zones according to the motif. The facets that lead to a given angular difference δ belong, will then each be formed with the same azimuth angle and angle of inclination within a zone, but the alignment of the azimuth angle and / or angle of inclination in adjacent zones differs as much as possible. For example, the surface pattern is divided into two nested, cross-shaped zones 52 , 54 split as in 5 (b) shown. The tilting of the facets 20th takes place in the first zone 52 in the direction of the positive y-axis, in the zone 54 however, in the direction of the negative y-axis, in each case by the required angle difference δ .

Da die so erzeugten Facetten alle dieselbe Winkeldifferenz δ zum vorgegebenen Betrachtungswinkel aufweisen, erscheinen sie aus dem vorgegebenen Betrachtungswinkel wieder mit derselben Graustufe, so dass sich der in 5(a) schematisch gezeigte Bildeindruck 50 des Graustufenbilds nicht von dem Bildeindruck 30 bzw. 40 der Graustufenbilder der 3(a) bzw. 4(a) unterscheidet.Because the facets created in this way all have the same angular difference δ at the specified viewing angle, they appear again with the same gray level from the specified viewing angle, so that the in 5 (a) schematically shown image impression 50 of the grayscale image does not depend on the image impression 30th or. 40 the grayscale images of the 3 (a) or. 4 (a) differs.

Bei einer starken Verkippung des Graustufenbilds aus dem von dem vorgegeben Betrachtungswinkel ergibt sich allerdings das in 5(b) schematisch dargestellte Erscheinungsbild 56. Die Facetten sind in den Zonen 52, 54 jeweils stark unterschiedlich orientiert und weisen abseits des vorgegeben Betrachtungswinkel somit unterschiedliche Helligkeiten auf, so dass dem invertierten Portrait 58 ein deutlich sichtbares Kreuzmuster 52, 54 überlagert ist. Das Kreuzmuster kann den Bildeindruck bei starker Verkippung auch dominieren und das störende invertierte Erscheinungsbild des Portraits in den Hintergrund rücken.However, if the grayscale image is tilted from the specified viewing angle, this results in 5 (b) appearance shown schematically 56 . The facets are in the zones 52 , 54 each oriented very differently and thus have different brightnesses apart from the specified viewing angle, so that the inverted portrait 58 a clearly visible cross pattern 52 , 54 is superimposed. The cross pattern can also dominate the impression of the picture in the event of a strong tilt and move the disturbing inverted appearance of the portrait into the background.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zwei Zonen 52 und 54 so stark unterschiedlich orientiert, dass beim dargestellten Betrachtungswinkel das invertierte Portrait 58 nur noch in den Zonen 52 erkennbar ist, die Zonen 54 dominieren aber das Erscheinungsbild 56 derart, dass im Wesentlichen diese Zonen 54 erkennbar sind. Der Betrachter wird deshalb nur im Wesentlichen das Muster mit den dunkel gemusterten Kreuzen, d.h. das Muster der Zonen 54, erkennen.In the illustrated embodiment, the two are zones 52 and 54 so differently oriented that the inverted portrait at the viewing angle shown 58 only in the zones 52 is recognizable, the zones 54 but dominate the appearance 56 such that essentially these zones 54 are recognizable. The viewer will therefore only essentially see the pattern with the darkly patterned crosses, ie the pattern of the zones 54 , detect.

Bei einem anderen, nicht dargestellten, Ausführungsbeispiel könnte bei einem Betrachtungswinkel das invertierte Portrait 58 nur (im Wesentlichen) in den Zonen 54 erkennbar sein, wobei die Zonen 52 so ausgestaltet sind, dass sie das Erscheinungsbild 56 dominieren, sodass im Wesentlichen die Ausgestaltung der Zonen 52 erkennbar sind und nicht die Zonen 54 mit invertiertem Portrait.In another exemplary embodiment, not shown, the inverted portrait could be used at one viewing angle 58 only (essentially) in the zones 54 be recognizable, the zones 52 are designed to match the appearance 56 dominate, so that essentially the design of the zones 52 are recognizable and not the zones 54 with inverted portrait.

