-
Die Erfindung betrifft ein Darstellungselement mit einem Substrat mit einer Oberseite und einer Unterseite, wobei in einem Flächenbereich der Oberseite eine Vielzahl von optischen Elementen angeordnet ist.
-
Ein gattungsgemäßes Darstellungselement ist beispielsweise aus
WO 2012/048847 A1 bekannt. Dieses Darstellungselement erzeugt einen Schwebungseffekt, bei dem bei Beleuchtung des Darstellungselements ein Lichtfleckenbild aus einer Vielzahl von Lichtflecken erzeugt werden, die für einen Betrachter oberhalb oder unterhalb des Flächenbereichs schwebend erscheinen und die in Form einer vorbestimmten Information oder eines Motivs angeordnet sind. Die optischen Elemente sind durch refraktive und/ oder reflektive optische Elemente gebildet, wobei jedem Lichtfleck des Lichtfleckenbilds zumindest ein refraktives und/oder reflektives optisches Element zugeordnet ist, welches bei Beleuchtung des Darstellungselements zur Erzeugung des ihm zugeordneten Lichtflecks beiträgt.
-
Nachteilig ist hierbei insbesondere, dass der Schwebungseffekt nur schwach ausgeprägt ist, da die Vielzahl von Lichtflecken für einen Betrachter nur in einem geringen Abstand oberhalb oder unterhalb des Flächenbereichs schwebend erscheinen, und nur einen geringen Kontrast zwischen den oberhalb oder unterhalb des Flächenbereichs schwebenden Lichtflecken aufweist.
-
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Darstellungselement derart weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik behoben werden.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Erfindungsgemäß sind ein Teil der optischen Elemente in einem ersten Raster und ein anderer Teil der optischen Elemente in einem zweiten Raster angeordnet, wobei das erste Raster an das zweite Raster angrenzt. Die optischen Elemente des ersten Rasters bestehen aus einer ersten Art von optischen Elementen und die optischen Elemente des zweiten Rasters bestehen aus einer zweiten Art von optischen Elementen, wobei die erste Art von optischen Elementen verschieden von der zweiten Art von optischen Elementen ist. Hierbei weisen die optischen Elemente des ersten Rasters eine erste Brennebene auf, die ein erstes Lichtpunktraster bildet, beispielsweise ein Vordergrundmotiv, und weisen die optischen Elemente des zweiten Rasters eine zweite Brennebene auf, die ein zweites Lichtpunktraster bildet, beispielsweise ein Hintergrundmotiv. Das erste Lichtpunktraster weist dabei eine andere Schwebehöhe bzw. in einen anderen Abstand von der Oberseite des Substrats auf, als das zweite Lichtpunktraster. Besonders bevorzugt scheint dabei das Vordergrundmotiv über dem Darstellungselement zu schweben und das Hintergrundmotiv unter dem Darstellungselement zu liegen. Selbstverständlich kann hier aber auch die umgedrehte Variante gewählt werden, bei der das Vordergrundmotiv unter dem Darstellungselement zu schweben und das Hintergrundmotiv über dem Darstellungselement zu liegen scheint. Des Weiteren kann auch ein drittes oder weiteres Raster aus einer dritten oder weiteren verschiedenen Art von optischen Elementen mit dritten oder weiteren Motiven in unterschiedlichen Schwebehöhen vorgesehen sein, das an das erste und/oder zweite Raster angrenzt.
-
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die optischen Elemente des ersten Rasters einen ersten Abstand von der Unterseite des Substrats aufweisen und die optischen Elemente des zweiten Rasters einen zweiten Abstand von der Unterseite des Substrats aufweisen, wobei der erste Abstand verschieden von dem zweiten Abstand ist. Bevorzugt ist hierbei der erste Abstand von dem zweiten Abstand bis etwa 200 µm verschieden, besonders bevorzugt bis etwa 100 µm und ganz besonders bevorzugt um etwa 75 µm. Die optischen Elemente des ersten Rasters sind somit gegenüber den optischen Elementen des zweiten Rasters in Richtung der Unterseite des Substrats versetzt angeordnet. Dies hat den besonderen Vorteil, dass der optische Kontrast verbessert wird. Insbesondere wird der Schwebungseffekt verstärkt, da der Abstand der Schwebehöhe des ersten Lichtpunktraster von der Schwebehöhe des zweiten Lichtpunktrasters vergrößert wird und somit Vordergrundmotiv und Hintergrundmotiv in z-Richtung weiter auseinander liegen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die laterale Abmessung des ersten Rasters in x- und/oder y-Richtung mindestens dreimal, bevorzugt mindestens fünfmal und besonders bevorzugt mindestens zehnmal so groß ist wie die Rasterweite des Lichtpunktrasters des ersten Rasters bzw. der Abstand benachbarter Lichtpunkte oder Brennpunkte der optischen Elemente des ersten Rasters.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die optischen Elemente gewölbte Spiegel umfassen, insbesondere Hohlspiegel oder Wölbspiegel. Die gewölbten Spiegel sind dabei bevorzugt sphärisch, elliptisch, rotationssymmetrisch asphärisch, nichtrotationssymmetrisch asphärisch oder rinnenförmig ausgebildet, wobei im letzteren Fall die Rinnen geradlinig oder krummlinig verlaufen. Besonders bevorzugt sind die gewölbten Spiegel zumindest teilweise durch Fresnelspiegel gebildet.
