EP3679428A1 - Verfahren zur herstellung eines hologramms, sowie ein sicherheitselement und ein sicherheitsdokument - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines hologramms, sowie ein sicherheitselement und ein sicherheitsdokument

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EP3679428A1
EP3679428A1 EP18766203.6A EP18766203A EP3679428A1 EP 3679428 A1 EP3679428 A1 EP 3679428A1 EP 18766203 A EP18766203 A EP 18766203A EP 3679428 A1 EP3679428 A1 EP 3679428A1
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EP
European Patent Office
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virtual
hologram
zones
motifs
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
EP18766203.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Mader
Harald Walter
Corrado Fraschina
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OVD Kinegram AG
Original Assignee
OVD Kinegram AG
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Filing date
Publication date
Application filed by OVD Kinegram AG filed Critical OVD Kinegram AG
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    • G03H2270/20—Shape
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2270/00—Substrate bearing the hologram
    • G03H2270/30—Nature
    • G03H2270/32—Transparent

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a hologram, as well as a security element and a security document.
  • Security elements provided optically variable effects of laymen easily and clearly recognizable, so that the layman can easily determine the authenticity of a security element equipped with such a security document and manipulations or fakes on the
  • diffractive structures for example, diffraction gratings or holograms.
  • Holograms are usually produced by holographic methods. For this purpose, for example, a three-dimensional model is illuminated with a coherent light beam and superimposed on the light reflected from the three-dimensional model with a coherent reference light beam and recorded thereby forming interference pattern. Furthermore, methods for producing holograms are known, which are based on mathematical calculations. For example, from the
  • EP 0 766 103 B1 describes a method for producing a hologram, in which the procedure is as follows: One or more picture templates are described in
  • Subareas in particular stripe-shaped subareas decomposed.
  • an associated diffraction grating is determined and then these determined diffraction gratings are scanned into one another in order to generate a corresponding holographic representation.
  • the present invention has for its object to provide a method for
  • Tamper resistance and / or the security against counterfeiting of the hologram can be improved, as well as to provide an improved security element and an improved security document.
  • the object is achieved by a method for producing a hologram, in particular a hologram for security elements and / or
  • One or more virtual hologram planes are placed in front of and / or behind one or more virtual models, and / or one or more virtual hologram planes are arranged to intersect one or more virtual models,
  • One or more virtual light sources are arranged on one or more subregions of the surface of one or more of the virtual models,
  • One or more virtual electromagnetic fields are calculated from at least one of the virtual light sources in one or more zones of the one or more virtual hologram planes,
  • From the one or more phase images is a height profile of
  • Hologram calculated and the height profile of the hologram is to
  • Security element has a substrate in which the height profile of a
  • Hologram is introduced.
  • the hologram is one or more
  • the one or more phase images are calculated from one or more total virtual electromagnetic fields in one or more zones of one or more virtual hologram planes.
  • Each of the virtual total electromagnetic fields is in each case calculated based on the sum of two or more virtual electromagnetic fields, in each case starting from at least one virtual light source, preferably starting from at least two virtual light sources, in the respective zone.
  • the two or more virtual light sources are disposed on one or more portions of the surface of one or more virtual models.
  • the one or more virtual hologram planes are in front of and / or behind one or more of the virtual ones Models arranged and / or one or more of the virtual hologram planes intersect one or more of the virtual models.
  • the object is achieved by a security document which has at least one such security element.
  • Such a method for producing a hologram is characterized in that holograms can be produced at low cost, which are characterized by high complexity and / or optical effects, which can not be realized with the known methods. This further provides the advantage that the holograms produced by this method can not be imitated or reproduced with the known methods or only with great effort.
  • the security elements and security documents according to the invention are thus characterized by a significantly improved manipulation security and / or
  • virtual is meant in particular "computer simulated”.
  • the virtual hologram plane is a hologram plane simulated by a computer.
  • Such computer-simulated holograms are also called
  • CGH computer generated holograms
  • virtual hologram plane is a plane in a virtual space, in particular a three-dimensional space, which through the
  • Coordinate axes x, y, z is determined, understood.
  • the coordinate axes x, y, z are preferably orthogonal to each other, whereby each of the coordinate axes x, y, z determined directions is perpendicular, ie, arranged at a right angle to each other.
  • Z can assume zero or nonzero values.
  • discrete virtual points virtual points in the virtual space which are spaced at equal or different distances from each other, more particularly, adjacent ones of the discrete virtual points are spaced at equal or different distances from each other.
  • a “virtual model” is one or more one-dimensional curved or straight lines and / or one or more two-dimensional curved or non-curved surfaces and / or one or more
  • the one or more virtual models are preferably arranged in the virtual space.
  • the virtual points on the virtual models can act as virtual light sources in computer-aided simulation. Under "virtual light source”, the origin of one of the virtual
  • Phase image is understood to mean an image, in particular a two-dimensional image, which represents the phases of the one or more electromagnetic waves
  • the phase in a virtual point (xh, yh) in one of the hologram planes is assigned to a corresponding point of one of the corresponding phase images.
  • the phase images have the same resolution as the corresponding zones and / or virtual hologram levels.
  • a virtual 2D model two-dimensional
  • One or more of the two-dimensional surfaces are particularly open, such as a
  • a 2D model corresponds to a subregion of the surface of a three-dimensional body, eg a human head.
  • a virtual 3D model is in particular the closed surface a three-dimensional body understood, such as the surface of a sphere.
  • the virtual electromagnetic field emanating from two or more of the virtual light sources, in particular starting from all of the virtual light sources, has the same intensity and / or the same intensity distribution over the entire solid angle.
  • Intensity is understood to mean the proportion of the total radiant power emitted by one or more of the virtual light sources into a predetermined solid angle, wherein the radiant power is used in particular as the
  • Energy amount is considered, which is transported within a predetermined time interval of an electromagnetic field, in particular one or more of the virtual electromagnetic fields.
  • the radiant power is given in units of watts.
  • intensity distribution is understood to mean the respective radiation power in one or more different solid angles
  • the respective radiation powers of one or more of the different solid angles are, in particular, different from each other.
  • the solid angle range is specified in particular in the dimensionless unit Steradiant.
  • the entire solid angle corresponds to the surface of the unit sphere, ie a sphere with radius one, ie 4 ⁇ .
  • the virtual electromagnetic field originating from two or more of the virtual light sources, in particular starting from all of the virtual light sources, has different intensities and / or different ones
  • the virtual electromagnetic field emanating from one or more of the virtual light sources in particular emanating from all the virtual light sources, an isotropic or anisotropic intensity distribution over one or more solid angles, in particular over the entire solid angle on.
  • anisotropic intensity distribution is understood to mean an intensity distribution whose radiant power differs from at least one second solid angle in at least one first solid angle.
  • one or more or all of the virtual light sources have in particular one or more or all of the virtual point light sources, the same intensity and / or the same intensity distribution.
  • one or more of the virtual light sources form a virtual point light source, wherein the virtual point light sources preferably radiate a virtual spherical wave.
  • a point illuminated with a plane wave emits a spherical wave.
  • the interference pattern which arises here in the hologram plane, is called Fresnel zone plate.
  • the hologram of a single point is therefore a Fresnel zone plate. If an object consists of several points, each point generates its own in the hologram recording or the hologram calculation own Fresnel zone plate. These Fresnel zone plates overlap and together form the hologram of the object.
  • spherical wave is meant a wave which extends from a light source, in particular a virtual light source, into the entire solid angle in
  • the virtual light source is preferably considered as a point source of the spherical wave.
  • the beam cone of the virtual light source by means of one or more virtual apertures to a solid angle range of ⁇ 45 °, preferably to a solid angle range of ⁇ 35 ° particularly preferably to a solid angle range of ⁇ 25 ° and particularly preferably ⁇ 15 °, limited.
  • one or more of the virtual apertures has a circular, elliptical, square, rectangular or annular opening. It is possible that the virtual irises have other shapes, such as star-shaped.
  • the one or more solid angle ranges are in particular symmetrical or asymmetrical around the surface normal, in particular around the middle one
  • One or more of the solid angle ranges in particular span an angle range of 0 ° to 45 °, preferably an angle range of 0 ° to 30 °, particularly preferably an angle range of 0 ° to 15 °, to the respective surface normals of the assigned virtual hologram planes, in particular to the middle one Surface normal, up.
  • a solid angle range can span an angle range of 5 ° to 30 °, particularly preferably 5 ° to 15 °.
  • the solid angle range is divided into equidistant or non-equidistant angular ranges. For example, a solid angle range of 0 ° to 30 ° at
  • the one or more virtual diaphragms restrict one or more of the virtual electromagnetic fields, in particular the solid angles of one or more of the virtual electromagnetic fields, of one or more virtual light sources such that the virtual total virtual electromagnetic field summed up by the virtual electromagnetic fields only in the corresponding ones one or more zones of one or more virtual
  • Hologram levels is calculated. This leads to an advantageous reduction of the required calculation time on a computer.
  • the virtual electromagnetic field Ui which emanates from an i-th virtual point light source at the point (xi, y, zi) at a point (xh, yh, Zh) of the at least one zone, in particular the at least one zone in the
  • Exponential function denotes the imaginary unit.
  • the z-component z can still be varied by a random amount, preferably in the range ⁇ 10 times that used for the calculation
  • Wavelength ⁇ more preferably ⁇ 5 times ⁇ and particularly preferably ⁇ 0.5 times ⁇ . This has the advantage that the calculated phase image has no or greatly reduced periodic structural components, which lead to undesired diffraction effects and / or color effects.
  • one of the zones may be determined from one or more intersections of one or more solid angles and one or more hologram planes.
  • a solid angle region which spans a certain volume can intersect several hologram planes arranged one after the other and / or arranged next to one another, so that the zone associated with this solid angle is made up of corresponding intersections of the
  • the virtual light sources which are arranged on one or more of the subareas of the surface of one of the virtual models, are periodically arranged in at least one direction on one or more of the subareas of the surface of the virtual model and / or in at least one direction randomly or pseudo- randomly arranged on one or more of the subregions of the surface of the virtual model.
  • the virtual light sources are first arranged in a flat plane and then projected virtually on the surface of the object to be displayed.
  • the virtual light sources are preferably arranged within a closed mold surrounding the virtual 2D model, in particular outside the virtual 2D model.
  • the surrounding or surrounded form preferably forms a geometric shape, for example a circle or a rectangle, in particular a free-form surface.
  • On The hologram generated thereby preferably displays a negative image of the surface of the virtual 2D model.
  • the distribution of the virtual light sources randomly or pseudo-randomly distributed in at least one direction to follow a Gaussian distribution, in particular an asymmetrical distribution.
  • the virtual light sources are arranged on one or more of the subregions of the surface of the virtual model in the form of point clouds or undulations.
  • the distances of adjacent virtual light sources are preferably between 5 ⁇ and 500 ⁇ , more preferably between 10 ⁇ and 200 ⁇ .
  • the virtual light sources can be arranged as a one-dimensional raster, in particular a line raster, or a two-dimensional raster, in particular a dot raster.
  • one or more of the virtual light sources are in the form of micro symbols.
  • the micro symbols are selected from: letter, portrait, image, alphanumeric character, character, geometric freeform, square, triangle, circle, star, moon, denomination,
  • country-specific symbol e.g., Swiss cross, federal eagle, maple leaf
  • curved line or outline e.g., a contour of country borders
  • one or more of the virtual light sources may take the form of micro symbols, such as one or more letters, portraits, pictures, alphanumeric characters, characters, geometric freeforms, squares, Triangles, circles, star, moon, denomination, country-specific symbol (eg Swiss cross, federal eagle, maple leaf), curved lines or outlines (eg a contour of country borders), in which the virtual light sources are arranged at predetermined intervals along the contours of the micro symbols become.
  • micro symbols such as one or more letters, portraits, pictures, alphanumeric characters, characters, geometric freeforms, squares, Triangles, circles, star, moon, denomination, country-specific symbol (eg Swiss cross, federal eagle, maple leaf), curved lines or outlines (eg a contour of country borders), in which the virtual light sources are arranged at predetermined intervals along the contours of the micro symbols become.
  • the lateral dimensions of the micro symbols are on one or more of the subregions of the surface of one or more of the virtual models between 5 ⁇ and 500 ⁇ , in particular between 10 ⁇ and 200 ⁇ .
  • Micro symbols are used, only one or more of the underlying virtual models are detected and not the microsymbols that make up the model.
  • the micro symbols are detectable only by a magnifying optics, preferably a magnifying glass or a camera, wherein it can be detected that the motifs are composed of micro symbols.
  • the use of a hologram plane in particular the use of two or more virtual hologram levels is provided, wherein each of the virtual hologram levels has one or more of the zones.
  • the two or more virtual ones differ from the two or more virtual ones.
  • Hologram planes in terms of their orientation, positioning, dimension and / or curvature. Furthermore, the two or more virtual hologram planes differ in particular in the respective zones with respect to their
  • Orientation is understood in particular to mean the angle or the angles of the respective surface normals spanned by the hologram planes with respect to one or more of the axes defined by the coordinates (x, y, z).
  • positioning in particular the location of one or more of
  • Hologram planes and / or one or more points (xh, yh, Zh), in particular one or more points (xh, yh, Zh 0), one or more of the virtual ones
  • Hologrammebenen understood in the by the coordinates (x, y, z) spanned virtual space.
  • dimension is understood to mean the extent or the dimensions of the one or more hologram planes along the directions in the virtual space defined by the coordinates (x, y, z).
  • curvature is understood to mean, in particular, a local deviation of a curve from a straight line .
  • the curvature of a curve is understood to mean, in particular, a change in direction per continuous length and / or path of a sufficiently short curve segment or curve.
  • a circle with a radius R has the same everywhere
  • Curvature namely 1 / R.
  • the curvature changes from curve point to curve point.
  • Curve point to curve point continuously so that in particular the curves have no kinks and / or discontinuities.
  • the curvature of a curve in a point P thus indicates how much the curves of the immediate vicinity of the point P deviate from a straight line.
  • the amount of curvature is referred to as the radius of curvature and this corresponds to the reciprocal of the amount of a local
  • the radius of curvature is the radius of the circle that just touches the tangent point P and / or in a local environment of the circle
  • Tangential point P represents the best approximation.
  • a curve is, for example, the two-dimensional surface of a sphere or a circular surface.
  • a virtual model is provided, more preferably, two or more virtual models are provided.
  • each of the one or more virtual models is associated with one of the virtual hologram levels.
  • the one or more virtual electromagnetic fields emanating from the one or more virtual light sources of the associated virtual model are calculated.
  • the virtual model or each of the one or more virtual models is associated with one or more of the virtual hologram levels, and in the one or more zones of the respective virtual hologram level, those of the one or more virtual light sources of the associated virtual model (s) outgoing one or more virtual electromagnetic fields calculated.
  • the total virtual electromagnetic fields of two or more of the zones, in particular of two or more of the zones, which are zones of different ones of the virtual hologram planes, are superimposed.
  • the zones which are zones of different ones of the virtual hologram planes
  • Hologram levels are superimposed based on a given reference direction.
  • the one or more virtual models are each associated with one or more motifs generated by the provided holograms.
  • the geometric shape of the one or more geometrical shaping motifs generated by the provided hologram corresponds to one or more of the virtual models, if necessary additionally influenced by a transformation function, which in particular comprises a reduced, enlarged or geometrically distorted image.
  • a hologram is preferably understood to mean a structure which, when illuminated with visible and / or non-visible light, generates one or more motifs in the region of the visible and / or invisible light. In this case, the hologram can be recognizable to a human observer and / or can be detected by an optical sensor.
  • the subjects when viewed, may take the form of one or more letters, portraits, landscape or architectural representations, images, barcode, QR code, alphanumeric characters, characters, geometric freeforms, squares, triangles, circles, curved lines, and / or Outline or take the form of combinations of one or more of the above forms and / or their negatives.
  • the one or more motifs each consist of one or more patterns and / or superimposed, the patterns preferably having a geometry and / or shape, which in each case are selected or combined in particular from: line, straight line, motif , Image, Triangle, Barcode, QR Code, Wave, Square, Polygon, Curved Line, Circle, Oval, Trapezoid, Parallelogram, Rhombus, Cross, Sickle, Branch Structure, Star, Ellipse, Random, Pseudo-Random, Mandelbrot, especially Fractal or
  • the corresponding optically variable appearance of the one or more of the one or more virtual themes will be provided to the corresponding one or more virtual hologram layers
  • the optically variable appearance is preferably influenced by the corresponding choice of the parameters and arrangement of the virtual light sources, by which the coloration and brightness of the motifs and their course is also influenced or determined accordingly.
  • provided hologram can be generated.
  • Phase images do not overlap two or more zones with respect to the given reference direction, so preferably two or more of
  • Motifs provided to different zones in the provided hologram with respect to the given reference direction are generated in separate surface areas of the provided hologram.
  • any direction with respect to the coordinate axes x, y, z can be selected.
  • one or more of the virtual hologram planes have a non-zero curvature in one or more of the zones at least along a reference direction.
  • the virtual hologram planes are curved in particular convex or concave.
  • the virtual hologram planes have a local curvature, the one associated with the local curvature Radius of curvature in particular between 5 mm and 50 mm, preferably between 10 mm and 30 mm.
  • the local curvature can in particular be circular-segment-shaped or parabolic-segment-shaped.
  • the geometry corresponds to one or more of the virtual ones
  • Hologram levels in one or more of the zones each have a lateral surface of a cylinder segment or a free-form surface.
  • Two-dimensional surface understood in a three-dimensional space, which is flat or curved in at least one direction.
  • a saddle surface or a curved circular surface are
  • open freeform surfaces For example, open freeform surfaces.
  • one or more of the virtual hologram planes in one or more of the zones have a predetermined curvature.
  • the total virtual electromagnetic field in the one or more zones is calculated based on the virtual electromagnetic fields of one or more first of the one or more virtual models, respectively.
  • the hologram provided is partially or completely detectable in the case of bending or bending of the substrate in accordance with the curvature profile of the one or more zones for an observer and / or for a sensor.
  • one or more first motifs associated with one or more first virtual models are bent or bent in accordance with the
  • Curvature course of the one or more zones for the observer partially or completely detectable.
  • these one or more first motifs are not or at least difficult to detect for the observer if the substrate is not bent or curved, but is flat.
  • a sensor comes, for example, a photodetector, a camera, in particular a CCD or CMOS chip, which electromagnetic radiation from the visible range of the electromagnetic spectrum or one or more
  • the senor may be the camera of a smartphone or other mobile device or even a stationary device with a camera.
  • the illumination of the hologram can be done by the LED lamp of the smartphone or the other device. This has the advantages that, firstly, strongly directed illumination is present when the image is captured by the camera and, secondly, that the direction of the illumination relative to the sensor is comparatively well defined.
  • IR infrared radiation from one or more parts of the Infrared region of the electromagnetic spectrum
  • the one or more first motifs exhibit bending
  • the overall motif in particular one or more motifs, preferably one or more first motifs includes.
  • such a designed security element in the form of a strip in bending or curvature shows a strip-shaped cutout of a bridge. If a security element designed in this way is applied to a security document, for example to a banknote, which
  • the design of the banknote in the flat state preferably appears incomplete, since the subject in the strip-shaped security element in particular difficult or impossible to grasp.
  • the missing part of the bridge is now preferably also visible and complements or completes the design of the banknote.
  • the one or more first motifs are in bending or
  • Curvature of the substrate according to the curvature of the one or more zones for an observer and / or for a sensor completely above and / or below and / or within the plane defined by the substrate plane detectable.
  • the distance between one or more of the first motifs and the plane spanned by the substrate is preferably between -30 mm and +30 mm, preferably between -15 mm and +15 mm, particularly preferably between -10 mm and +10 mm, more preferably between -5 mm and +5 mm and even more preferably between -3 mm and +3 mm.
  • two or more of the virtual hologram planes in one or more of the first zones have a different curvature profile and / or a different orientation relative to the curvature profile in one or more second of the zones. Preference is given to the virtual
  • the curvature of the one or more first and second zones is not the same in particular.
  • the total virtual electromagnetic fields in the one or more first zones are respectively based on the virtual
  • the total virtual electromagnetic fields in the one or more second zones are each based on the virtual
  • Curvature of the substrate according to the curvature of the one or more first zones for an observer and / or a sensor partially or completely detectable.
  • the one or more second motifs assigned to one or more second virtual models may be partially or completely detectable in the case of bending or bending of the substrate in accordance with the curvature course of the one or more second zones for an observer and / or a sensor.
  • the one or more first motifs exhibit bending
  • the overall motif in particular one or more motifs, preferably one or more first and / or second motives comprises.
  • electromagnetic fields of the one or more first virtual models are calculated and / or that the total virtual electromagnetic fields in the one or more second zones respectively based on the virtual
  • electromagnetic fields of the one or more second virtual models are calculated so that a first part of the one or more first virtual models associated with one or more first motifs and / or that a second part of the one or more second virtual models associated with one or more second motives, with bending or bending of the substrate,
  • the one or more first motifs generate a first overall motif comprising the first part of the one or more first motifs and / or preferably the one or more second motifs generate a second global motif comprising the second part of the one or more second motifs , It is also possible for the first overall motif and / or the second overall motif to form the overall motif.
  • the total virtual electromagnetic fields in the one or more first zones are respectively based on the virtual
  • the total virtual electromagnetic fields in the one or more second zones are respectively based on the virtual
  • the one or more first motifs associated with one or more first virtual models are thereby partially or completely detectable when the substrate is aligned in accordance with the alignment of the one or more first zones for an observer and / or a sensor.
  • the one or more second motifs assigned to the one or more second virtual models are partially or completely detectable when the substrate is aligned in accordance with the alignment of the one or more second zones for an observer and / or a sensor.
  • two or more of the zones are each one of the virtual ones
  • one or more of the virtual models can be detected partially or completely by an observer and / or by a sensor as a sequence of one or more motifs associated with the one or more virtual models when tilting and / or rotating the substrate.
  • the sequence of one or more virtual models can be detected partially or completely by an observer and / or by a sensor as a sequence of one or more motifs associated with the one or more virtual models when tilting and / or rotating the substrate.
  • Motion effect understood, in which an observer and / or a sensor detects the apparent change in the position of one or more of the motifs, wherein the substrate is tilted and / or rotated in the same direction along which the optical movement effect is detected.
  • orthoparallactic motion effect is meant, in particular, an optical motion effect in which an observer and / or a sensor detects the apparent change in the position of a plurality of the motives, wherein the substrate is tilted and / or rotated in a direction perpendicular to the direction stands, along which the optical motion effect can be detected.
  • An antiparallactic movement effect can also be realized in which the substrate is tilted to the right, but the object seems to move to the left.
  • associated virtual models of the corresponding virtual hologram plane or the corresponding virtual hologram planes are spaced.
  • the motifs float upon tilting and / or rotation of the substrate a distance between 0.01 mm and 30 mm, in particular between 0.1 mm and 10 mm, and in particular between 0.5 mm and 5 mm to the respective
  • the optical effect of the hologram provided depends inter alia on the roughness of the substrate to which it is preferably applied. The rougher the substrate, the more washed-out the hologram provided, or preferably the motifs of the hologram, appear in particular.
  • the provided hologram is calculated such that the influences of the roughness of the substrate on the optical effect
  • This precompensation can be achieved inter alia by reducing the distance of the motifs from the virtual hologram plane.
  • one or more of the virtual models may be partially or fully detectable by an observer and / or by a sensor as a sequence of one or more motifs associated with the one or more virtual models.
  • one or more of the motifs have different or the same
  • Substrate spanned plane is preferably between -30 mm and +30 mm, preferably between -15 mm and +15 mm, particularly preferably between -10 mm and +10 mm, more preferably between -5 mm and +5 mm and even more preferably between -3 mm and +3 mm.
  • one or more of the virtual models associated with one or more motifs are partially or completely detectable by an observer and / or by a sensor from different observation directions.
  • a QR code Quick Response
  • One or more of the dots or one or more of the strips are preferably arranged at different distances from the plane spanned by the substrate, in particular above and / or below and / or within the plane spanned by the substrate.
  • barcode is meant in particular a sequence of machine-readable
  • one or more information can be coded into the sequence of areas and gaps.
  • barcodes with optical readers in particular cameras containing CCD chips, preferably with smartphone cameras, bar code readers or scanners, read and / or electronically
  • QR code is understood to mean, in particular, a bidirectional sequence of machine-readable first regions, which provide a first color, and second regions, which provide a second color or no color , in particular binary, be coded into the two-dimensional sequence of first and second regions
  • the first regions are preferably white and the second regions are preferably contrasting thereto, in particular darker than the first areas.
  • the first and second areas are each square and / or rectangular.
  • barcodes and / or QR codes with optical readers in particular cameras containing CCD chips, preferably with smart phone cameras, bar code readers or scanners, are read in and / or electronically
  • one or more parts of the grid of dots and / or stripes in particular a barcode, preferably a QR code, can be detected by an observer and / or by a sensor from two or more different angles, the grid is composed of dots and / or stripes in the electronic finishing from the various angle-dependent images of the grid of dots and / or stripes to the authenticity of a grid of dots and / or stripes having
  • a hologram is preferably provided, the motifs of which, when tilting and / or rotating the substrate which has the provided hologram, correspond to those in the calculation of the hologram
  • an observer and / or a sensor detects from different viewing directions of the provided hologram and / or at different tilt angles and / or rotational angles of the provided
  • Holograms different motives or arrangements of motives. Such a provided hologram provides an optical through its high complexity variable motion effect, which is extremely difficult for a counterfeiter to imitate.
  • the hologram can be seen from the perspective of the camera of the smartphone taking into account the camera geometry and camera optics as well as the camera flash as a virtual light source depending on the position of the smartphone
  • Security document comprising the provided hologram.
  • the hologram can be designed so that the subject is not or hardly recognizable in undirected lighting for the human viewer and / or the sensor. Preferably this is the case in the
  • Calculation of the hologram object used a two-dimensional - that is, flat - object such as a motif, such as an icon, one or two or more letters, a logo or a bar code, which more preferably a virtual distance from the virtual hologram plane of more than 10 mm, in particular more than 20 mm and more preferably more than 40 mm and even more preferably more than 100 mm.
  • the software of the smartphone can now take two pictures of such a hologram.
  • the illumination with the camera flash is a strongly directed lighting in which the subject is recognizable.
  • the software checks with suitable pattern recognition whether, in the area of the hologram, the motif is present in the image which was recorded with illumination by the camera flash. On the other hand, it checks whether this subject in the image without illumination is not good enough to
  • Smartphone or with another mobile device or even with a stationary device with a camera possible.
  • the distance of the smartphone to the security document comprising the provided hologram is between 5 cm and 50 cm, preferably between 20 cm and 30 cm, particularly preferably between 23 cm and 27 cm.
  • one or more motifs which are each assigned to one of the virtual models, can be detected by a sensor and / or an observer of the provided hologram.
  • one or more motifs of a first set of subjects are detectable in a flat or non-curved arrangement of the substrate for an observer and / or a sensor.
  • one or more motifs of a second set of motifs on bending or bending of the substrate according to the curvature course or one of the virtual hologram planes in or in one of the zones can be partially or completely detected by an observer and / or sensor.
  • the motifs of the first set of motifs and the motifs of the second set of motifs are partially or completely different.
  • first and second motifs preferably results in a sense that can be grasped by a viewer.
  • a denomination symbol eg, " €" or "$”
  • a value eg, "50”
  • a banknote may be the second motif if the substrate is bent or curved Motif be recognizable.
  • the first motif and the second motif are included
  • one or more motives of a third set of subjects upon tilting and / or rotation of the substrate partially or completely constitute a parallactic one detectable by an observer and / or a sensor
  • one or more motives of a fourth set of motifs upon tilt and / or rotation of the substrate provide an orthoparallactic motion effect detectable by an observer and / or a sensor.
  • Motifs and motives of the fourth set of motives partially or completely different.
  • one or more motifs of a fifth set of motifs have the same spatial distances or different spatial distances to one or more motifs of a sixth set of motifs.
  • the motifs of the fifth set of motifs and the motifs of the sixth set of motifs are partially or completely different.
  • one or more motifs of a seventh set of motifs and / or one or more motifs of an eighth set of motifs overlap each other completely or partially.
  • one or more motifs of the seventh set of motifs and / or one or more motifs of the eighth set of motifs are completely or partially spatially separated.
  • the motives of the seventh set of motives and the motives of the eighth set of motives are partially or completely different.
  • the one or more of the virtual models appear
  • the one or more of the virtual models associated with one or more subjects when viewed perpendicular to the plane defined by the substrate plane, in particular when viewed vertically by an observer and / or a sensor, white.
  • the color of the one or more virtual models associated with one or more motifs in tilting and / or rotation of the substrate changes.
  • the one or more of the virtual models sit down
  • true color image is to be understood in particular as meaning a hologram provided which, when illuminated in incident light observation and / or transmitted light viewing, displays an associated true color at least in regions.
  • true color is to be understood in this case in particular a color, which
  • a true color image shows at least partially a true color when illuminated.
  • the intensities of the at least one red, the at least one green and / or the at least one blue motif of the respectively associated first, second and third virtual models are respectively determined according to the course of the spectrum of the incident light and / or the course of the
  • response function of the human eye is understood to mean, in particular, the function which describes how the color of incoming radiation in a specific frequency range or in a specific wavelength range is transformed into a detected or perceived color in the eye.
  • a total virtual electromagnetic field based on the sum of two or more, in particular all, of the virtual electromagnetic fields in the respective zone multiplied by one or more complex conjugate virtual reference fields of one or more virtual Reference light sources calculated in the one or more zones.
  • one or more of the virtual reference fields simulate anisotropic or nonisotropic illumination of the 2D model and / or the SD model.
  • One or more of the virtual reference fields preferably simulate the illumination with the one or more reference virtual fields associated with one or more reference light sources.
  • the propagation direction comprises one or more of the virtual
  • Reference fields an angle between 10 ° and 50 °, in particular between 15 ° and 45 °, more preferably 30 ° to 40 ° to the surface normal or to the mean surface normal of one or more of the virtual hologram planes.
  • the beam cone has one or more of the virtual
  • Reference light sources an opening angle between 0 and 45 °, more preferably 0 ° and 15 °.
  • one or more of the virtual reference light sources a spacing to one or more of the virtual hologram planes between 0.01m and 10m, more preferably 0.1m and 2m, and most preferably 0.2m and 1m.
  • the virtual reference light sources a spacing to one or more of the virtual hologram planes between 0.01m and 10m, more preferably 0.1m and 2m, and most preferably 0.2m and 1m.
  • the virtual reference light sources an opening angle between 0 and 45 °, more preferably 0 ° and 15 °.
  • one or more of the virtual reference light sources a spacing to one or more of the virtual hologram planes between 0.01m and 10m, more preferably 0.1m and 2m, and most preferably 0.2m and 1m.
  • the virtual reference light sources an opening angle between 0 and 45 °, more preferably 0 ° and 15 °.
  • Reference light source infinitely spaced away from the hologram plane.
  • the reference light source radiates plane waves to the hologram plane.
  • the propagation direction of an electromagnetic wave in particular the propagation direction of each of the one or more virtual electromagnetic fields, in particular the
  • beam cone is meant in particular a solid angle into which an electromagnetic wave, in particular one or more of the virtual
  • LED Light emitting diode
  • the hologram provided is for an observer and / or a sensor only one
  • Hologram level spanned surface normal is arranged.
  • the hologram provided in these cases has a strong achromatic color impression.
  • one or more solid angle regions in particular the entire solid angle region in which one or more of the motifs are completely or partially detectable by an observer and / or by a sensor, are arranged symmetrically around the surface normal, in particular around the mean surface normal, the hologram plane.
  • One or more of the solid angle ranges preferably span an angle range of 0 ° to 30 °, preferably of 0 ° to 20 °, particularly preferably of 0 ° to 15 °, to the surface normals, in particular to the mean surface normal.
  • “Mean surface normal” is understood to be the mean value of the surface normal at every point of a curved curve or one or more partial regions of a curved curve.
  • the hologram provided can have one or more of the motifs, the motifs being able to be detected by an observer and / or a sensor only when illuminated with an almost collimated light source, in particular with a collimated light source.
  • the hologram provided when illuminated with diffused light sources or with a plurality of extended light sources (eg, fluorescent tubes), the hologram provided appears as a washed-out area.
  • An almost directionally radiating light source is, for example, an LED ceiling light or an LED lamp of a smartphone or other mobile device or stationary device with a camera and / or a lighting device.
  • the distances of the virtual models corresponding to the motifs from one or more of the virtual hologram planes are greater than 10 mm, in particular greater than 20 mm, preferably greater than 40 mm and particularly preferably greater than 100 mm. is.
  • the hologram provided depends in particular on the roughness of the substrate to which it is preferably applied.
  • Substrate the more washed-out appears particularly hologram provided, or preferably the motifs of the hologram.
  • This precompensation can be inter alia by a particular
  • a “collimated light source” is preferably understood to mean at least one light source and / or at least one radiation source, which light
  • electromagnetic radiation and / or two or more or all photons of the electromagnetic radiation at an angle of and / or at a mean angle of and / or from a predetermined direction by less than 10 °, in particular by or less than 5 °, preferably from
  • Such a hologram provided optimized for the illumination with almost collimated light sources is preferably rastered into a design, in particular into a Kinegram® or a Trustseal®. This ensures that only the design in all lighting with not nearly collimated light sources by an observer and / or a sensor can be detected and provided
  • Holograms with a nearly collimated light source are the one or more motives of the provided hologram, preferably at different distances the substrate, which includes the design and the provided hologram, detectable by an observer and / or a sensor.
  • Such a hologram provided optimized for the illumination with almost collimated light sources is preferably present as at least one design element.
  • it can be 100% area in one eye of a
  • Design element may be provided in the form of a lion.
  • the intended motif When illuminated with a collimated light source, the intended motif preferably appears only in the eye of the lion.
  • the hologram for example, with 50% area ratio, rastered throughout the design.
  • the intended motif When lighting with a collimated light source, the intended motif preferably appears in the entire design.
  • the one or more motifs and / or the intended motif appear here preferably repetitive, in particular repetitive.
  • a design includes one or more design elements. It is also possible that a design comprises in particular a design element.