In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die zwei Zonen 52, 54 so ausgebildet sein, dass sie zwar das invertierte Portrait 58 entsprechend dem Flächenbereichen der Zonen 52, 54 darstellen, jedoch nur in einem entsprechenden Betrachtungswinkel. Das invertierte Portrait 58 ist somit nie vollständig sichtbar sondern nur ein Teil davon. Das invertierte Portrait 58 ist deshalb nur noch kaum sichtbar.In an embodiment not shown, the two zones 52 , 54 be designed in such a way that they have the inverted portrait 58 according to the area of the zones 52 , 54 represent, but only from a corresponding viewing angle. The inverted portrait 58 is therefore never completely visible but only part of it. The inverted portrait 58 is therefore only barely visible.

In einem weiteren, nicht dargestellten, Ausführungsbeispiel können anstatt zwei Zonen 52, 54 drei oder mehr Zonen vorgesehen werden. Jede dieser Zonen weist Facetten auf, die bezüglich den Facetten in den anderen Zonen unterschiedlich orientiert sind. Somit wird, wie bereits bei dem Ausführungsbeispiel mit zwei Zonen das invertierte Portrait 58 in den drei oder mehr Zonen aufgeteilt, so dass der Betrachter nicht das vollständige invertierte Portrait 58 sehen kann, sondern nur einen Bruchteil davon. Insbesondere kann dabei der sichtbare Anteil des invertierten Portraits 58 so unvollständig und hinsichtlich der Größe so klein dargestellt sein, dass das invertierte Portrait 58 für den Betrachter für das bloße Auge nicht sichtbar ist. In a further, not shown, embodiment, instead of two zones 52 , 54 three or more zones can be provided. Each of these zones has facets which are oriented differently with respect to the facets in the other zones. As in the case of the exemplary embodiment with two zones, the portrait is thus inverted 58 divided into the three or more zones so that the viewer does not see the full inverted portrait 58 can see but only a fraction of it. In particular, the visible part of the inverted portrait 58 so incomplete and so small in size that the inverted portrait 58 is not visible to the viewer for the naked eye.

Weitere Gestaltungsmöglichkeiten ergeben sich, wenn das optisch variable Flächenmuster 14 in unterschiedlichen Betrachtungswinkeln zwei oder mehr vorgegebene Graustufenbilder erzeugt, wie beispielsweise die Graustufenbilder 18-A, 18-B der 1.Further design options arise when the optically variable surface pattern 14th two or more predetermined gray-scale images are generated at different viewing angles, such as the gray-scale images 18-A , 18-B the 1 .

Die an der Erzeugung der verschiedenen Graustufenbilder jeweils beteiligten Facetten können dazu beispielsweise rasterartig verschachtelt angeordnet sein. Beispielsweise können die Facetten für die Erzeugung zweier Graustufenbilder 18-A, 18-B schachbrettartig angeordnet sein, wobei die „weißen“ Felder der Erzeugung des ersten Graustufenbilds 18-A, die „schwarzen“ Felder der Erzeugung des zweiten Graustufenbilds 18-B dienen. Es ist allerdings auch möglich, die Facetten für die Erzeugung der verschiedenen Graustufenbilder unregelmäßig, beispielsweise zufällig verteilt anzuordnen. Hierzu kann etwa für jede Facettenposition eine Zufallszahl Z aus dem Intervall [0,1[ erzeugt werden und die Position mit einer Facette für das erste Graustufenbild 18-A belegt werden, wenn Z < 0,5 ist, ansonsten mit einer Facette für zweite Graustufenbild 18-B.The facets involved in the generation of the various gray-scale images can for this purpose, for example, be nested in a grid-like manner. For example, you can use the facets to create two grayscale images 18-A , 18-B be arranged like a checkerboard, with the "white" fields generating the first grayscale image 18-A , the "black" fields of the generation of the second grayscale image 18-B serve. However, it is also possible to arrange the facets for the generation of the different gray-scale images in an irregular manner, for example in a random manner. For this purpose, a random number Z can be generated from the interval [0,1 [for each facet position and the position with a facet for the first gray level image 18-A can be assigned if Z <0.5, otherwise with a facet for the second grayscale image 18-B .

Die vorgegebenen Betrachtungswinkel der verschiedenen Graustufenbilder 18-A, 18-B unterscheiden sich vorteilhaft möglichst stark voneinander.The given viewing angles of the various grayscale images 18-A , 18-B advantageously differ from one another as much as possible.

