CN113840740B - 具有光学可变的表面图案的防伪元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于为有价物品提供安全保障的防伪元件(12)，其具有光学可变的表面图案(14)，所述防伪元件在预设的观察角(16‑A)以反射光观察时产生具有不同的亮度值的预设的灰度图像(18‑A)，其中，光学可变的表面图案(14)由多个基本上以辐射光学的方式作用的棱面(20)形成，所述棱面的横向尺寸小于100μm并且所述棱面的定向分别以相对于表面图案(14)的平面的倾斜角α和处于表面图案(14)的平面中的方位角

为特征，其中，棱面的定向分别相应于配属的特征观察角(24)，并且灰度图像(18‑A)由光学可变的表面图案(14)的多个棱面(20)产生，其中，灰度图像(18‑A)的不同的亮度值通过参与图像产生的棱面(20)的特征观察角(24)与预设的观察角(16‑A)之间的不同大小的角差(δ)产生，其中，较小的角差相应于较亮的灰度并且较大的角差相应于较暗的灰度。

Description

具有光学可变的表面图案的防伪元件

技术领域

本发明涉及一种用于为有价物品提供安全保障的具有光学可变的表面图案的防伪元件以及装备有这种防伪元件的数据载体。

背景技术

数据载体、例如有价文件或者证件，或者其它的有价物品、例如名牌商品和高价值的名牌商品的包装或者再包装通常配设有防伪元件以提供安全保障，所述防伪元件用于检验数据载体的真实性并且同时用作保护以防未经授权的复制。

在真实性保障中特别重要的是具有与观察角相关的效应的防伪元件，因为这些防伪元件本身用最现代的复印设备也不能复制。防伪元件在此装备有光学可变的元件，所述元件在不同的观察角下为观察者传递不同的图像印象并且例如根据观察角示出不同的颜色或者亮度印象和/或不同的图形花纹(Motiv)。

在防伪元件尤其是钞票中，通常将名人或者身居要职的人的肖像或者徽章图像或者其它徽章学符号和国徽用作图形花纹。在此，为了在物理上实现，通常使用全息图效应、微透镜特征或者微镜面元件。尽管全息图效应在此允许以高分辨率实现细丝工艺的花纹(或者说式样)，然而它们亮度相对较低并且因此取决于良好的照明。此外，观察角的略微改变已经导致错误颜色显示，这尤其对于肖像不那么具有吸引力。在微透镜特征中，可能由于技术原因当前只能以有限的分辨率显示符号，不能实现细丝工艺的花纹。迄今已知的微镜面元件是与照明无关地良好可见的，然而单独花纹的产生是非常耗费的。由微镜面产生的三维拱曲效应在视觉上也不是总具有足够吸引力，因为亮度变化不能或者只能以较高的耗费通过吸收光的纳米结构实现。

DE 10 2010 049 831 A1使用微镜面和一个花纹的两个视图，以便能够为观察者三维地显现花纹。具有微镜面的分区的量度等级借助格栅调节，所述格栅由看起来亮的或者暗的微镜面组成，可选地，可以调整所述分区中的微镜面的数量和/或尺寸。在DE 102008 046 128 A1中通过微型元件实现亚光结构，所述微型元件的参数随机地改变。灰度图像可以借助亮度不同的亚光结构显示。在DE 10 2016 015 393 A1中，使用一个区域中的微型亮区相对于微型暗区的相对面积份额，以便调节所述区域的灰度的亮度值。

发明内容

由此出发，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种本文开头所述类型的能够简单制造的防伪元件，其具有有吸引力的外观和较高的防伪安全性。

该技术问题按本发明通过如下技术方案解决。

按照本发明的第一方面，本文开头所述类型的防伪元件在预设的观察角以反射光观察时产生具有不同的亮度值的预设的灰度图像。在此规定，

-光学可变的表面图案由多个基本上以辐射光学的方式作用的棱面(Facetten)形成，所述棱面的横向尺寸小于100μm并且所述棱面的定向分别以相对于表面图案的平面的倾斜角α和处于表面图案的平面中的方位角