-
Die Ausführung der Wölbspiegel als Fresnelspiegel hat den besonderen Vorteil, dass im Vergleich zu einfachen Wölbspiegeln die Prägehöhen bzw. Prägetiefen reduziert werden können. Neben „echten“ Fresnelspiegeln, bei denen die einzelnen Segmente kreisförmig und alle mit der gleichen Höhe ausgeführt sind, können z.B. auch Mikrospiegelanordnungen wie in der
DE 10 2009 056 934 A1 beschrieben verwendet werden, bei denen einzelne Facetten regelmäßig oder unregelmäßig angeordnet sein können.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die optischen Elemente Linsen umfassen, insbesondere sphärische, elliptische, rotationssymmetrisch asphärische, nichtrotationssymmetrisch asphärische oder zylindrische Linsen. Besonders bevorzugt sind die Linsen zumindest teilweise durch Fresnellinsen gebildet.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die optischen Elemente des ersten Rasters durch gewölbte Spiegel gebildet sind und die optischen Elemente des zweiten Rasters durch Linsen gebildet sind.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die optischen Elemente des ersten Rasters durch konkave Fresnelspiegel gebildet sind und die optischen Elemente des zweiten Rasters durch konvexe Fresnelspiegel und/oder konvexe Fresnellinsen gebildet sind.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die optischen Elemente im Wesentlichen keine optisch diffraktive Wirkung aufweisen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die optischen Elemente in lateraler Richtung bzw. in xy-Richtung bezogen auf die Oberseite des Substrats eine Ausdehnung bis etwa 5 mm haben, bevorzugt bis etwa 2 mm und besonders bevorzugt von etwa 1 mm.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die optischen Elemente in senkrechter Richtung bzw. in z-Richtung bezogen auf die Oberseite des Substrats eine Ausdehnung bis etwa 200 µm haben, bevorzugt bis etwa 100 µm und besonders bevorzugt von etwa 50 µm.
-
Bei Anwendungen der erfindungsgemäßen optischen Elemente auf bzw. in einem Substrat aus mindestens einer Kunststofffolie oder in einer Silberfarbe, Lackschicht oder Metallisierung können die optischen Elemente auch wesentlich geringere Ausdehnungen in lateraler und/oder senkrechter Richtung aufweisen und kann der Unterschied zwischen dem ersten Abstand und dem zweiten Abstand wesentlich geringer ausfallen. Beispielsweise können die jeweiligen Werte für die Ausdehnung oder die Abstände kleiner gleich 1 µm sein. Sie müssen jedoch jeweils so groß sein, dass die optischen Elemente im Wesentlichen keine diffraktive Wirkung aufweisen und dass sich ein gegenüber dem Stand der Technik wesentlich erhöhter Kontrast zwischen den oberhalb oder unterhalb des Flächenbereichs schwebenden Lichtflecken ergibt.
-
In weiteren Ausführungen können die Lichtpunkte auch gar keine „echte“ Schwebehöhe haben, sondern eine orthoparallaktische Bewegung ausführen, also beispielsweise beim Nord-Süd-Kippen in x-Richtung von Ost nach West in y-Richtung laufen. Dazu kann man die Lichtflecken z.B. mit einem aus
DE 10 2009 056 934 A1 bekannten „Drehspiegel“ oder einer aus
WO 2011/110185 A1 bekannten Fresnellinse mit „saddle-shaped phase function“ erzeugen. Auch bei solchen Ausführungen führen die Lichtpunkte im Vorder- und Hintergrundbereich beim Kippen entgegengesetzte Bewegungen aus. So kann der Vordergrund Lichtflecken aufweisen, die beim Nord-Süd-Kippen von Ost nach West laufen, während die Lichtflecken im Hintergrund bei gleicher Kippbewegung von West nach Ost laufen. Damit erhält man dann zwar keinen stereografischen Tiefeneindruck, aber dennoch einen auffälligen Bewegungseffekt.