6 illustriert die Wahl der charakteristischen Betrachtungswinkel der Facetten 20 des Flächenmusters 14 in einem Ausführungsbeispiel mit zwei Graustufenbildern 18-A, 18-B, die jeweils auf Betrachtung aus einem vorgegebenen Betrachtungswinkel 16-A bzw. 16-B ausgelegt sind. Wie im Zusammenhang mit 2 erläutert, gibt es bei der Wahl des charakteristischen Betrachtungswinkels einer Facette 20 des ersten Graustufenbilds 18-A grundsätzlich für jede gewünschte Winkeldifferenz δ eine Vielzahl von in Frage kommenden charakteristischen Betrachtungswinkeln, die auf der Halbsphäre S auf einem Kreis 26 mit Öffnungswinkel δ um den Beobachtungswinkel 16-A herum angeordnet sind. 6th illustrates the choice of the characteristic viewing angles of the facets 20th of the surface pattern 14th in one embodiment with two grayscale images 18-A , 18-B each based on viewing from a given viewing angle 16-A or. 16-B are designed. As related to 2 explained, there is the choice of the characteristic viewing angle of a facet 20th of the first grayscale image 18-A basically for any desired angle difference δ a multitude of possible characteristic viewing angles which are on the hemisphere S. on a circle 26th with opening angle δ around the viewing angle 16-A are arranged around.

Um nun die Darstellung des zweiten Graustufenbilds 18-B in dessen vorgegebenen Betrachtungswinkel 16-B möglichst wenig zu stören, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn für die Facetten 20 des ersten Graustufenbilds 18-A bezogen auf den zweiten Betrachtungswinkel 16-B jeweils ein charakteristischer Betrachtungswinkel aus einem Bereich 60 gewählt wird, der eine große, vorzugsweise sogar die maximale Winkeldifferenz zum zweiten Betrachtungswinkel 16-B aufweist. In diesem Fall erscheint die Facette 20 nämlich bei Betrachtung des zweiten Graustufenbilds 18-B aus dem Betrachtungswinkel 16-B dunkel und stört nur wenig. Würde der charakteristische Betrachtungswinkel der Facette 20 dagegen aus einem Bereich 62 gewählt, der nahe am Betrachtungswinkel 16-B liegt, so reflektiert die Facette 20 stark in Richtung des Betrachtungswinkels 16-B und erzeugt dort einen hellen, störenden Lichtreflex.Now to the representation of the second grayscale image 18-B in its given viewing angle 16-B To disturb as little as possible, it has proven to be advantageous if for the facets 20th of the first grayscale image 18-A based on the second viewing angle 16-B each a characteristic viewing angle from one area 60 is chosen which has a large, preferably even the maximum, angle difference to the second viewing angle 16-B having. In this case the facet appears 20th namely when viewing the second grayscale image 18-B from the viewing angle 16-B dark and only a little disturbing. Would be the characteristic viewing angle of the facet 20th however, from one area 62 chosen that is close to the viewing angle 16-B lies, so reflects the facet 20th strong in the direction of the viewing angle 16-B and creates a bright, disruptive light reflex there.

Diese Auswahl wird nicht nur mit Bezug auf die Facetten des ersten Graustufenbilds 18-A bezogen auf den zweiten Betrachtungswinkel 16-B, sondern umgekehrt auch für die Facetten des zweiten Graustufenbilds 18-B bezogen auf den ersten Betrachtungswinkel 16-A durchgeführt, so dass sich die beiden Graustufenbilder gegenseitig möglichst wenig stören.This selection is not just made with respect to the facets of the first grayscale image 18-A based on the second viewing angle 16-B but also vice versa for the facets of the second grayscale image 18-B based on the first viewing angle 16-A performed so that the two grayscale images interfere as little as possible.