  • electromagnetic fields of the one or more first virtual models are calculated and / or that the total virtual electromagnetic fields in the one or more second zones respectively based on the virtual
  • holograms disappear.
  • no movement of the motifs can be detected if the diameter of the solid angle detected by the observer and / or the sensor is less than 20 °, preferably less than 10 °.
  • the motifs appear and disappear depending on the tilt angle. It is possible that no movement of the motifs for an observer and / or a sensor as a function of the tilt angle of the substrate, which comprises at least the provided hologram, is detectable.
  • one or more of the phase images are preferably transformed into one or more associated height profiles, in particular linearly transformed.
  • the height profile of the hologram provided is calculated by means of superimposition and / or screening of the height profiles assigned to the one or more phase images.
  • the hologram introduced into a substrate.
  • the associated height profiles are preferably superimposed and / or screened in the substrate.
  • the associated height profiles and / or the height profile of the provided hologram is encoded as a gray scale image.
  • the gray values are assigned height values, in particular normalized height values.
  • the Gray values and / or altitude values preferably have a minimum altitude value of 0 and a maximum altitude value of 2 ⁇ .
  • the difference between the minimum height value of the height profile introduced into the substrate and the maximum height value of the height profile introduced into the substrate corresponds to an optical path difference of half or a multiple of half a reference wavelength, in particular in the case of forming the provided hologram as a reflection hologram.
  • the difference between the minimum height value of the height profile introduced into the substrate and the maximum height value of the height profile introduced into the substrate corresponds to an optical path difference of one
  • Reference wavelength or a multiple of a reference wavelength preferably in the case of the formation of the provided hologram as
  • the associated height profiles and / or the height profile of the provided hologram in the substrate in particular in a substrate comprising a photoresist layer, by means of a method selected from:
  • the associated height profiles and / or the height profile of the provided Hologrannnns is introduced into the substrate by means of a replication method, in particular by means of thermal replication or UV replication.
  • the associated height profiles and / or the height profile of the provided hologram by means of the methods electroplating, recombination and roll-to-roll replication in a film, in particular in at least one
  • Metal layer and / or a transparent high or low refractive layer film having introduced.
  • high-index layer is a layer with a high refractive index, in particular with a refractive index about 1, 5 referred.
  • low-refractive layer is a layer with a low refractive index, in particular with a refractive index less than 1, 5 referred.
  • HRI High Refractive Index
  • the one or more height profiles can still be combined with other layers, in particular be embedded between these other layers.
  • Such further layers may include protective layers, adhesion promoter layers, adhesive layers, barrier layers, decorative layers, reflection layers.
  • the layers can be arranged on a carrier substrate (for example of polyester, in particular PET), detachable or non-detachable.
  • a carrier substrate for example of polyester, in particular PET
  • one or more of the decorative layers have one or more of the following layers:
  • One or more of the decorative layers preferably have one or more metallic layers, which are preferably not provided on the entire surface but only partially in the security element.
  • the metallic one Layers may be opaque, translucent or semitransparent.
  • the metallic layers are preferably formed by different metals, which have significantly different reflection and / or
  • the metal layers are formed of aluminum, copper, gold, silver, chromium, tin or an alloy of these metals.
  • the metallic regions can be screened and / or configured with locally different layer thicknesses.
  • the one or more metal layers are preferably patterned in the form that they comprise one or more pixels in which the metal of the metal layer is provided and comprise a background region in which the metal of the metal layers is not provided.
  • Image elements may in this case preferably be in the form of alphanumeric characters, but also of graphics and complex representation of objects.
  • One or more of the decorative layers furthermore comprise, in particular, one or more color layers, in particular translucent colors.
  • These color layers are preferably color layers which are applied by means of a printing process and which comprise one or more dyes and / or pigments which are incorporated in a binder matrix.
  • the color layers, in particular colors can be transparent, clear, partially scattering, translucent or non-transparent or opaque.
  • one or more of the decorative layers preferably have one or more optically active relief structures, which are preferably each incorporated into the surface of a replicated lacquer layer.
  • These relief structures are preferably diffractive relief structures, such as holograms, diffraction gratings, Fresnel freeform surfaces, diffraction gratings with symmetrical or asymmetrical profile shapes and / or zero-order diffraction structures.
  • These relief structures may also be isotropic and / or anisotropic
  • diffusing matte structures blaze grids and / or substantially in reflection and / or acting in transmission relief structures, such as microlenses, microprisms or micromirrors.
  • One or more of the decorative layers have, in particular, one or more liquid-crystal layers which, on the one hand, depend on the polarization of the incident light and, on the other hand, are wavelength-selective
  • Reflection and / or transmission of the incident light depends on the
  • HRI layer is in particular a layer with a high
  • Understood refractive index which consists for example wholly or partially of T1O2 or ZnS or consists of a vapor-deposited layer of a metal oxide, metal sulfide, titanium dioxide, etc.
  • an HRI layer has a layer thickness of 10 nm to 150 nm.
  • the associated height profiles and / or the height profile of the provided hologram is introduced into a thin-film structure, in particular into a Fabry-Perot layer structure.
  • the thin film structure is applied to the replicated height profile of the hologram.
  • the Fabry-Perot layer structure preferably has at least one first semitransparent absorber layer, at least one transparent spacer layer and at least one second
  • thin-film structure is understood in particular to mean a structure of thin-film elements which generates a viewing-angle-dependent color shift effect, based on an arrangement of layers having an optical thickness in the
  • ⁇ is the wavelength of the light and m is an integer.
  • These layers preferably comprise a spacer layer, in particular arranged between an absorption layer and a reflection layer or are preferably formed by a layer comprising thin-film layer pigments.
  • spacer layer is meant in particular a transmissivity in the infrared, visible and / or ultraviolet wavelength range, which is between 10% and 70%, preferably between 10% and 50%, preferably a non-negligible part of the incident electromagnetic waves, in particular of the incident light is absorbed.
  • the first semitransparent absorber layer preferably has a layer thickness between 5 nm and 15 nm.
  • the absorber layer is preferably made
  • the transparent spacer layer preferably has a layer thickness between 300 nm and 600 nm.
  • the spacer layer is preferably made of polymer, S1O2
  • the transparent spacer layer consists of a printed polymer layer, which is applied in particular by gravure printing, slot casting or inkjet printing.
  • the opaque mirror layer preferably has a layer thickness between 5 nm and 50 nm.
  • the mirror layer is preferably made of aluminum, silver, copper, tin or chromium.
  • the associated height profiles and / or the height profile of the provided hologram is introduced or applied in or on an opaque substrate, in particular in or on opaque paper documents or in or on opaque paper banknotes.
  • “opaque” means that no light in the infrared, visible and / or ultraviolet wavelength range or only negligible amount of light in the infrared, visible or ultraviolet wavelength range, in particular less than 10%, more preferably less than 5%, through the opaque substrate, in particular through the opaque paper documents, preferably through the opaque paper banknotes, is transmitted.
  • the associated height profiles and / or the height profile of the provided hologram in at least one window area, in particular in or on at least one window area of an ID1 card, or in or on a transparent substrate, in particular in or on a transparent
  • Hologram at least from the front and back and / or at
  • the window region may in particular be an opening of the substrate and / or a non-perforated transparent region of the substrate.
  • transparent is meant in particular a transmissivity in the infrared, visible and / or ultraviolet wavelength range, which is between 70% and 100%, preferably between 80% and 95%, preferably a negligible part of the incident electromagnetic waves, in particular the incident light is absorbed.
  • ID1 card is understood to mean a security document or a card with a dimension of 85.6 mm ⁇ 53.99 mm, the dimensions of the security document or card corresponding to the ID1 format. Cards with rounded corners according to the ID1 format between 2.88 mm and 3.48 mm.
  • the substrate is provided with a translucent color layer which has the function of a color filter.
  • a translucent color layer can also be effected only after introduction of the height profile and application of a metal layer and / or a transparent high-refractive or low-refractive layer.
  • the translucent color layer changes the achromatic white appearance of the provided hologram into a monochromatic appearance for an observer and / or sensor.
  • the hologram is in the substrate by exposure of a
  • volume hologram material introduced the object wave emanating from the hologram associated height profile and / or the associated height profiles.
  • the associated height profiles and / or the height profile of the hologram are transformed into the course of the Bragg planes of the volume hologram generated thereby.
  • the optically variable effect of the hologram is in particular transmitted to the volume hologram, and the optically variable effect of the volume hologram can be detected by an observer and / or sensor, preferably in the color of the laser light used for the illumination.
  • the exposure of the master to generate the volume hologram is effected by one or more, in particular monochromatic Laser, for example, one or more red, yellow, green, turquoise or blue laser.
  • volume hologram is used.
  • the wavelength of all the virtual light sources preferably all of the virtual point light sources, coincides with the wavelength of the laser.
  • the difference between the minimum depth and the maximum depth or the minimum height and the maximum height of the assigned height profile and / or the height profile of the hologram introduced into the master preferably corresponds to half the optical wavelength or a multiple of half the optical wavelength of the laser, in particular Execution of the master as a reflection hologram.
  • the height profile of at least one further optically variable structure is selected from a diffractive relief structure, in particular a diffraction grating, a Fresnel freeform lens, a zero-order diffraction structure, a blaze Grid, one
  • Micromirror structure an isotropic or anisotropic matte structure, a
  • the associated height profiles and / or the height profile of the hologram is introduced into one or more first regions of the substrate and the height profile of the at least one further optically variable structure
  • the one or more first regions do not overlap the one or more second regions.
  • the one or more first regions and the one or more second regions are disposed adjacent to one another. More preferably, the one or more first regions and the one or more second regions are nested and / or one of the first or second regions encloses another of the first or second regions.
  • the viewing angle determines in which spatial angle the hologram provided can be detected by an observer and / or a sensor.
  • the hologram is recognizable near the direct reflection.
  • the hologram provided is calculated so that it can be seen when tilting the substrate, the viewing angle with respect to the surface normal, which is spanned by the plane of the substrate, between 15 ° ⁇ 10 ° to 25 ° ⁇ 10 °, preferably 20 ° ⁇ 10 °.
  • the hologram provided may also be calculated to be visible upon severe tilting of the substrate, the viewing angle with respect to the surface normal being preferably between 30 ° ⁇ 25 ° to 65 ° ⁇ 25 °, more preferably 20 ° ⁇ 15 ° to 75 ° ⁇ 15 °, more preferably 10 ° ⁇ 5 ° to 85 ° ⁇ 5 °.
  • the light is incident on the substrate perpendicularly, that is to say parallel to the plane normal defined by the plane of the substrate, and that the motifs of the hologram provided hereby, in particular at an oblique angle, preferably between 30 ° ⁇ 25 ° and 65 ° ⁇ 25 ° °, more preferably 20 ° ⁇ 15 ° to 75 ° ⁇ 15 °, particularly preferably 10 ° ⁇ 5 ° to 85 ° ⁇ 5 °, are detectable by an observer and / or a sensor.
  • the motives of the provided hologram from the antiparallel or reverse direction of an observer and / or a Sensor can be detected, such as the direction of incidence of the light, which preferably occurs at an oblique angle to the substrate.
  • the hologram provided is provided with a surface relief, e.g. a Fresnel freeform lens rastered into each other.
  • a surface relief e.g. a Fresnel freeform lens rastered into each other.
  • one and the same 3D object of the same size is preferably realized with both structure types.
  • the 3D object may be the view of a mountain, e.g. of the Matterhorn, his.
  • the rasterized or superimposed combination of the two effects results in a more complex appearance than the respective appearance of only one of the two effects. This increases the counterfeiting expenditure of the security element comprising the provided hologram, and / or the
  • Freeform lens and the dynamic parts are executed as a provided hologram.
  • a provided hologram For example, one could provide the body of a lion, especially the legs, as a surface relief and provide the lion's head as a provided hologram.
  • the head of the lion When tilting the security element, in particular, the head of the lion will provide a movement or an optically variable effect and, for example, easily rotate about the plane spanned by the surface normal of the substrate axis, while the body of the lion is particularly static or only a weakly optically variable effect provides.
  • Observation distance of the provided hologram is preferably between 0.1 cm and 40 cm, in particular between 1 cm and 10 cm. Further, the provided hologram is calculated such that an observer and / or a sensor detects the one or more motives of the provided hologram while observing the provided hologram in the direction of a light source. This optical effect resembles in particular the observation of a room through a keyhole.
  • Fig. 2 shows schematically a method step
  • Fig. 3 shows a microscope image of a height profile
  • Fig. 5 shows a height profile
  • Fig. 6 shows a perspective view of a height profile
  • Fig. 7 shows schematically a security document
  • Fig. 8 shows schematically a method step
  • Fig. 9 shows schematically a method step
  • Fig. 10 shows a photograph of a hologram.
  • Fig. 10a shows a photograph of a design shows a photograph of a design
  • Fig. 14 shows a photograph of a curved hologram showing a photograph of a hologram
  • FIG. 26 shows a photograph of a curved hologram shows schematically a process step Fig. 26 schematically shows a process
  • Fig. 27 shows schematically a process
  • Fig. 28 schematically shows a process
  • FIG. 1 shows a method of a method for producing a hologram, in particular a hologram for security elements and / or security documents.
  • a first virtual hologram plane 10a is arranged with respect to a direction z to the right of a first virtual model 20a.
  • a second virtual hologram plane 10b is arranged with respect to the direction z such that the second virtual hologram plane 10b intersects the second virtual model 20b.
  • a third virtual hologram plane 10c is arranged with respect to the direction z on the left to a third virtual model 20c.
  • Hologram plane runs parallel to the x / y plane.
  • the first, second and third virtual models 20a, 20b, 20c are similar to the surface of a human head, the surface being approximated by a grid structure.
  • first, second and third virtual models 20a, 20b, 20c are respectively formed as a virtual 2D model or as a 3D virtual model.
  • one or more virtual hologram planes 10a, 10b, 10c are arranged in front of and / or behind one or more virtual models 20a, 20b, 20c, and / or one or more virtual hologram planes 10a, 10b, 10c intersect in particular one or more virtual models 20a, 20b, 20c. Further, it is possible to provide a plurality of models 20a, 20b, 20c on different virtual hologram planes 10a, 10b, 10c for producing a hologram.
  • FIG. 2 shows further method steps for producing a hologram, wherein in two subregions 21 a, 21 b of the surface of a virtual model 20 d, which is similar to the shape of the above models 20 a, 20 b, 20 c, respectively one virtual light source 30 a and 30 b in one Distance zi or Z2 are arranged to a virtual hologram plane 10d.
  • a virtual electromagnetic field 40a, 40b is calculated in each case from one of the virtual light sources 30a, 30b into one or more zones 11a, 11b of the virtual hologram plane 10d.
  • the virtual light sources 30a, 30b radiate in particular as virtual
  • the virtual electromagnetic fields 40a, 40b which emanate from the two virtual light sources 30a, 30b, preferably have an isotropic or an anisotropic intensity distribution over one or more solid angles, in particular over the entire solid angle.
  • the virtual electromagnetic fields 40a, 40b emanating from the two virtual light sources 30a, 30b have the same intensity and / or the same intensity distribution over the entire solid angle. Further, it is possible that the virtual electromagnetic fields 40a, 40b emanating from the two virtual light sources 30a, 30b are different Intensities and / or different intensity distributions over one or more solid angles, in particular over the entire solid angle, have.
  • a virtual electromagnetic field Ui is preferred starting from an ith virtual point light source at a point (xi, yi, zi) at a point (xh, yh, Zh) of the at least one zone 11a or 11b, in particular by means of Equation exp (ikr) ⁇ -
  • the virtual light sources 30a, 30b which are arranged in the respective subregions of the surface 21a, 21b of the virtual model 20d, are arranged in at least one direction periodically on the two subregions of the surface 21a, 21b of the virtual model 20d, and / or arranged in at least one direction randomly or pseudo-randomly on the two subregions of the surface 21 a, 21 b of the virtual model 20 d.
  • the distances of the adjacent virtual light sources 30a, 30b are in particular between 5 ⁇ and 500 ⁇ , preferably between 10 ⁇ and 200 ⁇ .
  • the arrangement of the virtual light sources 30a, 30b takes place as a cross grid, wherein the two virtual light sources 30a, 30b to each other between 5 ⁇ and 500 ⁇ , in particular between 10 ⁇ and 200 ⁇ . It is possible that the two virtual light sources 30a, 30b take the form of
  • micro-symbols in particular selected from: letter, portrait, image, alphanumeric character, character, geometric freeform, square, triangle, star, moon, circle, denomination, country-specific symbol (e.g.
  • the lateral dimensions of the micro symbols are on the portions of the surface 21 a, 21 b of the virtual model 20 d between 5 ⁇ and 500 ⁇ , in particular between 10 ⁇ and 200 ⁇ .
  • the virtual model 20d or each of the two or more virtual models 20a, 20b, 20c becomes two or more of the virtual ones
  • the total virtual electromagnetic fields 41 of two of the zones 11a, 11b, in particular of two of the zones 11a, 11b, which zones of different virtual hologram planes 10a, 10b are also preferred , 10c, 10d are superimposed, in particular based on a predetermined reference direction.
  • Phase images 50 do not overlay two or more zones 1 1 a, 1 1 b with respect to the predetermined reference direction, so that preferably two or more of different zones 11a, 11b in the provided hologram 1
  • Holograms 1 are generated.
  • a total virtual electromagnetic field based on the sum of the two virtual electromagnetic fields 40a, 40b in the respective zones 11a, 11b and a virtual reference field 43 is calculated in each of the two zones 11a, 11b .
  • the virtual electromagnetic fields 40a, 40b in the respective zone 11a or 11b are preferably multiplied by the complex conjugate virtual reference field 43, which originates in particular from a virtual reference light source 33, and the total electromagnetic fields in the respective zone 11 a or 1 1 b calculated.
  • the virtual reference field 43 preferably simulates a non-isotropic illumination of the virtual 3D model 20d, in particular the illumination with the virtual reference field 43 of the associated reference light source 33.
  • the illumination of the virtual 3D model 20d with a flashlight is preferred by means of the virtual reference field 43 with the LED flash of a smartphone, wherein the distance between the light source and the virtual hologram plane 10d is in particular between 5 cm and 35 cm and preferably between 15 cm and 25 cm.
  • the propagation direction or the propagation direction of the virtual reference field 43 preferably has an angle between 10 ° and 50 °, in particular between 15 ° and 45 °, more preferably 30 ° to 40 ° to the surface normal or the mean surface normal of the virtual hologram plane 10d and / or the beam cone of the virtual reference light source 33 has in particular one
  • Aperture angle between 0 ° and 45 ° degrees, more preferably 0 ° and 15 ° and / or the virtual reference light source 33 preferably has a spacing to the virtual hologram plane 10d between 0.01 m and 10 m, more preferably 0.1 m and 2 m, and more preferably 0.2 and 1 m.
  • a spacing to the virtual hologram plane 10d between 0.01 m and 10 m, more preferably 0.1 m and 2 m, and more preferably 0.2 and 1 m.
  • the virtual reference light source 33 is spaced infinitely far away from the hologram plane 10d.
  • the reference light source 33 radiates plane waves to the hologram plane 10d.
  • one or more phase images are calculated from the total virtual electromagnetic fields in the one or more zones 11a, 11b.
  • a height profile of the hologram is calculated from the one or more phase images, and the height profile of the hologram for providing the hologram is introduced into a substrate.
  • FIGS. 3 and 4 show exemplary microscope images, each of a different section of a height profile 60a or 60b of the hologram. As a virtual model, the outline or national borders of Switzerland were chosen.
  • FIG. 5 shows a height profile introduced into a substrate as gray scale image 61 a.
  • the underlying virtual model corresponds to the outline or the
  • provided hologram transformed one or more of the phase images in one or more associated height profiles, in particular linearly transformed.
  • the height profile 60a, 60b of the hologram provided by Overlay and / or screening of the one or more phase images associated height profiles created.
  • Provision of the hologram are introduced into a substrate, wherein the associated height profiles in the substrate are preferably superimposed and / or rasterized.
  • FIG. 6 shows the height profile 61 a shown in FIG. 5 as a perspective 3D view.
  • the lateral extensions of the high profile 61 a in the direction x, y and y are each 96 ⁇ , 72.2 ⁇ and 0.6 ⁇ .
  • the associated height profiles and / or the height profile 60a, 60b of the provided hologram are encoded as a gray-scale image in which the gray values are assigned height values, in particular normalized height values.
  • the minimum height values preferably have a value of 0 and the maximum height values have a value of 2 ⁇ .
  • the difference between the minimum height value of the height profile 60a, 60b introduced into the substrate and the maximum height values of the height profile 60a, 60b introduced into the substrate corresponds to an optical height
  • Reflection hologram is provided.
  • Transmission hologram corresponds to the difference between the minimum
  • Height value of the height profile 60a, 60b introduced into the substrate and the maximum height value of the height profile 60a, 60b introduced into the substrate preferably an optical path difference of a reference wavelength or a multiple of a reference wavelength.
  • the associated height profiles and / or the height profiles 60a, 60b of the provided hologram in the substrate in particular in a substrate comprising a resist layer, in particular a photoresist layer, preferably by a method selected from: laser beam lithography and
  • Electron beam lithography introduced. In both methods, this will be the
  • Replication method in particular by means of thermal replication or
  • the associated height profiles and / or the height profiles 60a, 60b of the hologram provided by means of the methods electroplating, recombination and roll-to-roll replication in a film, in particular in at least one
  • the film preferably has an HRI layer.
  • the metal layer and / or high or low refractive index layer is usually applied to the height profile (s) on the film after the roll-to-roll replication step.
  • FIG. 7 shows a security document 1 b comprising a substrate 2, which has a security strip 65, wherein the security strip 65 comprises three optically variable structures 63.
  • the optically variable structures 63 are formed as a number "25", as a portrait, and as a fictive denomination sign tff.
  • the optically variable structures "25" and tff are designed to illuminate diffractive surfaces when exposed to light, and the visual impression of the portrait, which is designed as a fresnel freeform surface, becomes detectable when the surface relief is illuminated for an observer and / or a sensor the security strip 65 in addition to the
  • Security element 1 a which includes the associated height profile and / or one or more height profiles 60 a, 60 b of the hologram 1, introduced the height profile of at least one further optically variable structure 63, in particular selected from: a diffractive relief structure, in particular one
  • Diffraction grating a fresnel free-form lens, a zero-order diffraction structure, a blaze grating, a micromirror structure, an isotropic or anisotropic matt structure, and / or a microlens structure.
  • the document body of the security document 1 b is preferably multi-layered and comprises the substrate 2, which is formed by a paper substrate and / or plastic substrate.
  • the security strip 65 is preferably also multi-layered and comprises a carrier substrate (for example made of polyester, in particular PET), which may be removable or non-removable, and one or more polymeric lacquer layers, for example a replication layer, into which height profiles can be replicated. Furthermore, the security strip 65 may also comprise one or more protective layers and / or one or more decorative layers and / or one or more adhesive or adhesion-promoting layers and / or one or more
  • One or more of the decorative layers have, for example, one or more of the following layers:
  • One or more of the decorative layers preferably have one or more metallic layers, which are preferably not provided on the entire surface but only partially in the security element.
  • the metallic layers may be opaque, translucent or semitransparent.
  • the metallic layers are preferably formed by different metals, which have significantly different reflection and / or
  • the metal layers are formed of aluminum, copper, gold, silver, chromium, tin or an alloy of these metals.
  • the metallic regions can be screened and / or configured with locally different layer thicknesses.
  • the one or more metal layers are preferably patterned in the form that they comprise one or more pixels in which the metal of the metal layer is provided and comprise a background region in which the metal of the metal layers is not provided.
  • Image elements may in this case preferably be in the form of alphanumeric characters, but also of graphics and complex representation of objects.
  • One or more of the decorative layers furthermore comprise, in particular, one or more color layers, in particular translucent colors.
  • These color layers are preferably color layers which are applied by means of a printing process and which comprise one or more dyes and / or pigments which are incorporated in a binder matrix.
  • the color layers, in particular colors can be transparent, clear, partially scattering, translucent or non-transparent or opaque.
  • one or more of the decorative layers preferably have one or more optically active relief structures, which are preferably each incorporated into the surface of a replicated lacquer layer.
  • These relief structures are preferably diffractive relief structures, such as, for example, holograms, diffraction gratings, Fresnel free-form surfaces, diffraction gratings with symmetrical or asymmetrical profile shapes and / or zero-order diffraction structures.
  • These relief structures may also be isotropic and / or anisotropic
  • one or more of the decorative layers has one or more
  • These layers can be used, for example, by
  • Thin-film elements in particular of Fabry-Perot thin-film elements, which generate a viewing angle-dependent color shift effect, based on an arrangement of layers having an optical thickness in the range of half wavelength or K / 2 ( ⁇ is the wavelength of the light or Wavelength of an electromagnetic wave) or a quarter
  • Constructive interference in an interference layer with a refractive index n and a thickness d is calculated as follows:
  • ⁇ is the wavelength of the light and m is an integer.
  • These layers comprise a spacer layer, in particular arranged between an absorption layer and a reflection layer or may preferably be formed by a layer comprising thin-film layer pigments.
  • One or more of the decorative layers have, in particular, one or more liquid-crystal layers which, on the one hand, depend on the polarization of the incident light and, on the other hand, are wavelength-selective
  • Reflection and / or transmission of the incident light depends on the
  • the security strip 65 has a security element 1 comprising a provided hologram 1, wherein the security element 1 has a carrier substrate with a replication layer into which the height profile 60 of a
  • Hologram 1 is introduced.
  • the hologram 1 is one or more
  • Phase images calculated wherein the one or more phase images of one or more virtual electromagnetic total fields 41 in one or more zones 1 1 one or more virtual hologram levels 10 are calculated.
  • Each of the virtual electromagnetic total fields 41 is in one or more of the zones 1 1 based on the sum of two or more virtual
  • One or more of the virtual electromagnetic fields 40 from at least one virtual light source 30 are calculated in one or more of the zones 11.
  • One or more of the virtual light sources 30 are on one or more portions of the
  • One or more of the virtual hologram planes 10 are located in front of and / or behind one or more of the virtual models 20 and / or one or more of the virtual hologram planes 10 intersect one or more of the virtual models 20.
  • the motif 22 of the hologram 1 is formed as a steering wheel, wherein the motif 22 is arranged for an observer and / or a sensor depending on the viewing angle and / or tilt angle of the substrate 2 in front of and / or behind the substrate 2 and / or the substrate 2 intersects ,
  • the motif 22 is arranged for an observer and / or a sensor depending on the viewing angle and / or tilt angle of the substrate 2 in front of and / or behind the substrate 2 and / or the substrate 2 intersects ,
  • Hologram 1 becomes the corresponding virtual model of a steering wheel
  • the virtual hologram plane preferably the plane of the substrate.
  • Hologram level is between -50 mm and +50 mm, in particular
  • the motif 22 is preferably selected from: letters, portraits, pictures, alphanumeric characters, characters, landscape representations,
  • Structural representations geometric freeforms, squares, triangles, circles, curved lines, representation of buildings, landscape representations and / or outlines.
  • FIG. 8 shows in the upper part of the figure a star-shaped motif 220 of a provided hologram 1, which extends over the plane spanned by the axes x and y.
  • the star-shaped motif 220 of the provided hologram 1 is at three different distances or heights hi, i2 and i3 with respect to the plane xy spanned by the substrate 2, which is spanned by the axes x and y, by an observer and / or a sensor detectable.
  • FIG. 9 shows the star-shaped motif 220 from FIG. 8, which extends over the plane x / y spanned by the axes x and y.
  • the lower part of FIG. 9 shows the star-shaped motif 220 at a distance or height h 4 from the plane x / y spanned by the substrate 2.
  • the motif 220 is for an observer and / or sensor only from the
  • Solid angle ⁇ detectable, which is spanned by the angle ⁇ .
  • Solid angle ⁇ is arranged symmetrically around the surface normal N of the plane x / y.
  • the solid angle ⁇ is restricted by a virtual aperture such that the virtual
  • Hologram level or the level x / y are provided.
  • the angle ⁇ is in an angular range of 0 ° to 30 °, preferably in an angular range of 0 ° to 20 °, more preferably in a range of 0 ° to 15 °.
  • the associated height profiles and / or one or more of the height profiles 60, 60a, 60b of the provided hologram 1 become
  • the Fabry-Perot thin-film system has at least one first semitransparent absorption layer, at least one transparent spacer layer and at least one second semitransparent layer
  • the first semitransparent absorption layer preferably consists of aluminum, silver, copper, tin, nickel, inconel (corrosion resistant nickel-base alloys from Special Metals Corporation, Huntington, West Virginia, USA), titanium or chromium and / or has a layer thickness between 5 nm and 15 nm on.
  • the transparent spacer layer preferably has a layer thickness between 300 nm and 600 m and / or consists of polymer, SiO 2 or MgF 2.
  • the opaque reflection layer preferably has a layer thickness between 5 nm and 50 nm.
  • the transparent spacer layer consists of a printed one
  • Polymer layer which is applied in particular as a paint by gravure, slot casting or inkjet printing.
  • the printed polymer layer preferably compensates, in particular partially, for the hologram 1 provided in the thin-layer system 60a, 60b, wherein the flow behavior and / or the
  • Height profiles 60a, 60b determined.
  • the color effect is greatly attenuated by interference effects in the area of the provided hologram 1 in the thin-film system for an observer and / or for a sensor and / or an observer and / or or a sensor detect a mixed color, which is especially gray.
  • This optical effect is preferably provided as a design element, such as
  • FIG. 10 shows a photograph of a provided hologram 1 in a thin-layer system, which has a circular pattern 221 that can be detected by an observer and / or by a sensor.
  • the motif 221 of the provided hologram 1 can not be detected by an observer and / or for a sensor, since there is no height profile of the hologram 1 there.
  • the thin-film system consequently has a defined lacquer layer in the inner region 2c and the outer region 2d, so that an observer and / or a sensor in the inner region 2c and the outer region detects the color effect of the thin-film system.
  • the motif 221 appears significantly weaker in color or even colorless gray or achromatic white.
  • the motif 221 is arranged in a perfect register with the inner region 2c and the outer region 2d.
  • the inner area 2c and / or the outer area 2d have a color change effect provided by interference effects of the thin-film system for an observer and / or a sensor when tilting and / or changing the viewing direction with respect to the
  • the area of the circular motif 221 in this case has in particular no color change effects provided by interference effects of the thin-film system during tilting and / or when changing the viewing angle.
  • a green interference color may be detectable in the inner region 2c and the outer region 2d for an observer and / or a sensor and not in the region of the circular motif 221. For example, when tilted, the green interference color changes to blue.
  • the associated height profiles and / or the height profiles, 60a, 60b of the provided hologram 1 in at least one window area, in particular in or on at least one window area of an ID1 card, or in or on a transparent substrate, in particular in or on a transparent polymer banknote, introduced or applied.
  • the height profiles 60a, 60b of the provided hologram 1 at least from the front and
  • volume hologram material introduced wherein the object wave emanates from the height profile associated with the hologram.
  • the associated height profiles and / or the height profiles 60a, 60b of the hologram 1 are in this case in particular transformed into the course of the Bragg planes of the volume hologram generated thereby.
  • FIGS. 10a and 10b each show a photograph of a design 3b, in particular of the same design, which comprises a provided hologram 1.
  • the hologram 1 is included in the circular area of the design 3b with an area ratio of 100%.
  • the provided hologram 1 has a two-letter or "UT" motif 240 detectable by an observer and / or a sensor, The hologram is provided such that when illuminated with non-collimated light, for example in diffused illumination , the motif 240 is not detectable, as shown in particular in Figure 10a., However, if the provided hologram with a
  • Collimated light source such as a LED lamp of a smartphone, illuminated so appears the intended subject "UT", as shown in Figure 10b.
  • Total fields in the one or more first zones are respectively calculated based on the virtual electromagnetic fields of the one or more first virtual models and / or that the virtual electromagnetic Total fields in the one or more second zones are respectively calculated based on the virtual electromagnetic fields of the one or more second virtual models such that one or more first motifs associated with the one or more first virtual models and / or the one or more second virtual ones Models associated with one or more second motifs, in particular according to the curvature of the one or more zones, first zones and / or second zones, for an observer and / or for a sensor, especially in lighting with non-collimated light, preferably in diffuse lighting, not can be detected, and / or for an observer and / or for a sensor, in particular when illuminated with collimated light, preferably at
  • Lighting with an LED lamp particularly preferably when illuminated with a LED lamp of a smartphone, are detectable.
  • electromagnetic fields of the one or more first virtual models are calculated and / or that the total virtual electromagnetic fields in the one or more second zones respectively based on the virtual
  • electromagnetic fields of the one or more second virtual models are calculated so that a first part of the one or more first virtual models associated with one or more first motifs and / or that a second part of the one or more second virtual models associated with one or more second motives, with bending or bending of the substrate,
  • the curvature profile of the one or more zones, first zones and / or second zones, for an observer and / or for a sensor can be detected, and / or in the flat or not bent or not curved state of the substrate, in particular according to the curvature the one or more zones, first zones and / or second zones, for an observer and / or for a sensor not, in particular partially detectable, preferably wherein the one or more first motifs a first overall motif comprising the first part of the one or more generate first motives and / or preferably the one or more second motifs generate a second overall motif comprising the second part of the one or more second motifs.
  • FIG. 11 shows a safety element 1a, with respect to the plane of the drawing or the plane spanned by the axes x and y, vertical viewing.
  • the security element 1a comprises three design elements 3a, wherein one of the design elements 3a has the number "42" and a square shape with a double frame and respective diagonal lines in the corners of the square shape which connect respectively aligned corners of the two frames.
  • Hologram 1 are not detectable when viewed vertically of the security element 1 a for an observer and / or for a sensor.
  • the first motif 22a and the second motif 22b are, as indicated by the dashed lines, covered by the three design elements 3a.
  • FIG. 12 shows the security element 1 a tilted along the axis y to the right.
  • the first motif 22a and the second motif 22b are no longer located in the first and second regions 2a, 2b, respectively.
  • the first motif 22a is located to the left of the three design elements 3a and the second motif 22b is located below the three design elements 3a.
  • the first motif 22a is detectable for an observer and / or for a sensor
  • the second motif 22b is covered by the three design elements 3b, indicated by the dashed lines, and thus can not be detected by an observer and / or a sensor.
  • FIG. 13 shows the security element 1 a tilted along the axis y to the left.