为特征，其中，棱面的定向分别相应于配属的特征观察角，并且

-灰度图像由光学可变的表面图案的多个棱面产生，其中，灰度图像的不同的亮度值通过参与图像产生的棱面的特征观察角与预设的观察角之间的不同大小的角差产生，其中，较小的角差相应于较亮的灰度并且较大的角差相应于较暗的灰度。

本发明在这个方面基于的构思是，以辐射光学的方式作用的棱面在实践中不是以唯一的、无限精确的角反射，而是总是在围绕这个特征观察角的一定空间角范围内反射。这种反射也可以和/或通过具有空间延伸的光源和/或通过散射光引起。如果观察角相应于特征观察角(棱面通过其定向针对所述特征观察角设计)，则棱面以最大可能的亮度显现。随着观察角与特征观察角的偏差的增大，棱面的亮度减小，直至最终不再有光沿着观察方向被反射。因此，通过有针对性地错误定向，即有针对性地调节棱面的特征观察角与想要的观察方向之间的角差，能够在灰度图像中产生亮度分级，而不改变棱面的表面或者不需要设置附加的吸收光的结构。

棱面通过其特征观察角与预设的观察角之间的角差(只针对预设的观察角)被分配或者说配置亮度值。所述分配可以按照棱面地、即以最大的分辨率并且与其它参数无关地进行。棱面针对其最大的观察角具有最大亮度并且针对预设的观察角具有取决于角差的减小的亮度值。

在本发明的优选设计方案中，具有给定的角差的棱面具有方位角与倾斜角的不同组合，以便产生给定的角差。因此，在灰度图像中，给定的角差的所述(或者所有)棱面尽管定向不同但仍产生给定的角差的相同的亮度值。然而同时避免了，这些棱面在不是相应于所述预设的观察角的观察角下不期望地对于观察者共同地突显。

有利的是，产生给定的角差的方位角和/或倾斜角不规则地、尤其是随机地或者类随机地分布。备选地可以考虑按照预设的模式的规则分布。

在其它同样有利的设计方案中，所述表面图案划分为多个分区，其中，具有给定的角差的棱面在表面图案的每个分区内分别具有相同的方位角和倾斜角。然而，方位角和/或倾斜角有利地在不同分区之间、尤其是在相邻分区之间明显不同，因此在预设的观察角之外的分区彼此形成对比地显现。

所述分区尤其能够以标志或者图案的形式设计，因此在预设的观察角之外能够看见附加的图形式的图案或者附加的信息。附加的图案或者附加的信息尤其可以覆盖灰度图像的不期望的负像并且使得负像不可见。

在本发明的有利的扩展设计中规定，

-所述光学可变的表面图案除了在所述第一观察角中产生的第一灰度图像之外在不同的预设的第二观察角中产生预设的第二灰度图像，所述第二灰度图像具有不同的亮度值，其中，

-第一和第二灰度图像分别由光学可变的表面图案的多个棱面产生，其中，第一或第二灰度图像的不同的亮度值通过分别参与图像产生的棱面的特征观察角与预设的第一或第二观察角之间的不同大小的角差产生，其中，较小的偏差相应于较亮的灰度并且较大的偏差相应于较暗的灰度。

在有利的设计方案中，分别参与第一或第二灰度图像的产生的棱面规则地、尤其是格栅状交错地布置。同样有利的是，分别参与第一或第二灰度图像的产生的棱面可以备选地不规则地、尤其是随机地或者类随机地分布地布置。

在优选的设计方案中，参与第一灰度图像的产生的棱面相对于第二观察角分别具有较大的、优选甚至最大的角差。相反地，参与第二灰度图像的产生的棱面也相对于第一观察角分别具有较大的、优选甚至最大的角差。

不言而喻的是，所述光学可变的表面图案除了第二灰度图像之外也能够以类似的方式产生其它的灰度图像。

按照本发明的第二方面，本文开头所述类型的防伪元件在预设的观察角以反射光观察时产生具有不同的亮度值的两个或者更多个预设的灰度图像。在此规定，

-光学可变的表面图案由多个基本上以辐射光学的方式作用的棱面形成，所述棱面的横向尺寸小于100μm并且所述棱面的定向分别以相对于表面图案的平面的倾斜角α和处于表面图案的平面中的方位角