Mit Bezug auf 7 wird eine alternative Möglichkeit der Ausrichtung der Facetten 20 zur Erzeugung der Graustufen und zur Darstellung mehrerer Graustufenbilder in einem Flächenmuster erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jede Facette 20 mit einer Wahrscheinlichkeit W gemäß dem vorgegebenen Betrachtungswinkel 16-A bzw. 16-B des zugehörigen Graustufenbilds 18-A bzw. 18-B ausgerichtet, die der Helligkeit des zugehörigen Bildpunkts im Graustufenbild 18-A bzw. 18-B entspricht. Beispielsweise kann die Wahrscheinlichkeit W für die hellsten Bildpunkte gleich 1, für die dunkelsten Bildpunkte gleich 0 sein und für graue Bildpunkte entsprechende Zwischenwerte zwischen 0 und 1 annehmen.Regarding 7th becomes an alternative way of aligning the facets 20th for the generation of gray levels and for the display of several gray level images in a surface pattern. In this embodiment, each facet 20th with a probability W according to the given viewing angle 16-A or. 16-B of the associated grayscale image 18-A or. 18-B aligned with the brightness of the associated pixel in the grayscale image 18-A or. 18-B corresponds. For example, the probability W can be 1 for the brightest pixels, 0 for the darkest pixels and assume corresponding intermediate values between 0 and 1 for gray pixels.

Die vorgegebenen Betrachtungswinkel der einzelnen Darstellungen sollen sich auch hier möglichst stark voneinander unterscheiden. Alle Facetten 20, die nicht nach dem vorgegebenen Betrachtungswinkel 16-A, 16-B ihres jeweiligen Graustufenbilds ausgerichtet werden, werden ausgerichtet um in Richtung eines vorgegebenen Nebenwinkels 16-C zu reflektieren, der für alle Graustufenbilder gleich ist, sich aber von den vorgegebenen Betrachtungswinkeln 16-A, 16-B möglichst stark unterscheidet.The specified viewing angles of the individual representations should also differ from one another as much as possible here. All facets 20th that are not according to the given viewing angle 16-A , 16-B of their respective grayscale image are aligned in the direction of a predetermined secondary angle 16-C to reflect, which is the same for all grayscale images, but differs from the given viewing angles 16-A , 16-B differs as much as possible.

Auf diese Weise werden alle Graustufenbilder 18-A, 18-B unter ihren jeweiligen vorgegebenen Betrachtungswinkeln 16-A, 16-B einzeln sichtbar, während die invertierten Darstellungen aller Graustufenbilder nur gemeinsam als Überlagerung 18-C in dem Nebenwinkel 16-C sichtbar werden. Durch die Überlagerung sind die Negativdarstellungen der Graustufenbilder 18-A, 18-B stark unkenntlich gemacht und vergleichsweise wenig störend.This way, all of the images will be grayscale 18-A , 18-B under their respective given viewing angles 16-A , 16-B individually visible, while the inverted representations of all grayscale images only together as an overlay 18-C in the side corner 16-C become visible. The negative representations of the grayscale images are due to the overlay 18-A , 18-B made very unrecognizable and comparatively little disturbing.

In der 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel, ähnlich der 6 und 7 dargestellt. Jedoch ist vorgesehen, dass die Winkeldifferenz zwischen dem ersten und zweiten Betrachtungswinkel 16-A und 16-B der Graustufenbilder 18-A bzw. 18-B sehr groß ist, und vorzugsweise größer 70° beträgt. Somit befindet sich der Nebenwinkel 16-C, d.h. der Betrachtungswinkel des gemeinsamen Negativs der Graustufenbilder 18-A bzw. 18-B zwischen den jeweiligen Graustufenbildern 18-A bzw. 18-B. Somit kann das jeweilige Graustufenbild 18-A bzw. 18-B sehr gut erkannt werden, ohne vom Negativ des anderen Graustufenbilds 18-B bzw. 18-A gestört zu werden. Insbesondere werden durch Überlagerung der jeweiligen Negativdarstellungen der Graustufenbilder 18-A, 18-B diese stark unkenntlich gemacht.In the 8th is another embodiment, similar to FIG 6th and 7th shown. However, it is provided that the angle difference between the first and second viewing angles 16-A and 16-B the grayscale images 18-A or. 18-B is very large, and is preferably greater than 70 °. The secondary angle is thus located 16-C , ie the viewing angle of the common negative of the grayscale images 18-A or. 18-B between the respective grayscale images 18-A or. 18-B . Thus, the respective grayscale image 18-A or. 18-B can be recognized very well without being affected by the negative of the other grayscale image 18-B or. 18-A to be disturbed. In particular, by superimposing the respective negative representations of the gray-scale images 18-A , 18-B this made highly unrecognizable.