  • the first motif 22a and the second motif 22b are no longer located in the first and second regions 2a, 2b, respectively.
  • the first motif 22a is located below the three design elements 3a and the second motif 22b is located to the right of the three design elements 3a.
  • the second motif 22b is for an observer and / or for a sensor can be detected and the first motif 22a is covered by the three design elements 3a, indicated by the dashed line, and thus can not be detected by an observer and / or a sensor. It is possible that one or more of the three design elements 3a also
  • Motifs of the provided hologram 1 are.
  • the motifs of the three design elements 3a are calculated here in such a way in the calculation of the hologram 1 that the perspective or perspective visual impression of the motifs of the three design elements for an observer and / or a sensor does not change with an arbitrary viewing angle.
  • the associated height profiles and / or one or more of the height profiles 60, 60a, 60b of the hologram 1 are introduced into the first region 2a of the substrate 2 and that the height profile of one or more of the further optically variable structures 63 in the second area 2b of the substrate 2 are introduced.
  • the second region 2b and the first region 2a overlap at least partially, wherein the first region 2a and / or the second region 2b preferably consists of a contiguous region or of a plurality of non-contiguous regions.
  • the first region 2a does not overlap the second region 2b.
  • the first region 2 a and the second region 2 b are arranged adjacent to one another or more preferably arranged nested one inside the other.
  • the first area 2a encloses the second area 2b or the second area 2b encloses the first area 2a.
  • FIGs 14 and 15 show the security document 1 b shown in Figure 7 in perspective, wherein the security document 1 b a
  • Security element 1 a comprises, which has a provided hologram 1.
  • FIG. 14 shows a first motif 222 of the provided hologram 1 when the security document 1 b is tilted by the angle ⁇ i with respect to the axis y.
  • FIG. 15 shows a second motif 223 of the provided hologram 1 when the security document 1 b is tilted by the angle ⁇ 2 with respect to the axis y.
  • the provided hologram 1 is preferably calculated such that, depending on the viewing angle and / or tilt angle of the security document 1 b, different motifs of the provided hologram 1 can be detected by an observer and / or sensor.
  • the hologram provided when tilting the security document 1 b to the left or to the right or about the axis y a change or flip between at least two motifs or a sequence of motifs or between the first and the second motif 222, 223rd
  • the dollar sign-shaped first motif 222 for an observer and / or sensor detectable while tilting the security document 1 b in the figure 15, for example, the motif 223, which is designed as the number "5", for an observer and / or sensor can be detected
  • the first and / or second motifs 222, 223 are preferably at the same position or at
  • Security document 1 b arranged.
  • an observer and / or a sensor detects the first and / or the second motif 222, 223 above or below the plane defined by the security element 1 b, wherein the first motif 222 and / or the second motif 223 above the security element 1 B spanned level is detectable or the second motif 223 and / or the first motif 222 is detected below the plane spanned by the security element 1 b level.
  • the three design elements 3 a in the plane defined by the security element 1 b can be detected by an observer and / or sensor. As a result, these design elements 3a represent an optical reference for the observer and / or sensor.
  • Tilting of the security document 1 b about the axis x for an observer and / or a sensor can be detected.
  • the hologram provided when tilting the security document 1 b up or down or about the axis x a change or flip between at least two motifs or a sequence of motifs or the first and the second motif 222, 223rd
  • first subject 222 and / or the second subject 223 may be for an observer and / or sensor above or below that indicated by the
  • Security document 1 b spanned level detectable.
  • the first motif 222 and / or the second motif 223 can be detectable by the surface normal of the plane spanned by the security document 1 b for an observer and / or a sensor when the security document 1 b is rotated.
  • the hologram provided when turning the security document 1 b in the plane of the security document 1 b shows a change or flip between at least two motifs or a sequence of motifs or the first and second motifs 222, 223, wherein the first motif 222 and / or the second motif 223 for an observer and / or sensor can be detected below or above the plane defined by the security element 1b.
  • two or more of the zones 1 1 are each assigned to one of the virtual hologram levels 10 and the virtual electromagnetic
  • Total fields 41 in the one or more zones 1 1 each based on the virtual electromagnetic fields 40 of the one or more zones 1 1 calculated.
  • one or more of the virtual models 20 are tilted and / or rotation of the substrate 2 or the security document 1b partially or completely by an observer and / or a sensor as a sequence of the one or more virtual models 20 associated with one or more motifs 22 or the first motif 222 and the second motif 223rd detectable.
  • this sequence of the one or more motifs 22 or of the first motif 222 and the second motif 223 constitutes a parallactic motion effect or a
  • such a sequence of the one or more virtual models 20 is a combination of a
  • one or more of the motifs 22 or the first motif 222 and the second motif 223 have in particular different or the same
  • the distance between one or more of the motifs 22 or of the first motif 222 and of the second motif 223, in particular of the geometric centroids of one or more of the virtual motifs 22 or the first motif 222 and the second motif 223, and by the substrate 2 or the security document 1 b plane spanned preferably between -50 mm and +50 mm, preferably between -25 mm and +25 mm, in particular preference between -15 mm and +15 mm.
  • the total virtual electromagnetic fields 41 in the one or more first zones 1 1 a are respectively based on the virtual
  • the virtual total electromagnetic fields 41 are preferred the one or more second zones 1 1 b respectively based on the virtual electromagnetic fields 40 of the one or more second virtual
  • Models 20b calculated.
  • the first motif 222 assigned to the one or more first virtual models 20a is thereby partially or completely aligned when aligning the substrate 2 or the security document 1b according to the alignment of the one or more first zones 1a 1 for an observer and / or a sensor detectable and the one or more second virtual models 20b associated second motif 223 is preferably in alignment of the substrate 2 or security document 1 b according to the orientation of a plurality of second zones 1 1 a for an observer and / or a sensor partially or completely detected ,
  • one or more of the motifs 22 or the first motif 222 and the second motif 223 assigned to one or more of the virtual models 20 can be partially or completely detected by an observer and / or a sensor from different observation directions.
  • the motifs 22 or the first motif 222 and the second motif 223 when viewed from the different observation directions combine to form a grid of dots or stripes, in particular a linear barcode or a 2D barcode, preferably a QR code.
  • one or more of the points or one or more of the strips are preferably arranged at different distances from the plane spanned by the substrate 2 or the security document 1 b, in particular above and / or below and / or within and through the substrate 2
  • the security document 1 b arranged spanned level is preferably arranged at different distances from the plane spanned by the substrate 2 or the security document 1 b, in particular above and / or below and / or within and through the substrate 2
  • the security document 1 b arranged spanned level.
  • FIGs 16 and 17 show the security document 1 b shown in Figure 7 in perspective, wherein the security document 1 b a
  • Security element 1 a comprises, which has a provided hologram 1.
  • FIG. 16 shows a first motif 224 of the provided hologram 1 in a plane orientation of the security document 1 b.
  • FIG. 17 shows a second motif 225 of the provided hologram 1 in the case of bending or bending of the security document 1 b along the hologram
  • the first motif 224 is formed as a $ symbol and the second motif 225 is formed as the number "5".
  • the geometry of the two-dimensional curved curve K corresponds to the geometry of the hologram 1 provided in the calculation
  • the geometry of one or more of the virtual hologram levels 10 in one or more of the zones 1 1 each corresponds to a lateral surface of a cylinder segment or a freeform surface.
  • one or more of the virtual hologram planes 10 in one or more of the zones 11 have a predetermined curvature.
  • Total electromagnetic field 41 is preferably calculated in the one or more zones 1 1, based in each case on the virtual electromagnetic fields 40 of one or more first of the one or more virtual models 20 a.
  • the hologram 1 provided is partially or completely detectable upon deflection or curvature of the substrate 2 or of the security document 1 b according to the curvature profile of the one or more zones 1 1 for an observer and / or a sensor.
  • the one or more first patterns 22a associated with the one or more first virtual models 20a or the first subject 224 and the second subject 225 are bent or warped, respectively, of the substrate 2 and the security document 1b according to the curvature of the one or more zones 1 1 for the observer or the sensor partially or completely detectable.
  • FIG. 18 shows a security document 1 b comprising a provided hologram 1 which is illuminated by a light source 72, in particular being illuminated in incident light.
  • the light emanating from the hologram 1 has certain propagation directions 44 marked with the angles CM, C (2, co) to the eye of an observer 70.
  • FIG. 19 shows the security document 1 b shown in FIG. 18, wherein the security document 1 b is bent about the axis y, so that the security document 1 b is bent around the axis y
  • the virtual hologram plane is simulated by a virtual hologram plane having a curvature in accordance with the curved surface.
  • FIG. 20 shows three virtual hologram planes 10a, 10b, 10c, wherein the virtual hologram plane 10a has a concave curvature and the virtual hologram plane 10a
  • Hologram level 10c has a convex curvature.
  • two or more of the virtual hologram levels 10a, 10b, 10c each have one or more zones 11.
  • the virtual hologram planes 10a, 10b, 10c differ in particular with respect to their orientation, positioning, dimension and / or curvature, wherein the virtual hologram planes 10a, 10b, 10c in the respective zones 1 1 differ with respect to their orientation, positioning, dimension and / or curvature.
  • one or more of the virtual hologram planes 10a, 10b, 10c in one or more of the zones 11 at least along a reference direction x or y have a non-zero curvature.
  • one or more of the virtual hologram planes 10a, 10b, 10c has a local curvature, wherein the curvature radius associated with the local curvature lies in particular between 5 mm and 50 mm, preferably between 10 mm and 30 mm.
  • the local curvature can in particular be circular-segment-shaped or parabolic-segment-shaped.
  • FIG. 21 shows the photograph of a planar security element 1 a comprising a provided hologram 1 which has a motif 226 in the form of the letter "B."
  • the security element 1 a extends along the axes x and y.
  • FIG. 22 shows the security element 1 a shown in FIG. 21 comprising the provided hologram 1, wherein the security element 1 a is bent along the axis y with a radius of curvature of 0.75 inch and, in addition to the motif 226, the motifs 227 and 228, each in the form of the letter "A” and "C", respectively.
  • the motif 226 is slightly compressed in Figure 22 due to the curvature in the y direction.
  • the effect shown is a flip in which the motif 226 in the curved state of the security element 1a is supplemented by the motifs 227 and 228 ("image completion").
  • the distance of the subject 226 from the virtual hologram plane and the angle ⁇ in the case of the subject 226 are 10 mm and ⁇ 10 °, respectively (viewing direction along the direction x) and ⁇ 15 ° (viewing direction along the direction y).
  • the distance of the motifs 227, 228 from the virtual hologram plane and the angle ⁇ in the case of the motifs 227, 228 are 10 mm or ⁇ 8 ° (viewing direction along the direction x) and ⁇ 8 ° (viewing direction along the direction y). Due to the bending of the security element 1 a is along the axis y
  • the compressed motif 226 between the other subjects 227 and 228 detectable.
  • the motifs 227 and 228 are not detectable in the planar state of the security document 1 a by an observer and / or a sensor when the security document 1 a is viewed vertically.
  • each of the two or more virtual models 20 is associated with one of the virtual hologram levels 10a, 10b, 10c.
  • the one or more virtual electronic fields 40 emanating from the one or more virtual light sources 30 of the associated virtual model 20 are preferably calculated in the one or more zones 11 of the respective virtual hologram levels 10a, 10b, 10c.
  • one or more of the motifs 226, 227, 228 are bent or curved in the case of the substrate 2 or the security element 1a according to FIG.
  • the distance between one or more of the motifs 226, 227, 228 and the plane defined by the substrate 2 or the security element 1 a lies between -50 mm and +50 mm, preferably between -25 mm and +25 mm, particularly preferably between -15 mm and +15 mm.
  • two or more of the virtual hologram planes 10a, 10b, 10c in one or more of the first zones 1 1 a a different curvature and / or a different orientation to the curvature and / or the orientation in one or more second of the zones 1 1 b on.
  • the total virtual electromagnetic fields 41 in the one or more first zones 11a are respectively based on the virtual
  • the total virtual electromagnetic fields 41 become
  • the motif 226 assigned to the first virtual model 20b is partially or completely detectable in the case of bending or bending of the substrate 2 or the security element 1a according to the curvature of the one or more first zones 11a for an observer and / or a sensor.
  • the motifs 227 and 228 associated with the two second virtual models 20b are deformed at the time of curvature
  • Substrate 2 and the security element 1 a according to the curvature of the one or a plurality of second zones 1 1 for an observer and / or a sensor partially or completely detectable.
  • one or more of the motifs 226, 227, 228 are detectable by an optical sensor and / or a human observer of the provided hologram 1, the motif 226 being associated with the first virtual model 20a and the motifs 227, 228 in the second virtual model 20b assigned, .
  • a motif of a first set of motifs 226, in a flat or non-curved arrangement of the substrate 2 and the security element 1 a for an observer and / or a sensor detectable and / or are one or two motifs of a second set of subjects 227, 228 in bending or curvature of the substrate 2 or the security element 1 a according to the curvature of the or one of the virtual hologram planes 10a, 10b, 10c in or in one of the zones 1 1 partially or completely for an observer and / or or sensor detectable.
  • the motifs of the first set of motifs 226 and the motifs of the second set of motifs 227, 228 preferably differ partially or completely.
  • a motif of a third set of motifs 226 partially or completely provides a parallactic motion effect detectable by an observer and / or a sensor upon tilting and / or rotation of the substrate 2 or the security element 1a and / or one or two motifs fourth set of motifs 227, 228 provide tilting and / or rotation of the
  • Substrate 2 and the security element 1 a one of an observer and / or detectable by a sensor antiparallaktischen or orthoparallaktischen
  • the motif is the third set of
  • Motifs 226 and the motifs of the fourth set of motifs 227, 228 partially or completely different.
  • a motif of a fifth set of motifs 226 has the same spatial distances or different spatial distances to one or two motifs of a sixth set of motifs 227, 228.
  • Motifs 227, 228 partially or completely different.
  • a motif of a seventh set of motifs 226 and / or one or two motifs of an eighth set of motifs 227, 228 overlap
  • the motifs of the seventh set of motifs 226 and the motifs of the eighth set of motifs 227, 228 are partially or completely different.
  • FIG. 23 shows the photograph of a planar security element 1 a, which has a provided hologram 1, wherein the provided hologram 1 comprises a motif 229.
  • the motif 229 is formed as a bird in flight and designed for a bent state. As can be seen in the photograph, only parts of bird 229a are recognizable. Thus, the subject 229 does not appear complete to a viewer and / or sensor.
  • FIG. 24 shows the photograph of the security element 1 a shown in FIG. 23 in a bent state.
  • the motif 229 is now completely recognizable.
  • the provided hologram 1 is calculated by a suitable choice of the distance of the subject 229 of the virtual hologram plane 10 and the solid angle, which is determined by the angle ⁇ , such that the subject 229 in the planar state of the security element 1 a partially, in particular as a narrow strip, for an observer and / or sensor can be detected and the subject 229 is not fully detectable.
  • the distance of the subject 229 from the virtual curved hologram plane and the angle ⁇ are 10 mm and ⁇ 8 °, respectively (viewing direction along the direction x) and ⁇ 8 ° (looking along the direction y).
  • the radius of curvature of the hologram plane is 0.75 inches.
  • Security element 1 a above or below the plane spanned by the security element 1 a curved plane seems to float.
  • the angle ⁇ determines the solid angle at which an observer and / or a sensor detects the hologram 1 provided.
  • the provided hologram 1 is in particular calculated such that an observer and / or a sensor detects it only at a certain angle and / or one or more angular ranges.
  • the angle ⁇ is in a range of 30 ° ⁇ 25 ° to 65 ° ⁇ 25 °, more preferably 20 ° ⁇ 15 ° to 75 ° ⁇ 15 °, particularly preferably 10 ° ⁇ 5 ° to 85 ° ⁇ 5 °, wherein the angle ⁇ preferably on the angle between the maximum solid angle and by the virtual hologram plane and / or by the security element 1 a and / or by the security document 1 b
  • FIG. 25 shows a security element 1 a in cross-section, which is a
  • FIG. 26 shows a cross section of the security element 1 a, which is a
  • provided hologram 1 has.
  • one or more of the motifs are in one or more
  • Solid angle ranges in particular the entire solid angle range of an observer 70 and / or by a sensor completely or partially detectable.
  • the one or more solid angle ranges are in particular symmetrical or asymmetrical around the surface normal, in particular around the middle one
  • the virtual hologram plane 10 is arranged.
  • One or more of the solid angle ranges in particular span an angle range of 0 ° to 30 °, preferably an angle range of 0 ° to 20 °, particularly preferably one
  • Angular range from 0 ° to 15 °, to the respective surface normal of the associated virtual hologram planes 10, in particular to the mean surface normal on.
  • provided hologram 1 has a surface relief, e.g. a Fresnel freeform surface, to grids.
  • a surface relief e.g. a Fresnel freeform surface
  • the subject may be the view of a mountain, such as the Matterhorn.
  • the combination of the two effects provided by the screening is provided in particular a more complex visual appearance for an observer and / or sensor than if the respective visual appearance were provided only by the hologram or the surface relief. Such a combination significantly increases counterfeiting costs of a security element or security document.
  • the body of a lion might be the first part a motif as a surface relief, for example, as a Fresnel freeform surface, trained and the head of the lion are designed as a second part of a motif as a provided hologram, wherein when tilting the security element, which has the lion motif, the first part of the motif is optically static or almost static and the second part of the motif provides a motion effect.
  • FIG. 27 shows a method step in the calculation of the provided hologram 1, wherein the virtual model 201 has virtual light sources 300, 301, in particular point light sources, on the surface of which virtual electromagnetic fields are in identical zones 11a, 11b on a virtual
  • FIG. 28 shows the observation of a subject 230 of one provided
  • the hologram plane 10e and the plane spanned by the substrate 2 is arranged.
  • the light source 72 radiates along the propagation directions 44 light in the direction of the hologram plane 10e or the plane spanned by the substrate 2 in the eye of the observer 70 from.
  • the distance between the eye of the observer 70 and the hologram plane 10e or the plane spanned by the substrate 2 is preferably between 25 cm and 30 cm.
  • the motif 230 is preferably completely detectable when the substrate is positioned in transmitted light at a distance between 25 cm and 30 cm in front of the eye of the observer 70.
  • This optical effect resembles a "keyhole effect" in which a space observed through a keyhole also becomes fully detectable only when an observer's eye is positioned as close to the keyhole as possible Hologram 1 when detected by an observer and / or achromatic sensor, in particular white, appears when the difference between the incidence of light and the
  • Viewing angle from which the observer or the sensor detects the provided hologram 1 is small. If the provided hologram 1, for example, perpendicular or from a parallel direction with respect to the surface normal, which is spanned by the substrate 2, considered and is the
  • Illumination angle more than 30 ° to the plane spanned by the substrate 2, so chromatic aberrations occur.
  • the border areas of the motif or motifs associated with the provided hologram 1 appear in particular colored and the central areas preferably white, but out of focus.
  • Detection by an observer and / or sensor depending on the size of monochrome or rainbow color appear when the viewing angle with respect to the plane defined by the substrate 2 level is between 38 ° and 42 °.
  • the colors of the subjects for the observer or sensor are dependent on the amount of the viewing angle.
  • the one or more of the virtual models 20 associated with one or more motifs 22 appear white when viewed perpendicularly the plane spanned by the substrate 2.
  • the subjects 22 are at a viewing angle of 30 ° to 34 ° with respect to the angle of incidence of the light at a wavelength of 440 nm to 460 nm in the color blue
  • the color changes and / or the colors of the one or more motifs 22 assigned to one of the plurality of virtual models 20 change when the substrate 2 is tilted and / or rotated.
  • the motifs 22 of a hologram 1 provided in this way have a high image sharpness when illuminated with a point light source and detected by an observer and / or sensor since no chromatic imaging errors occur. For example, in the case of horizontal tilting, one such provided
  • Hologram 1 to the left is the letter “A", the letter “B” tipped over and the letter “C” tilted to the right to be detectable as a motive
  • a hologram 1 thus provided can be provided with another
  • Hologram 1 are combined so that the so provided
  • Hologram 1 associated motifs 22 are covered in color under a viewing angle of 40 ° with respect to the plane defined by the substrate 2 and the color associated with the further provided hologram 1 motif
  • FIG. 29 shows a method step in the calculation of the provided hologram 1, the virtual model having virtual light sources 300, 301 which emit light onto a virtual hologram plane 10f. Further, Figure 29 shows the use of an aperture with an elongated keyhole through which the projected light of all zones must pass. It therefore restricts the parallax in the vertical direction (typical for rainbow ramgrams), but not in the other direction.
  • the one or more motifs 22 assigned to the provided hologram 1 can be detected by an observer and / or sensor in true colors.
  • the motifs 22 assigned to the one or more virtual models 20 are composed of at least one red motif of a third virtual model, of at least one green motif of a fourth virtual model and of at least one blue motif of a fifth virtual model
  • a hologram 1 provided in this way is preferably also called a true color hologram.
  • the intensities of the at least one red, the at least one green and / or the at least one blue motif are the corresponding
  • Weighted response function of the human eye It is possible that slight or strong color distortions or color changes that can be detected by an observer and / or sensor occur when tilting and / or rotating the true color hologram about a specific axis. In particular, the associated motifs appear in false colors. Investigations have shown that the better the color stability, the greater the angle of incidence of the light with respect to the plane spanned by the substrate 2 is provided.
  • banknotes and / or identity documents which are a
  • Security element 1 a comprising a provided hologram 1 and / or a true color hologram, have detected by an observer and / or sensor at an illumination angle of 30 ° to 45 ° to the plane defined by the substrate 2. In particular, this illumination angle of over 70 ° are very unnatural.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hologramms (1), insbesondere eines Hologramms (1) für Sicherheitselemente (1 a) und/oder Sicherheitsdokumente (1b). Eine oder mehrere virtuelle Hologrammebenen (10) werden vor und/oder hinter ein oder mehreren virtuellen Modellen (20) angeordnet und/oder eine oder mehrere virtuelle Hologrammebenen (10) werden derart angeordnet, dass sie ein oder mehrere virtuelle Modelle (20) schneiden. Auf einem oder mehreren Teilbereichen der Oberfläche (21) einer oder mehrerer der virtuellen Modelle (20) werden ein oder mehrere virtuelle Lichtquellen (30) angeordnet. Ein oder mehrere virtuelle elektromagnetische Felder (40) werden ausgehend von zumindest einer der virtuellen Lichtquellen (30) in ein oder mehreren Zonen (11) der ein oder mehreren virtuellen Hologrammebenen (10) berechnet. In den ein oder mehreren Zonen (11) werden jeweils ein virtuelles elektromagnetisches Gesamtfeld (41) basierend auf der Summe zweier oder mehrerer, insbesondere aller, der virtuellen elektromagnetischen Felder (40) in der jeweiligen Zone (11) berechnet. Ein oder mehrere Phasenbilder (50) werden aus den virtuellen elektromagnetischen Gesamtfeldern (41) in den ein oder mehreren Zonen (11) berechnet. Aus den ein oder mehreren Phasenbildern (50) wird ein Höhenprofil (60) des Hologramms (1) berechnet und das Höhenprofil (60) des Hologramms (1) wird zur Bereitstellung des Hologramms (1) in ein Substrat (2) eingebracht.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Hologramms, sowie ein Sicherheitselement und ein Sicherheitsdokument
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hologramms, sowie ein Sicherheitselement und ein Sicherheitsdokument.
Zur Erhöhung der Fälschungssicherheit von Sicherheitsdokumenten wie etwa Pässen, Banknoten, Scheckkarten, Visa, Kreditkarten oder Zertifikaten werden optisch variable Sicherheitselemente verwendet. Neben der Erhöhung der
Fälschungssicherheit dieser Sicherheitselemente, sind die von den
Sicherheitselementen bereitgestellten optisch variablen Effekte von Laien leicht und eindeutig erkennbar, sodass der Laie ohne großen Aufwand die Echtheit eines mit einem derartigen Sicherheitselement ausgestatteten Sicherheitsdokuments bestimmen kann und Manipulationen oder Fälschungen an dem
Sicherheitsdokument erkennen kann.
Als Sicherheitselemente kommen insbesondere diffraktive Strukturen zum Einsatz, beispielsweise Beugungsgitter oder Hologramme.
Hologramme werden hierbei üblicherweise mittels holographischer Verfahren hergestellt. Hierzu wird beispielsweise ein dreidimensionales Modell mit einem kohärenten Lichtstrahl beleuchtet und das von dem dreidimensionalen Modell reflektierte Licht mit einem kohärenten Referenzlichtstrahl überlagert und das sich hierdurch bildende Interferenzmuster aufgezeichnet. Weiter sind Methoden zur Herstellung von Hologrammen bekannt, die sich auf mathematische Berechnungen abstützen. So wird beispielsweise von der
EP 0 766 103 B1 ein Verfahren zur Herstellung eines Hologramms beschrieben, bei dem wie folgt vorgegangen wird: Ein oder mehrere Bildvorlagen werden in
Teilbereiche, insbesondere streifenförmige Teilbereiche zerlegt. In Abhängigkeit von dem jeweiligen Grauwert dieses Teilbereichs wird ein zugeordnetes Beugungsgitter ermittelt und dann diese ermittelten Beugungsgitter ineinander gerastert, um eine entsprechende holographische Darstellung zu generieren.
Der Nachteil bei derartigen Verfahren besteht jedoch darin, dass durch die
Unterteilung in Teilbereiche an deren Übergänge unerwünschte Beugungseffekte auftreten. Weiter ergeben sich auch Einschränkungen bezüglich der mittels derartiger Methoden generierbaren optischen Effekte.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Herstellung eines Hologramms bereitzustellen, mit welchem die
Manipulationssicherheit und/oder die Fälschungssicherheit des Hologramms verbessert werden kann, sowie ein verbessertes Sicherheitselement und ein verbessertes Sicherheitsdokument bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hologramms, insbesondere eines Hologramms für Sicherheitselemente und/oder
Sicherheitsdokumente. Bei diesem Verfahren wird wie folgt vorgegangen:
- Eine oder mehrere virtuelle Hologrammebenen werden vor und/oder hinter ein oder mehreren virtuellen Modellen angeordnet und/oder eine oder mehrere virtuelle Hologrammebenen werden derart angeordnet, dass sie ein oder mehrere virtuelle Modelle schneiden, - Auf einem oder mehreren Teilbereichen der Oberfläche einer oder mehrerer der virtuellen Modelle werden eine oder mehrere virtuelle Lichtquellen angeordnet,
- Ein oder mehrere virtuelle elektromagnetische Felder werden ausgehend von zumindest einer der virtuellen Lichtquellen in ein oder mehreren Zonen der einen oder mehreren virtuellen Hologrammebenen berechnet,
- In den ein oder mehreren Zonen wird jeweils ein virtuelles
elektromagnetisches Gesamtfeld basierend auf der Summe zweier oder mehrerer, insbesondere aller, der virtuellen elektromagnetischen Felder in der jeweiligen Zone berechnet,
- Ein oder mehrere Phasenbilder werden aus den virtuellen
elektromagnetischen Gesamtfeldern in den ein oder mehreren Zonen berechnet,
- Aus den ein oder mehreren Phasenbildern wird ein Höhenprofil des
Hologramms berechnet und das Höhenprofil des Hologramms wird zur
Bereitstellung des Hologramms in ein Substrat eingebracht.
Weiter wird die Aufgabe gelöst durch ein Sicherheitselement. Das
Sicherheitselement weist ein Substrat auf, in welchem das Höhenprofil eines
Hologramms eingebracht ist. Das Hologramm ist aus ein oder mehreren
Phasenbildern berechnet. Die ein oder mehreren Phasenbilder sind aus einem oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Gesamtfeldern in einer oder mehreren Zonen ein oder mehrerer virtueller Hologrammebenen berechnet. Jedes der virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder ist jeweils basierend auf der Summe zweier oder mehrerer virtueller elektromagnetischer Felder, jeweils ausgehend von zumindest einer virtuellen Lichtquelle, vorzugsweise ausgehend von zumindest zwei virtuellen Lichtquellen, in der jeweiligen Zone berechnet. Die zwei oder mehreren virtuellen Lichtquellen sind auf einem oder mehreren Teilbereichen der Oberfläche eines oder mehrerer virtueller Modelle angeordnet. Die ein oder mehreren virtuellen Hologrammebenen sind vor und/oder hinter einem oder mehreren der virtuellen Modelle angeordnet und/oder eine oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen schneiden eines oder mehrere der virtuellen Modelle.
Weiter wird die Aufgabe durch ein Sicherheitsdokument gelöst, welches zumindest ein derartiges Sicherheitselement aufweist.
Ein solches Verfahren zur Herstellung eines Hologramms zeichnet sich dadurch aus, dass kostengünstig Hologramme erzeugt werden können, welche sich durch eine hohe Komplexität und/oder optische Effekte auszeichnen, welche mit den bekannten Verfahren nicht realisiert werden können. Hierdurch wird weiter der Vorteil erzielt, dass die mittels dieses Verfahrens hergestellten Hologramme mit den bekannten Verfahren nicht oder nur mit großem Aufwand nachgeahmt bzw. reproduziert werden können. Die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente und Sicherheitsdokumente zeichnen sich somit durch eine deutlich verbesserte Manipulationssicherheit und/oder
Fälschungssicherheit aus.
Unter„virtuell" wird insbesondere„computersimuliert" verstanden. Beispielsweise ist die virtuelle Hologrammebene, ein Hologrammebene welche von einem Computer simuliert wird. Derartige computersimulierte Hologramme werden auch als
computergenerierte Hologramme (CGH) bezeichnet (CGH = Computer generated hologram). Unter„virtueller Hologrammebene" wird eine Ebene in einem virtuellen Raum, insbesondere einem dreidimensionalen Raum, welcher durch die
Koordinatenachsen x, y, z bestimmt wird, verstanden. Die Koordinatenachsen x, y, z sind bevorzugt orthogonal zueinander angeordnet, wodurch jede der durch die Koordinatenachsen x, y, z bestimmten Richtungen senkrecht, d. h. in einem rechten Winkel, zueinander angeordnet ist. Insbesondere weisen die Koordinatenachsen x, y, z einen gemeinsamen Koordinatenursprung an dem virtuellen Punkt (x = 0, y = 0, z = 0) auf. Die virtuellen Hologrammebenen (xh, yh) werden durch die Fläche (x = Xh, y = yh, z) in dem virtuellen Raum, insbesondere als eindimensionale oder
zweidimensionale Teilkörper, des virtuellen Raumes (x, y, z), insbesondere des dreidimensionalen virtuellen Raumes, bestimmt. Z kann dabei Null oder auch von Null verschiedene Werte annehmen.
Der durch die Koordinatenachsen x, y, z und/oder x = Xh, y = yh bestimmte virtuelle Raum bzw. die virtuellen Hologrammebenen bestehen insbesondere aus einer Vielzahl von diskreten virtuellen Punkten (xi, y, zi) bzw. (xh, yh), wobei der Index i bzw. der Index h vorzugsweise aus einer Teilmenge der natürlichen Zahlen gewählt wird.
Unter„diskreten virtuellen Punkten" werden virtuelle Punkte in dem virtuellen Raum verstanden, welche mit gleichen oder unterschiedlichen Abständen zueinander beabstandet sind. Insbesondere sind benachbarte der diskreten virtuellen Punkte mit gleichen oder unterschiedlichen Abständen zueinander beabstandet.
Beispielsweise kann der Index i für jede der drei Koordinatenachsen x, y, z von 1 bis 1000 laufen, wodurch der virtuelle Raum durch 1000 χ 1000 χ 1000 virtuelle Punkte (xi, y, zi) bezüglich der Koordinatenachsen x, y, z dargestellt wird, und der Index h kann für jede der zwei Koordinatenachsen x = Xh, y = yh von 1 bis 5000 laufen, wodurch die Hologrammebene durch 5000 x 5000 virtuelle Punkte (xh, yh) dargestellt wird. Eine oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen erstrecken sich in den durch die Koordinaten x = Xh, y = yh definierten Richtungen vorzugsweise nicht vollständig über den virtuellen Raum in den entsprechenden Richtungen.
Unter einem„virtuellen Modell" werden eine oder mehrere eindimensionale gekrümmte oder gerade Linien und/oder eine oder mehrere zweidimensionale gekrümmte oder nicht gekrümmte Flächen und/oder eine oder mehrere
zweidimensionale gekrümmte oder nicht gekrümmte Oberflächen oder Teilbereiche von Oberflächen eines oder mehrerer dreidimensionaler Objekte oder Körper verstanden. Die einen oder mehreren virtuellen Modelle werden vorzugsweise in dem virtuellen Raum angeordnet. Die virtuellen Punkte auf den virtuellen Modellen können bei der computergestützten Simulation als virtuelle Lichtquellen fungieren. Unter„virtueller Lichtquelle" wird der Ursprung eines der virtuellen
elektromagnetischen Felder in dem virtuellen Raum verstanden, wobei die ein oder mehreren elektromagnetischen Felder durch elektromagnetische Wellengleichungen simuliert werden. Unter„Phasenbild" wird ein Bild, insbesondere ein zweidimensionales Bild, verstanden, welches die Phasen der ein oder mehreren elektromagnetischen
Gesamtfelder in einer oder mehrerer der Zonen und/oder in einer oder mehrerer der virtuellen Hologrammebenen umfasst. Vorzugsweise wird die Phase in einem virtuellen Punkt (xh, yh) in einer der Hologrammebenen einem entsprechen Punkt eines der entsprechenden Phasenbilder zugeordnet. Insbesondere weisen die Phasenbilder die gleiche Auflösung auf wie die entsprechenden Zonen und/oder virtuellen Hologrammebenen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
Vorzugsweise werden eines oder mehrere der virtuellen Modelle jeweils als ein virtuelles 2D-Modell (2D = zweidimensional) oder als ein virtuelles 3D-Modell (3D = dreidimensional) ausgebildet. Unter einem virtuellen 2D-Modell werden hier bevorzugt eine oder mehrere zusammenhängende oder teilweise zusammenhängende oder nicht
zusammenhängende zweidimensionale Flächen verstanden. Eine oder mehrere der zweidimensionalen Flächen sind insbesondere offen, wie beispielsweise eine
Kreisfläche, ausgeformt. Beispielsweise entspricht ein 2D-Modell einem Teilbereich der Oberfläche eines dreidimensionalen Körpers, z.B. eines menschlichen Kopfes. Unter einem virtuellen 3D-Modell wird insbesondere die geschlossene Oberfläche eines dreidimensionalen Körpers verstanden, wie beispielsweise die Oberfläche einer Kugel.