为特征，其中，棱面的定向分别相应于配属的特征观察角，

-每个灰度图像由光学可变的表面图案的多个棱面产生，其中，相应的灰度图像的像点的不同亮度值通过配属于这个像点的棱面的面积份额产生，所述棱面的特征观察角相应于灰度图像的预设的观察角，其中，较大的面积份额相应于较亮的灰度并且较小的面积份额相应于较暗的灰度，并且

-没有相应于灰度图像的预设的观察角的那些棱面的特征观察角针对所有的灰度图像相应于共同的、预设的邻角。

本发明在这个方面基于的构思是，通过以对应的预设的观察角反射的棱面的面积份额调节灰度图像的像点的亮度。面积份额对应最亮的像点可以是100％并且对于最暗的像点可以是0％并且对于灰色像点可以具有0％至100％之间的中间值。在此的特点在于，所有不是以预设的观察角反射的棱面相同地定向，也就是它们全部以共同的邻角反射。因此，灰度图像全部分别单独地在对应的观察角中可见，而不期望的负像全部在邻角中叠加并且由此使得负像在很大程度上不可见。

邻角优选尽可能地与预设的观察方向具有很大不同。例如邻角与每个预设的观察方向之间的角可以大于40°、尤其大于50°或者甚至大于60°。

在本发明的两个方面中，所述棱面有利地具有小于50μm、优选小于30μm，特别优选小于15μm的横向尺寸。

在本发明的两个方面中，至少一个预设的灰度图像具有界限分明的花纹区域。所述花纹区域优选具有大于170dpi、尤其是大于500dpi、优选大于2000dpi的分辨率。在此，能够达到的分辨率局限于约150μm的线条宽度。通过上述防伪元件可以产生明显更细的低至小于10μm的线条宽度。由此不只对于设计者实现了明显更大的设计自由度，也明显改善了防伪安全性。

如果表面图案包含多个灰度图像，则相应的预设的观察方向有利地尽可能在很大程度上彼此不同。例如两个灰度图像的预设的观察方向之间的角可以大于40°、尤其大于50°或者甚至大于60°。

在本发明的两个方面中可以规定，两个灰度图像的第一和第二观察角之间的角差非常大，并且优选大于70°。因此，邻角、即灰度图像的共同的负像的观察角处于相应的灰度图像之间。相应的灰度图像在以其观察角观察时能够被非常好地识别出，而不会被一个或多个其它灰度图像的负像干扰。通过灰度图像的相应的负像的叠加可以使得这些负像在很大程度上不可见。

灰度图像的负像可以借助多组分别不同地定向的棱面划分到多个邻角上。棱面的组优选随机地设计、定向和/或布置并且可以具有确定的、优选随机的形状、尤其是随机的图案。因此例如可以组合地显示负像，由此使得相应的负像对于观察者几乎不可见。

在本发明的两个方面中，至少一个棱面、尤其是一组棱面和/或表面图案具有涂层。在一种设计方案中涂层可以是色移涂层，即相应于观察角变色的涂层。色移涂层例如包括多个层，即吸收器层和电介质并且必要时包括反射器层。吸收器层例如包括基于铬、铝和/或银的层，电介质层是包括例如SiO₂的层。棱面的被施加涂层的表面已经可以用作反射器。在一种设计方案中，涂层可以附加地包括基于铬、铝和/或银的反射器层。在一种设计方案中，涂层可以包括至少一种金属、无机材料和/或半透明的印刷颜料的组合，其中，也可以设置多种金属和/或多种无机材料和/或多种半透明的印刷颜料单独的组合或者相互的组合。

在本发明的两个方面的设计方案中可以规定，存在与全息图和/或微镜面和/或微透镜结合的棱面的组和/或由所述棱面组成的表面图案。因此不同的光学效应可以相互结合，从而例如可以附加地产生衍射效应。由此明显提高防伪元件的防伪安全性，因为需要更多耗费的步骤和工艺用于制造。

在本发明的两个方面的设计方案中可以规定，存在与全息图和/或微镜面和/或微透镜交错的棱面的组和/或由所述棱面组成的表面图案。在此也由此明显提高防伪元件的防伪安全性，因为需要更多耗费的步骤和工艺用于制造。在此，各个单独的表面图案和全息图、微镜面和/或微透镜的表面区域选择为这样小，使得观察者不能单独地看见每个表面区域，然而它们相互组合地是可见的。表面区域和/或表面图案优选具有最大100μm的平均长度和宽度。表面区域和/或表面图案优选彼此棋盘状地布置。