Die Negativdarstellungen der Graustufenbilder 18-A, 18-B können mithilfe mehrerer Gruppen von Facetten, die jeweils unterschiedlich ausgerichtet sind, auf mehrere Nebenwinkel aufgeteilt werden. Die Gruppen von Facetten sind vorzugsweise zufällig ausgebildet, orientiert und/oder angeordnet und können eine bestimmte, vorzugsweise eine zufällige Form, insbesondere ein zufälliges Muster aufweisen. Somit wäre beispielsweise eine kombinierte Darstellung einer Negativdarstellung gemäß den 4 und 5 möglich, wonach die jeweiligen Negativdarstellungen nahezu unkenntlich für den Betrachter werden.The negative representations of the grayscale images 18-A , 18-B can be divided into several minor angles using several groups of facets, each oriented differently. The groups of facets are preferably formed, oriented and / or arranged randomly and can have a specific, preferably random shape, in particular a random pattern. A combined representation of a negative representation according to FIGS 4th and 5 possible, after which the respective negative representations are almost unrecognizable for the viewer.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
BanknoteBanknote
1212
SicherheitselementSecurity element
1414th
optisch variables Flächenmusteroptically variable surface pattern
1515th
VerkippungTilt
16-A, 16-B16-A, 16-B
vorgegebene Betrachtungswinkelpredetermined viewing angles
16-C16-C
NebenwinkelSecondary angle
18-A, 18-B18-A, 18-B
GraustufenbilderGrayscale images
2020th
Facettefacet
2222nd
senkrechte Beleuchtungsrichtungvertical direction of illumination
2424
charakteristischer Betrachtungswinkelcharacteristic viewing angle
2626th
Kreis um BeobachtungswinkelCircle around observation angle
3030th
GraustufenbildGrayscale image
32, 3432, 34
BildpunktePixels
3636
Graustufenbild bei VerkippungGrayscale image when tilted
4040
GraustufenbildGrayscale image
4646
Graustufenbild bei VerkippungGrayscale image when tilted
5050
GraustufenbildGrayscale image
52,5452.54
ZonenZones
5656
Graustufenbild bei VerkippungGrayscale image when tilted
5858
invertiertes Portraitinverted portrait
60,6260.62
BereicheAreas
SS.
HalbsphäreHemisphere
RR.
ReferenzrichtungReference direction
αα
NeigungswinkelInclination angle
φφ
AzimutwinkelAzimuth angle
δδ
WinkeldifferenzAngular difference

Claims (13)

Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, mit einem optisch variablen Flächenmuster, das bei Betrachtung in reflektiertem Licht in einem vorgegebenen Betrachtungswinkel ein vorgegebenes Graustufenbild mit unterschiedlichen Helligkeitswerten erzeugt, wobei - das optisch variable Flächenmuster aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen strahlenoptisch wirkenden Facetten gebildet ist, deren laterale Abmessungen unterhalb von 100 µm liegen und deren Orientierung jeweils durch einen Neigungswinkel α gegen die Ebene des Flächenmusters und durch einen Azimutwinkel φ in der Ebene des Flächenmusters charakterisiert ist, wobei die Orientierung einer Facette jeweils einem zugehörigen charakteristischen Betrachtungswinkel entspricht, und - das Graustufenbild von einer Vielzahl von Facetten des optisch variablen Flächenmusters erzeugt wird, wobei die unterschiedlichen Helligkeitswerte des Graustufenbilds durch unterschiedlich große Winkeldifferenzen zwischen dem charakteristischen Betrachtungswinkel der an der Bilderzeugung beteiligten Facetten und dem vorgegebenen Betrachtungswinkel erzeugt werden, wobei kleinere Winkeldifferenzen helleren Graustufen und größere Winkeldifferenzen dunkleren Graustufen entsprechen.Security element for protecting objects of value, with an optically variable surface pattern which, when viewed in reflected light at a predetermined viewing angle, generates a predetermined gray-scale image with different brightness values, wherein - The optically variable surface pattern is formed from a plurality of essentially ray-optically acting facets whose lateral dimensions are below 100 µm and whose orientation is characterized in each case by an angle of inclination α against the plane of the surface pattern and by an azimuth angle φ in the plane of the surface pattern , wherein the orientation of a facet corresponds in each case to an associated characteristic viewing angle, and - The grayscale image is generated from a large number of facets of the optically variable surface pattern, the different brightness values of the grayscale image being generated by differently large angle differences between the characteristic viewing angle of the facets involved in the image generation and the specified viewing angle, with smaller angle differences lighter gray levels and larger angle differences correspond to darker shades of gray. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine gegebene Winkeldifferenz aufweisenden Facetten unterschiedliche Kombinationen von Azimutwinkel und Neigungswinkel aufweisen, um die gegebene Winkeldifferenz zu erzeugen.Security element after Claim 1 , characterized in that the facets having a given angular difference have different combinations of azimuth angle and tilt angle in order to generate the given angular difference. Sicherheitselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Azimutwinkel und/oder Neigungswinkel, die eine gegebene Winkeldifferenz erzeugen, unregelmäßig, insbesondere zufällig oder quasizufällig verteilt sind.Security element after Claim 2 , characterized in that azimuth angles and / or angles of inclination, which generate a given angle difference, are distributed irregularly, in particular randomly or quasi-randomly. Sicherheitselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenmuster in mehrere Zonen unterteilt ist, wobei die eine gegebene Winkeldifferenz aufweisenden Facetten innerhalb jeder Zone des Flächenmusters jeweils denselben Azimutwinkel und Neigungswinkel aufweisen, und wobei sich die Azimutwinkel und/ oder Neigungswinkel vorteilhaft zwischen unterschiedlichen Zonen deutlich unterscheiden, so dass die Zonen abseits des vorgegebenen Betrachtungswinkels zueinander kontrastierend in Erscheinung treten.Security element after Claim 2 , characterized in that the surface pattern is divided into several zones, the facets having a given angle difference within each zone of the surface pattern each having the same azimuth angle and angle of inclination, and the azimuth angle and / or angle of inclination advantageously differ significantly between different zones, so that the zones away from the appear in contrast to one another at a given viewing angle. Sicherheitselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonen in Form von Zeichen oder Mustern ausgebildet sind.Security element after Claim 4 , characterized in that the zones are designed in the form of characters or patterns. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass - das optisch variable Flächenmuster neben dem in dem genannten ersten Betrachtungswinkel erzeugten ersten Graustufenbild ein in einem zweiten, unterschiedlichen, vorgegebenen Betrachtungswinkel ein zweites vorgegebenes Graustufenbild mit unterschiedlichen Helligkeitswerten erzeugt, wobei - das erste und zweite Graustufenbild jeweils von einer Vielzahl von Facetten des optisch variablen Flächenmusters erzeugt werden, wobei die unterschiedlichen Helligkeitswerte des ersten bzw. zweiten Graustufenbilds durch unterschiedlich große Winkeldifferenzen zwischen dem charakteristischen Betrachtungswinkel der an der Bilderzeugung jeweils beteiligten Facetten und dem vorgegebenen ersten bzw. zweiten Betrachtungswinkel erzeugt werden, wobei kleinere Abweichungen helleren Graustufen und größere Abweichungen dunkleren Graustufen entsprechen.Security element according to at least one of the Claims 1 to 5 , characterized in that - the optically variable surface pattern, in addition to the first gray-scale image generated in the said first viewing angle, generates a second predetermined gray-scale image with different brightness values in a second, different, predetermined viewing angle, the first and second gray-scale image each from a plurality