Es ist möglich, ein oder mehrere der 2D und/oder 3D-Modelle vor und/oder hinter einer oder mehrerer der Hologrammebenen anzuordnen und/oder derart
anzuordnen, dass sich ein oder mehrere der 2D und/oder 3D-Modelle mit einer oder mehreren der Hologrammebenen schneiden.
Vorzugsweise weist das virtuelle elektromagnetische Feld, welches von zwei oder mehreren der virtuellen Lichtquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Lichtquellen ausgeht, die gleiche Intensität und/oder die gleiche Intensitätsverteilung über den gesamten Raumwinkel auf.
Unter„Intensität" wird der Anteil der gesamten Strahlungsleistung verstanden, welche von einer oder mehreren der virtuellen Lichtquellen in einen vorbestimmten Raumwinkel emittiert wird, wobei die Strahlungsleistung insbesondere als die
Energiemenge betrachtet wird, welche innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls von einem elektromagnetischen Feld, insbesondere einem oder mehreren der virtuellen elektromagnetischen Felder, transportiert wird. Die Strahlungsleistung wird in der Einheit Watt angegeben.
Unter„Intensitätsverteilung" wird die jeweilige Strahlungsleistung in ein oder mehrere unterschiedliche Raumwinkel verstanden. Die jeweiligen Strahlungsleistungen einer oder mehrerer der unterschiedlichen Raumwinkel sind insbesondere unterschiedlich zueinander.
Unter„Raumwinkelbereich" bzw.„Raumwinkel" wird der Flächeninhalt einer
Teilfläche einer Kugeloberfläche verstanden, welcher durch das Quadrat des Radius R der Kugel dividiert wird. Der Raumwinkelbereich wird insbesondere in der dimensionslosen Einheit Steradiant angegeben. Der gesamte Raumwinkel entspricht der Oberfläche der Einheitskugel, d. h. einer Kugel mit Radius eins, also 4π. Vorzugsweise weist das virtuelle elektromagnetische Feld, welches von zwei oder mehreren der virtuellen Lichtquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Lichtquellen ausgeht, unterschiedliche Intensitäten und/oder unterschiedliche
Intensitätsverteilungen über ein oder mehrere Raumwinkelbereiche, insbesondere über den gesamten Raumwinkel, auf.
Vorzugsweise weist das virtuelle elektromagnetische Feld, welches von ein oder mehreren der virtuellen Lichtquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Lichtquellen ausgeht, eine isotrope oder eine anisotrope Intensitätsverteilung über ein oder mehrere Raumwinkel, insbesondere über den gesamten Raumwinkel, auf. Unter„isotroper Intensitätsverteilung" wird eine Intensitätsverteilung verstanden, deren Strahlungsleistung über alle Raumwinkel gleich ist. Unter„anisotroper Intensitätsverteilung" wird eine Intensitätsverteilung verstanden, deren Strahlungsleistung sich in zumindest einem ersten Raumwinkel von zumindest einem zweiten Raumwinkel unterscheidet.
Insbesondere weisen eine oder mehrere oder alle der virtuellen Lichtquellen insbesondere eine oder mehrere oder alle der virtuellen Punktlichtquellen, die gleiche Intensität und/oder die gleiche Intensitätsverteilung auf.
Vorzugsweise bilden ein oder mehrere der virtuellen Lichtquellen, insbesondere alle der virtuellen Lichtquellen, eine virtuelle Punktlichtquelle aus, wobei die virtuellen Punktlichtquellen vorzugsweise eine virtuelle Kugelwelle abstrahlen.
Ein Punkt, welcher mit einer ebenen Welle beleuchtet wird, strahlt eine Kugelwelle ab. Das Interferenzmuster, welches hierbei in der Hologrammebene entsteht, nennt man Fresnelsche Zonenplatte. Das Hologramm eines einzelnen Punktes ist also eine Fresnelsche Zonenplatte. Besteht ein Objekt aus mehreren Punkten, so erzeugt jeder Punkt bei der Hologrammaufnahme bzw. der Hologrammberechnung seine eigene Fresnelsche Zonenplatte. Diese Fresnelschen Zonenplatten überlagern sich und bilden zusammen das Hologramm des Objektes.
Unter„Kugelwelle" wird eine Welle verstanden, welche sich von einer Lichtquelle, insbesondere einer virtuellen Lichtquelle, in den gesamten Raumwinkel in
konzentrischen Wellenfronten ausbreitet. Die virtuelle Lichtquelle wird bevorzugt als punktförmige Quelle der Kugelwelle betrachtet.
Vorzugsweise wird der Strahlkegel der virtuellen Lichtquelle, insbesondere der virtuellen Punktlichtquelle, mittels einer oder mehrerer virtueller Blenden auf einen Raumwinkelbereich von ±45°, bevorzugt auf einen Raumwinkelbereich von ±35° besonders bevorzugt auf einen Raumwinkelbereich von ±25° und insbesondere bevorzugt auf ±15°, beschränkt. Vorzugsweise weisen eine oder mehrere der virtuellen Blenden eine kreisförmige, elliptische, quadratische, rechteckige oder ringförmige Öffnung auf. Es ist möglich, dass die virtuellen Blenden andere Formen, wie beispielsweise sternförmig, aufweisen. Die ein oder mehreren Raumwinkelbereiche sind insbesondere symmetrisch oder asymmetrisch um die Flächennormale, insbesondere um die mittlere
Flächennormale, der virtuellen Hologrammebene angeordnet. Ein oder mehrere der Raumwinkelbereiche spannen insbesondere einen Winkelbereich von 0° bis 45°, bevorzugt einen Winkelbereich von 0° bis 30°, insbesondere bevorzugt einen Winkelbereich von 0° bis 15°, zu den jeweiligen Flächennormalen der zugeordneten virtuellen Hologrammebenen, insbesondere zu der mittleren Flächennormale, auf. Insbesondere kann ein Raumwinkelbereich einen Winkelbereich von 5° bis 30°, besonders bevorzugt von 5° bis 15° umspannen. Im Fall der Überlagerung von vielen Motiven des gleichen und/oder verschiedenen Objekten bei einem oder verschiedenen Betrachtungsrichtungen ist von Vorteil wenn der Raumwinkelbereich in äquidistante oder nicht äquidistante Winkelbereiche aufgeteilt ist. Beispielsweise wird ein Raumwinkelbereich von 0° bis 30° bei
Verwendung von 30 Motiven in 1 ° breite Winkelbereiche pro Motiv aufgeteilt. Die Winkelbereiche können auch ganz oder teilweise überlappen. Dies ist von Vorteil für die Darstellung von kontinuierlichen oder quasi-kontinuierlichen Bewegungsund/oder Transformationseffekten, ähnlich einem Film aus zusammengesetzten, leicht voneinander abweichenden Standbildern.
Die einen oder mehreren virtuellen Blenden schränken insbesondere eines oder mehrere der virtuellen elektromagnetischen Felder, insbesondere die Raumwinkel eines oder mehrerer der virtuellen elektromagnetischen Felder, einer oder mehrerer virtueller Lichtquellen derart ein, dass das aus den virtuellen elektromagnetischen Feldern aufsummierte virtuelle elektromagnetische Gesamtfeld lediglich in den entsprechenden ein oder mehreren Zonen der ein oder mehreren virtuellen
Hologrammebenen berechnet wird. Dies führt zu einer vorteilhaften Reduktion der benötigten Berechnungsdauer auf einem Computer.
Vorzugsweise wird das virtuelle elektromagnetische Feld Ui, welches von einer i-ten virtuellen Punktlichtquelle an dem Punkt (xi, y, zi) ausgeht, an einem Punkt (xh, yh, Zh) der zumindest einen Zone, insbesondere der zumindest einen Zone in der
Hologrammebene, mittels der Gleichung exp (ikr) j Γ
Ui(Xh,yn) = , r = J(xh - Xi)2 + (yh - y-)2 + zf , berechnet. Die Distanz Zh des elektromagnetischen Feldes Ui zur Hologrammebene bzw. Zone, welche durch die Koordinaten (xh, yh) definiert ist, beträgt beispielsweise Null im Spezialfall einer ungekrümmten Hologrammebene, welche auf dem
Koordinatenursprung platziert wird. Der Buchstabe„i" in dem Argument der
Exponentialfunktion bezeichnet die imaginäre Einheit. Der Abstand r beschreibt den euklidischen Abstand zwischen einem Punkt (xi, y, Zi) in dem virtuellen Raum zu einem Punkt (xh, yh, Zh = 0) in der virtuellen Hologrammebene. Optional kann die z-Komponente z, noch durch einen zufälligen Betrag variiert werden, bevorzugt im Bereich ±10 mal die für die Berechnung verwendete
Wellenlänge λ, weiter bevorzugt ±5 mal λ und insbesondere bevorzugt ±0,5 mal λ. Dies hat den Vorteil, dass das berechnete Phasenbild keine oder stark verringerte periodische Strukturanteile aufweist, welche zu ungewünschten Beugungseffekten und/oder Farbeffekten führen.
Es ist möglich, dass eine der Zonen aus ein oder mehreren Schnittmengen von einem oder mehreren Raumwinkeln und einer oder mehrerer Hologrammebenen bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Raumwinkelbereich, welcher ein bestimmtes Volumen aufspannt, mehrere hintereinander angeordnete und/oder nebeneinander angeordneten Hologrammebenen schneiden, sodass sich die diesem Raumwinkel zugeordnete Zone aus entsprechenden Schnittmengen des
Raumwinkels und der Hologrammebenen zusammensetzt.
Vorzugsweise sind die virtuellen Lichtquellen, welche auf ein oder mehreren der Teilbereiche der Oberfläche eines der virtuellen Modelle angeordnet sind, in zumindest eine Richtung periodisch auf ein oder mehrere der Teilbereiche der Oberfläche des virtuellen Modells angeordnet und/oder in zumindest einer Richtung zufällig oder pseudo-zufällig auf ein oder mehreren der Teilbereiche der Oberfläche des virtuellen Models angeordnet.
In einer Ausgestaltungsform werden die virtuellen Lichtquellen zunächst in einer flachen Ebene angeordnet und anschließend virtuell auf die Oberfläche des darzustellenden Objektes projiziert.
Vorzugsweise werden bei einem virtuellen 2D-Modell die virtuellen Lichtquellen innerhalb einer das virtuelle 2D-Modell umgebenden geschlossenen Form, insbesondere außerhalb des virtuellen 2D-Modells angeordnet. Die umliegende beziehungsweise umgebene Form bildet bevorzugt eine geometrische Form, zum Beispiel ein Kreis oder ein Rechteck, insbesondere eine Freiformfläche. Ein hierdurch erzeugtes Hologramm zeigt vorzugsweise ein Negativbild der Fläche des virtuellen 2D-Modells.
Es ist möglich, dass die Verteilung der in zumindest einer Richtung zufällig oder pseudo-zufällig verteilten virtuellen Lichtquellen einer Gaußverteilung, insbesondere einer asymmetrischen Verteilung, folgt. Insbesondere sind die virtuellen Lichtquellen auf einem oder mehreren der Teilbereiche der Oberfläche des virtuellen Modells punktwolkenförmig oder wellenförmig angeordnet. Vorzugsweise liegen die Abstände benachbarter virtueller Lichtquellen bevorzugt zwischen 5 μιτι und 500 μιτι, weiter bevorzugt zwischen 10 μιτι und 200 μιτι.
Es ist möglich, dass die virtuellen Lichtquellen als ein eindimensionales Raster, insbesondere ein Linienraster, oder ein zweidimensionales Raster, insbesondere ein Punktraster, angeordnet werden.
Vorzugsweise erfolgt die Anordnung der virtuellen Lichtquellen, insbesondere der virtuellen Punktlichtquellen, als ein Kreuzraster, wobei der Abstand benachbarter virtueller Lichtquellen zueinander zwischen 5 μιτι und 500 μιτι, insbesondere zwischen 10 μιτι und 200 μιτι, beträgt.
Vorzugsweise weisen ein oder mehrere der virtuellen Lichtquellen die Form von Mikrosymbolen auf. Die Mikrosymbole werden dabei insbesondere ausgewählt aus: Buchstabe, Porträt, Bild, alphanumerisches Zeichen, Schriftzeichen, geometrische Freiform, Quadrat, Dreieck, Kreis, Stern, Mond, Denominationszeichen,
länderspezifisches Symbol (z.B. Schweizer Kreuz, Bundesadler, Ahornblatt), gekrümmte Linie oder Umriss (z.B. eine Kontur von Landesgrenzen).
Weiter ist es möglich, dass ein oder mehrere der virtuellen Lichtquellen die Form von Mikrosymbolen, wie beispielsweise ein oder mehrere Buchstaben, Porträts, Bilder, alphanumerische Zeichen, Schriftzeichen, geometrische Freiformen, Quadrate, Dreiecke, Kreise, Stern, Mond, Denominationszeichen, länderspezifisches Symbol (z.B. Schweizer Kreuz, Bundesadler, Ahornblatt), gekrümmte Linien oder Umrisse (z.B. eine Kontur von Landesgrenzen), aufweisen, in dem die virtuellen Lichtquellen in vorbestimmten Abständen entlang der Konturen der Mikrosymbole angeordnet werden.
Vorzugsweise liegen die lateralen Abmessungen der Mikrosymbole auf ein oder mehreren der Teilbereiche der Oberfläche eines oder mehrerer der virtuellen Modelle zwischen 5 μιτι und 500 μιτι, insbesondere zwischen 10 μιτι und 200 μιτι.
Untersuchungen haben gezeigt, dass bei der menschlichen Beobachtung eines Hologramms, bei dessen Berechnung virtuelle Lichtquellen in der Form von
Mikrosymbolen eingesetzt werden, lediglich eine oder mehrere der zugrunde liegenden virtuellen Modelle erfasst werden und nicht die Mikrosymbole, aus denen das Modell aufgebaut ist. Insbesondere sind die Mikrosymbole lediglich durch eine vergrößernde Optik, bevorzugt eine Lupe oder eine Kamera, erfassbar, wobei erfassbar ist, dass die Motive aus Mikrosymbolen zusammengesetzt sind.
Besonders bevorzugt ist die Nutzung einer Hologrammebene, insbesondere die Nutzung von zwei oder mehreren virtuellen Hologrammebenen vorgesehen, wobei jede der virtuellen Hologrammebenen ein oder mehrere der Zonen aufweist.
Vorzugsweise unterscheiden sich die zwei oder mehreren virtuellen
Hologrammebenen in Bezug auf ihre Ausrichtung, Positionierung, Abmessung und/oder Krümmung. Weiter unterscheiden sich die zwei oder mehreren virtuellen Hologrammebenen insbesondere in den jeweiligen Zonen in Bezug auf ihre
Ausrichtung, Positionierung, Abmessung und/oder Krümmung.
Unter„Ausrichtung" wird insbesondere der Winkel oder die Winkel der jeweiligen durch die Hologrammebenen aufgespannten Flächennormalen bezüglich einer oder mehrerer der durch die Koordinaten (x, y, z) definierten Achsen verstanden. Unter„Positionierung" wird insbesondere die Lage einer oder mehrerer der
Hologrammebenen und/oder eines oder mehrerer Punkte (xh, yh, Zh), insbesondere eines oder mehrerer Punkte (xh, yh, Zh = 0), ein oder mehrerer der virtuellen
Hologrammebenen in dem durch die Koordinaten (x, y, z) aufgespannten virtuellen Raumes verstanden.
Unter„Abmessung" wird insbesondere die Ausdehnung oder die Ausdehnungen der ein oder mehreren Hologrammebenen entlang der durch die Koordinaten (x, y, z) definierten Richtungen in dem virtuellen Raum verstanden.
Unter„Krümmung" wird insbesondere eine lokale Abweichung einer Kurve von einer Geraden verstanden. Unter der Krümmung einer Kurve wird insbesondere eine Richtungsänderung pro durchlaufender Länge und/oder Strecke eines genügend kurzen Kurvenstücks bzw. Kurvenverlaufs verstanden. Die Krümmung einer Geraden ist überall gleich null. Ein Kreis mit einem Radius R hat überall die gleiche
Krümmung, nämlich 1/R. Bei den meisten Kurven ändert sich die Krümmung von Kurvenpunkt zu Kurvenpunkt. Insbesondere ändert sich die Krümmung von
Kurvenpunkt zu Kurvenpunkt kontinuierlich, sodass die Kurven insbesondere keine Knicke und/oder Unstetigkeitsstellen aufweisen. Die Krümmung einer Kurve in einem Punkt P gibt somit an wie stark die Kurven der unmittelbaren Umgebung des Punktes P von einer Geraden abweicht. Der Betrag der Krümmung wird als Krümmungsradius bezeichnet und dieser entspricht dem Kehrwert des Betrages eines lokalen
Radiusvektors. Der Krümmungsradius ist der Radius des Kreises, der gerade nur den Tangentialpunkt P berührt und/oder in einer lokalen Umgebung des
Tangentialpunktes P die beste Näherung darstellt. Eine Kurve ist beispielsweise die zweidimensionale Oberfläche einer Kugel oder eine Kreisfläche.
Vorzugsweise ist ein virtuelles Modell vorgesehen, weiter bevorzugt sind zwei oder mehrere virtuelle Modelle vorgesehen. Vorzugsweise ist jedes der ein oder mehreren virtuellen Modelle einer der virtuellen Hologrammebenen zugeordnet. Insbesondere werden in den ein oder mehreren Zonen der jeweiligen virtuellen Hologrammebene die von den ein oder mehreren virtuellen Lichtquellen des zugeordneten virtuellen Modells ausgehenden ein oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Felder berechnet.
Vorzugsweise ist das virtuelle Modell oder jedes der ein oder mehreren virtuellen Modelle ein oder mehreren der virtuellen Hologrammebenen zugeordnet und in den ein oder mehreren Zonen der jeweiligen virtuellen Hologrammebene werden die von den ein oder mehreren virtuellen Lichtquellen des zugeordneten virtuellen Modells bzw. der zugeordneten virtuellen Modelle ausgehenden ein oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Felder berechnet.
Vorzugsweise werden zur Berechnung der ein oder mehreren Phasenbilder die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder von zwei oder mehreren der Zonen, insbesondere von zwei oder mehreren der Zonen, welche Zonen unterschiedlicher der virtuellen Hologrammebenen sind, überlagert. Insbesondere werden zur
Berechnung der ein oder mehreren Phasenbilder die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder von zwei oder mehreren der Zonen, insbesondere von zwei oder mehreren der Zonen, welche Zonen unterschiedlicher der virtuellen
Hologrammebenen sind, basierend auf einer vorgegebenen Referenzrichtung, überlagert.
Vorzugsweise sind die ein oder mehreren virtuellen Modelle jeweils ein oder mehreren Motiven zugeordnet, welche von den bereitgestellten Hologrammen generiert werden. So entspricht insbesondere die geometrische Formgebung der von dem bereitgestellten Hologramm generierten ein oder mehreren Motiven der geometrischen Formgebung ein oder mehrerer der virtuellen Modelle ggf. noch zusätzlich beeinflusst von einer Transformationsfunktion, welche insbesondere eine verkleinerte, vergrößerte oder geometrisch verzerrte Abbildung umfasst. Unter einem Hologramm wird vorzugsweise eine Struktur verstanden, welche bei Beleuchtung mit sichtbarem und/oder nicht-sichtbarem Licht ein oder mehrere Motive im Bereich des sichtbaren und/oder unsichtbaren Lichts generiert. Das Hologramm kann hierbei für einen menschlichen Betrachter erkennbar sein und/oder für einen optischen Sensor erfassbar sein.
Beispielsweise können die Motive bei Betrachtung die Form von einem/einer oder mehreren Buchstaben, Porträts, Landschafts- oder Bauwerksdarstellungen, Bildern, Barcode, QR-Code, alphanumerischen Zeichen, Schriftzeichen, geometrische Freiformen, Quadraten, Dreiecken, Kreisen, gekrümmten Linien und/oder Umrissen oder die Form von Kombinationen von ein oder mehreren der vorstehenden Formen und/oder deren Negativen annehmen.
Weiter ist es möglich, dass sich die ein oder mehreren Motive jeweils aus einem oder mehreren Mustern zusammensetzen und/oder überlagern, wobei die Muster vorzugsweise eine Geometrie und/oder Form aufweisen, welche insbesondere jeweils ausgewählt oder kombiniert werden aus: Linie, Gerade, Motiv, Bild, Dreieck, Barcode, QR-Code, Welle, Viereck, Vieleck, gekrümmte Linie, Kreis, Oval, Trapez, Parallelogramm, Raute, Kreuz, Sichel, Aststruktur, Stern, Ellipse, Zufallsmuster, Pseudo-Zufallsmuster, Mandelbrotmenge, insbesondere Fraktal oder
Apfelmännchen, wobei sich die Muster insbesondere überlagern und/oder ergänzen.
Durch die Wahl der ein oder mehreren virtuellen Modelle wird vorzugsweise die Formgebung der ein oder mehreren von dem bereitgestellten Hologramm
bereitgestellten Motive beeinflusst bzw. festgelegt. Durch die Wahl der
entsprechenden Lageanordnung der ein oder mehreren virtuellen Hologrammebenen zu den ein oder mehreren virtuellen Motiven wird weiter vorzugsweise das optisch variable Erscheinungsbild der ein oder mehreren von dem bereitgestellten
Hologramm bereitgestellten Motiv sowie deren Lageanordnung zueinander beeinflusst bzw. festgelegt. Das optisch variable Erscheinungsbild kann zum
Beispiel, wenn als Motiv ein Fisch gewählt wird, die Schwimmbewegung des Fisches simulieren. Weiter wird das optisch variable Erscheinungsbild bevorzugt durch die entsprechende Wahl der Parameter und Anordnung der virtuellen Lichtquellen beeinflusst, durch die weiter bevorzugt auch entsprechend die Farbgebung sowie Helligkeit der Motive und deren Verlauf beeinflusst bzw. festgelegt wird.
Dies wird im Folgenden anhand von mehreren bevorzugten Ausführungsformen erläutert:
Vorzugsweise überlappen sich die zur Berechnung der ein oder mehreren
Phasenbilder überlagerten zwei oder mehreren Zonen in Bezug auf die vorgegebene Referenzrichtung zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig. Hierdurch wird vorzugsweise bewirkt, dass zwei oder mehrere von unterschiedlichen Zonen in dem bereitgestellten Hologramm bereitgestellte Motive in Bezug auf die vorgegebene Referenzrichtung in sich überschneidenden Oberflächenbereichen des
bereitgestellten Hologramms generiert werden.
Vorzugsweise überlappen sich die zur Berechnung der ein oder mehreren
Phasenbilder überlagerten zwei oder mehreren Zonen in Bezug auf die vorgegebene Referenzrichtung nicht, so dass vorzugsweise zwei oder mehrere von
unterschiedlichen Zonen in dem bereitgestellten Hologramm bereitgestellte Motive in Bezug auf die vorgegebene Referenzrichtung in getrennten Oberflächenbereichen des bereitgestellten Hologramms generiert werden.
Als Referenzrichtung kann eine beliebige Richtung bezüglich der Koordinatenachsen x, y, z gewählt werden.
Vorzugsweise weisen ein oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen in ein oder mehreren der Zonen zumindest entlang einer Referenzrichtung eine von null verschiedene Krümmung auf. Die virtuellen Hologrammebenen sind insbesondere konvex oder konkav gekrümmt. Bevorzugt weisen die virtuellen Hologrammebenen eine lokale Krümmung auf, wobei der der lokalen Krümmung zugeordnete Krümmungsradius insbesondere zwischen 5 mm und 50 mm, bevorzugt zwischen 10 mm und 30 mm, liegt. Die lokale Krümmung kann insbesondere kreissegmentförmig oder parabelsegmentförmig sein. Vorzugsweise entspricht die Geometrie einer oder mehrerer der virtuellen
Hologrammebenen in einer oder mehrerer der Zonen jeweils einer Mantelfläche eines Zylindersegments oder einer Freiformfläche.
Unter„Freiformfläche" wird insbesondere eine offene oder geschlossene
zweidimensionale Fläche in einem dreidimensionalen Raum verstanden, welche eben oder in zumindest einer Richtung gekrümmt ist. Beispielsweise sind die
Oberfläche einer Kugel oder die Oberfläche eines Toms geschlossene
Freiformflächen. Eine Sattelfläche oder eine gekrümmte Kreisfläche sind
beispielsweise offene Freiformflächen.
Vorzugsweise weisen ein oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen in einer oder mehrerer der Zonen einen vorbestimmten Krümmungsverlauf auf. Insbesondere wird das virtuelle elektromagnetische Gesamtfeld in den ein oder mehreren Zonen jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern ein oder mehrerer erster der ein oder mehreren virtuellen Modelle berechnet. Hierdurch ist das bereitgestellte Hologramm bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen für einen Beobachter und/oder für einen Sensor teilweise oder vollständig erfassbar. Bevorzugt werden den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen zugeordnete ein oder mehrere erste Motive bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats gemäß des
Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen für den Beobachter teilweise oder vollständig erfassbar. Bevorzugt sind diese ein oder mehreren ersten Motive für den Beobachter nicht oder zumindest nur schwer erfassbar, wenn das Substrat nicht verbogen bzw. gekrümmt, sondern flach ist. Als Sensor kommt beispielsweise ein Photodetektor, eine Kamera, insbesondere ein CCD- oder CMOS-Chip, welche elektromagnetische Strahlung aus dem sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums oder aus einem oder mehreren
Teilbereichen des elektromagnetischen Spektrums erfasst. Beispielsweise kann der Sensor die Kamera eines Smartphones oder eines anderen Mobilgerätes oder auch stationären Gerätes mit einer Kamera sein. Optional kann die Beleuchtung des Hologramms durch die LED-Lampe des Smartphones bzw. des anderen Gerätes erfolgen. Dies hat die Vorteile, dass erstens stark gerichtete Beleuchtung bei der Aufnahme des Bildes durch die Kamera vorliegt und zweitens, dass die Richtung der Beleuchtung im Bezug zum Sensor vergleichsweise genau definiert ist.
Es ist auch möglich, dass das bereitgestellte Hologramm im IR-Bereich und/oder Bereich des für das unbewaffnete menschliche Auge sichtbaren Lichts und/oder UV- Bereich durch einen oder mehrere Sensoren erfasst wird (IR = Infrarot = Strahlung aus einem oder mehreren Teilen des Infrarotbereichs des elektromagnetischen Spektrums, UV = Ultraviolett = Strahlung aus einem oder mehreren Teilen des ultravioletten Bereichs des elektromagnetischen Spektrums) und optional für einen Beobachter erfassbar gemacht wird. Vorzugsweise zeigen die ein oder mehreren ersten Motive bei Verbiegung
beziehungsweise Krümmung des Substrats gemäß dem Krümmungsverlauf der ein oder mehreren Zonen für einen Beobachter zumindest einen Ausschnitt eines größeren Motives oder eines Gesamtmotivs, wobei das Gesamtmotiv insbesondere ein oder mehrere Motive, bevorzugt ein oder mehrere erste Motive, umfasst.
Beispielsweise zeigt ein derart ausgelegtes Sicherheitselement in Form eines Streifens bei Verbiegung beziehungsweise Krümmung einen streifenförmigen Ausschnitt einer Brücke. Wird ein derart ausgelegtes Sicherheitselement auf ein Sicherheitsdokument, beispielsweise auf eine Banknote appliziert, welche
insbesondere bis auf den streifenförmigen Ausschnitt das vollständige Bild der Brücke zeigt, so erscheint das Design der Banknote im flachen Zustand bevorzugt unvollständig, da das Motiv im streifenförmigen Sicherheitselement insbesondere nicht oder nur schwer erfassbar ist. Beim Verbiegen beziehungsweise Krümmen der Banknote wird nun vorzugsweise der fehlende Teil der Brücke ebenfalls sichtbar und ergänzt beziehungsweise vervollständigt hierbei das Design der Banknote. Vorzugsweise sind die ein oder mehreren ersten Motive bei Verbiegung bzw.
Krümmung des Substrats gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen für einen Beobachter und/oder für einen Sensor vollständig oberhalb und/oder unterhalb und/oder innerhalb der durch das Substrat aufgespannten Ebene erfassbar. Bevorzugt liegt der Abstand zwischen einem oder mehreren der ersten Motive und der durch das Substrat aufgespannten Ebene vorzugsweise zwischen - 30 mm und +30 mm liegt, bevorzugt zwischen -15 mm und +15 mm, insbesondere bevorzugt zwischen -10 mm und +10 mm, weiter bevorzugt zwischen -5 mm und +5 mm und noch weiter bevorzugt zwischen -3 mm und +3 mm. Vorzugsweise weisen zwei oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen in einer oder mehrerer ersten der Zonen einen unterschiedlichen Krümmungsverlauf und/oder eine unterschiedliche Ausrichtung gegenüber dem Krümmungsverlauf in ein oder mehreren zweiten der Zonen auf. Bevorzugt werden die virtuellen
elektromagnetischen Gesamtfelder in den ein oder mehreren ersten und zweiten Zonen jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern ein oder mehrerer erster oder zweiter der ein oder mehreren virtuellen Modelle berechnet. Insbesondere ist hierdurch das bereitgestellte Hologramm bei Verbiegung bzw.
Krümmung des Substrats gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren ersten oder zweiten Zonen oder bei Ausrichtung gemäß der Ausrichtung der ersten oder zweiten Zonen für einen Beobachter und/oder für einen Sensor teilweise oder vollständig erfassbar. Der Krümmungsverlauf der ein oder mehreren ersten und zweiten Zonen ist insbesondere nicht gleich.
Vorzugsweise werden die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder in den ein oder mehreren ersten Zonen jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern der ein oder mehreren ersten virtuellen Modelle berechnet. Bevorzugt werden die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder in den ein oder mehreren zweiten Zonen jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern der ein oder mehreren zweiten virtuellen Modelle berechnet. Insbesondere werden hierdurch den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen zugeordnete ein oder mehrere erste Motive bei Verbiegung bzw.
Krümmung des Substrats gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren ersten Zonen für einen Beobachter und/oder einen Sensor teilweise oder vollständig erfassbar. Bevorzugt werden den ein oder mehreren zweiten virtuellen Modellen zugeordnete ein oder mehrere zweite Motive bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren zweiten Zonen für einen Beobachter und/oder einen Sensor teilweise oder vollständig erfassbar.
Vorzugsweise zeigen die ein oder mehreren ersten Motive bei Verbiegung
beziehungsweise Krümmung des Substrats gemäß dem Krümmungsverlauf der ein oder mehreren Zonen für einen Beobachter zumindest einen Ausschnitt eines größeren Motives oder eines Gesamtmotivs, wobei das Gesamtmotiv insbesondere ein oder mehrere Motive, bevorzugt ein oder mehrere erste und/oder zweite Motive, umfasst. Weiter ist es möglich, dass die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder in den ein oder mehreren ersten Zonen jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern der ein oder mehreren ersten virtuellen Modelle derart berechnet werden und/oder dass die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder in den ein oder mehreren zweiten Zonen jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern der ein oder mehreren zweiten virtuellen Modelle derart berechnet werden, dass ein erster Teil der den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen zugeordneten ein oder mehreren ersten Motive und/oder dass ein zweiter Teil der den ein oder mehreren zweiten virtuellen Modellen zugeordneten ein oder mehreren zweiten Motive, bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats,
insbesondere gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen, ersten Zonen und/oder zweiten Zonen, für einen Beobachter und/oder für einen Sensor erfassbar ist, und/oder im flachen beziehungsweise nicht verbogenen bzw. nicht gekrümmten Zustand des Substrats, insbesondere gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen, ersten Zonen und/oder zweiten Zonen, für einen Beobachter und/oder für einen Sensor nicht, insbesondere teilweise, erfassbar ist, wobei vorzugsweise die ein oder mehreren ersten Motive ein erstes Gesamtmotiv umfassend den ersten Teil der ein oder mehreren ersten Motive generieren und/oder vorzugsweise die ein oder mehreren zweiten Motive ein zweites Gesamtmotiv umfassend den zweiten Teil der ein oder mehreren zweiten Motive generieren. Es ist auch möglich, dass das erste Gesamtmotiv und/oder das zweite Gesamtmotiv das Gesamtmotiv ausbilden.
Vorzugsweise werden die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder in den ein oder mehreren ersten Zonen jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern der ein oder mehreren ersten virtuellen Modelle berechnet. Insbesondere werden die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder in den ein oder mehreren zweiten Zonen jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern der ein oder mehreren zweiten virtuellen Modelle berechnet. Insbesondere werden hierdurch den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen zugeordnete ein oder mehrere erste Motive bei Ausrichtung des Substrats gemäß der Ausrichtung der ein oder mehreren ersten Zonen für einen Beobachter und/oder einen Sensor teilweise oder vollständig erfassbar. Insbesondere werden die den ein oder mehreren zweiten virtuellen Modellen zugeordneten ein oder mehreren zweiten Motive bei Ausrichtung des Substrats gemäß der Ausrichtung der ein oder mehreren zweiten Zonen für einen Beobachter und/oder einen Sensor teilweise oder vollständig erfassbar.
Vorzugsweise sind zwei oder mehrere der Zonen jeweils einer der virtuellen
Hologrammebenen zugeordnet. Bevorzugt werden die virtuellen
elektromagnetischen Gesamtfelder in den ein oder mehreren Zonen jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern der ein oder mehreren Zonen berechnet. Insbesondere werden hierdurch eines oder mehrere der virtuellen Modelle bei Verkippung und/oder Drehung des Substrats teilweise oder vollständig von einem Beobachter und/oder von einem Sensor als eine Abfolge von den einem oder mehreren virtuellen Modellen zugeordneten ein oder mehreren Motiven erfassbar. Die Abfolge von den einem oder mehreren virtuellen Modellen
zugeordneten ein oder mehreren Motiven weist insbesondere einen parallaktischen Bewegungseffekt oder einen orthoparallaktischen Bewegungseffekt oder eine Kombination aus einem parallaktischen Bewegungseffekt und einem
orthoparallaktischen Bewegungseffekt auf.