除了所述的防伪元件本身，本发明也包含一种数据载体，其具有所述类型的防伪元件，其中，防伪元件既可以布置在数据载体的不透明的区域中也可以布置在数据载体的透明的窗口区域或者贯穿的开口之中或之上。所述数据载体尤其可以是有价文件、如钞票、尤其是纸钞、聚合物钞票或者薄膜复合钞票，可以是股票、债券、证书、优惠券、支票、高价值的入场券，但也可以是证件卡、例如信用卡、银行卡、现金卡、权限卡、身份证或者护照个人页。

以下根据附图阐述本发明的其它实施例以及优点，在附图的视图中没有按照比例尺或者按比例地呈现，以便提高直观性。

附图说明

图1示出具有按照本发明的光学可变的防伪元件的钞票的示意图，

图2以显示观察空间的半球示出在本发明中的棱面上反射时重要的方向，

图3在(a)中示出在由对应的预设的观察角观察时的灰度图像的视觉印象并且在(b)中示出在由强烈倾斜的观察角观察时的灰度图像的视觉印象，

图4在(a)和(b)中示出针对本发明的其它实施例的如图3的视图，

图5在(a)和(b)中示出针对本发明的又一实施例的如图3的视图，

图6示出在具有两个灰度图像的实施例中对棱面的特征观察角的选择，

图7示出在本发明的又一实施例中的棱面的定向，并且

图8示出在本发明的又一实施例中的棱面的定向。

具体实施方式

现在以用于钞票的防伪元件为例阐述本发明。图1为此示出钞票10的示意图，所述钞票具有形式为粘接的转移元件的按照本发明的光学可变的防伪元件12。然而不言而喻的是，本发明不局限于转移元件和钞票，而是可以使用在所有类型的防伪元件中，例如在商品或者包装上的标签中或者在为文件、证件、护照、信用卡、健康卡等提供安全保障的情况下使用。对于钞票和类似的文件，除了转移元件例如也可以考虑防伪线或者防伪条。

在图1中示出的防伪元件12包含光学可变的表面图案14，其在预设的第一观察角16-A中以反射光观察时产生第一灰度图像18-A并且在以不同的第二观察角16-B观察时产生第二灰度图像18-B。灰度图像分别包含多个、例如16、32或者更多不同的亮度值(灰度)，因此所示的图像看起来非常逼真。灰度图像尤其可以显示肖像18-A、徽章学符号18-B或者国徽。

所述光学可变的表面图案14以本身已知的方式由多个基本上以辐射光学的方式作用的棱面20形成，所述棱面的横向尺寸小于100μm并且所述棱面的定向分别以相对于表面图案的平面的倾斜角和处于表面图案的平面中的方位角为特征。这种棱面20在图2中示意性地示出。对于本发明重要的方向借助半球S示出，所述半球显示可供使用的观察空间。

灰度图像18-A在垂直的照明22的情况下设计用于从观察角16-A观察，所述观察角在本实施例中与垂直的照明方向22形成25°的角。以相同的方式，灰度图像18-B设计用于从观察角16-B观察(在图2中未示出)，所述观察角在本实施例中沿着与角16-A相反的倾斜方向同样与垂直的照明方向22形成25°的角。在两个灰度图像18-A、18-B之间的转换需要将钞票10倾斜15角度2*25°＝50°或者相应地转换观察方向。

现在首先根据单独的灰度图像18-A详细阐述本发明的原理。

参照图2，表面图案14的每个棱面20以相对于表面图案的平面的倾斜角α和处于表面图案的平面中的关于参考方向R的方位角

为特征。棱面20的倾斜角和方位角分别确定棱面的对应的特征观察角24。如以上描述的那样，本发明的发明者已经认识到通过选择棱面20的特征观察角24与灰度图像的观察角16-A之间的角差δ可以调节这个棱面20在灰度图像中的亮度值。较小的角差δ在此产生较亮的灰度，而较大的角差δ产生较暗的灰度。