of Facets of the optically variable surface pattern are generated, the different brightness values of the first and second gray scale image being generated by differently large angle differences between the characteristic viewing angle of the respective facets involved in the generation of the image and the specified first or second viewing angle, with smaller deviations lighter gray levels and larger deviations correspond to darker shades of gray. Sicherheitselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Erzeugung des ersten bzw. zweiten Graustufenbilds jeweils beteiligten Facetten regelmäßig, insbesondere rasterartig verschachtelt angeordnet sind.Security element after Claim 6 , characterized in that the facets involved in the generation of the first or second gray level image are arranged regularly, in particular nested in a grid-like manner. Sicherheitselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Erzeugung des ersten bzw. zweiten Graustufenbilds jeweils beteiligten Facetten unregelmäßig, insbesondere zufällig oder quasizufällig verteilt angeordnet sind.Security element after Claim 6 , characterized in that the facets involved in the generation of the first or second gray level image are distributed irregularly, in particular randomly or quasi-randomly. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Erzeugung des ersten Graustufenbilds beteiligten Facetten bezogen auf den zweiten Betrachtungswinkel jeweils eine große, vorzugsweise sogar die maximale Winkeldifferenz aufweisen, und umgekehrt.Security element according to at least one of the Claims 6 to 8th , characterized in that the facets involved in the generation of the first grayscale image each have a large, preferably even the maximum angle difference with respect to the second viewing angle, and vice versa. Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, mit einem optisch variablen Flächenmuster, das bei Betrachtung in reflektiertem Licht in einem vorgegebenen Betrachtungswinkel zwei oder mehr vorgegebene Graustufenbilder mit unterschiedlichen Helligkeitswerten erzeugt, wobei - das optisch variable Flächenmuster aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen strahlenoptisch wirkenden Facetten gebildet ist, deren laterale Abmessungen unterhalb von 100 µm liegen und deren Orientierung jeweils durch einen Neigungswinkel α gegen die Ebene des Flächenmusters und durch einen Azimutwinkel φ in der Ebene des Flächenmusters charakterisiert ist, wobei die Orientierung einer Facette jeweils einem zugehörigen charakteristischen Betrachtungswinkel entspricht, - jedes Graustufenbild von einer Vielzahl von Facetten des optisch variablen Flächenmusters erzeugt wird, wobei die unterschiedlichen Helligkeitswerte eines Bildpunkts des jeweiligen Graustufenbilds durch den Flächenanteil der diesem Bildpunkt zugeordneten Facetten erzeugt wird, deren charakteristischen Betrachtungswinkel dem vorgegebenen Betrachtungswinkel des Graustufenbilds entspricht, wobei größere Flächenanteile helleren Graustufen und kleinere Flächenanteile dunkleren Graustufen entsprechen, und - der charakteristische Betrachtungswinkel derjenigen Facetten, die keinem der vorgegebenen Betrachtungswinkel eines Graustufenbilds entsprechen, für alle Graustufenbilder einem gemeinsamen, vorgegebenen Nebenwinkel entsprechen.Security element for securing objects of value, with an optically variable surface pattern which, when viewed in reflected light at a predetermined viewing angle, generates two or more predetermined gray-scale images with different brightness values, wherein - The optically variable surface pattern is formed from a plurality of essentially ray-optically acting facets whose lateral dimensions are below 100 µm and whose orientation is characterized in each case by an angle of inclination α against the plane of the surface pattern and by an azimuth angle φ in the plane of the surface pattern , whereby the orientation of a facet corresponds to an associated characteristic viewing angle, - Each grayscale image is generated from a large number of facets of the optically variable surface pattern, the different brightness values of a pixel of the respective grayscale image being generated by the area portion of the facets assigned to this pixel, the characteristic viewing angle of which corresponds to the specified viewing angle of the gray scale image, with larger surface portions being lighter gray levels and smaller areas correspond to darker shades of gray, and the characteristic viewing angle of those facets which do not correspond to any of the predetermined viewing angles of a gray level image correspond to a common, predetermined secondary angle for all gray level images. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Facetten laterale Abmessungen unterhalb von 50 µm, bevorzugt unterhalb von 30 µm, besonders bevorzugt unterhalb von 15 µm aufweisen.Security element according to at least one of the Claims 1 to 10 , characterized in that the facets have lateral dimensions below 50 µm, preferably below 30 µm, particularly preferably below 15 µm. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der vorgegebenen Graustufenbilder scharf begrenzte Motivbereiche mit einer Randlinie mit einer Breite von weniger als 100 µm, insbesondere weniger als 50 µm aufweist.Security element according to at least one of the Claims 1 to 11 , characterized in that at least one of the specified gray scale images has sharply delimited motif areas with an edge line with a width of less than 100 µm, in particular less than 50 µm. Datenträger mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12.Data carrier with a security element according to one of the Claims 1 to 12 .
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