Unter„parallaktischen Bewegungseffekt" wird insbesondere ein optischer
Bewegungseffekt verstanden, bei welchem ein Beobachter und/oder ein Sensor die scheinbare Änderung der Position eines oder mehrerer der Motive erfasst, wobei das Substrat in die gleiche Richtung verkippt und/oder verdreht wird, entlang derer der optische Bewegungseffekt erfassbar ist.
Unter„orthoparallaktischen Bewegungseffekt" wird insbesondere ein optischer Bewegungseffekt verstanden, bei welchem ein Beobachter und/oder ein Sensor die scheinbare Änderung der Position einer mehrerer der Motive erfasst, wobei das Substrat in eine Richtung verkippt und/oder verdreht wird, welche senkrecht auf der Richtung steht, entlang derer der optische Bewegungseffekt erfassbar ist.
Realisierbar ist auch ein antiparallaktischer Bewegungseffekt bei dem das Substrat nach rechts gekippt, sich das Objekt aber nach links zu bewegen scheint.
Untersuchungen haben gezeigt, dass ein Beobachter und/oder ein Sensor umso stärkere optische Bewegungseffekte ein oder mehrerer der Motive beim Kippen und/oder Drehen des Substrats erfassen kann, je weiter die den Motiven
zugeordneten virtuellen Modelle von der entsprechenden virtuellen Hologrammebene oder den entsprechenden virtuellen Hologrammebenen beabstandet sind.
Vorzugsweise schweben die Motive beim Kippen und/oder Drehen des Substrats in einem Abstand zwischen 0,01 mm und 30 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 10mm, und insbesondere zwischen 0,5 mm und 5 mm zu der jeweiligen
zugeordneten virtuellen Hologrammebene. Insbesondere hängt der optische Effekt des bereitgestellten Hologramms unter anderem von der Rauigkeit des Substrats, auf welches es vorzugsweise appliziert wird, ab. Je rauer das Substrat umso verwaschener erscheint insbesondere das bereitgestellte Hologramm, beziehungsweise bevorzugt die Motive des Hologramms. Bevorzugt wird beziehungsweise ist das bereitgestellte Hologramm derart berechnet, dass die Einflüsse der Rauigkeit des Substrats auf den optischen Effekt
vorzugsweise vorkompensiert sind. Dieses Vorkompensieren lässt sich unter anderem insbesondere durch eine Reduktion des Abstandes der Motive von der virtuellen Hologrammebene erzielen. In einer alternativen Ausgestaltungsform ist es möglich, ein Hologramm ohne
Bewegungseffekt zu erstellen. Hierbei wird für jeden Betrachtungswinkel die gleiche Perspektive des Objektes für verschiedene Betrachtungsrichtungen verwendet. Dies erzeugt für den Betrachter die Illusion eines statischen Motives. Vorzugsweise sind eines oder mehrere der virtuellen Modelle bei Verkippung und/oder Drehung des Substrats teilweise oder vollständig von einem Beobachter und/oder von einem Sensor als eine Abfolge von den einem oder mehreren virtuellen Modellen zugeordneten ein oder mehreren Motiven erfassbar. Bevorzugt weisen ein oder mehrere der Motive unterschiedliche oder gleiche
Bewegungsgeschwindigkeiten und/oder unterschiedliche oder gleiche
Bewegungsrichtungen auf. Insbesondere liegt der Abstand zwischen einem oder mehreren der virtuellen Motiven, insbesondere bevorzugt der geometrischen
Schwerpunkte eines oder mehrerer der virtuellen Motiven, und der durch das
Substrat aufgespannten Ebene vorzugsweise zwischen -30 mm und +30 mm liegt, bevorzugt zwischen -15 mm und +15 mm, insbesondere bevorzugt zwischen -10 mm und +10 mm, weiter bevorzugt zwischen -5 mm und +5 mm und noch weiter bevorzugt zwischen -3 mm und +3 mm.
Vorzugsweise sind ein oder mehrere der virtuellen Modelle zugeordneten ein oder mehreren Motive teilweise oder vollständig von einem Beobachter und/oder von einem Sensor aus unterschiedlichen Beobachtungsrichtungen erfassbar.
Insbesondere setzen sich die Motive bei Beobachtung aus den unterschiedlichen Beobachtungsrichtungen zu einem Raster aus Punkten und/oder aus Streifen, insbesondere einem linearen Barcode oder einem 2D Barcode, bevorzugt einem QR- Code (QR = Quick Response), zusammen. Bevorzugt sind einer oder mehrere der Punkte oder einer oder mehrere der Streifen jeweils in unterschiedlichen Abständen zu der durch das Substrat aufgespannten Ebene angeordnet, insbesondere oberhalb und/oder unterhalb und/oder innerhalb der durch das Substrat aufgespannten Ebene angeordnet.
Unter„Barcode" wird insbesondere eine Abfolge von maschinenlesbaren,
unterschiedliche laterale Abmessungen aufweisenden Bereichen wie z.B. Streifen, Pixeln und dazwischen angeordneten Lücken verstanden. Hierbei können eine oder mehrere Informationen, insbesondere binär, in die Abfolge von Bereichen und Lücken kodiert sein. Beispielsweise werden Barcodes mit optischen Lesegeräten, insbesondere Kameras enthaltend CCD-Chips, bevorzugt mit Smartphone-Kameras, Barcodelesegeräten oder Scannern, eingelesen und/oder elektronisch
weiterverarbeitet. Unter„QR-Code" wird insbesondere eine in zwei Richtungen verlaufende Abfolge von maschinenlesbaren, unterschiedliche laterale Abmessungen aufweisenden ersten Bereichen, welche eine erste Farbe bereitstellen, und zweiten Bereichen, welche eine zweite oder keine Farbe bereitstellen, verstanden. Hierbei können eine oder mehrere Informationen, insbesondere binär, in die zweidimensionale Abfolge von ersten und zweiten Bereichen kodiert sein. Die ersten Bereiche sind bevorzugt weiß und die zweiten Bereiche sind bevorzugt kontrastierend dazu, insbesondere dunkler als die ersten Bereiche. Insbesondere sind die ersten und zweiten Bereiche jeweils quadratisch und/oder rechteckig.
Beispielsweise werden Barcodes und/oder QR-Codes mit optischen Lesegeräten, insbesondere Kameras enthaltend CCD-Chips, bevorzugt mit Smartphone-Kameras, Barcodelesegeräten oder Scannern, eingelesen und/oder elektronisch
weiterverarbeitet.
Es ist möglich, dass ein oder mehrere Teile des Rasters aus Punkten und/oder Streifen, insbesondere eines Barcodes, bevorzugt eines QR-Codes, von einem Beobachter und/oder von einem Sensor aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Winkeln erfasst werden können, wobei das Raster aus Punkten und/oder Streifen in der elektronischen Weiterverarbeitung aus den verschiedenen winkelabhängigen Aufnahmen des Rasters aus Punkten und/oder Streifen zusammengesetzt wird, um die Echtheit eines das Raster von Punkten und/oder Streifen aufweisendes
Sicherheitselements oder Sicherheitsdokuments zu prüfen und zu verifizieren.
Weiter ist es möglich, zwei oder mehrere virtuelle Modelle bei der Berechnung bezüglich einer oder mehrerer der virtuellen Hologrammebenen in unterschiedlichen Abständen zueinander und/oder zu der oder den virtuellen Hologrammebenen anzuordnen. Hierdurch wird vorzugsweise ein Hologramm bereitgestellt, dessen Motive sich beim Kippen und/oder Drehen des Substrats, welches das bereitgestellte Hologramm aufweist, gemäß der bei der Berechnung des Hologramms
unterschiedlichen Abstände der virtuellen Modelle zueinander und/oder bezüglich der virtuellen Hologrammebenen unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten bereitstellen. Insbesondere erfasst ein Beobachter und/oder ein Sensor aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen des bereitgestellten Hologramms und/oder bei unterschiedlichen Kippwinkeln und/oder Drehwinkeln des bereitgestellten
Hologramms unterschiedliche Motive oder Anordnungen von Motiven. Ein solches bereitgestelltes Hologramm stellt durch dessen hohe Komplexität einen optisch variablen Bewegungseffekt bereit, welcher für einen Fälscher nur äußerst schwer nachzuahmen ist.
Untersuchungen haben gezeigt, dass eine einfache Identifizierung oder auch
Verifizierung eines vorstehenden bereitgestellten Hologramms mit einem
Smartphone oder eines anderen Mobilgerätes oder auch stationären Gerätes mit einer Kamera möglich ist. Beispielsweise kann das Hologramm aus Sicht der Kamera des Smartphones unter Beachtung der Kamerageometrie und Kameraoptik als auch des Kamerablitzes als virtuelle Lichtquelle in Abhängigkeit der Position, des
Abstandes und der Ausrichtung zu dem Hologramm berechnet werden und mit einer realen Erfassung des bereitgestellten Hologramms verglichen werden. Falls eine genügend große Übereinstimmung zwischen dem berechneten Bild des Hologramms und dem realen Bild des Hologramms durch ein Programm, insbesondere einer Software, auf dem Smartphone gefunden wird, kann die Echtheit des
Sicherheitsdokuments, welches das bereitgestellte Hologramm umfasst, verifiziert werden.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Hologramm so ausgelegt sein, dass das Motiv bei ungerichteter Beleuchtung für den menschlichen Betrachter und/oder den Sensor nicht oder kaum erkennbar ist. Bevorzugt ist hierfür das bei der
Berechnung des Hologramms verwendete Objekt ein zwei-dimensionales - sprich flaches - Objekt wie ein Motiv, beispielsweise ein Icon, ein oder zwei oder mehrere Buchstaben, ein Logo oder auch ein Barcode, welches insbesondere bevorzugt einen virtuellen Abstand von der virtuellen Hologrammebene von mehr als 10 mm, insbesondere mehr als 20 mm und weiter bevorzugt mehr als 40 mm und noch weiter bevorzugt mehr als 100 mm aufweist. Die Software des Smartphones kann nun zwei Bilder eines derartigen Hologramms aufnehmen. Eines ohne Beleuchtung mit dem Kamerablitz als Lichtquelle und eines mit Beleuchtung mit dem Kamerablitz. Die Beleuchtung mit dem Kamerablitz ist eine stark gerichtete Beleuchtung, bei der das Motiv erkennbar ist. Bei Beleuchtung ohne den Kamerablitz überwiegt diffuse - sprich ungerichtete - Beleuchtung, weshalb das Motiv nicht oder nur kaum erkennbar ist. Die Software überprüft einerseits mit geeigneter Mustererkennung, ob im Bereich des Hologramms das Motiv in dem Bild, welches mit Beleuchtung mit dem Kamerablitz aufgenommen wurde, vorhanden ist. Andererseits überprüft es, ob dieses Motiv in dem Bild ohne Beleuchtung nicht genügend gut vorliegt, um
Imitationen, z.B. mit einer aufgedruckten Version des Motives, auszuschließen. Auf die beschriebene Weise ist ebenfalls eine einfache Identifizierung oder auch
Verifizierung eines vorstehenden bereitgestellten Hologramms mit einem
Smartphone oder mit einem anderen Mobilgerät oder auch mit einem stationären Gerät mit einer Kamera möglich.
Insbesondere beträgt der Abstand des Smartphones zu dem Sicherheitsdokument, welches das bereitgestellte Hologramm umfasst, zwischen 5 cm und 50 cm, bevorzugt zwischen 20 cm und 30 cm, insbesondere bevorzugt zwischen 23 cm und 27 cm.
Vorzugsweise sind ein oder mehrere Motive, welche jeweils einem der virtuellen Modelle zugeordnet sind, von einem Sensor und/oder einem Beobachter des bereitgestellten Hologramms erfassbar. Vorzugsweise sind ein oder mehrere Motive einer ersten Menge von Motiven bei einer flachen oder nichtgekrümmten Anordnung des Substrats für einen Beobachter und/oder einen Sensor erfassbar. Insbesondere sind ein oder mehrere Motive einer zweiten Menge von Motiven bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats gemäß des Krümmungsverlaufs bzw. einer der virtuellen Hologrammebenen in der bzw. in einer der Zonen teilweise oder vollständig für einen Beobachter und/oder Sensor erfassbar. Bevorzugt sind die Motive der ersten Menge von Motiven und die Motive der zweiten Menge von Motiven teilweise oder vollständig unterschiedlich. Bevorzugt ergibt die Kombination der ersten und zweiten Motive einen für einen Betrachter erfassbaren Sinn. Beispielsweise kann bei einer flachen Anordnung des Substrats ein Denominationszeichen (z.B.„€" oder„$") als erstes Motiv und bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats eine Wertziffer (z.B.„50") einer Banknote als zweites Motiv erkennbar sein. Das erste Motiv und das zweite Motiv stehen dabei
insbesondere in einem Sinnzusammenhang wie in diesem Beispiel die Denomination und die dazu passende Wertziffer. Vorzugsweise stellen ein oder mehrere Motive einer dritten Menge von Motiven bei Verkippung und/oder Drehung des Substrats teilweise oder vollständig einen von einem Beobachter und/oder von einem Sensor erfassbaren parallaktischen
Bewegungseffekt bereit. Bevorzugt stellen ein oder mehrere Motive einer vierten Menge von Motiven bei Verkippung und/oder Drehung des Substrats einen von einem Beobachter und/oder von einem Sensor erfassbaren orthoparallaktischen Bewegungseffekt bereit. Insbesondere sind die Motive der dritten Menge von
Motiven und die Motive der vierten Menge von Motiven teilweise oder vollständig unterschiedlich. Vorzugsweise weisen ein oder mehrere Motive einer fünften Menge von Motiven die gleichen räumlichen Abstände oder unterschiedliche räumliche Abstände zu ein oder mehreren Motiven einer sechsten Menge von Motiven auf. Insbesondere sind die Motive der fünften Menge von Motiven und die Motive der sechsten Menge von Motiven teilweise oder vollständig unterschiedlich.
Vorzugsweise überlappen sich ein oder mehrere Motive einer siebten Menge von Motiven und/oder ein oder mehrere Motive einer achten Menge von Motiven untereinander bzw. gegenseitig vollständig oder teilweise. Bevorzugt sind ein oder mehrere Motive der siebten Menge von Motiven und/oder ein oder mehrere Motive der achten Menge von Motiven vollständig oder teilweise räumlich voneinander getrennt. Insbesondere sind die Motive der siebten Menge von Motiven und die Motive der achten Menge von Motiven teilweise oder vollständig unterschiedlich.
Vorzugsweise erscheinen die einem oder mehreren der virtuellen Modelle
zugeordneten ein oder mehreren Motive bei senkrechter Betrachtung zu der durch das Substrat aufgespannten Ebene, insbesondere bei senkrechter Betrachtung durch einen Beobachter und/oder einen Sensor, weiß. Beispielsweise sind die einem oder mehreren der virtuellen Modelle zugeordneten ein oder mehreren Motive bei einem Betrachtungswinkel von 30° bis 34° bezüglich des Einfallswinkels des Lichts bei einer Wellenlänge von 440 nm bis 460 nm in der Farbe Blau, bevorzugt durch einen Beobachter und/oder einen Sensor, erfassbar und/oder bei einem
Betrachtungswinkel von 38° bis 42° bezüglich des Einfallswinkels des Lichts bei einer Wellenlänge von 530 nm bis 550 nm in der Farbe Grün, bevorzugt durch einen Beobachter und/oder einen Sensor, erfassbar und/oder bei einem
Betrachtungswinkel von 49° bis 53° bezüglich des Einfallswinkels des Lichts bei einer Wellenlänge von 640 nm bis 660 nm in der Farbe Rot, bevorzugt durch einen
Beobachter und/oder einen Sensor, erfassbar.
Vorzugsweise verändert sich die Farbe der ein oder mehreren virtuellen Modelle zugeordneten ein oder mehreren Motive bei Verkippung und/oder Drehung des Substrats.
Vorzugsweise setzen sich die einem oder mehreren der virtuellen Modelle
zugeordneten ein oder mehreren Motive aus zumindest einem roten Motiv eines ersten virtuellen Modells, aus zumindest einem grünen Motiv eines zweiten virtuellen Modells und/oder aus zumindest einem blauen Motiv eines dritten virtuellen Modells zu einem Echtfarbenbild zusammen.
Unter„Echtfarbenbild" ist insbesondere ein bereitgestelltes Hologramm zu verstehen, welches bei Beleuchtung in Auflichtbetrachtung und/oder Durchlichtbetrachtung zumindest bereichsweise eine zugeordnete Echtfarbe zeigt.
Unter„Echtfarbe" ist insbesondere hierbei eine Farbe zu verstehen, welche
insbesondere durch Farbmischung aus einer oder mehreren Spektralfarben ausgebildet sein kann. Ein Echtfarbenbild zeigt bei Beleuchtung zumindest bereichsweise eine Echtfarbe. Vorzugsweise werden die Intensitäten des zumindest einen roten, des zumindest einen grünen und/oder des zumindest einen blauen Motivs der entsprechend zugeordneten ersten, zweiten bzw. dritten virtuellen Modelle jeweils gemäß des Verlaufs des Spektrums des einfallenden Lichtes und/oder des Verlaufs der
Antwortfunktion des menschlichen Auges gewichtet.
Unter„Antwortfunktion des menschlichen Auges" wird insbesondere die Funktion verstanden, welche beschreibt, wie in das Auge die Farbe eingehender Strahlung in einem bestimmten Frequenzbereich bzw. in einem bestimmten Wellenlängenbereich in eine erfasste oder wahrgenommene Farbe transformiert.
Vorzugsweise wird in ein oder mehreren Zonen, insbesondere in allen Zonen, jeweils ein virtuelles elektromagnetisches Gesamtfeld basierend auf der Summe zweier oder mehrerer, insbesondere aller, der virtuellen elektromagnetischen Felder in der jeweiligen Zone multipliziert mit einem oder mehreren komplex konjugierten virtuellen Referenzfeldern einer oder mehrerer virtueller Referenzlichtquellen in den ein oder mehreren Zonen berechnet.
Vorzugsweise simulieren ein oder mehrere der virtuellen Referenzfelder eine anisotrope oder nicht-isotrope Beleuchtung des 2D-Modells und/oder des SD- Modells. Bevorzugt simulieren ein oder mehrere der virtuellen Referenzfelder die Beleuchtung mit den ein oder mehreren virtuellen Referenzfeldern zugeordneten ein oder mehreren Referenzlichtquellen. Vorzugsweise weist die Propagationsrichtung ein oder mehrerer der virtuellen
Referenzfelder einen Winkel zwischen 10° und 50°, insbesondere zwischen 15° und 45°, weiter bevorzugt 30° bis 40° zu der Flächennormalen oder zu der mittleren Flächennormale einer oder mehrerer der virtuellen Hologrammebenen auf.
Insbesondere weist der Strahlkegel ein oder mehrerer der virtuellen
Referenzlichtquellen einen Öffnungswinkel zwischen 0 und 45° auf, weiter bevorzugt 0° und 15°. Bevorzugt weisen ein oder mehrere der virtuellen Referenzlichtquellen eine Beabstandung zu ein oder mehreren der virtuellen Hologrammebenen zwischen 0,01 m und 10 m, weiter bevorzugt 0,1 m und 2m und insbesondere bevorzugt 0,2 m und 1 m auf. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist die virtuelle
Referenzlichtquelle unendlich weit weg von der Hologrammebene beabstandet. In diesem Fall strahlt die Referenzlichtquelle ebene Wellen auf die Hologrammebene.
Unter„Propagationsrichtung" wird insbesondere die Ausbreitungsrichtung einer elektromagnetischen Welle, insbesondere die Ausbreitungsrichtung jedes der ein oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Felder, insbesondere die
Ausbreitungsrichtung jedes der ein oder mehreren virtuellen Referenzfelder, verstanden.
Unter„Strahlkegel" wird insbesondere ein Raumwinkel verstanden, in den sich eine elektromagnetische Welle, insbesondere eine oder mehrere der virtuellen
elektromagnetischen Felder, bevorzugt eines oder mehrere der virtuellen
Referenzfelder, ausbreiten.
Das Referenzfeld wird vorzugsweise dazu genutzt, um den Raumwinkel, in dem das bereitgestellte Hologramm durch einen Beobachter und/oder einen Sensor erfasst wird, zur normalen und/oder zur Kompensation nicht-idealer Beleuchtung, wie beispielsweise der Beleuchtung mit einer Taschenlampe oder dem Display oder dem LED-Licht (LED = Light emitting diode) eines Smartphones oder Mobiltelefons oder eines anderen Mobilgerätes oder auch stationären Gerätes mit einer Kamera und einer Beleuchtungseinrichtung, bevorzugt aus einem Abstand von 15 cm bis 35 cm, zu kompensieren. Ohne die Nutzung eines Referenzfeldes ist das bereitgestellte Hologramm für einen Beobachter und/oder einen Sensor lediglich aus einer
Beobachtungsrichtung erfassbar, welche parallel zu der durch die virtuelle
Hologrammebene aufgespannten Flächennormale angeordnet ist. Das bereitgestellte Hologramm weist in diesen Fällen einen stark achromatischen Farbeindruck auf. Vorzugsweise sind ein oder mehrere Raumwinkelbereiche, insbesondere der gesamte Raumwinkelbereich, in welchem eines oder mehrere der Motive von einem Beobachter und/oder von einem Sensor vollständig oder teilweise erfassbar sind, symmetrisch um die Flächennormale, insbesondere um die mittlere Flächennormale, der Hologrammebene angeordnet. Bevorzugt spannen einer oder mehrere der Raumwinkelbereiche einen Winkelbereich von 0° bis 30°, bevorzugt von 0° bis 20°, insbesondere bevorzugt von 0° bis 15°, zu den Flächennormalen, insbesondere zur der mittleren Flächennormale, auf. Unter„mittlerer Flächennormale" wird der Mittelwert der Flächennormale an jeden Punkt einer gekrümmten Kurve oder eines oder mehrerer Teilbereiche einer gekrümmten Kurve verstanden.
Weiter ist es möglich, dass das bereitgestellte Hologramm ein oder mehrere der Motive aufweist, wobei die Motive nur bei Beleuchtung mit einer nahezu kollimierten Lichtquelle, insbesondere mit einer kollimierten Lichtquelle, von einem Beobachter und/oder einem Sensor erfassbar sind. Bei Beleuchtung mit diffus abstrahlenden Lichtquellen oder mit einer Vielzahl von ausgedehnten Lichtquellen (beispielsweise Leuchtstoffröhren) hingegen erscheint das bereitgestellte Hologramm insbesondere als eine verwaschene Fläche. Eine nahezu gerichtet abstrahlende Lichtquelle ist beispielsweise eine LED-Deckenleuchte oder eine LED-Lampe eines Smartphones oder eines anderen Mobilgerätes oder auch stationären Gerätes mit einer Kamera und/oder einer Beleuchtungseinrichtung. Bei der Berechnung des bereitgestellten Hologramms ist es vorteilhaft, dass die Abstände der den Motiven entsprechenden virtuellen Modelle von einer oder mehrerer der virtuellen Hologrammebenen größer als 10 mm, insbesondere größer als 20 mm, bevorzugt größer als 40 mm und besonders bevorzugt grösser als 100 mm, ist. Der optische Effekt des
bereitgestellten Hologramms hängt unter anderem insbesondere von der Rauigkeit des Substrats, auf welches es vorzugsweise appliziert wird, ab. Je rauer das
Substrat umso verwaschener erscheint insbesondere das bereitgestellte Hologramm, beziehungsweise bevorzugt die Motive des Hologramms. Bevorzugt ist nun das bereitgestellte Hologramm insbesondere derart berechnet, dass die Einflüsse der Rauigkeit des Substrats auf den optischen Effekt vorzugsweise vorkompensiert sind. Dieses Vorkompensieren lässt sich unter anderem insbesondere durch eine
Reduktion des Abstandes der Motive von der virtuellen Hologrammebene erzielen.
Unter einer„kollimierten Lichtquelle" wird vorzugsweise zumindest eine Lichtquelle und/oder zumindest eine Strahlungsquelle verstanden, welche Licht
beziehungsweise elektromagnetische Strahlung, bevorzugt aus ein oder mehreren Teilen des infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Spektrums der
elektromagnetischen Strahlung, abstrahlt und/oder aussendet, wobei sich die
Propagationsrichtungen und/oder die Ausbreitungsrichtungen und/oder die
Bewegungsrichtungen ein oder mehrerer Teile der elektromagnetischen Strahlung und/oder zwei oder mehrerer oder aller elektromagnetischer Wellen der
elektromagnetischen Strahlung und/oder zwei oder mehrerer oder aller Photonen der elektromagnetischen Strahlung um einen Winkel von und/oder um einen mittleren Winkel von und/oder von einer vorbestimmten Richtung um weniger als 10°, insbesondere von beziehungsweise um weniger als 5°, bevorzugt von
beziehungsweise um weniger als 1 °, voneinander und/oder von der vorbestimmten Richtung unterscheiden, weiter bevorzugt nicht voneinander unterscheiden und/oder parallel zueinander ausgerichtet sind.
Ein derartiges, für die Beleuchtung mit nahezu kollimierten Lichtquellen optimiertes bereitgestelltes Hologramm wird vorzugsweise in ein Design, insbesondere in ein Kinegram® oder ein Trustseal®, gerastert. Hierdurch wird erreicht, dass lediglich das Design bei allen Beleuchtungen mit nicht nahezu kollimierten Lichtquellen durch einen Beobachter und/oder einen Sensor erfassbar ist und das bereitgestellte
Hologramm für einen Beobachter und/oder einen Sensor matt und/oder verwaschen erscheint. Bei der Beleuchtung des in das Design gerasterten bereitgestellten
Hologramms mit einer nahezu kollimierten Lichtquelle sind die ein oder mehreren Motive des bereitgestellten Hologramms bevorzugt in verschiedenen Abständen zu dem Substrat, welches das Design und das bereitgestellte Hologramm umfasst, durch einen Beobachter und/oder einen Sensor erfassbar.
Ein derartiges, für die Beleuchtung mit nahezu kollimierten Lichtquellen optimiertes bereitgestelltes Hologramm, liegt vorzugsweise als zumindest ein Designelement vor. Beispielsweise kann es mit 100% Flächenanteil in einem Auge eines
Designelementes in Form eines Löwen vorgesehen sein. Bei Beleuchtung mit einer kollimierten Lichtquelle erscheint das vorgesehen Motiv bevorzugt nur im Auge des Löwen. Insbesondere liegt das Hologramm, beispielsweise mit 50% Flächenanteil, im gesamten Design gerastert vor. Bei Beleuchtung mit einer kollimierten Lichtquelle erscheint das vorgesehene Motiv bevorzugt im gesamten Design. Die ein oder mehreren Motive und/oder das vorgesehene Motiv erscheint hierbei vorzugsweise repetitiv, insbesondere auch repetitiv. Beispielsweise umfasst ein Design ein oder mehrere Designelemente. Es ist auch möglich, dass ein Design insbesondere ein Designelement umfasst.
Insbesondere ist es möglich, dass die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder in den ein oder mehreren ersten Zonen jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern der ein oder mehreren ersten virtuellen Modelle derart berechnet werden und/oder dass die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder in den ein oder mehreren zweiten Zonen jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern der ein oder mehreren zweiten virtuellen Modelle derart berechnet werden, dass den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen
zugeordnete ein oder mehrere erste Motive und/oder dass den ein oder mehreren zweiten virtuellen Modellen zugeordnete ein oder mehrere zweite Motive,
insbesondere gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen, ersten Zonen und/oder zweiten Zonen, für einen Beobachter und/oder für einen Sensor, insbesondere bei Beleuchtung mit nicht kollimierten Licht, bevorzugt bei diffuser Beleuchtung, nicht erfassbar sind, und/oder für einen Beobachter und/oder für einen Sensor, insbesondere bei Beleuchtung mit kollimierten Licht, bevorzugt bei Beleuchtung mit einer LED-Lampe, insbesondere bevorzugt bei Beleuchtung mit einer LED-Lampe eines Smartphones, erfassbar sind.
Es ist möglich, dass sich eines oder mehrere oder alle der Motive je nach
Betrachtungswinkel und Kippwinkel des für die Beleuchtung mit nahezu kollimierten Lichtquellen optimierten bereitgestellten Hologramms bewegen und/oder dass sich eines oder mehrere oder alle der Motive je nach Betrachtungswinkel und Kippwinkel des für die Beleuchtung mit nahezu kollimierten Lichtquellen optimierten
bereitgestellten Hologramms verschwinden. Insbesondere ist keine Bewegung der Motive erfassbar, wenn der Durchmesser des von dem Beobachter und/oder dem Sensor erfassten Raumwinkels kleiner als 20°, bevorzugt kleiner als 10°, ist.
Bevorzugt erscheinen und verschwinden die Motive in Abhängigkeit des Kippwinkels. Es ist möglich, dass überhaupt keine Bewegung der Motive für einen Beobachter und/oder einen Sensor in Abhängigkeit des Kippwinkels des Substrats, welches zumindest das bereitgestellte Hologramm umfasst, erfassbar ist.
Vorzugsweise werden bei der Berechnung des Höhenprofils des Hologramms ein oder mehrere der Phasenbilder in ein oder mehrere zugeordnete Höhenprofile transformiert, insbesondere linear transformiert. Bevorzugt wird das Höhenprofil des bereitgestellten Hologramms mittels Überlagerung und/oder Rasterung der den ein oder mehreren Phasenbildern zugeordneten Höhenprofilen berechnet.
Vorzugsweise werden ein oder mehrere der zugeordneten Höhenprofile zur
Bereitstellung des Hologramms in ein Substrat eingebracht. Insbesondere liegen die zugeordneten Höhenprofile in dem Substrat bevorzugt überlagert und/oder gerastert vor.
Vorzugsweise werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder wird das Höhenprofil des bereitgestellten Hologramms als Graustufenbild kodiert. Insbesondere werden den Grauwerten Höhenwerte, insbesondere normierte Höhenwerte, zugeordnet. Die Grauwerte und/oder Höhenwerte weisen vorzugsweise einen minimalen Höhenwert von 0 und einen maximalen Höhenwert von 2π auf.
Es ist weiter möglich, die Grauwerte und/oder die Höhenwerte auf beliebige minimale und maximale Höhenwerte zu normieren, wobei der jeweilige maximale Höhenwert größer ist als der jeweilige minimale Höhenwert.
Vorzugsweise entspricht die Differenz zwischen dem minimalen Höhenwert des in das Substrat eingebrachten Höhenprofils und dem maximalen Höhenwert des in das Substrat eingebrachten Höhenprofils einer optischen Wegdifferenz von der Hälfte oder einem Vielfachen der Hälfte einer Referenzwellenlänge, insbesondere im Fall der Ausbildung des bereitgestellten Hologramms als Reflexionshologramm.
Insbesondere entspricht die Differenz zwischen dem minimalen Höhenwert des in das Substrat eingebrachten Höhenprofils und dem maximalen Höhenwert des in das Substrat eingebrachten Höhenprofils einer optischen Wegdifferenz von einer
Referenzwellenlänge oder einem Vielfachen einer Referenzwellenlänge, bevorzugt im Fall der Ausbildung des bereitgestellten Hologramms als
Transmissionshologramm.
Vorzugsweise werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder wird das Höhenprofil des bereitgestellten Hologramms in das Substrat, insbesondere in ein Substrat aufweisend eine Photoresistschicht, mittels eines Verfahrens, ausgewählt aus:
Laserstrahllithographie und Elektronenstrahllithographie eingebracht. Bei beiden Verfahren wird das das Höhenprofil kodierende Graustufenbild durch Variation der Intensität des verwendeten Strahls in eine Resistschicht geschrieben. Nach
Entwicklung der belichteten Resistschicht ist das Höhenprofil in der Resistschicht bereitgestellt. Vorzugsweise werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder wird das Höhenprofil des bereitgestellten Hologrannnns in das Substrat mittels eines Replizierverfahrens, insbesondere mittels thermischer Replikation oder UV-Replikation eingebracht. Vorzugsweise werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder wird das Höhenprofil des bereitgestellten Hologramms mittels der Verfahren Galvanik, Rekombination und Roll-to-Roll Replikation in eine Folie, insbesondere in eine zumindest eine
Metallschicht und/oder eine transparente hoch- oder niedrigbrechende Schicht aufweisende Folie, eingebracht. Als hochbrechende Schicht wird hier eine Schicht mit hohem Brechungsindex, insbesondere mit einem Brechungsindex über 1 ,5 bezeichnet. Als niedrigbrechende Schicht wird hier eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, insbesondere mit einem Brechungsindex unter 1 ,5 bezeichnet. Insbesondere weist die Folie eine HRI-Schicht (HRI = High Refractive Index) auf. Die Metallschicht und/oder hoch- oder niedrigbrechende Schicht wird für gewöhnlich nach dem Roll-to-Roll Replikationsschritt auf das oder die Höhenprofile auf der Folie aufgebracht.
Das oder die Höhenprofile können noch mit weiteren Schichten kombiniert, insbesondere zwischen diese weiteren Schichten einbettet sein. Solche weiteren Schichten können Schutzschichten, Haftvermittlerschichten, Kleberschichten, Barriereschichten, Dekorschichten, Reflexionsschichten.
Die Schichten können auf einem Trägersubstrat (beispielsweise aus Polyester, insbesondere PET), ablösbar oder nicht ablösbar angeordnet sein.
Eine oder mehrere der Dekorschichten weisen beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Schichten auf:
Ein oder mehrere der Dekorschichten weisen vorzugsweise ein oder mehrere metallische Schichten auf, welche vorzugsweise jeweils nicht vollflächig sondern lediglich partiell in dem Sicherheitselement vorgesehen sind. Die metallischen Schichten können hierbei opak, transluzent oder semitransparent ausgebildet sein. Vorzugsweise werden die metallischen Schichten hierbei von unterschiedlichen Metallen gebildet, welche deutlich unterschiedliche Reflexions- und/oder
Transmissionsspektren aufweisen. Beispielsweise werden die Metallschichten von Aluminium, Kupfer, Gold, Silber, Chrom, Zinn oder einer Legierung dieser Metalle gebildet. Weiterhin können die metallischen Bereiche gerastert und/oder mit lokal unterschiedlichen Schichtdicken ausgestaltet sein.