如根据图2的半球S可见的那样，对于与观察角16-A的期望的角差δ，不是只存在对应棱面的一个适当的特征观察角24，而是存在多个这种特征观察角，它们在半球S上以圆形26围绕观察角16-A地布置。

通过充分利用这个认知，可以产生具有灰度图像的表面图案14，它们在从预设的观察角强烈地倾斜出的情况下具有特别有利的性能。

图3首先在(a)中示意性地示出在从预设的观察角观察时的灰度图像30的视觉印象。为了说明，假设观察角相当于沿着表面图案的正x轴的方向倾斜+25°。不同的像点的亮度值从非常亮(像点32)达到非常暗(像点34)并且通过棱面产生，所述棱面与预设的观察角的角差δ从非常小的值(例如0°)达到非常大的值(例如50°)。与图3(a)的简化的视图不同，在灰度图像中也存在处于最亮的像点32与最暗的像点34之间的灰度中间值。

在图3的视图中，棱面20分别沿着负x轴方向倾斜所需的角差δ，以产生不同的灰度。如果用户现在以与预设的观察角在很大程度上不同的实际观察角观察防伪元件12，则原始的灰度图像30的外观强烈地改变。在从预设的观察角沿着负x轴方向倾斜出的情况下，在多个中间图像之后最终基本上形成具有反转的亮度的、如在图3(b)中示意性示出的视图36。像点34的从预设的观察方向看起来暗的、强烈倾斜的棱面由此显现为亮的，而像点32的从预设的观察方向看起来亮的、基本上沿着预设的观察方向指向的棱面现在显现为暗的。

在图4的实施例中，棱面20设置用于针对具有方位角和倾斜角的不同组合的期望的角差δ产生灰度图像40的不同灰度。特征观察角24例如可以针对期望的角差δ不规则地或者类随机地沿着图2的圆26分布，因此圆26的所有点以大约相同的概率被占用。所有由此产生的棱面相对于预设的观察角16-A具有相同的角差δ，因此从这个观察角观察，它们全部以相同的灰度显现。

如果将这用于所有灰度或者所有对应的角差，则灰度图像的在图4(a)中示意性示出的从预设的观察角的图像印象40与图3(a)的灰度图像的图像印象30相同。

然而，在从预设的观察角之外观察灰度图像时形成明显的不同，如在图4(b)中说明的那样。像点34的从图4(a)的预设的观察方向看起来暗的、强烈倾斜的棱面明显没有在图3(b)的实施例中那么亮地显现，因为它们的特征观察角对于每个角差δ具有沿着曲线26的较宽的分布。类似地从预设的观察方向看起来亮的棱面也没有在图3(b)中那么暗地显现，因为它们也具有角分布，尽管该角分布没有那么强烈地延伸。在整体上在强烈的倾斜时形成明显更不引人注意的外观46，所述外观具有彼此更相似的亮度。这种更不引人注意的外观尤其对于在反转的视图中通常看起来不自然的肖像或者自然风景图是期望的。

通过按照图4的设计方案，在由图3a的视图30或者图4a的视图40出发从预设的观察角之外观察灰度图像时，如示意性地在图3(b)中示出的具有反转的亮度的视图36对于观察者在很大程度上不可见，而是只还形成按照图4b的明显不那么引人注意的外观46。

参考图5也可以通过以下方式实现对于在强烈倾斜时产生的干扰性的反转的视图的较大程度减弱，即表面图案14以花纹的形式划分为不同的分区。属于给定的角差δ的棱面则在一个分区内分别设计具有相同的方位角和倾斜角，但相邻分区中的方位角和/或倾斜角的定向尽可能在很大程度上不同。例如将表面图案划分为两个相互交错的十字形的分区52、54，如在图5(b)中示出的那样。棱面20的倾斜在第一分区52中沿着正y轴的方向进行，而在分区54中沿着负y轴的方向进行，所述分区分别倾斜所需的角差δ。

因为由此产生的所有棱面与预设的观察角具有相同的角差δ，所以它们从预设的观察角观察又以相同的灰度显现，因此灰度图像的在图5(a)中示意性示出的图像印象50与图3(a)或者图4(a)的灰度图像的图像印象30或者40没有区别。