-
Im Prinzip sind auch Mischformen aus parallaktischer und orthoparallaktischer Bewegung möglich, wenn beispielsweise ein „Drehspiegel“ das Spiegelbild im Vergleich zu einem normalen Wölbspiegel nicht um 90° sondern nur um 45° dreht.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Raster eine Konturlinie angeordnet ist, die beispielsweise ebenfalls gewölbt ist oder auf Basis von Fresnelstrukturen einen entsprechenden Wölbeffekt zeigen kann.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Herstellung des erfindungsgemäßen Darstellungselements allein auf Folienbasis erfolgt oder z.B. auch als Blindprägung (z.B. Stahlstich) in eine Silberfarbe, eine Lackschicht oder Metallisierung erfolgt. Die erfindungsgemäßen optischen Elemente können hierbei direkt in die Oberseite des Substrats eingebracht sein oder in die Silberfarbe, Lackschicht oder Metallisierung, die auf die Oberseite des Substrats aufgebracht ist.
-
Die Erfindung erlaubt eine Darstellung von Objekten mit wesentlich klareren Umrisslinien, als dies mit den vergleichsweise „grobpixeligen“ Lichtfleckenbildern aus
WO 2012/ 048847 A1 möglich ist. Dabei wurde überraschend gefunden, dass der an sich ortsfeste Übergang zwischen den beiden Bereichen die 3D-Wirkung bzw. Dynamik nicht merkbar stört. Der Erfindungsgegenstand erlaubt damit eine optisch ansprechende Darstellung kantenscharfer Objekte, die ohne Verlust der Tiefenwirkung attraktiver und höher aufgelöst wirken als die Lichtfleckenbilder aus dem Stand der Technik: Im Stand der Technik wurden bisher üblicherweise „ganze“ Fresnellinsen (oder zumindest immer gleiche Fresnellinsenausschnitte) verwendet und die Auflösung war durch deren Größe begrenzt. Denn kleinräumige Strukturen, die eine laterale Abmessung von ein oder zwei optischen Elementen aufweisen, wären wesentlich „grobpixeliger“ und weniger schön anzusehen, wenn die Grenze zwischen den beiden Linsentypen stets am Rand zwischen zwei „Linsenpixeln“ erfolgen müsste.
-
Das Substrat besteht besonders bevorzugt aus mindestens einer Kunststofffolie oder aus Papier aus Baumwollfasern, wie es beispielsweise für Banknoten verwendet wird, oder aus anderen natürlichen Fasern oder aus Synthesefasern oder einer Mischung aus natürlichen und synthetischen Fasern. Weiterhin bevorzugt besteht das Substrat aus einer Kombination aus mindestens zwei übereinander angeordneten und miteinander verbundenen unterschiedlichen Substraten, einem sogenannten Hybrid. Hierbei besteht das Substrat beispielsweise aus einer Kombination Kunststofffolie-Papier-Kunststofffolie, d.h. ein Substrat aus Papier wird auf jeder seiner beiden Seiten durch eine Kunststofffolie bedeckt, oder aus einer Kombination Papier-Kunststofffolie-Papier, d.h. ein Substrat aus einer Kunststofffolie wird auf jeder seiner beiden Seiten durch Papier bedeckt.
-
Wertdokumente, für die ein erfindungsgemäßes Darstellungselement verwendet werden kann, sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Karten, wie beispielsweise Kredit- oder Debitkarten, deren Kartenkörper mindestens eine Lage eines Sicherheitspapiers aufweist, und auch Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen, Faltschachteln, Beipackzettel und dergleichen. Die vereinfachte Benennung Wertdokument schließt alle zuvor genannten Materialien, Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.
-
Die Begriffe „Oberseite“ oder „Unterseite“ des Substrats sind relative Begriffe bezogen auf den Betrachter des Darstellungselements, wobei ein Betrachter das Darstellungselement von der Oberseite des Substrats aus betrachtet. Insbesondere können diese Begriffe auch als die eine" und „die gegenüberliegende“ Seite bezeichnet werden und bilden den überwiegenden Anteil der Gesamtoberfläche des Substrats. Ausdrücklich nicht umfasst mit diesen Begriffen sind die Seitenflächen eines Substrats, die bei einer Dicke eines Substrats, die bei Kartenkörpern nur etwa einen Millimeter oder bei Banknoten nur Bruchteile eines Millimeters beträgt, verschwindend gering sind und üblicherweise nicht mit einem Darstellungselement versehen werden bzw. werden können.