Die ein oder mehreren Metallschichten sind hierbei vorzugsweise musterförmig strukturiert in der Form, dass diese ein oder mehrere Bildelemente umfassen, in denen das Metall der Metallschicht vorgesehen ist und einen Hintergrundbereich umfassen, in denen das Metall der Metallschichten nicht vorgesehen ist. Die
Bildelemente können hierbei vorzugsweise in Form von alphanumerischen Zeichen, jedoch auch von Grafiken und komplexen Darstellung von Objekten gebildet sein.
Ein oder mehrere der Dekorschichten umfassen weiter insbesondere ein oder mehrere Farbschichten, insbesondere lasierende Farben. Bei diesen Farbschichten handelt es sich bevorzugt um Farbschichten, welche mittels eines Druckverfahrens aufgebracht werden, und welche ein oder mehrere Farbstoffe und/oder Pigmente aufweisen, welche in einer Bindemittelmatrix eingebunden sind. Die Farbschichten, insbesondere Farben, können transparent, klar, teilweise streuend, transluzent oder intransparent bzw. deckend sein.
Weiter weisen ein oder mehrere der Dekorschichten vorzugsweise ein oder mehrere optisch aktive Reliefstrukturen auf, welche vorzugsweise jeweils in die Oberfläche einer replizierten Lackschicht eingebracht sind. Bei diesen Reliefstrukturen handelt es sich bevorzugt um diffraktive Relief strukturen, wie beispielsweise Hologramme, Beugungsgitter, fresnelsche Freiformflächen, Beugungsgitter mit symmetrischen oder asymmetrischen Profilformen und/oder Beugungsstrukturen Nullter Ordnung. Bei diesen Relief strukturen kann es sich auch um isotrope und/oder anisotrope
streuende Mattstrukturen, Blaze-Gitter und/oder im Wesentlichen in Reflexion und/oder in Transmission wirkende Reliefstrukturen, wie beispielsweise Mikrolinsen, Mikroprismen oder Mikrospiegel handeln.
Eine oder mehrere der Dekorschichten weisen insbesondere ein oder mehrere Flüssigkristallschichten auf, welche zum einen eine von der Polarisation des einfallenden Lichts abhängige und zum anderen eine wellenlängenselektive
Reflexion und/oder Transmission des einfallenden Lichts abhängig von der
Ausrichtung der Flüssigkristalle generieren. Unter„HRI-Schicht" wird insbesondere eine Schicht mit einem hohen
Brechungsindex verstanden, welche beispielsweise vollständig oder teilweise aus T1O2 oder ZnS besteht oder aus einer aufgedampften Schicht aus einem Metalloxid, Metallsulfid, Titandioxid, etc., besteht. Insbesondere weist eine HRI-Schicht eine Schichtdicke von 10 nm bis 150 nm, auf.
Vorzugsweise werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder wird das Höhenprofil des bereitgestellten Hologramms in einen Dünnschichtaufbau, insbesondere in einen Fabry-Perot-Schichtaufbau eingebracht. Typischerweise wird der Dünnschichtaufbau auf das replizierte Höhenprofil des Hologramms aufgebracht. Bevorzugt weist der Fabry-Perot-Schichtaufbau zumindest eine erste semitransparente Absorberschicht, zumindest eine transparente Abstandsschicht und zumindest eine zweite
semitransparente Absorberschicht oder eine opake Reflexionsschicht auf.
Unter„Dünnschichtaufbau" wird insbesondere ein Aufbau aus Dünnschichtelementen verstanden, welcher einen blickwinkelabhängigen Farbverschiebungseffekt generiert, basierend auf einer Anordnung von Schichten, welche eine optische Dicke im
Bereich einer halben Wellenlänge (λ/2) oder einer viertel Wellenlänge (λ/4) des einfallenden Lichts bzw. der einfallenden elektromagnetischen Welle, insbesondere des einfallenden virtuellen elektromagnetischen Feldes, aufweist. Konstruktive Interferenz in einer Interferenzschicht mit einem Brechungsindex n und einer Dicke d berechnet sich wie folgt: 2nd cos(0) = ητιλ, wobei Θ der Winkel zwischen der Beleuchtungsrichtung und der
Betrachtungsrichtung, λ die Wellenlänge des Lichts und m eine ganze Zahl ist. Diese Schichten umfassen vorzugsweise eine Abstandsschicht, insbesondere angeordnet zwischen einer Absorptionsschicht und einer Reflexionsschicht oder sind bevorzugt von einer Schicht umfassend Dünnfilmschichtpigmente gebildet. Unter„semitransparent" wird insbesondere eine Transmissivität im infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Wellenlängenbereich verstanden, welche zwischen 10% und 70%, bevorzugt zwischen 10% und 50%, liegt, wobei vorzugsweise ein nicht zu vernachlässigender Teil der einfallenden elektromagnetischen Wellen, insbesondere des einfallenden Lichts, absorbiert wird.
Vorzugsweise weist die erste semitransparente Absorberschicht eine Schichtdicke zwischen 5 nm und 15 nm auf. Die Absorberschicht besteht bevorzugt aus
Aluminium, Silber, Kupfer, Zinn, Nickel, Inconel (korrosionsbeständige
Nickelbasislegierungen der Firma Special Metals Corporation, Huntington, West Virginia, USA), Titan oder Chrom.
Vorzugsweise weist die transparente Abstandsschicht eine Schichtdicke zwischen 300 nm und 600 nm auf. Die Abstandsschicht besteht bevorzugt aus Polymer, S1O2
Vorzugsweise besteht die transparente Abstandsschicht aus einer gedruckten Polymerschicht, welche insbesondere mittels Tiefdruck, Schlitzgießen oder im Inkjet- Druck aufgebracht wird. Vorzugsweise weist die opake Spiegelschicht eine Schichtdicke zwischen 5 nm und 50 nm auf. Die Spiegelschicht besteht bevorzugt aus Aluminium, Silber, Kupfer, Zinn oder Chrom. Vorzugsweise werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder wird das Höhenprofil des bereitgestellten Hologramms in bzw. auf ein opakes Substrat, insbesondere in bzw. auf opake Papierdokumente oder in bzw. auf opake Papierbanknoten eingebracht oder appliziert. Unter„opak" wird insbesondere verstanden, dass kein Licht im infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Wellenlängenbereich oder nur eine zu vernachlässigende Menge an Licht im infraroten, sichtbaren bzw. ultravioletten Wellenlängenbereich, insbesondere weniger als 10%, weiter bevorzugt weniger als 5%, durch das opake Substrat, insbesondere durch die opaken Papierdokumente, bevorzugt durch die opaken Papierbanknoten, transmittiert wird.
Vorzugsweise werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder wird das Höhenprofil des bereitgestellten Hologramms in zumindest einen Fensterbereich, insbesondere in bzw. auf zumindest einen Fensterbereich einer ID1 -Karte, oder in bzw. auf ein transparentes Substrat, insbesondere in bzw. auf eine transparente
Polymerbanknote, eingebracht oder appliziert, wodurch das Höhenprofil des
Hologramms zumindest von der Vorder- und Rückseite und/oder bei
Durchlichtbetrachtung erfassbar ist. Der Fensterbereich kann insbesondere eine Durchbrechung des Substrats sein und/oder ein nicht durchbrochener transparenter Bereich des Substrats.
Unter„transparent" wird insbesondere eine Transmissivität im infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Wellenlängenbereich verstanden, welche zwischen 70% und 100%, bevorzugt zwischen 80% und 95%, liegt, wobei vorzugsweise ein zu vernachlässigender Teil der einfallenden elektromagnetischen Wellen, insbesondere des einfallenden Lichts, absorbiert wird. Unter„ID1 -Karte" ist insbesondere ein Sicherheitsdokunnent oder eine Karte mit einer Abmessung von 85,6 mm x 53,99 mm verstanden, wobei die Abmessungen des Sicherheitsdokuments oder der Karte dem ID1 -Format entsprechen. Insbesondere liegt der Radius von Sicherheitsdokumenten bzw. Karten mit abgerundeten Ecken nach Vorgabe des ID1 -Formats zwischen 2,88 mm und 3,48 mm.
Es ist möglich, dass das Substrat vor oder nach Einbringen des Höhenprofils zur Bereitstellung des Hologramms mit einer lasierenden Farbschicht versehen wird, welche die Funktion eines Farbfilters aufweist. Das Versehen mit einer lasierenden Farbschicht kann auch erst nach Einbringen des Höhenprofils und Aufbringen einer Metallschicht und/oder einer transparenten hoch- oder niedrigbrechenden Schicht erfolgen. Beispielsweise ändert die lasierende Farbschicht das achromatische weiße Erscheinungsbild des bereitgestellten Hologramms für einen Beobachter und/oder Sensor in ein monochromatisches Erscheinungsbild.
Vorzugsweise wird das Hologramm in das Substrat durch Belichtung eines
Volumenhologrammmaterials eingebracht, wobei die Objektwelle von dem dem Hologramm zugeordneten Höhenprofil und/oder den zugeordneten Höhenprofilen ausgeht. Insbesondere werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder wird das Höhenprofil des Hologramms in den Verlauf der Bragg-Ebenen des hierdurch generierten Volumenhologramms transformiert.
Es ist möglich, die zugeordneten Höhenprofile und/oder das Höhenprofil des
Hologramms in einen Shim einzubringen und diesen Shim als Master zur Erzeugung des Volumenhologramms zu belichten. Hierdurch wird der optische variable Effekt des Hologramms insbesondere auf das Volumenhologramm übertragen und der optische variable Effekt des Volumenhologramms ist für einen Beobachter und/oder Sensor vorzugsweise in der Farbe des zur Beleuchtung verwendeten Laserlichts erfassbar. Insbesondere erfolgt die Belichtung des Masters zur Erzeugung des Volumenhologramms durch einen oder mehrere insbesondere monochromatische Laser, beispielsweise einen oder mehrere rote, gelbe, grüne, türkise oder blaue Laser.
Untersuchungen haben dabei gezeigt, dass es vorteilhaft ist, die maximale Höhe oder die maximale Tiefe des Höhenprofils auf die Wellenlänge des Lasers
anzupassen, welcher zur Belichtung des Masters zur Erzeugung des
Volumenhologramms eingesetzt wird. Insbesondere stimmt die Wellenlänge aller der virtuellen Lichtquellen, bevorzugt aller der virtuellen Punktlichtquellen, mit der Wellenlänge des Lasers überein. Die Differenz zwischen der minimalen Tiefe und der maximalen Tiefe oder der minimalen Höhe und der maximalen Höhe des in den Master eingebrachten zugeordneten Höhenprofils und/oder des Höhenprofils des Hologramms entspricht vorzugsweise einer halben optischen Wellenlänge oder einem Vielfachen der halben optischen Wellenlänge des Lasers, insbesondere bei Ausführung des Masters als Reflexionshologramm.
Vorzugsweise wird in das Substrat zusätzlich zu den zugeordneten Höhenprofilen und/oder zum Höhenprofil des Hologramms das Höhenprofil zumindest einer weiteren optisch variablen Struktur eingebracht, ausgewählt aus: einer diffraktiven Relief struktur, insbesondere eines Beugungsgitters, einer fresnelschen Freiformlinse, einer Beugungsstruktur Nullter Ordnung, eines Blaze-Gitters, einer
Mikrospiegelstruktur, einer isotropen oder anisotropen Mattstruktur, einer
Mikrolinsenstruktur.
Vorzugsweise werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder wird das Höhenprofil des Hologramms in ein oder mehrere erste Bereiche des Substrats eingebracht und das Höhenprofil der zumindest einen weiteren optisch variablen Struktur
insbesondere in ein oder mehrere zweite Bereiche des Substrats eingebracht wird.
Vorzugsweise überlappen zumindest ein oder mehrere der zweiten Bereiche und ein oder mehrere der ersten Bereiche zumindest teilweise. Vorzugsweise überlappen die ein oder mehreren ersten Bereiche die ein oder mehreren zweiten Bereiche nicht. Bevorzugt sind die ein oder mehreren ersten Bereiche und die ein oder mehreren zweiten Bereiche benachbart zueinander angeordnet. Weiter bevorzugt sind die ein oder mehreren ersten Bereiche und die ein oder mehreren zweiten Bereiche ineinander verschachtelt angeordnet und/oder einer der ersten oder zweiten Bereiche umschließt einen anderen der ersten oder zweiten Bereiche.
Insbesondere legt der Betrachtungswinkel fest, in welchem Raumwinkel das bereitgestellte Hologramm für einen Beobachter und/oder einen Sensor erfassbar ist. Typischerweise ist das Hologramm nahe der direkten Reflexion erkennbar. Durch Hinzufügen einer Referenzwelle bei der Berechnung des Hologramms ist es möglich, den Betrachtungswinkel von der direkten Reflexion weg zu bringen. Bevorzugt wird das bereitgestellte Hologramm derart berechnet, dass es bei Kippen des Substrats zu sehen ist, wobei der Betrachtungswinkel bezüglich der Flächennormalen, welche durch die Ebene des Substrats aufgespannt wird, zwischen 15°±10° bis 25°±10°, bevorzugt 20°±10°, beträgt. Das bereitgestellte Hologramm kann auch derart berechnet sein, dass es bei starkem Kippen des Substrats zu sehen ist, wobei der Betrachtungswinkel bezüglich der Flächennormalen bevorzugt zwischen 30°±25° bis 65°±25°, weiter bevorzugt 20°±15° bis 75°±15°, insbesondere bevorzugt 10°±5° bis 85°±5°, beträgt.
Es ist möglich, dass das Licht senkrecht, das heißt parallel zur durch die Ebene des Substrats aufgespannten Flächennormale, auf das Substrat einfällt und dass die Motive des bereitgestellte Hologramms hierdurch insbesondere unter einem schrägem Winkel bevorzugt zwischen 30°±25° bis 65°±25°, weiter bevorzugt 20°±15° bis 75°±15°, insbesondere bevorzugt 10°±5° bis 85°±5°, von einem Beobachter und/oder einem Sensor erfassbar sind. Weiter ist es möglich, dass die Motive des bereitgestellten Hologramms aus der antiparallelen oder umgekehrten Richtung von einem Beobachter und/oder einem Sensor erfassbar sind, wie die Einfallsrichtung des Lichtes, welches bevorzugt in einem schrägen Winkel auf das Substrat einfällt.
Bevorzugt wird das bereitgestellte Hologramm mit einem Oberflächenrelief, z.B. einer fresnelschen Freiformlinse ineinander gerastert. Hierbei wird bevorzugt ein und dasselbe 3D-Objekt in der gleichen Größe mit beiden Strukturtypen realisiert.
Beispielsweise kann das 3D-Objekt die Ansicht eines Berges, z.B. des Matterhorns, sein. Die gerasterte oder überlagerte Kombination der beiden Effekte ergibt ein komplexeres Erscheinungsbild als das jeweilige Erscheinungsbild nur eines der beiden Effekte. Dies erhöht den Fälschungsaufwand des Sicherheitselements, welches das bereitgestellte Hologramm umfasst, und/oder des
Sicherheitsdokuments, welches das bereitgestellte Hologramm umfasst, erheblich.
Ferner ist es möglich, das bereitgestellte Hologramm mit fresnelschen
Freiformlinsen-Elementen zu ergänzen so dass bei einem oder mehreren der Motive aus statischen und sich bewegenden Teilen die statischen als fresnelsche
Freiformlinse und die dynamischen Teile als bereitgestelltes Hologramm ausgeführt werden. Beispielsweise könnte man den Körper eines Löwen, insbesondere inklusive der Beine, als Oberflächenrelief bereitstellen und den Kopf des Löwen hingegen als bereitgestelltes Hologramm bereitstellen. Beim Kippen des Sicherheitselementes wird insbesondere der Kopf des Löwen eine Bewegung bzw. einen optisch variablen Effekt bereitstellen und sich beispielsweise leicht um die durch die Flächennormale des Substrats aufgespannten Achse drehen, während der Körper des Löwen insbesondere statisch ist bzw. nur einen schwach optisch variablen Effekt bereitstellt.
Weiter ist es möglich, das bereitgestellte Hologramm derart zu berechnen, dass es in einem kleinen Abstand vor dem Auge eines Beobachters und/oder eines Sensors erscheint und von dem Beobachter bzw. dem Sensor erfasst wird, wobei der
Beobachtungsabstand des bereitgestellten Hologramms vorzugsweise zwischen 0,1 cm und 40 cm, insbesondere zwischen 1 cm und 10 cm, beträgt. Weiter ist das bereitgestellte Hologramm derart berechnet, dass ein Beobachter und/oder ein Sensor die ein oder mehreren Motive des bereitgestellten Hologramms bei Beobachtung des bereitgestellten Hologramms in Richtung einer Lichtquelle erfasst. Dieser optische Effekt gleicht insbesondere der Beobachtung eines Raums durch ein Schlüsselloch.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 zeigt schematisch einen Verfahrensschritt
Fig. 2 zeigt schematisch einen Verfahrensschritt
Fig. 3 zeigt ein Mikroskopbild eines Höhenprofils
Fig. 4 zeigt ein Mikroskopbild eines Höhenprofils
Fig. 5 zeigt ein Höhenprofil Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Höhenprofils
Fig. 7 zeigt schematisch ein Sicherheitsdokument
Fig. 8 zeigt schematisch einen Verfahrensschritt
Fig. 9 zeigt schematisch einen Verfahrensschritt
Fig. 10 zeigt eine Photographie eines Hologramms Fig. 10a zeigt eine Photographie eines Designs zeigt eine Photographie eines Designs
zeigt schematisch ein Hologramm
zeigt schematisch ein Hologramm
zeigt schematisch ein Hologramm
zeigt schematisch ein Sicherheitsdokument
zeigt schematisch ein Sicherheitsdokument
zeigt schematisch ein Sicherheitsdokument
zeigt schematisch ein Sicherheitsdokument
zeigt schematisch ein Sicherheitselement
zeigt schematisch ein gebogenes Sicherheitselement zeigt schematisch eine Anordnung von Hologrammebenen zeigt eine Photographie eines Hologramms
zeigt eine Photographie eines gebogenen Hologramms zeigt eine Photographie eines Hologramms
zeigt eine Photographie eines gebogenen Hologramms zeigt schematisch einen Verfahrensschritt Fig. 26 zeigt schematisch einen Verfahrensschhtt
Fig. 27 zeigt schematisch einen Verfahrensschhtt
Fig. 28 zeigt schematisch einen Verfahrensschhtt
Fig. 29 zeigt schematisch einen Verfahrensschhtt Die Figur 1 zeigt einen Verfahrensschhtt eines Verfahrens zur Herstellung eines Hologramms, insbesondere eines Hologramms für Sicherheitselemente und/oder Sicherheitsdokumente. Eine erste virtuelle Hologrammebene 10a ist bezüglich einer Richtung z rechts eines ersten virtuellen Modells 20a angeordnet. Eine zweite virtuelle Hologrammebene 10b ist bezüglich der Richtung z derart angeordnet, dass die zweite virtuelle Hologrammebene 10b das zweite virtuelle Modell 20b schneidet. Eine dritte virtuelle Hologrammebene 10c ist bezüglich der Richtung z links zu einem dritten virtuellen Modell 20c angeordnet. Die erste, zweite und dritte virtuelle
Hologrammebene verläuft parallel zur Ebene x/y. Das erste, zweite und dritte virtuelle Modell 20a, 20b, 20c gleicht der Oberfläche eines menschlichen Kopfes, wobei die Oberfläche durch eine Gitterstruktur angenähert ist.
Insbesondere wird das erste, zweite und dritte virtuelle Modell 20a, 20b, 20c jeweils als ein virtuelles 2D-Modell oder als ein virtuelles 3D-Modell ausgebildet.
Vorzugsweise werden eine oder mehrere virtuelle Hologrammebenen 10a, 10b, 10c vor und/oder hinter ein oder mehreren virtuellen Modellen 20a, 20b, 20c angeordnet und/oder eine oder mehrere virtuelle Hologrammebenen 10a, 10b, 10c schneiden insbesondere ein oder mehrere virtuelle Modelle 20a, 20b, 20c. Weiter ist es möglich, mehrere Modelle 20a, 20b, 20c auf verschiedene virtuelle Hologrammebenen 10a, 10b, 10c zur Herstellung eines Hologramms bereitzustellen.
Die Figur 2 zeigt weitere Verfahrensschritte zur Herstellung eines Hologramms, wobei in zwei Teilbereichen 21 a, 21 b der Oberfläche eines virtuellen Modells 20d, welches der Form der vorstehenden Modelle 20a, 20b, 20c gleicht, jeweils eine virtuelle Lichtquelle 30a bzw. 30b in einem Abstand zi bzw. Z2 zu einer virtuellen Hologrammebene 10d angeordnet werden. In einem weiteren Verfahrensschritt werden je ein virtuelles elektromagnetisches Feld 40a, 40b ausgehend von je einer der virtuellen Lichtquellen 30a, 30b in ein oder mehreren Zonen 1 1 a, 1 1 b der virtuellen Hologrammebene 10d berechnet.
Die virtuellen Lichtquellen 30a, 30b strahlen dabei insbesondere als virtuelle
Punktlichtquellen virtuelle Kugelwellen anisotrop in die Raumwinkel ab, welche die virtuelle Hologrammebene in den Zonen 1 1 a, 1 1 b schneiden. Gegenüber einer isotropen Abstrahlung in alle Raumwinkel wird insbesondere Rechenzeit und damit Kosten gespart, da die Berechnung der anisotropen Abstrahlung der virtuellen elektromagnetischen Felder 40a, 40b deutlich weniger aufwändig ist.
Vorzugsweise weisen die virtuellen elektromagnetischen Felder 40a, 40b, welche von den zwei virtuellen Lichtquellen 30a, 30b ausgehen, eine isotrope oder eine anisotrope Intensitätsverteilung über ein oder mehrere Raumwinkel, insbesondere über den gesamten Raumwinkel, auf.
Es ist möglich, dass die virtuellen elektromagnetischen Felder 40a, 40b, welche von den zwei virtuellen Lichtquellen 30a, 30b ausgehen, die gleiche Intensität und/oder die gleiche Intensitätsverteilung über den gesamten Raumwinkel aufweisen. Weiter ist es möglich, dass die virtuellen elektromagnetischen Felder 40a, 40b, welche von den zwei virtuellen Lichtquellen 30a, 30b ausgehen, unterschiedliche Intensitäten und/oder unterschiedliche Intensitätsverteilungen über ein oder mehrere Raumwinkel, insbesondere über den gesamten Raumwinkel, aufweisen.
Bevorzugt wird ein virtuelles elektromagnetisches Feld Ui ausgehend von einer i-ten virtuellen Punktlichtquelle an einem Punkt (xi, yi, zi) an einem Punkt (xh, yh, Zh) der zumindest einen Zone 1 1 a oder 1 1 b, insbesondere mittels der Gleichung exp (ikr) Γ —
Ui (xh, yh) = " . r = j (xh - XiY + (yh - y + zf, berechnet, wobei die Abstrahlung hier isotrop erfolgt. Vorzugsweise erfolgt die Beschränkung der Abstrahlung der virtuellen
elektromagnetischen Felder 40a, 40b in die zwei Zonen 1 1 a, 1 1 b der virtuellen Hologrammebene 10d mittels jeweils einer virtuellen Blende, wobei der Strahlkegel der virtuellen Lichtquellen 30a, 30b, auf einen Raumwinkel von ±45°, bevorzugt ±35°, weiter bevorzugt ±25° und insbesondere ±15°, beschränkt wird.
Insbesondere werden die virtuellen Lichtquellen 30a, 30b, welche in den jeweiligen Teilbereichen der Oberfläche 21 a, 21 b des virtuellen Modells 20d angeordnet sind, in zumindest eine Richtung periodisch auf den zwei Teilbereichen der Oberfläche 21 a, 21 b des virtuellen Modells 20d angeordnet und/oder in zumindest einer Richtung zufällig oder pseudo-zufällig auf die zwei Teilbereiche der Oberfläche 21 a, 21 b des virtuellen Modells 20d angeordnet.
Die Abstände der benachbarten virtuellen Lichtquellen 30a, 30b liegen insbesondere zwischen 5 μιτι und 500 μιτι, bevorzugt zwischen 10 μιτι und 200 μιτι.
Weiter bevorzugt erfolgt die Anordnung der virtuellen Lichtquellen 30a, 30b als ein Kreuzraster, wobei der zwei virtuellen Lichtquellen 30a, 30b zueinander zwischen 5 μιτι und 500 μιτι, insbesondere zwischen 10 μιτι und 200 μιτι, beträgt. Es ist möglich, dass die zwei virtuellen Lichtquellen 30a, 30b die Form von
Mikrosymbolen aufweisen, insbesondere ausgewählt aus: Buchstabe, Portrait, Bild, alphanumerisches Zeichen, Schriftzeichen, geometrische Freiform, Quadrat, Dreieck, Stern, Mond, Kreis, Denominationszeichen, länderspezifisches Symbol (z.B.
Schweizer Kreuz, Bundesadler, Ahornblatt), gekrümmte Linie oder Umriss (z.B. eine Kontur von Landesgrenzen).
Weiter bevorzugt liegen die lateralen Abmessungen der Mikrosymbole auf den Teilbereichen der Oberfläche 21 a, 21 b des virtuellen Modells 20d zwischen 5 μιτι und 500 μιτι, insbesondere zwischen 10 μιτι und 200 μιτι.
Vorzugsweise wird das virtuelle Modell 20d oder werden jedes der zwei oder mehreren virtuellen Modelle 20a, 20b, 20c zwei oder mehreren der virtuellen
Hologrammebenen 10a, 10b, 10c, 10d zugeordnet und in den ein oder mehreren Zonen 1 1 a, 1 1 b der jeweiligen virtuellen Hologrammebene 10a, 10b, 10c, 10d die von den ein oder mehreren virtuellen Lichtquellen 30a, 30b des zugeordneten virtuellen Modells 20d bzw. der zugeordneten virtuellen Modelle 20a, 20b, 20c ausgehenden ein oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Felder 40a, 40b berechnet.
Weiter bevorzugt werden zur Berechnung der ein oder mehreren Phasenbilder 50 die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder 41 von zwei der Zonen 1 1 a, 1 1 b, insbesondere von zwei der Zonen 1 1 a, 1 1 b, welche Zonen unterschiedlicher der virtuellen Hologrammebenen 10a, 10b, 10c, 10d sind, überlagert, insbesondere basierend auf einer vorgegebenen Referenzrichtung, überlagert.
Insbesondere überlappen sich die zur Berechnung der ein oder mehreren
Phasenbilder 50 überlagerten zwei oder mehreren Zonen 1 1 a, 1 1 b in Bezug auf die vorgegebene Referenzrichtung zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, so dass vorzugsweise zwei oder mehrere von unterschiedlichen Zonen 1 1 a, 1 1 b in dem bereitgestellten Hologramm 1 bereitgestellte Motive 22a, 22b, 22c, 22d in Bezug auf die vorgegebene Referenzrichtung in sich überschneidenden Oberflächenbereichen des bereitgestellten Hologramms 1 generiert werden.
Vorzugsweise überlappen sich die zur Berechnung der ein oder mehreren
Phasenbilder 50 überlagerten zwei oder mehreren Zonen 1 1 a, 1 1 b in Bezug auf die vorgegebene Referenzrichtung nicht, so dass vorzugsweise zwei oder mehrere von unterschiedlichen Zonen 1 1 a, 1 1 b in dem bereitgestellten Hologramm 1
bereitgestellte Motive 22a, 22b, 22c, 22d in Bezug auf die vorgegebene
Referenzrichtung in getrennten Oberflächenbereichen des bereitgestellten
Hologramms 1 generiert werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden in den zwei Zonen 1 1 a, 1 1 b jeweils ein virtuelles elektromagnetisches Gesamtfeld basierend auf der Summe der zwei virtuellen elektromagnetischen Felder 40a, 40b in der jeweiligen Zone 1 1 a, 1 1 b und eines virtuellen Referenzfeldes 43 berechnet. Bevorzugt werden hierbei die virtuellen elektromagnetischen Felder 40a, 40b in der jeweiligen Zone 1 1 a bzw. 1 1 b mit dem komplex konjugierten virtuellen Referenzfeld 43, welches insbesondere von einer virtuellen Referenzlichtquelle 33 ausgeht, multipliziert und die elektromagnetischen Gesamtfelder in den jeweiligen Zone 1 1 a bzw. 1 1 b berechnet.
Vorzugsweise simuliert das virtuelle Referenzfeld 43 eine nicht isotrope Beleuchtung des virtuellen 3D-Modells 20d, insbesondere die Beleuchtung mit dem virtuellen Referenzfeld 43 der zugeordneten Referenzlichtquelle 33. Beispielsweise wird mittels des virtuellen Referenzfeldes 43 die Beleuchtung des virtuellen 3D-Modells 20d mit einer Taschenlampe, bevorzugt mit dem LED-Blitz eines Smartphones, simuliert, wobei der Abstand zwischen der Lichtquelle und der virtuellen Hologrammebene 10d insbesondere zwischen 5 cm und 35 cm und bevorzugt zwischen 15 cm und 25 cm liegt. Vorzugsweise weist die Propagationsrichtung oder die Ausbreitungsrichtung des virtuellen Referenzfeldes 43 einen Winkel zwischen 10° und 50°, insbesondere zwischen 15° und 45°, weiter bevorzugt 30° bis 40° zu der Flächennormalen oder zu der mittleren Flächennormale der virtuellen Hologrammebene 10d auf und/oder der Strahlkegel der virtuellen Referenzlichtquelle 33 weist insbesondere einen
Öffnungswinkel zwischen 0° und 45° Grad auf, weiter bevorzugt 0° und 15° und/oder die virtuelle Referenzlichtquelle 33 weist bevorzugt eine Beabstandung zu der virtuellen Hologrammebene 10d zwischen 0,01 m und 10 m, weiter bevorzugt 0,1 m und 2 m und insbesondere bevorzugt 0,2 und 1 m auf. In einer bevorzugten
Ausgestaltungsform ist die virtuelle Referenzlichtquelle 33 unendlich weit weg von der Hologrammebene 10d beabstandet. In diesem Fall strahlt die Referenzlichtquelle 33 ebene Wellen auf die Hologrammebene 10d.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden ein oder mehrere Phasenbilder aus den virtuellen elektromagnetischen Gesamtfeldern in den ein oder mehreren Zonen 1 1 a, 1 1 b berechnet.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird aus den ein oder mehreren Phasenbildern ein Höhenprofil des Hologramms berechnet und das Höhenprofil des Hologramms zur Bereitstellung des Hologramms in ein Substrat eingebracht. Die Figuren 3 und 4 zeigen beispielhafte Mikroskopbilder jeweils eines anderen Ausschnitts eines Höhenprofils 60a bzw. 60b des Hologramms. Als virtuelles Modell wurde hier jeweils der Umriss bzw. die Landesgrenzen der Schweiz gewählt.
Die Figur 5 zeigt ein in ein Substrat eingebrachtes Höhenprofil als Graustufenbild 61 a. Das zugrunde liegende virtuelle Modell entspricht dem Umriss bzw. den
Landesgrenzen der Schweiz.
Vorzugsweise werden bei der Berechnung des Höhenprofils 60a, 60b des
bereitgestellten Hologramms ein oder mehrere der Phasenbilder in ein oder mehrere zugeordnete Höhenprofile transformiert, insbesondere linear transformiert.
Insbesondere wird das Höhenprofil 60a, 60b des bereitgestellten Hologramms mittels Überlagerung und/oder Rasterung der den ein oder mehreren Phasenbildern zugeordneten Höhenprofilen erstellt.
Es ist möglich, dass eines oder mehrere der zugeordneten Höhenprofile zur
Bereitstellung des Hologramms in ein Substrat eingebracht werden, wobei die zugeordneten Höhenprofile im Substrat bevorzugt überlagert und/oder gerastert vorliegen.
Die Figur 6 zeigt das in der Figur 5 dargestellte Höhenprofil 61 a als perspektivische 3D Ansicht. Die lateralen Erstreckungen des Hohenprofiles 61 a in der Richtung x, y und y betragen jeweils 96 μιτι, 72,2 μιτι und 0,6 μιτι.
Vorzugsweise werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder das Höhenprofil 60a, 60b des bereitgestellten Hologramms als Graustufenbild kodiert, bei welchem den Grauwerten Höhenwerte, insbesondere normierte Höhenwerte, zugeordnet werden. Bevorzugt weisen die minimalen Höhenwerte einen Wert von 0 und die maximalen Höhenwerte einen Wert von 2π auf.
Vorzugsweise entspricht die Differenz zwischen dem minimalen Höhenwert des in das Substrat eingebrachten Höhenprofils 60a, 60b und die maximalen Höhenwerte des in das Substrat eingebrachten Höhenprofils 60a, 60b einer optischen
Wegdifferenz von der Hälfte oder einem Vielfachen der Hälfte einer
Referenzwellenlänge, wobei das bereitgestellte Hologramm insbesondere als
Reflexionshologramm bereitgestellt wird. Beispielsweise entspricht die
Referenzwellenlänge der Wellenlänge der virtuellen elektromagnetischen Felder 40a, 40b.
Im Falle der Ausbildung des bereitgestellten Hologramms als
Transmissionshologramm, entspricht die Differenz zwischen dem minimalen
Höhenwert des in das Substrat eingebrachten Höhenprofils 60a, 60b und dem maximalen Höhenwert des in das Substrat eingebrachten Höhenprofils 60a, 60b vorzugsweise einer optischen Wegdifferenz von einer Referenzwellenlänge oder einem Vielfachen einer Referenzwellenlänge.
Vorzugsweise werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder die Höhenprofile 60a, 60b des bereitgestellten Hologramms in das Substrat, insbesondere in ein Substrat aufweisend eine Resistschicht, insbesondere eine Photoresistschicht, bevorzugt mittels eines Verfahrens, ausgewählt aus: Laserstrahllithographie und
Elektronenstrahllithographie eingebracht. Bei beiden Verfahren wird das das
Höhenprofil kodierende Graustufenbild durch Variation der Intensität des
verwendeten Strahls in eine Resistschicht geschrieben. Nach Entwicklung der belichteten Resistschicht ist das Höhenprofil in der Resistschicht bereitgestellt.