然而，在灰度图像从预设的观察角强烈倾斜时，形成在图5(b)中示意性显示的外观56。棱面在分区52、54中分别在很大程度上不同地定向并且因此在预设的观察角之外具有不同的亮度，从而在反转的肖像58上叠加了清楚可见的十字图案52、54。在强烈倾斜时，十字图案也可以在图像印象中占主导并且干扰性的反转的肖像外观可以退回到背景中。

在所示的实施例中，两个分区52、54这样在很大程度上不同地定向，使得在所示的观察角中，反转的肖像58只还在分区52中可以被识别，但分区54这样在外观56中占主导，使得基本上这些分区54均可以被识别。因此，观察者基本上只识别出具有较暗图案十字(dunkel gemusterten Kreuzen)的图案，即分区54的图案。

在其它未显示的实施例中，反转的肖像58可以在一个观察角中只(基本上)在分区54中可以被识别，其中，分区52设计为，使得所述分区52在外观56中占主导，因此基本上可以识别出分区52的造型并且不能识别出具有反转的肖像的分区54。

在未显示的实施例中，两个分区52、54可以设计为，使得它们尽管与分区52、54的表面区域相应地显示反转的肖像58，但只在相应的观察角中显示。因此，反转的肖像58从不是完整可见的，而是只可见其一部分。反转的肖像58因此几乎不可见。

在其它未显示的实施例中，可以取代两个分区52、54设置三个或者更多的分区。这些分区中的每个分区具有棱面，所述棱面相对于其它分区中的棱面不同地定向。因此，如已经在具有两个分区的实施例中那样，反转的肖像58被划分到三个或者更多的分区中，从而观察者不能看见完整的反转的肖像58，而是只可以看见其一部分。在此，反转的肖像58的可见份额尤其可以这样不完整地并且在尺寸方面这样小地显示，使得反转的肖像58对于观察者用肉眼不可见。

如果光学可变的表面图案14在不同的观察角中产生两个或者更多预设的灰度图像、例如图1的灰度图像18-A、18-B，则形成其它的设计可能性。

为此，分别参与不同的灰度图像的产生的棱面例如可以格栅状地交错地布置。棱面例如可以棋盘状地布置，以产生两个灰度图像18-A、18-B，其中，“白色”区用于产生第一灰度图像18-A，“黑色”区用于产生第二灰度图像18-B。然而也可行的是，将棱面不规则地、例如随机分布地布置，以产生不同的灰度图像。为此例如可以针对每个棱面位置从区间[0,1]中产生随机值Z，并且在Z＜0.5时，以用于第一灰度图像18-A的棱面占据所述位置，在其它情况下以用于第二灰度图像18-B的棱面占据所述位置。

不同的灰度图像18-A、18-B的预设的观察角有利地尽可能在很大程度上彼此不同。

图6说明了在具有两个灰度图像18-A、18-B的实施例中对表面图案14的棱面20的特征观察角的选择，所述灰度图像分别设计用于从预设的观察角16-A或者16-B观察。如结合图2阐述的那样，在选择第一灰度图像18-A的棱面20的特征观察角时，原则上针对每个期望的角差δ具有多个可以考虑的特征观察角，所述特征观察角在半球S上以张角δ围绕观察角16-A布置在圆26上。

为了现在尽可能少地干扰第二灰度图像18-B在其预设的观察角16-B中的显示，业已证明有利的是，针对第一灰度图像18-A的棱面20相对于第二观察角16-B分别从区域60中选择特征观察角，所述特征观察角相对于第二观察角16-B具有较大的、优选甚至最大的角差。在这种情况下，在从观察角16-B观察第二灰度图像18-B时，棱面较暗地显现并且干扰较少。相反地，如果从靠近观察角16-B的区域62中选择棱面20的特征观察角，则棱面20沿观察角16-B的方向强烈地反射并且在该处产生较亮的干扰性的光反射。

这个选择不只关于第一灰度图像18-A的棱面相对于第二观察角16-B执行，而且相反地也针对第二灰度图像18-B的棱面相对于第一观察角16-A执行，因此这两个灰度图像尽可能少地彼此干扰。