-
Das Darstellungselement zeigt ein Motiv, das im Sinne dieser Erfindung eine musterförmig gestaltete und visuell wahrnehmbare Darstellung ist. Diese kann beispielsweise eine alphanumerische Zeichenfolge aus Ziffern und/oder Buchstaben, eine graphische Abbildung, ein Bild, einen Text oder sonstige Zeichen bilden. Besonders bevorzugt besteht das Motiv dabei aus positiven oder/und negativen Motiven. Bei einem positiven Motiv wird hierbei ein Motivelement selbst auf das Substrat aufgebracht, wohingegen bei einem negativen Motiv der das Motivelement umgebende Bereich auf das Substrat aufgebracht wird. Ein positives Motiv ist beispielsweise ein in dunkler Farbe auf das helle Substrat aufgebrachter Buchstabe. Ein negatives Motiv ist beispielsweise eine in dunkler Farbe auf das helle Substrat aufgebrachte Fläche, die innerhalb der Fläche einen unbedruckten Bereich in Form eines Buchstabens aufweist.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, soweit dies von dem Schutzumfang der Ansprüche erfasst ist.
-
Anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und der ergänzenden Figuren werden die Vorteile der Erfindung erläutert. Die Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, auf die jedoch die Erfindung in keinerlei Weise beschränkt sein soll. Des Weiteren sind die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungsformen der besseren Verständlichkeit wegen auf die wesentlichen Kerninformationen reduziert. Bei der praktischen Umsetzung können wesentlich komplexere Muster oder Bilder zur Anwendung kommen.
-
Im Einzelnen zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßes Darstellungselement in Draufsicht,
- 2 ein Schnittbild aus 1 entlang der Schnittfläche A-A in Seitenansicht.
-
1 zeigt in Draufsicht ein Darstellungselement, das durch ein erstes Array oder erstes Raster aus einer Vielzahl von Wölbspiegeln 2 gebildet wird, die jeweils die Form eines konkaven Fresnelspiegels aufweisen. Das erste Raster ist als Bildmotiv 3 in Form eines Quadrats ausgeführt, das in 1 zur besseren Darstellbarkeit durch eine Schraffur verdeutlicht wird. Die Umgebungsfläche des Bildmotives wird durch ein zweites Array oder zweites Raster aus einer Vielzahl von invertierten Wölbspiegeln 1 gebildet, die jeweils die Form eines konvexen Fresnelspiegels oder einer konvexen Fresnellinse aufweisen.
-
Die laterale Abmessung des ersten Rasters ist in x-Richtung und in y-Richtung jeweils viermal so groß wie die Rasterweite des Lichtpunktrasters des ersten Rasters bzw. der Abstand benachbarter Lichtpunkte oder Brennpunkte der optischen Elemente des ersten Rasters oder anders ausgedrückt wie der Durchmesser eines einzelnen Wölbspiegels 2.
-
2 zeigt in Seitenansicht ein Schnittbild aus 1 entlang der Schnittfläche A-A. Die Wölbspiegel 2 liegen an der Oberseite des Substrats und weisen einen Brennpunkt 2.1 auf. Die Wölbspiegel 1 weisen einen Brennpunkt 1.1 auf. Die Wölbspiegel 1 sind in Bezug auf die Wölbspiegel 2 in Richtung der Unterseite des Substrats nach unten versetzt, wobei der Abstand der Wölbspiegel 2 von der Unterseite des Substrats um etwa 75 µm größer ist, als der Abstand der Wölbspiegel 1 von der Unterseite des Substrats.
-
Die Auswahl der Konkav- und Konvexspiegel und die Versetzung der Wölbspiegel 1 in Richtung der Unterseite des Substrats (bzw. z-Richtung) nach unten ermöglich hierbei einen maximalen Abstand der Brennpunkte 1.1 und 2.1 zueinander. Beim Kippen des Darstellungselements bewegen sich dabei die Lichtflecken 5 der Konkav- und Konvexspiegel-Flächen synchron gegenläufig in Richtung der Pfeile, so dass ein Betrachter 4 einen besonders ausgeprägten dynamischen Schwebungseffekt beobachtet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2012048847 A1 [0002, 0022]
- DE 102009056934 A1 [0010, 0018]
- WO 2011110185 A1 [0018]