Es ist weiter möglich, die zugeordneten Höhenprofile und/oder das Höhenprofil 60a, 60b des bereitgestellten Hologramms in das Substrat mittels eines
Replizierverfahrens, insbesondere mittels thermischer Replikation oder
UV-Replikation einzubringen.
Insbesondere werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder die Höhenprofile 60a, 60b des bereitgestellten Hologramms mittels der Verfahren Galvanik, Rekombination und Roll-to-roll Replikation in eine Folie, insbesondere in eine zumindest eine
Metallschicht und/oder eine transparente hoch- oder niedrigbrechende Schicht aufweisende Folie, eingebracht. Bevorzugt weist die Folie eine HRI-Schicht auf. Die Metallschicht und/oder hoch- oder niedrigbrechende Schicht wird für gewöhnlich nach dem Roll-to-Roll Replikationsschritt auf das oder die Höhenprofile auf der Folie aufgebracht.
Das oder die Höhenprofile können noch mit weiteren Schichten kombiniert, insbesondere zwischen diese weiteren Schichten einbettet sein. Solche weiteren Schichten können Schutzschichten, Haftvermittlerschichten, Kleberschichten, Barriereschichten, Dekorschichten, Reflexionsschichten. Die Figur 7 zeigt ein Sicherheitsdokument 1 b umfassend ein Substrat 2, welches einen Sicherheitsstreifen 65 aufweist, wobei der Sicherheitsstreifen 65 drei optisch variable Strukturen 63 umfasst. Die optisch variablen Strukturen 63 sind als Zahl „25", als ein Porträt und als ein fiktives Denominationszeichen tff ausgebildet.
Beispielsweise sind die optisch variablen Strukturen„25" und tff als bei Beleuchtung diffraktiv aufleuchtende Flächen ausgebildet und der optische Eindruck des Portraits, welches als fresnelsche Freiformfläche ausgebildet ist, wird bei Beleuchtung des Oberflächenreliefs für einen Beobachter und/oder einen Sensor erfassbar. Vorzugsweise werden in den Sicherheitsstreifen 65 zusätzlich zu dem
Sicherheitselement 1 a, welches das zugeordnete Höhenprofil und/oder ein oder mehrere Höhenprofile 60a, 60b des Hologramms 1 beinhaltet, das Höhenprofil zumindest einer weiteren optisch variablen Struktur 63 eingebracht, insbesondere ausgewählte aus: einer diffraktiven Reliefstruktur, insbesondere eines
Beugungsgitters, einer fresnelschen Freiformlinse, einer Beugungsstruktur nullter Ordnung, eines Blaze-Gitters, einer Mikrospiegelstruktur, einer isotropen oder anisotropen Mattstruktur und/oder einer Mikrolinsenstruktur.
Der Dokumentenkörper des Sicherheitsdokuments 1 b ist vorzugsweise mehrlagig ausgebildet und umfasst das Substrat 2, welches von einem Papiersubstrat und/oder Kunststoffsubstrat gebildet wird.
Der Sicherheitsstreifen 65 ist vorzugsweise ebenfalls mehrlagig ausgebildet und umfasst ein Trägersubstrat (beispielsweise aus Polyester, insbesondere PET), welches ablösbar oder nicht ablösbar sein kann, sowie ein oder mehrere polymere Lackschichten, beispielsweise eine Replikationsschicht, in die Höhenprofile repliziert werden können. Weiter kann der Sicherheitsstreifen 65 noch ein oder mehrere Schutzschichten und/oder ein oder mehrere Dekorschichten und/oder ein oder mehrere Klebe- oder Haftvermittlungsschichten und/oder ein oder mehrere
Barriereschichten und/oder ein oder mehrere weitere Sicherheitsmerkmale
umfassen. Eine oder mehrere der Dekorschichten weisen beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Schichten auf: Ein oder mehrere der Dekorschichten weisen vorzugsweise ein oder mehrere metallische Schichten auf, welche vorzugsweise jeweils nicht vollflächig sondern lediglich partiell in dem Sicherheitselement vorgesehen sind. Die metallischen Schichten können hierbei opak, transluzent oder semitransparent ausgebildet sein. Vorzugsweise werden die metallischen Schichten hierbei von unterschiedlichen Metallen gebildet, welche deutlich unterschiedliche Reflexions- und/oder
Transmissionsspektren aufweisen. Beispielsweise werden die Metallschichten von Aluminium, Kupfer, Gold, Silber, Chrom, Zinn oder einer Legierung dieser Metalle gebildet. Weiterhin können die metallischen Bereiche gerastert und/oder mit lokal unterschiedlichen Schichtdicken ausgestaltet sein.
Die ein oder mehreren Metallschichten sind hierbei vorzugsweise musterförmig strukturiert in der Form, dass diese ein oder mehrere Bildelemente umfassen, in denen das Metall der Metallschicht vorgesehen ist und einen Hintergrundbereich umfassen, in denen das Metall der Metallschichten nicht vorgesehen ist. Die
Bildelemente können hierbei vorzugsweise in Form von alphanumerischen Zeichen, jedoch auch von Grafiken und komplexen Darstellung von Objekten gebildet sein.
Ein oder mehrere der Dekorschichten umfassen weiter insbesondere ein oder mehrere Farbschichten, insbesondere lasierende Farben. Bei diesen Farbschichten handelt es sich bevorzugt um Farbschichten, welche mittels eines Druckverfahrens aufgebracht werden, und welche ein oder mehrere Farbstoffe und/oder Pigmente aufweisen, welche in einer Bindemittelmatrix eingebunden sind. Die Farbschichten, insbesondere Farben, können transparent, klar, teilweise streuend, transluzent oder intransparent bzw. deckend sein. Weiter weisen ein oder mehrere der Dekorschichten vorzugsweise ein oder mehrere optisch aktive Reliefstrukturen auf, welche vorzugsweise jeweils in die Oberfläche einer replizierten Lackschicht eingebracht sind. Bei diesen Reliefstrukturen handelt es sich bevorzugt um diffraktive Relief strukturen, wie beispielsweise Hologramme, Beugungsgitter, fresnelsche Freiformflächen, Beugungsgitter mit symmetrischen oder asymmetrischen Profilformen und/oder Beugungsstrukturen nullter Ordnung. Bei diesen Relief strukturen kann es sich auch um isotrope und/oder anisotrope
streuende Mattstrukturen, Blaze-Gitter und/oder im Wesentlichen in Reflexion und/oder in Transmission wirkende Reliefstrukturen, wie beispielsweise Mikrolinsen, Mikroprismen oder Mikrospiegel handeln.
Vorzugsweise weisen ein oder mehrere der Dekorschichten ein oder mehrere
Interferenzschichten auf, welche das einfallende Licht wellenlängenselektiv
reflektieren bzw. transmittieren. Diese Schichten können beispielsweise von
Dünnschichtelementen, insbesondere von Fabry-Perot-Dünnschichtelementen, gebildet sein, welche einen blickwinkelabhängigen Farbverschiebungseffekt generieren, basierend auf einer Anordnung von Schichten, welche eine optische Dicke im Bereich einer halben Wellenlänge bzw. K/2 (λ ist die Wellenlänge des Lichts bzw. die Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle) oder einer viertel
Wellenlänge bzw. λ/4 des einfallenden Lichts aufweisen. Konstruktive Interferenz in einer Interferenzschicht mit einem Brechungsindex n und einer Dicke d berechnet sich wie folgt:
2nd cos(O) = ιτιλ, wobei Θ der Winkel zwischen der Beleuchtungsrichtung und der
Betrachtungsrichtung, λ die Wellenlänge des Lichts und m eine ganze Zahl ist. Diese Schichten umfassen eine Abstandsschicht, insbesondere angeordnet zwischen einer Absorptionsschicht und einer Reflexionsschicht oder können bevorzugt von einer Schicht umfassend Dünnfilmschichtpigmente gebildet sein. Eine oder mehrere der Dekorschichten weisen insbesondere ein oder mehrere Flüssigkristallschichten auf, welche zum einen eine von der Polarisation des einfallenden Lichts abhängige und zum anderen eine wellenlängenselektive
Reflexion und/oder Transmission des einfallenden Lichts abhängig von der
Ausrichtung der Flüssigkristalle generieren.
Weiter weist der Sicherheitsstreifen 65 ein Sicherheitselement 1 umfassend ein bereitgestelltes Hologramm 1 auf, wobei das Sicherheitselement 1 ein Trägersubstrat mit einer Replikationsschicht aufweist, in welche das Höhenprofil 60 eines
Hologramms 1 eingebracht ist. Das Hologramm 1 ist aus ein oder mehreren
Phasenbildern berechnet, wobei die ein oder mehreren Phasenbilder aus einem oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Gesamtfeldern 41 in einer oder mehreren Zonen 1 1 ein oder mehrerer virtueller Hologrammebenen 10 berechnet sind. Jedes der virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder 41 ist in einer oder mehrerer der Zonen 1 1 basierend auf der Summe zweier oder mehrerer virtueller
elektromagnetischer Felder 40 berechnet. Eines oder mehrere der virtuellen elektromagnetischen Felder 40 ausgehend von zumindest einer virtuellen Lichtquelle 30 sind in einer oder mehrerer der Zonen 1 1 berechnet. Eine oder mehrere der virtuellen Lichtquellen 30 sind auf einem oder mehreren Teilbereichen der
Oberfläche 21 eines oder mehrerer virtueller Modelle 20 angeordnet. Eine oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen 10 sind vor und/oder hinter einem oder mehreren der virtuellen Modelle 20 angeordnet und/oder eine oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen 10 schneiden eines oder mehrere der virtuellen Modelle 20.
Das Motiv 22 des Hologramms 1 ist als Steuerrad ausgeformt, wobei das Motiv 22 für einen Beobachter und/oder einen Sensor je nach Betrachtungswinkel und/oder Kippwinkel des Substrats 2 vor und/oder hinter dem Substrat 2 angeordnet ist und/oder das Substrat 2 schneidet. Bei der Berechnung des bereitgestellten
Hologramms 1 wird das entsprechende virtuelle Modell eines Steuerrades
insbesondere vor oder hinter der virtuellen Hologrammebene angeordnet oder derart angeordnet, dass das virtuelle Modell die virtuelle Hologrammebene schneidet, wobei die virtuelle Hologrammebene bevorzugt der Ebene des Substrats 2
entspricht. Hierdurch erfasst ein Beobachter und/oder ein Sensor das Motiv 22 des bereitgestellten Hologramms 1 vor oder hinter der durch das Substrat 2
aufgespannten Ebene oder ein Beobachter und/oder ein Sensor erfasst das Motiv 22 des bereitgestellten Hologramms derart, dass es die Ebene des Substrats 2 schneidet. Diese optischen Effekte sind vorzugsweise abhängig von dem Kippwinkel und/oder dem Betrachtungswinkel relativ zu der durch das Substrat 2 aufgespannten Ebene.
Der Abstand des Motivs 22 von der durch das Substrat 2 aufgespannten Ebene bzw. der Abstand des virtuellen Modells des Steuerrades von der virtuellen
Hologrammebene liegt zwischen -50 mm und +50 mm, insbesondere
zwischen -25 mm und +25 mm, bevorzugt zwischen -15 mm und 15 mm.
Das Motiv 22 ist vorzugsweise ausgewählt aus: Buchstaben, Porträts, Bilder, alphanumerische Zeichen, Schriftzeichen, Landschaftsdarstellungen,
Bauwerksdarstellungen, geometrische Freiformen, Quadraten, Dreiecken, Kreisen, gekrümmten Linien, Darstellung von Bauwerken, Landschaftsdarstellungen und/oder Umrissen.
Die Figur 8 zeigt im oberen Teil der Figur ein sternförmiges Motiv 220 eines bereitgestellten Hologramms 1 , welches sich über die durch die Achsen x und y aufgespannte Ebene erstreckt.
Im unteren Teil der Figur 8 ist das sternförmige Motiv 220 des bereitgestellten Hologramms 1 in drei unterschiedlichen Abständen oder Höhen hi, i2 und i3 bezüglich der durch das Substrat 2 aufgespannten Ebene x y, welche durch die Achsen x und y aufgespannt wird, durch einen Beobachter und/oder einen Sensor erfassbar. Hierbei werden die Höhen hi, i2, i3 bei der Berechnung des
bereitgestellten Hologramms 1 beispielsweise auf hi = 3 mm, i2 = 10 mm und i3 = 20 mm gesetzt und als Abstände des das sternförmige Motiv 220 simulierende virtuelle Modell zu der virtuellen Hologrammebene, welche insbesondere die Ebene x y simuliert, festgelegt. Es ist weiter möglich, den Raumwinkel bei der Berechnung des bereitgestellten Hologramms 1 derart einzuschränken, dass das bereitgestellte Hologramm 1 lediglich in dem eingeschränkten Raumwinkel durch einen Beobachter und/oder einen Sensor erfassbar ist. Der obere Teil der Figur 9 zeigt das sternförmige Motiv 220 aus der Figur 8, welches sich über die durch die Achsen x und y aufgespannte Ebene x/y erstreckt.
Der untere Teil der Figur 9 zeigt das sternförmige Motiv 220 in einem Abstand oder einer Höhe h4 zu der durch das Substrat 2 aufgespannten Ebene x/y. Hierbei wird das das sternförmige Motiv 220 simulierende virtuelle Modell in einem Abstand h4 = 20 mm zu der virtuellen Hologrammebene angeordnet, wobei die virtuelle Hologrammebene während der Berechnung des bereitgestellten Hologramms die Ebene x/y simuliert. Das Motiv 220 ist für einen Beobachter und/oder Sensor lediglich aus dem
Raumwinkel Ω erfassbar, welcher durch den Winkel α aufgespannt wird. Der
Raumwinkel Ω ist symmetrisch um die Flächennormale N der Ebene x/y angeordnet. Bei der Berechnung des bereitgestellten Hologramms 1 wird der Raumwinkel Ω durch eine virtuelle Blende derart eingeschränkt, dass die virtuellen
elektromagnetischen Felder lediglich in einer Zone 1 1 auf die virtuelle
Hologrammebene bzw. die Ebene x/y bereitgestellt werden. Der Winkel α liegt in einem Winkelbereich vom 0° bis 30°, bevorzugt in einem Winkelbereich von 0° bis 20°, weiter bevorzugt in einem Bereich von 0° bis 15°. Vorzugsweise werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder eines oder mehrere der Höhenprofile 60, 60a, 60b des bereitgestellten Hologramms 1 in ein Dünnschichtsystem eingebracht, insbesondere in ein Fabry-Perot- Dünnschichtsystem eingebracht, wobei der Fabry-Perot-Dünnschichtsystem zumindest eine erste semitransparente Absorptionsschicht, zumindest eine transparente Abstandsschicht und zumindest eine zweite semitransparente
Absorptionsschicht oder eine opake Reflexionsschicht aufweist. Vorzugsweise besteht die erste semitransparente Absorptionsschicht aus Aluminium, Silber, Kupfer, Zinn, Nickel, Inconel (korrosionsbeständige Nickelbasislegierungen der Firma Special Metals Corporation, Huntington, West Virginia, USA), Titan oder Chrom und/oder weist eine Schichtdicke zwischen 5 nm und 15 nm auf. Die transparente Abstandsschicht weist bevorzugt eine Schichtdicke zwischen 300 nm und 600 m auf und/oder besteht aus Polymer, S1O2 oder MgF2. Die opake Reflexionsschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke zwischen 5 nm und 50 nm auf.
Bevorzugt besteht die transparente Abstandsschicht aus einer gedruckten
Polymerschicht, welche insbesondere als Lack mittels Tiefdruck, Schlitzgießen oder Inkjet-Druck aufgebracht wird. Je nach Lack, welcher zum Druck der Polymerschicht bereitgestellt wird, gleicht die gedruckte Polymerschicht vorzugsweise das in das Dünnschichtsystem replizierte Höhenprofil 60a, 60b bereitgestellte Hologramm 1 aus, insbesondere teilweise aus, wobei das Fließverhalten und/oder das
Trocknungsverhalten des Lacks den Grad des Ausgleichs der replizierten
Höhenprofile 60a, 60b bestimmt.
Wird ein Lack verwendet, welcher das Höhenprofil 60a, 60b des bereitgestellten Hologramms 1 stark ausgleicht, wird der Farbeffekt durch Interferenzeffekte im Bereich des bereitgestellten Hologramms 1 in dem Dünnschichtsystem für einen Beobachter und/oder für einen Sensor stark abgeschwächt und/oder ein Beobachter und/oder ein Sensor erfassen eine Mischfarbe, welche insbesondere grau ist. Dieser optische Effekt wird vorzugsweise als Designelement bereitgestellt, wie
beispielsweise in der auf der Figur 10 gezeigten Photographie. Die Figur 10 zeigt eine Photographie eines bereitgestellten Hologramms 1 in einem Dünnschichtsystem, welches ein von einem Beobachter und/oder von einem Sensor erfassbares kreislinienförmiges Motiv 221 aufweist. In einem inneren Bereich 2c und einem äußeren Bereich 2d ist das Motiv 221 des bereitgestellten Hologramms 1 für einen Beobachter und/oder für einen Sensor nicht erfassbar, da dort kein Höhenprofil des Hologramms 1 vorliegt. Das Dünnschichtsystem weist folglich in dem inneren Bereich 2c und dem äußeren Bereich 2d eine definierte Lackschicht auf, so dass ein Beobachter und/oder ein Sensor in dem inneren Bereich 2c und dem äußeren Bereich den Farbeffekt des Dünnschichtsystems erfasst. In dem Bereich des Motivs 221 des bereitgestellten Hologramms 1 hingegen wird der Farbeffekt des
Dünnschichtsystems abgeschwächt oder gar unterdrückt, wodurch das Motiv 221 deutlich farbschwächer oder sogar farblos grau oder achromatisch weiß erscheint. Das Motiv 221 ist insbesondere in einem perfekten Register zu dem inneren Bereich 2c und dem äußeren Bereich 2d angeordnet. Der innere Bereich 2c und/oder der äußere Bereich 2d weisen einen durch Interferenzeffekte des Dünnschichtsystems bereitgestellten Farbänderungseffekt für einen Beobachter und/oder einen Sensor bei Verkippung und/oder Änderung der Betrachtungsrichtung bezüglich des
Dünnschichtsystems auf. Der Bereich des kreislinienförmigen Motivs 221 weist hierbei insbesondere keinen durch Interferenzeffekte des Dünnschichtsystems bereitgestellte Farbänderungseffekte beim Verkippen und/oder bei Änderung des Betrachtungswinkels auf. Beispielsweise kann eine grüne Interferenzfarbe in dem inneren Bereich 2c und dem äußeren Bereich 2d für einen Beobachter und/oder einen Sensor erfassbar sein und in dem Bereich des kreislinienförmigen Motivs 221 nicht. Beim Verkippen verändert sich die grüne Interferenzfarbe beispielsweise zu blau.
Es ist möglich, dass die zugeordneten Höhenprofile und/oder die Höhenprofile, 60a, 60b des bereitgestellten Hologramms 1 in bzw. auf ein opakes Substrat 2,
insbesondere in bzw. auf Papierdokumente oder in bzw. auf opake Papierbanknoten eingebracht oder appliziert werden. Vorzugsweise werden die zugeordneten Höhenprofile und/oder die Höhenprofile, 60a, 60b des bereitgestellten Hologramms 1 in zumindest einem Fensterbereich, insbesondere in bzw. auf zumindest einem Fensterbereich einer ID1 -Karte, oder in bzw. auf einem transparenten Substrat, insbesondere in bzw. auf einer transparenten Polymerbanknote, eingebracht oder appliziert. Hierdurch werden die Höhenprofile 60a, 60b des bereitgestellten Hologramms 1 zumindest von der Vorder- und
Rückseite und/oder bei Durchlichtbetrachtung erfassbar.
Weiter wird das Hologramm 1 in das Substrat 2 durch Belichtung eines
Volumenhologramm-Materials eingebracht, wobei die Objektwelle von dem dem Hologramm zugeordneten Höhenprofil ausgeht. Die zugeordneten Höhenprofile und/oder die Höhenprofile 60a, 60b des Hologramms 1 werden hierbei insbesondere in den Verlauf der Bragg-Ebenen des hierdurch generierten Volumenhologramms transformiert.
Die Figuren 10a und 10b zeigen jeweils eine Photographie eines Designs 3b, insbesondere desselben Designs, welches ein bereitgestelltes Hologramm 1 umfasst. Das Hologramm 1 ist in dem kreisförmigen Bereich des Designs 3b mit einem Flächenanteil von 100% enthalten. Das bereitgestellte Hologramm 1 weist ein von einem Beobachter und/oder von einem Sensor erfassbares Motiv 240 in Form der zwei Buchstaben bzw. der Buchstabenabfolge„UT" auf. Das Hologramm wird derart bereitgestellt, dass bei Beleuchtung mit nicht kollinniertenn Licht, beispielsweise bei diffuser Beleuchtung, das Motiv 240 nicht erfassbar ist, wie insbesondere in der Figur 10a gezeigt. Wird hingegen das bereitgestellte Hologramm mit einer
kollimierten Lichtquelle, beispielsweise einer LED-Lampe eines Smartphones, beleuchtet so erscheint das vorgesehene Motiv„UT", wie in der Figur 10b gezeigt.
Insbesondere ist es möglich, dass die virtuellen elektromagnetischen
Gesamtfelder in den ein oder mehreren ersten Zonen jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern der ein oder mehreren ersten virtuellen Modelle derart berechnet werden und/oder dass die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder in den ein oder mehreren zweiten Zonen jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern der ein oder mehreren zweiten virtuellen Modelle derart berechnet werden, dass den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen zugeordnete ein oder mehrere erste Motive und/oder dass den ein oder mehreren zweiten virtuellen Modellen zugeordnete ein oder mehrere zweite Motive , insbesondere gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen, ersten Zonen und/oder zweiten Zonen, für einen Beobachter und/oder für einen Sensor , insbesondere bei Beleuchtung mit nicht kollimierten Licht, bevorzugt bei diffuser Beleuchtung, nicht erfassbar sind, und/oder für einen Beobachter und/oder für einen Sensor, insbesondere bei Beleuchtung mit kollimierten Licht, bevorzugt bei
Beleuchtung mit einer LED-Lampe, insbesondere bevorzugt bei Beleuchtung mit einer LED-Lampe eines Smartphones, erfassbar sind.
Weiter ist es möglich, dass die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder in den ein oder mehreren ersten Zonen jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern der ein oder mehreren ersten virtuellen Modelle derart berechnet werden und/oder dass die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder in den ein oder mehreren zweiten Zonen jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern der ein oder mehreren zweiten virtuellen Modelle derart berechnet werden, dass ein erster Teil der den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen zugeordneten ein oder mehreren ersten Motive und/oder dass ein zweiter Teil der den ein oder mehreren zweiten virtuellen Modellen zugeordneten ein oder mehreren zweiten Motive, bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats,
insbesondere gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen, ersten Zonen und/oder zweiten Zonen, für einen Beobachter und/oder für einen Sensor erfassbar ist, und/oder im flachen beziehungsweise nicht verbogenen bzw. nicht gekrümmten Zustand des Substrats, insbesondere gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen, ersten Zonen und/oder zweiten Zonen, für einen Beobachter und/oder für einen Sensor nicht, insbesondere teilweise, erfassbar ist, wobei vorzugsweise die ein oder mehreren ersten Motive ein erstes Gesamtmotiv umfassend den ersten Teil der ein oder mehreren ersten Motive generieren und/oder vorzugsweise die ein oder mehreren zweiten Motive ein zweites Gesamtmotiv umfassend den zweiten Teil der ein oder mehreren zweiten Motive generieren.
Die Figur 1 1 zeigt ein Sicherheitselement 1 a bei, in Bezug auf die Zeichnungsebene bzw. der durch die Achsen x und y aufgespannten Ebene, senkrechter Betrachtung. Das Sicherheitselement 1 a umfasst drei Designelemente 3a, wobei eines der Designelemente 3a die Zahl„42" und eine quadratische Form mit einem doppelten Rahmen und jeweils diagonal verlaufenden Linien in den Ecken der quadratischen Form aufweist, welche je gleich ausgerichtete Ecken der zwei Rahmen verbinden.
Ein erstes mondsichelförmiges Motiv 22a in einem ersten Bereich 2a und ein zweites wolkenförmiges Motiv 22b in einem zweiten Bereich 2b eines bereitgestellten
Hologramms 1 sind bei senkrechter Betrachtung des Sicherheitselement 1 a für einen Beobachter und/oder für einen Sensor nicht erfassbar. Das erste Motiv 22a und das zweite Motiv 22b werden, angedeutet durch die gestrichelten Linien, durch die drei Designelemente 3a verdeckt.
Die Figur 12 zeigt das Sicherheitselement 1 a bei Verkippung entlang der Achse y nach rechts. Das erste Motiv 22a und das zweite Motiv 22b befinden sich nicht mehr in dem ersten bzw. zweiten Bereich 2a, 2b. Das erste Motiv 22a befindet sich links neben den drei Designelementen 3a und das zweite Motiv 22b befindet sich unterhalb der drei Designelemente 3a. Das erste Motiv 22a ist für einen Beobachter und/oder für einen Sensor erfassbar und das zweite Motiv 22b wird von den drei Designelementen 3b, angedeutet durch die gestrichelten Linien, verdeckt und ist somit nicht für einen Beobachter und/oder einen Sensor erfassbar.
Die Figur 13 zeigt das Sicherheitselement 1 a bei Verkippung entlang der Achse y nach links. Das erste Motiv 22a und das zweite Motiv 22b befinden sich nicht mehr in dem ersten bzw. zweiten Bereich 2a, 2b. Das erste Motiv 22a befindet sich unterhalb der drei Designelemente 3a und das zweite Motiv 22b befindet sich rechts neben den drei Designelementen 3a. Das zweite Motiv 22b ist für einen Beobachter und/oder für einen Sensor erfassbar und das erste Motiv 22a wird von den drei Designelementen 3a, angedeutet durch die gestrichelte Linie, verdeckt und ist somit nicht für einen Beobachter und/oder einen Sensor erfassbar. Es ist möglich, dass eines oder mehrere der drei Designelemente 3a ebenfalls
Motive des bereitgestellten Hologramms 1 sind. Insbesondere werden die Motive der drei Designelemente 3a hierbei derart bei der Berechnung des Hologramms 1 berechnet, dass sich die Perspektive oder der perspektivische optische Eindruck der Motive der drei Designelemente für einen Beobachter und/oder einen Sensor mit einem beliebigen Betrachtungswinkel nicht verändert.
Weiter ist es möglich, dass die zugeordneten Höhenprofile und/oder eines oder mehrere der Höhenprofile 60, 60a, 60b des Hologramms 1 in den ersten Bereich 2a des Substrat 2 eingebracht werden und dass das Höhenprofil eines oder mehrerer der weiteren optisch variablen Strukturen 63 in den zweiten Bereich 2b des Substrats 2 eingebracht werden.
Insbesondere überlappen sich der zweite Bereich 2b und der erste Bereich 2a zumindest teilweise, wobei der erste Bereich 2a und/oder der zweite Bereich 2b bevorzugt aus einem zusammenhängenden Bereich oder aus einer Vielzahl von nicht zusammenhängenden Bereichen besteht.
Vorzugsweise überlappt der erste Bereich 2a den zweiten Bereich 2b nicht.
Bevorzugt sind der erste Bereich 2a und der zweite Bereich 2b benachbart zueinander angeordnet oder weiter bevorzugt ineinander verschachtelt angeordnet. Beispielsweise umschließt der erste Bereich 2a den zweiten Bereich 2b oder der zweite Bereich 2b umschließt den ersten Bereich 2a.
Die Figuren 14 und 15 zeigen das in der Figur 7 gezeigte Sicherheitsdokument 1 b in perspektivischer Darstellung, wobei das Sicherheitsdokument 1 b ein
Sicherheitselement 1 a umfasst, welches ein bereitgestelltes Hologramm 1 aufweist. Die Figur 14 zeigt ein erstes Motiv 222 des bereitgestellten Hologramms 1 bei Verkippung des Sicherheitsdokuments 1 b um den Winkel ßi bezüglich der Achse y. Die Figur 15 zeigt ein zweites Motiv 223 des bereitgestellten Hologramms 1 bei Verkippung des Sicherheitsdokument 1 b um den Winkel ß2 bezüglich der Achse y.
Das bereitgestellte Hologramm 1 wird vorzugsweise derart berechnet, sodass je nach Betrachtungswinkel und/oder Verkippungswinkel des Sicherheitsdokuments 1 b unterschiedliche Motive des bereitgestellten Hologramms 1 für einen Beobachter und/oder Sensor erfassbar sind. Hierbei zeigt das bereitgestellte Hologramm beim Kippen des Sicherheitsdokuments 1 b nach links oder nach rechts bzw. um die Achse y einen Wechsel oder Flip zwischen zumindest zwei Motiven oder einer Abfolge von Motiven oder zwischen dem ersten und dem zweiten Motiv 222, 223.
Beim Kippen des Sicherheitsdokuments 1 b nach rechts ist in der Figur 14
beispielsweise das dollarzeichenförmige erste Motiv 222 für einen Beobachter und/oder Sensor erfassbar, während beim Kippen des Sicherheitsdokuments 1 b in der Figur 15 beispielsweise das Motiv 223, welches als die Zahl„5" ausgebildet ist, für einen Beobachter und/oder Sensor erfassbar wird. Das erste und/oder das zweite Motiv 222, 223, sind vorzugsweise an der gleichen Position oder an
unterschiedlichen Position - sprich voneinander beabstandet - auf dem
Sicherheitsdokument 1 b angeordnet. Vorzugsweise erfasst ein Beobachter und/oder ein Sensor das erste und/oder das zweite Motiv 222, 223 oberhalb oder unterhalb der durch das Sicherheitselement 1 b aufgespannten Ebene, wobei das erste Motiv 222 und/oder das zweite Motiv 223 oberhalb der durch das Sicherheitselement 1 b aufgespannten Ebene erfassbar ist oder das zweite Motiv 223 und/oder das erste Motiv 222 unterhalb der durch das Sicherheitselement 1 b aufgespannten Ebene erfassbar ist. Besonders bevorzugt sind die drei Designelemente 3a in der von dem Sicherheitselement 1 b aufgespannten Ebene für einen Beobachter und/oder Sensor erfassbar. Dadurch stellen diese Designelemente 3a eine optische Referenz für den Beobachter und/oder Sensor dar.
Es ist möglich, dass das erste Motiv 222 und/oder das zweite Motiv 223 bei
Verkippung des Sicherheitsdokuments 1 b um die Achse x für einen Beobachter und/oder ein Sensor erfassbar ist. Hierbei zeigt das bereitgestellte Hologramm beim Kippen des Sicherheitsdokuments 1 b nach oben oder nach unten bzw. um die Achse x einen Wechsel oder Flip zwischen zumindest zwei Motiven oder einer Abfolge von Motiven oder dem ersten und dem zweiten Motiv 222, 223.
Insbesondere kann das erste Motiv 222 und/oder das zweite Motiv 223 für einen Beobachter und/oder Sensor oberhalb oder unterhalb der durch das
Sicherheitsdokument 1 b aufgespannten Ebene erfassbar sein.
Weiter ist es möglich, dass das erste Motiv 222 und/oder das zweite Motiv 223 bei Drehung des Sicherheitsdokuments 1 b um die Flächennormale der durch das Sicherheitsdokument 1 b aufgespannten Ebene für einen Beobachter und/oder ein Sensor erfassbar ist. Hierbei zeigt das bereitgestellte Hologramm beim Drehen des Sicherheitsdokuments 1 b in der Ebene des Sicherheitsdokument 1 b einen Wechsel oder Flip zwischen zumindest zwei Motiven oder einer Abfolge von Motiven oder dem ersten und dem zweiten Motiv 222, 223, wobei das erste Motiv 222 und/oder das zweite Motiv 223 für ein Beobachter und/oder Sensor unterhalb oder oberhalb der durch das Sicherheitselement 1 b aufgespannten Ebene erfassbar sind.
Vorzugsweise werden zwei oder mehrere der Zonen 1 1 jeweils einer der virtuellen Hologrammebenen 10 zugeordnet und die virtuellen elektromagnetischen
Gesamtfelder 41 in den ein oder mehreren Zonen 1 1 jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern 40 der ein oder mehreren Zonen 1 1 berechnet. Somit sind eines oder mehrere der virtuellen Modelle 20 bei Verkippung und/oder Drehung des Substrats 2 bzw. das Sicherheitsdokument 1 b teilweise oder vollständig von einem Beobachter und/oder einem Sensor als eine Abfolge der ein oder mehreren virtuellen Modelle 20 zugeordneten ein oder mehreren Motive 22 oder des ersten Motivs 222 und des zweiten Motivs 223 erfassbar. Insbesondere stellt diese Abfolge der ein oder mehreren Motiven 22 bzw. des ersten Motivs 222 und des zweiten Motivs 223 einen parallaktischen Bewegungseffekt oder einen
orthoparallaktischen Bewegungseffekt bereit. Bevorzugt stellt eine solche Abfolge der ein oder mehreren virtuellen Modellen 20 eine Kombination aus einem
parallaktischen Bewegungseffekt und einem orthoparallaktischen Bewegungseffekt für einen Beobachter oder Sensor bereit.
Weiter sind vorzugsweise eines oder mehrere der virtuellen Modelle 20 bei
Verkippung und/oder Drehung des Substrats 2 bzw. des Sicherheitsdokuments 1 b teilweise oder vollständig von einem Beobachter und/oder einem Sensor als eine Abfolge von den ein oder mehreren virtuellen Modellen 20 zugeordneten ein oder mehreren Motiven 22 oder des ersten Motivs 222 und des zweiten Motivs 223 erfassbar. Hierbei weisen eines oder mehrere der Motive 22 bzw. das erste Motiv 222 und das zweite Motiv 223 insbesondere unterschiedliche oder gleiche
Bewegungen zwischen unterschiedlichen und/oder gleichen Bewegungsrichtungen auf. Bevorzugt liegt hierbei der Abstand zwischen einem oder mehreren der Motive 22 bzw. des ersten Motivs 222 und des zweiten Motivs 223, insbesondere der geometrischen Schwerpunkte eines oder mehrerer der virtuellen Motive 22 bzw. des ersten Motivs 222 und des zweiten Motivs 223, und der durch das Substrat 2 bzw. dem Sicherheitsdokument 1 b aufgespannten Ebene vorzugsweise zwischen -50 mm und +50 mm, bevorzugt zwischen -25 mm und +25 mm, insbesondere Vorzug zwischen -15 mm und +15 mm.