参考图7阐述用于在表面图案中产生灰度和用于显示多个灰度图像的棱面20的定向的备选可能性。在这个实施例中，每个棱面20以概率W按照对应的灰度图像18-A或者18-B的预设的观察角16-A或者16-B定向，所述概率相应于对应的像点在灰度图像18-A或者18-B中的亮度。例如概率W对于最亮的像点可以等于1，对于最暗的像点可以等于0并且对于灰色的像点具有处于0和1之间的相应的中间值。

各个单独的显示的预设的观察角在此也应该尽可能在很大程度上彼此不同。所有没有按照其相应的灰度图像的预设的观察角16-A、16-B定向的棱面20被定向用于沿着预设的邻角16-C反射，所述预设的邻角对于所有灰度图像是相同的，但与预设的观察角16-A、16-B尽可能在很大程度上不同。

以此方式，所有的灰度图像18-A、18-B在其相应的预设的观察角16-A、16-B下变为单独可见的，而所有灰度图像的反转的显示只能共同地作为叠加18-C在邻角16-C中被看到。通过叠加使得灰度图像18-A、18-B的负像在很大程度上不可识别并且干扰性相对较小。

在图8中显示类似于图6和图7的其它实施例。然而规定，灰度图像18-A或者18-B的第一和第二观察角16-A和16-B之间的角差非常大，并且优选大于70°。因此，邻角16-C、也就是灰度图像18-A或者18-B的共同的负像的观察角处于相应的灰度图像18-A或者18-B之间。因此，相应的灰度图像18-A或者18-B能够非常地被识别，而不会受到其它灰度图像18-B或者18-A的负像的干扰。通过灰度图像18-A、18-B的相应的负像的叠加尤其使得它们在很大程度上不可见。

灰度图像18-A、18-B的负像可以借助多组分别不同地定向的棱面划分到多个邻角上。棱面的组优选随机地设计、定向和/或布置并且可以具有确定的、优选随机的形状、尤其是随机的图案。因此例如可以组合地显示按照图4和图5的负像，由此使得相应的负像对于观察者几乎不可识别。

附图标记清单

10钞票

12防伪元件

14光学可变的表面图案

15倾斜

16-A、16-B预设的观察角

16C邻角

18-A、18-B灰度图像

20棱面

22垂直的照明方向

24特征观察角

26围绕观察角的圆

30灰度图像

32、34像点

36倾斜时的灰度图像

40灰度图像

46倾斜时的灰度图像

50灰度图像

52、54分区

56倾斜时的灰度图像

58反转的肖像

60、62区域

S半球

R参考方向

α倾斜角

方位角

δ角差

Claims (25)

1.一种用于为有价物品提供安全保障的防伪元件，具有光学可变的表面图案，所述防伪元件在预设的观察角以反射光观察时产生具有不同的亮度值的预设的灰度图像，其中，

-光学可变的表面图案由多个基本上以辐射光学的方式作用的棱面形成，所述棱面的横向尺寸小于100μm并且所述棱面的定向分别以相对于表面图案的平面的倾斜角α和处于表面图案的平面中的方位角φ为特征，其中，棱面的定向分别相应于配属的特征观察角，并且

-灰度图像由光学可变的表面图案的多个棱面产生，

其中，灰度图像的不同的亮度值通过参与图像产生的棱面的特征观察角与预设的观察角之间的不同大小的角差产生，其中，较小的角差相应于较亮的灰度并且较大的角差相应于较暗的灰度，并且

具有给定的角差的棱面具有方位角与倾斜角的不同组合，以便产生给定的角差。

2.按权利要求1所述的防伪元件，其特征在于，棱面通过其特征观察角与预设的观察角之间的角差按照棱面地被分配有亮度值，方式为所述棱面针对其特征观察角具有最大亮度并且针对预设的观察角具有与角差相关的减小的亮度。

3.按权利要求1所述的防伪元件，其特征在于，产生给定的角差的方位角和/或倾斜角不规则地分布。

4.按权利要求1所述的防伪元件，其特征在于，产生给定的角差的方位角和/或倾斜角随机地或者类随机地分布。

5.按权利要求1所述的防伪元件，其特征在于，所述表面图案划分为多个分区，其中，具有给定的角差的棱面在表面图案的每个分区内分别具有相同的方位角和倾斜角，并且其中，方位角和/或倾斜角有利地在不同分区之间明显不同，因此在预设的观察角之外的分区彼此形成对比地显现。

6.按权利要求5所述的防伪元件，其特征在于，所述分区以标志或者图案的形式设计。

7.按权利要求1至6中任一项所述的防伪元件，其特征在于，

-所述光学可变的表面图案除了在第一观察角中产生的第一灰度图像之外在不同的预设的第二观察角中产生预设的第二灰度图像，其中，

-第一和第二灰度图像分别由光学可变的表面图案的多个棱面产生，其中，第一或第二灰度图像的不同的亮度值通过分别参与图像产生的棱面的特征观察角与预设的第一或第二观察角之间的不同大小的角差产生，其中，较小的角差相应于较亮的灰度并且较大的角差相应于较暗的灰度。

8.按权利要求7所述的防伪元件，其特征在于，分别参与第一或第二灰度图像的产生的棱面规则地布置。

9.按权利要求7所述的防伪元件，其特征在于，分别参与第一或第二灰度图像的产生的棱面规则地、格栅状交错地布置。

10.按权利要求7所述的防伪元件，其特征在于，分别参与第一或第二灰度图像的产生的棱面不规则地分布地布置。

11.按权利要求7所述的防伪元件，其特征在于，分别参与第一或第二灰度图像的产生的棱面随机地或者类随机地分布地布置。

12.按权利要求7至11中任一项所述的防伪元件，其特征在于，参与第一灰度图像的产生的棱面相对于第二观察角分别具有较大的角差，并且相反地，参与第二灰度图像的产生的棱面相对于第一观察角分别具有较大的角差。

13.按权利要求7至11中任一项所述的防伪元件，其特征在于，参与第一灰度图像的产生的棱面相对于第二观察角分别具有最大的角差，并且相反地，参与第二灰度图像的产生的棱面相对于第一观察角分别具有最大的角差。

14.按权利要求1至6中任一项所述的防伪元件，其特征在于，所述棱面具有小于50μm的横向尺寸。

15.按权利要求14所述的防伪元件，其特征在于，所述横向尺寸小于30μm。

16.按权利要求14所述的防伪元件，其特征在于，所述横向尺寸小于15μm。

17.按权利要求1至6中任一项所述的防伪元件，其特征在于，至少一个预设的灰度图像具有界限分明的花纹区域，所述花纹区域具有宽度小于100μm的边缘线。

18.按权利要求17所述的防伪元件，其特征在于，边缘线的宽度小于50μm。

19.一种用于为有价物品提供安全保障的防伪元件，具有光学可变的表面图案，所述防伪元件在预设的观察角以反射光观察时产生具有不同的亮度值的两个或者更多预设的灰度图像，其中，

-光学可变的表面图案由多个基本上以辐射光学的方式作用的棱面形成，所述棱面的横向尺寸小于100μm并且所述棱面的定向分别以相对于表面图案的平面的倾斜角α和处于表面图案的平面中的方位角φ为特征，其中，棱面的定向分别相应于配属的特征观察角，

-每个灰度图像由光学可变的表面图案的多个棱面产生，其中，相应的灰度图像的像点的不同亮度值通过配属于这个像点的棱面的面积份额产生，所述棱面的特征观察角相应于灰度图像的预设的观察角，其中，较大的面积份额相应于较亮的灰度并且较小的面积份额相应于较暗的灰度，

其特征在于，

-没有相应于灰度图像的预设的观察角的那些棱面的特征观察角针对所有的灰度图像相应于共同的、预设的邻角。

20.按权利要求19所述的防伪元件，其特征在于，所述棱面具有小于50μm的横向尺寸。

21.按权利要求20所述的防伪元件，其特征在于，所述横向尺寸小于30μm。

22.按权利要求20所述的防伪元件，其特征在于，所述横向尺寸小于15μm。

23.按权利要求19至22中任一项所述的防伪元件，其特征在于，至少一个预设的灰度图像具有界限分明的花纹区域，所述花纹区域具有宽度小于100μm的边缘线。

24.按权利要求23所述的防伪元件，其特征在于，所述边缘线的宽度小于50μm。

25.一种数据载体，具有按权利要求1至24中任一项所述的防伪元件。

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