Insbesondere werden die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder 41 in den ein oder mehreren ersten Zonen 1 1 a jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern 40 der ein oder mehreren ersten virtuellen Modelle 20a berechnet. Bevorzugt werden die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder 41 der ein oder mehreren zweiten Zonen 1 1 b jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern 40 der ein oder mehreren zweiten virtuellen
Modelle 20b berechnet. Vorzugsweise wird hierdurch das den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen 20a zugeordnete erste Motiv 222 bei Ausrichtung des Substrats 2 bzw. des Sicherheitsdokuments 1 b gemäß der Ausrichtung der ein oder mehreren ersten Zonen 1 1 a für ein Beobachter und/oder einen Sensor teilweise oder vollständig erfassbar und das den ein oder mehreren zweiten virtuellen Modellen 20b zugeordnete zweite Motiv 223 wird bevorzugt bei Ausrichtung des Substrats 2 bzw. Sicherheitsdokuments 1 b gemäß der Ausrichtung der einer mehreren zweiten Zonen 1 1 a für einen Beobachter und/oder einen Sensor teilweise oder vollständig erfassbar.
Vorzugsweise sind den ein oder mehreren der virtuellen Modelle 20 zugeordnete ein oder mehrere Motive 22 oder das erste Motiv 222 und das zweiten Motiv 223 teilweise oder vollständig von einem Beobachter und/oder einem Sensor aus unterschiedlichen Beobachtungsrichtungen erfassbar. Insbesondere setzen sich die Motive 22 bzw. das erste Motiv 222 und das zweite Motiv 223 bei Beobachtung aus den unterschiedlichen Beobachtungsrichtungen zu einem Raster aus Punkten oder Streifen, insbesondere einem linearen Barcode oder einem 2D Barcode, bevorzugt einem QR-Code, zusammen. Hierbei sind bevorzugt einer oder mehrere der Punkte oder einer oder mehrere der Streifen jeweils in unterschiedlichen Abständen zu der durch das Substrat 2 bzw. das Sicherheitsdokument 1 b aufgespannten Ebene angeordnet, insbesondere oberhalb und/oder unterhalb und/oder innerhalb der durch das Substrat 2 bzw. das Sicherheitsdokument 1 b aufgespannten Ebene angeordnet.
Die Figuren 16 und 17 zeigen das in der Figur 7 gezeigte Sicherheitsdokument 1 b in perspektivischer Darstellung, wobei das Sicherheitsdokument 1 b ein
Sicherheitselement 1 a umfasst, welches ein bereitgestelltes Hologramm 1 aufweist. Die Figur 16 zeigt ein erstes Motiv 224 des bereitgestellten Hologramms 1 bei in einer ebenen Ausrichtung des Sicherheitsdokument 1 b. Die Figur 17 zeigt ein zweites Motiv 225 des bereitgestellten Hologramms 1 bei Verbiegung bzw. Krümmung des Sicherheitsdokument 1 b entlang der
zweidimensionalen gekrümmten Kurve K.
Das erste Motiv 224 ist als $-Zeichen ausgeformt und das zweite Motiv 225 ist als die Zahl„5" ausgeformt.
Insbesondere entspricht die Geometrie der zweidimensionalen gekrümmten Kurve K der Geometrie der bei der Berechnung des bereitgestellten Hologramms 1
verwendeten virtuellen Hologrammebene 10, wobei die Geometrie einer oder mehrerer der virtuellen Hologrammebenen 10 in einer oder mehrerer der Zonen 1 1 jeweils einer Mantelfläche eines Zylindersegments oder einer Freiformfläche entspricht.
Vorzugsweise weisen ein oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen 10 in einer oder mehrerer der Zonen 1 1 einen vorbestimmten Krümmungsverlauf auf. Hierbei weisen die virtuellen Hologrammebenen 10 insbesondere in unterschiedliche
Richtungen unterschiedliche Krümmungsverläufe auf. Das virtuelle
elektromagnetische Gesamtfeld 41 wird vorzugsweise in den ein oder mehreren Zonen 1 1 jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern 40 ein oder mehrerer erster der ein oder mehreren virtuellen Modelle 20a berechnet.
Hierdurch wird das bereitgestellte Hologramm 1 bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats 2 bzw. des Sicherheitsdokument 1 b gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen 1 1 für einen Beobachter und/oder ein Sensor teilweise oder vollständig erfassbar. Insbesondere werden die den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen 20a zugeordneten ein oder mehreren ersten Motive 22a oder das erste Motiv 224 und das zweite Motiv 225 bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats 2 bzw. das Sicherheitsdokument 1 b gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen 1 1 für den Beobachter bzw. den Sensor teilweise oder vollständig erfassbar. Insbesondere trifft bei Betrachtung eines für eine Ebene ausgelegten bereitgestellten Hologramms 1 von jedem Punkt (xh, yh) eines oder mehrerer der gekrümmten Hologrammebenen in einem Position abhängigen Winkel in das Auge des
Beobachters und/oder auf den Sensor.
Die Figur 18 zeigt ein Sicherheitsdokument 1 b umfassend ein bereitgestelltes Hologramm 1 , welches von einer Lichtquelle 72 beleuchtet wird, insbesondere in Auflicht beleuchtet wird. Dabei weist das von dem Hologramm 1 ausgehende Licht bestimmte, mit den Winkeln CM , C(2, co gekennzeichnete Propagationsrichtungen 44 zu dem Auge eines Beobachters 70 auf.
Die Figur 19 zeigt das in der Figur 18 gezeigte Sicherheitsdokument 1 b, wobei das Sicherheitsdokument 1 b um die Achse y gebogen ist, sodass die
Propagationsrichtungen 44 des Lichtes durch die Winkel αΊ, α'2 und α'3
gekennzeichnet sind, welche sich von den Winkeln CM , 02, 03 unterscheiden.
Bei der Berechnung des bereitgestellten Hologramms 1 für eine gekrümmte Fläche, wie beispielsweise dem in Figur 19 gezeigten Sicherheitsdokument 1 b, wird die virtuelle Hologrammebene durch eine virtuelle Hologrammebene, welche eine Krümmung gemäß der gekrümmten Fläche aufweist, simuliert.
Die Figur 20 zeigt drei virtuelle Hologrammebenen 10a, 10b, 10c, wobei die virtuelle Hologrammebene 10a eine konkave Krümmung aufweist und die virtuelle
Hologrammebene 10c eine konvexe Krümmung aufweist.
Insbesondere weisen zwei oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen 10a, 10b, 10c, jeweils eine oder mehrere Zonen 1 1 auf. Die virtuellen Hologrammebenen 10a, 10b, 10c, unterscheiden sich insbesondere in Bezug auf ihre Ausrichtung, Positionierung, Abmessung und/oder Krümmung, wobei sich die virtuellen Hologrammebenen 10a, 10b, 10c in den jeweiligen Zonen 1 1 in Bezug auf ihre Ausrichtung, Positionierung, Abmessung und/oder Krümmung unterscheiden. Vorzugsweise weisen eine oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen 10a, 10b, 10c in ein oder mehreren der Zonen 1 1 zumindest entlang einer Referenzrichtung x oder y eine von Null verschiedene Krümmung auf. Bevorzugt weisen eine oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen 10a, 10b, 10c eine lokale Krümmung auf, wobei der der lokalen Krümmung zugeordnete Krümmungsradius insbesondere zwischen 5 mm und 50 mm, bevorzugt zwischen 10 mm und 30 mm, liegt. Die lokale Krümmung kann insbesondere kreissegmentförmig oder parabelsegmentförmig sein.
Die Figur 21 zeigt die Fotografie eines ebenen Sicherheitselements 1 a umfassend ein bereitgestelltes Hologramm 1 , welches ein Motiv 226 in Form des Buchstabens „B" aufweist. Das Sicherheitselement 1 a erstreckt sich entlang der Achsen x und y.
Die Figur 22 zeigt das in der Figur 21 gezeigte Sicherheitselement 1 a umfassend das bereitgestellte Hologramm 1 , wobei das Sicherheitselement 1 a entlang der Achse y mit einem Krümmungsradius von 0,75 Zoll gebogen ist und neben dem Motiv 226 zusätzlich die Motive 227 und 228, jeweils in Form des Buchstabens„A" bzw.„C", aufweist. Das Motiv 226 ist in Figur 22 aufgrund der Krümmung in y-Richtung etwas gestaucht. Der dargestellte Effekt ist ein Flip, bei welchem das Motiv 226 im gekrümmten Zustand des Sicherheitselementes 1 a durch die Motive 227 und 228 ergänzt wird („image completion").
Der Abstand des Motivs 226 von der virtuellen Hologrammebene und der Winkel α betragen im Falle des Motivs 226 10 mm bzw. ±10° (Blickrichtung entlang der Richtung x) und ±15° (Blickrichtung entlang der Richtung y). Der Abstand der Motive 227, 228 von der virtuellen Hologrammebene und der Winkel α betragen im Falle der Motive 227, 228 10 mm bzw. ±8° (Blickrichtung entlang der Richtung x) und ±8° (Blickrichtung entlang der Richtung y). Durch die Biegung des Sicherheitselements 1 a ist das entlang der Achse y
gestauchte Motiv 226 zwischen den weiteren Motiven 227 und 228 erfassbar. Die Motive 227 und 228 sind im ebenen Zustand des Sicherheitsdokuments 1 a nicht durch einen Beobachter und/oder ein Sensor bei senkrechter Betrachtung des Sicherheitsdokuments 1 a erfassbar.
Bei der Berechnung des bereitgestellten Hologramms 1 sind vorzugsweise zwei oder mehrere virtuelle Modelle 20 vorgesehen. Hierbei ist insbesondere jedes der zwei oder mehreren virtuellen Modelle 20 einer der virtuellen Hologrammebenen 10a, 10b, 10c zugeordnet. Bevorzugt werden in den ein oder mehreren Zonen 1 1 der jeweiligen virtuellen Hologrammebenen 10a, 10b, 10c die von den ein oder mehreren virtuellen Lichtquellen 30 des zugeordneten virtuellen Modells 20 ausgehenden ein oder mehreren virtuellen elektronischen Felder 40 berechnet.
Insbesondere werden bei der Berechnung des bereitgestellten Hologramms 1 mögliche, später bei der Erfassung des bereitgestellten Hologramms 1 durch einen Beobachter und/oder Sensor auftretende Verzerrungen der Motive vorkompensiert, wobei die Motive entsprechend gestreckt oder gestaucht werden.
Vorzugsweise sind ein oder mehrere der Motive 226, 227, 228 bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats 2 bzw. des Sicherheitselements 1 a gemäß des
Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen 1 1 , welche insbesondere die Motive 226, 227, 228 umfassen, für einen Beobachter und/oder für einen Sensor vollständig oberhalb und/oder unterhalb und/oder innerhalb der durch das Substrat 2 bzw. das Sicherheitselement 1 a aufgespannten Ebene erfassbar. Insbesondere liegt der Abstand zwischen einem oder mehreren der Motive 226, 227, 228 und der durch das Substrat 2 bzw. das Sicherheitselement 1 a aufgespannten Ebene zwischen -50 mm und +50 mm, bevorzugt zwischen -25 mm und +25 mm, insbesondere bevorzugt zwischen -15 mm und +15 mm.
Weiter bevorzugt weisen zwei oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen 10a, 10b, 10c in einer oder mehrerer erster der Zonen 1 1 a einen unterschiedlichen Krümmungsverlauf und/oder eine unterschiedliche Ausrichtung gegenüber dem Krümmungsverlauf und/oder der Ausrichtung in ein oder mehreren zweiten der Zonen 1 1 b auf. Insbesondere werden die virtuellen elektromagnetischen
Gesamtfelder 41 in den ein oder mehreren ersten und zweiten Zonen 1 1 a, 1 1 b jeweils basierend auf den virtuellen elektronischen Feldern 40 ein oder mehrerer erster oder zweiter der ein oder mehreren virtuellen Modelle 20a, 20b berechnet. Dies derart, dass das bereitgestellte Hologramm 1 bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats 2 bzw. des Sicherheitselement 1 a gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren ersten oder zweiten Zonen 1 1 a, 1 1 b oder bei Ausrichtung gemäß der Ausrichtung der ersten oder zweiten Zonen 1 1 a, 1 1 b für einen Beobachter und/oder für ein Sensor teilweise oder vollständig erfassbar ist.
Bevorzugt werden die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder 41 in den ein oder mehreren ersten Zonen 1 1 a jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern 40 der ein oder mehreren ersten virtuellen Modelle 20a berechnet. Die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder 41 werden
vorzugsweise in den ein oder mehreren zweiten Zonen 1 1 b jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern 40 der ein oder mehreren zweiten virtuellen Modelle 20b berechnet. Hierbei wird das dem ersten virtuellen Modell 20b zugeordnete Motiv 226 bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats 2 bzw. des Sicherheitselements 1 a gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren ersten Zonen 1 1 a für einen Beobachter und/oder ein Sensor teilweise oder vollständig erfassbar. Insbesondere werden die den zwei zweiten virtuellen Modellen 20b zugeordneten Motive 227 und 228 bei Verbiegung bzw. Krümmung des
Substrats 2 bzw. des Sicherheitselement 1 a gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren zweiten Zonen 1 1 für einen Beobachter und/oder ein Sensor teilweise oder vollständig erfassbar.
Vorzugsweise sind ein oder mehrere der Motive 226, 227, 228 von einem optischen Sensor und/oder einem menschlichen Beobachter des bereitgestellten Hologramms 1 erfassbar, wobei das Motiv 226 dem ersten virtuellen Modell 20a zugeordnet ist und die Motive 227, 228 im zweiten virtuellen Modell 20b zugeordnet sind, .
Weiter bevorzugt ist ein Motiv einer ersten Menge von Motiven 226, bei einer flachen oder nicht gekrümmten Anordnung des Substrats 2 bzw. des Sicherheitselements 1 a für einen Beobachter und/oder ein Sensor erfassbar und/oder sind ein oder zwei Motive einer zweiten Menge von Motiven 227, 228 bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats 2 bzw. des Sicherheitselements 1 a gemäß des Krümmungsverlaufs der bzw. einer der virtuellen Hologrammebenen 10a, 10b, 10c in der bzw. in einer der Zonen 1 1 teilweise oder vollständig für einen Beobachter und/oder Sensor erfassbar. Die Motive der ersten Menge von Motiven 226 und die Motive der zweiten Menge von Motiven 227, 228 unterscheiden sich vorzugsweise teilweise oder vollständig. Vorzugsweise stellt ein Motiv einer dritten Menge von Motiven 226 bei Verkippung und/oder Drehung des Substrats 2 bzw. des Sicherheitselements 1 a teilweise oder vollständig einen von einem Beobachter und/oder von einem Sensor erfassbaren parallaktischen Bewegungseffekt bereit und/oder ein oder zwei Motive einer vierten Menge von Motiven 227, 228 stellen bei Verkippung und/oder Drehung des
Substrats 2 bzw. des Sicherheitselements 1 a einen von einen Beobachter und/oder von einem Sensor erfassbaren antiparallaktischen oder orthoparallaktischen
Bewegungseffekt bereit. Insbesondere ist das Motiv der dritten Menge von
Motiven 226 und die Motive der vierten Menge von Motiven 227, 228 teilweise oder vollständig unterschiedlich. Bevorzugt weist ein Motiv einer fünften Menge von Motiven 226 die gleichen räumlichen Abstände oder unterschiedliche räumliche Abstände zu ein oder zwei Motiven einer sechsten Menge von Motiven 227, 228 auf. Bevorzugt ist das Motiv der fünften Menge von Motiven 226 und die Motive der sechsten Menge von
Motiven 227, 228 teilweise oder vollständig unterschiedlich.
Weiter bevorzugt überlappen sich ein Motiv einer siebten Menge von Motiven 226 und/oder ein oder zwei Motive einer achten Menge von Motiven 227, 228
untereinander bzw. gegenseitig vollständig oder teilweise und/oder sind vollständig oder teilweise räumlich voneinander getrennt. Insbesondere sind die Motive der siebten Menge von Motiven 226 und die Motive der achten Menge von Motiven 227, 228 teilweise oder vollständig unterschiedlich.
Die Figur 23 zeigt die Fotografie eines ebenen Sicherheitselement 1 a, welches ein bereitgestelltes Hologramm 1 aufweist, wobei das bereitgestellte Hologramm 1 ein Motiv 229 umfasst. Das Motiv 229 ist als im Flug befindlicher Vogel ausgeformt und für einen gebogenen Zustand ausgelegt. Wie in der Fotografie zu sehen ist, sind nur Teile des Vogels 229a erkennbar. Somit erscheint das Motiv 229 für einen Betrachter und/oder Sensor nicht vollständig.
Die Figur 24 zeigt die Fotografie des in der Figur 23 gezeigten Sicherheitselements 1 a in einem gebogenen Zustand. Das Motiv 229 ist nun vollständig erkennbar.
Das bereitgestellte Hologramm 1 ist durch eine geeignete Wahl des Abstandes des Motivs 229 von der virtuellen Hologrammebene 10 und dem Raumwinkel, welcher durch den Winkel α bestimmt wird, derart berechnet, dass das Motiv 229 im ebenen Zustand des Sicherheitselements 1 a teilweise, insbesondere als ein schmaler Streifen, für einen Beobachter und/oder Sensor erfassbar ist und das Motiv 229 nicht vollständig erfassbar ist. Der Abstand des Motivs 229 von der virtuellen gebogenen Hologrannnnebene und der Winkel α betragen 10 mm bzw. ±8° (Blickrichtung entlang der Richtung x) und ±8° (Blickrichtung entlang der Richtung y). Der Krümmungsradius der Hologrammebene beträgt 0,75 Zoll.
Untersuchungen haben gezeigt, dass je kleiner der Winkel α und je größer der Abstand des Motivs 229 von der virtuellen Hologrammebene 10 gewählt wird, desto kleiner ist der Bereich des Motivs 229, welcher bereits im ebenen Zustand des Sicherheitselement 1 a erfassbar ist. Hierdurch wird ein Effekt erzielt, bei dem sich das Motiv 229 während des Biegevorgangs für einen Beobachter und/oder Sensor aus der durch das Sicherheitselement 1 a aufgespannten Ebene herauszulösen scheint und das vollständige Motiv 229 im gebogenen Zustand des
Sicherheitselement 1 a oberhalb oder unterhalb der durch das Sicherheitselement 1 a aufgespannten gebogenen Ebene zu schweben scheint.
Vorzugsweise legt der Winkel α den Raumwinkel fest, in welchem ein Beobachter und/oder ein Sensor das bereitgestellte Hologramm 1 erfasst. Das bereitgestellte Hologramm 1 wird insbesondere derart berechnet, dass ein Beobachter und/oder ein Sensor es erst unter einem bestimmten Winkel und/oder einem oder mehreren Winkelbereichen erfasst. Bevorzugt liegt der Winkel α in einem Bereich von 30°±25° bis 65°±25°, weiter bevorzugt 20°±15° bis 75°±15°, insbesondere bevorzugt 10°±5° bis 85°±5°, wobei sich der Winkel α vorzugsweise auf den Winkel zwischen dem maximalen Raumwinkel und der durch die virtuelle Hologrammebene und/oder durch das Sicherheitselement 1 a und/oder durch das Sicherheitsdokument 1 b
aufgespannten Ebene bezieht.
Die Figur 25 zeigt ein Sicherheitselement 1 a im Querschnitt, welches ein
bereitgestelltes Hologramm 1 aufweist. Das senkrecht einfallende Licht entlang der Richtung 45 wird derart an dem bereitgestellten Hologramm 1 reflektiert das es entlang der Richtung 44 in Richtung des Auges eines Beobachters 70 propagiert. Die Figur 26 zeigt an Sicherheitselement 1 a im Querschnitt, welches ein
bereitgestelltes Hologramm 1 aufweist. Hierbei wird das einfallende Licht entlang der Richtung 45 von dem bereitgestellten Hologramm 1 in die entgegengesetzte
Richtung 44 in das Auge eines Beobachters 70 zurückgeworfen.
Vorzugsweise sind ein oder mehrere der Motive in ein oder mehrere
Raumwinkelbereiche, insbesondere den gesamten Raumwinkelbereich von einem Beobachter 70 und/oder von einem Sensor vollständig oder teilweise erfassbar. Die ein oder mehreren Raumwinkelbereiche sind insbesondere symmetrisch oder asymmetrisch um die Flächennormale, insbesondere um die mittlere
Flächennormale, der virtuellen Hologrammebene 10 angeordnet. Ein oder mehrere der Raumwinkelbereiche spannen insbesondere einen Winkelbereich von 0° bis 30°, bevorzugt einen Winkelbereich von 0° bis 20°, insbesondere bevorzugt einen
Winkelbereich von 0° bis 15°, zu den jeweiligen Flächennormalen der zugeordneten virtuellen Hologrammebenen 10, insbesondere zu der mittleren Flächennormale, auf.
Es ist möglich, dass bereitgestellte Hologramm 1 mit einem Oberflächenrelief, z.B. einer fresnelschen Freiformfläche, zu Rastern. Hierbei wird bevorzugt dasselbe von einem Beobachter und/oder Sensor erfassbare Motiv in den gleichen Abmessungen in dem Hologramm als auch in dem Oberflächenrelief bereitgestellt. Beispielsweise kann das Motiv die Ansicht eines Berges, wie zum Beispiel des Matterhorns, sein. Die durch die Rasterung bereitgestellte Kombination der beiden Effekte wird insbesondere ein komplexeres optisches Erscheinungsbild für einen Beobachter und/oder Sensor bereitgestellt als wenn das jeweilige optische Erscheinungsbild lediglich durch das Hologramm oder das Oberflächenrelief bereitgestellt würde. Eine solche Kombination erhöht Fälschungsaufwand eines Sicherheitselements oder eines Sicherheitsdokuments erheblich.
Weiter ist es möglich das bereitgestellte Hologramm 1 mit Oberflächenreliefs zu ergänzen, sodass ein derart erzeugtes Motiv optisch statische und dynamische Bereiche aufweist. Beispielsweise könnte der Körper eines Löwen als erster Teil eines Motivs als Oberflächenrelief, z.B. als fresnelsche Freiformfläche, ausgebildet werden und der Kopf des Löwen als zweiter Teil eines Motivs als bereitgestelltes Hologramm ausgebildet werden, wobei beim Kippen des Sicherheitselements, welches das Löwenmotiv aufweist, der erste Teil des Motivs optisch statisch oder nahezu statisch ist und der zweite Teil des Motivs einen Bewegungseffekt bereitstellt.
Die Figur 27 zeigt einen Verfahrensschritt bei der Berechnung des bereitgestellten Hologramms 1 , wobei das virtuelle Modell 201 virtuelle Lichtquellen 300, 301 , insbesondere Punktlichtquellen, auf dessen Oberfläche aufweist, welche virtuelle elektromagnetische Felder in identische Zonen 1 1 a, 1 1 b auf einer virtuellen
Hologrammebene 10d in den Raumwinkeln Ωι bzw. Ω2 abstrahlen.
Die Figur 28 zeigt die Beobachtung eines Motivs 230 eines bereitgestellten
Hologramms 1 durch einen Beobachter 70 in Durchlicht, wobei zwischen dem
Beobachter 70 und dem Motiv 230 die Hologrammebene 10e bzw. die durch das Substrat 2 aufgespannte Ebene angeordnet ist. Die Lichtquelle 72 strahlt dabei entlang der Propagationsrichtungen 44 Licht in Richtung der Hologrammebene 10e bzw. der durch das Substrat 2 aufgespannten Ebene in das Auge des Beobachters 70 ab. Hierbei beträgt die Distanz zwischen dem Auge des Beobachters 70 und der Hologrammebene 10e bzw. der durch das Substrat 2 aufgespannten Ebene vorzugsweise zwischen 25 cm und 30 cm.
Für den Beobachter 70 wird das Motiv 230 vorzugsweise dann vollständig erfassbar, wenn das Substrat im Durchlicht in einem Abstand zwischen 25 cm und 30 cm vor das Auge des Beobachters 70 positioniert wird. Dieser optische Effekt gleicht einem „Schlüssellocheffekt", bei dem ein Raum, welchen man durch ein Schlüsselloch beobachtet, ebenfalls erst dann vollständig erfassbar wird, wenn das Auge eines Beobachters so nah als möglich an das Schlüsselloch positioniert wird. Untersuchungen haben gezeigt, dass das bereitgestellte Hologramm 1 bei der Erfassung durch einen Beobachter und/oder Sensor achromatisch, insbesondere weiß, erscheint, wenn die Differenz zwischen dem Einfall des Lichts und dem
Betrachtungswinkel, aus dem der Beobachter bzw. der Sensor das bereitgestellte Hologramm 1 erfasst, klein ist. Wird das bereitgestellte Hologramm 1 beispielsweise senkrecht bzw. aus einer parallelen Richtung bezüglich der Flächennormalen, welche durch das Substrat 2 aufgespannt wird, betrachtet und beträgt der
Beleuchtungswinkel mehr als 30° zur durch das Substrat 2 aufgespannten Ebene, so treten chromatische Aberrationen auf. Hierbei erscheinen die Randbereiche des oder der dem bereitgestellten Hologramm 1 zugeordneten Motive insbesondere farbig und die zentralen Bereiche bevorzugt weiß, aber unscharf.
Weitere Untersuchungen haben gezeigt, dass die zugeordneten Motive bei
Erfassung durch einen Beobachter und/oder Sensor abhängig von der Größe einfarbig oder regenbogenfarbig erscheinen, wenn der Betrachtungswinkel bezüglich der durch das Substrat 2 aufgespannten Ebene zwischen 38° und 42° liegt.
Insbesondere sind die Farben der Motive für den Beobachter bzw. Sensor abhängig von dem Betrag des Betrachtungswinkels.
Beispielsweise erscheinen die einem oder mehreren der virtuellen Modelle 20 zugeordneten ein oder mehreren Motive 22 bei senkrechter Betrachtung der durch das Substrat 2 aufgespannten Ebene weiß. Insbesondere sind die Motive 22 bei einem Betrachtungswinkel von 30° bis 34° bezüglich des Einfallswinkels des Lichts bei einer Wellenlänge von 440 nm bis 460 nm in der Farbe Blau, beim
Betrachtungswinkel von 38° bis 42° bezüglich des Einfallswinkels des Lichts bei einer Wellenlänge von 530 nm bis 550 nm in der Farbe Grün und/oder bei einem
Betrachtungswinkel von neun 50° bis 53° bezüglich des Einfallwinkels des Lichts bei einer Wellenlänge von 640 nm bis 660 nm in der Farbe Rot erfassbar.
Weiter bevorzugt verändert sich die Farbe und/oder verändern sich die Farben der einen der mehreren virtuellen Modelle 20 zugeordneten ein oder mehreren Motive 22 bei Verkippung und/oder Drehung des Substrats 2. Die Motive 22 eines derart bereitgestellten Hologramms 1 weisen bei Beleuchtung mit einer Punktlichtquelle und Erfassung durch einen Beobachter und/oder Sensor eine hohe Bildschärfe auf, da keine chromatischen Abbildungsfehler entstehen. Beispielsweise kann bei horizontaler Kippung eines derartigen bereitgestellten
Hologramms 1 nach links der Buchstabe„A", umgekippt der Buchstabe„B" und nach rechts gekippt der Buchstabe„C" als Motiv erfassbar sein. Als weiteres Beispiel kann ein derart bereitgestelltes Hologramm 1 mit einem weiteren bereitgestellten
Hologramm 1 kombiniert werden, sodass die dem derartig bereitgestellten
Hologramm 1 zugeordneten Motive 22 unter einem Betrachtungswinkel von 40° bezüglich der durch das Substrat 2 aufgespannten Ebene farbig erfasst werden und die dem weiteren bereitgestellten Hologramm 1 zugeordneten Motive im
Winkelbereich des direkt reflektierten Lichts weiß erfassbar sind. Die Figur 29 zeigt einen Verfahrensschritt bei der Berechnung des bereitgestellten Hologramms 1 , wobei das virtuelle Modell virtuelle Lichtquellen 300, 301 aufweist, die Licht auf eine virtuelle Hologrammebene 10f abstrahlt. Weiter zeigt Figur 29 die Verwendung einer Blende mit länglichem Schlüsselloch, durch welches das projizierte Licht aller Zonen gehen muss. Es beschränkt also die Parallaxe in vertikaler Richtung (typisch für Regenbogenholgramme), aber nicht in die andere Richtung.
Vorzugsweise sind die dem bereitgestellten Hologramm 1 zugeordneten ein oder mehreren Motiven 22 für einen Beobachter und/oder Sensor in Echtfarben erfassbar. Hierbei setzen sich insbesondere die den ein oder mehreren virtuellen Modellen 20 zugeordneten Motive 22 aus zumindest einem roten Motiv eines dritten virtuellen Modells, aus zumindest einem grünen Motiv eines vierten virtuellen Modells und aus zumindest einem blauen Motiv eines fünften virtuellen Modells zu einem
Echtfarbenbild zusammen, wobei die simulierten Betrachtungswinkel und/oder Raumwinkel, in welchen das bereitgestellte Hologramm 1 erfassbar ist, insbesondere gleich sind. Ein derart berechnetes bereitgestelltes Hologramm 1 wird bevorzugt auch als Echtfarbenhologramm bezeichnet.
Vorzugsweise werden die Intensitäten des zumindest einen roten, des zumindest einen grünen und/oder des zumindest ein blauen Motivs der entsprechend
zugeordneten ersten, zweiten bzw. dritten virtuellen Modelle jeweils gemäß des Verlaufs des Spektrums des einfallenden Lichts und/oder des Verlaufs der
Antwortfunktion des menschlichen Auges gewichtet. Es ist möglich, dass bei Verkippung und/oder Drehung des Echtfarbenhologramms um eine bestimmte Achse leichte bis starke, von einem Beobachter und/oder Sensor erfassbare Farbverzerrungen bzw. Farbänderungen auftreten. Insbesondere erscheinen hierbei die zugeordneten Motive in Falschfarben. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Farbstabilität umso besser ist, die größer der Einfallswinkel des Lichts bezüglich der durch das Substrat 2 aufgespannten Ebene bereitgestellt wird.
Vorzugsweise werden Banknoten und/oder Ausweisdokumente, welche ein
Sicherheitselement 1 a, umfassend ein bereitgestelltes Hologramm 1 und/oder ein Echtfarbenhologramm, aufweisen unter einem Beleuchtungswinkel von 30° bis 45° zu der durch das Substrat 2 aufgespannten Ebene durch einen Beobachter und/oder Sensor erfasst. Insbesondere sind hierbei Beleuchtungswinkel von über 70° sehr unnatürlich.
Bezuqszeichenliste
1 Hologramm
1 a Sicherheitselement
1 b Sicherheitsdokument
2 Substrat
2a Erster Bereich
2b Zweiter Bereich
2c Hinterer Bereich
2d Äußerer Bereich
3 Designelemente
3a Designelemente
3b Design
10 Virtuelle Hologrammebene
10a Virtuelle Hologrammebene
10b Virtuelle Hologrammebene
10c Virtuelle Hologrammebene
10d Virtuelle Hologrammebene
10e Virtuelle Hologrammebene
10f Virtuelle Hologrammebene
1 1 Zone
1 1 a Erste Zone
1 1 b Zweite Zone
20 Virtuelles Modell
200 Virtuelles Modell
201 Virtuelles Modell
20a Erstes virtuelles Modell
20b Zweites virtuelles Modell
20c Drittes virtuelles Modell
20d Viertes virtuelles Modell
20e Fünftes virtuelles Modell 21 Teilbereich der Oberfläche
22 Motiv
220 Motiv
221 Motiv
222 Motiv
223 Motiv
224 Motiv
225 Motiv
226 Motiv
227 Motiv
228 Motiv
229 Motiv
229a Motiv
230 Motiv
240 Motiv
22a Erstes Motiv
22b Zweites Motiv
22c Erste Menge von Motiven
22d Zweite Menge von Motiven
22e Dritte Menge von Motiven
22f Vierte Menge von Motiven
22g Fünfte Menge von Motiven
22h Sechste Menge von Motiven
22i Siebte Menge von Motiven
22j Achte Menge von Motiven
22k Rotes Motiv
22I Grünes Motiv
22m Blaues Motiv
30 Virtuelle Lichtquelle
300 Virtuelle Lichtquelle
301 Virtuelle Lichtquelle 1 Virtuelle Punktlichtquelle 2 Mikrosymbole
3 Virtuelle Referenzlichtquelle
0 Virtuelles elektromagnetisches Feld 1 Virtuelles elektromagnetisches Gesamtfeld 2 Referenzrichtung
3 Referenzfeld
44 Propagationsrichtung
45 Belichtungsrichtung
50 Phasenbild
60 Höhenprofil
61 Graustufenbild
62 Zugeordnetes Höhenprofil
63 Optisch variable Struktur
65 Sicherheitsstreifen
70 Beobachter
71 Sensor
72 Lichtquelle
α Winkel
CM Winkel
02 Winkel
03 Winkel
CM' Winkel
02' Winkel
03' Winkel
hl Abstand
h2 Abstand
Π3 Abstand
Π4 Abstand
Ω Raumwinkel
Ωι Raumwinkel Ω2 Raumwinkel
N Flächennormale ßi Winkel
ß2 Winkel
K Kurve

Claims

Ansprüche:
1 . Verfahren zur Herstellung eines Hologrannnns (1 ), insbesondere eines
Hologrannnns (1 ) für Sicherheitselemente (1 a) und/oder
Sicherheitsdokumente (1 b),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass eine oder mehrere virtuelle Hologrammebenen (10) vor und/oder hinter ein oder mehreren virtuellen Modellen (20) angeordnet werden und/oder eine oder mehrere virtuelle Hologrammebenen (10) derart angeordnet werden, dass sie ein oder mehrere virtuelle Modelle (20) schneiden,
dass auf einem oder mehreren Teilbereichen der Oberfläche (21 ) einer oder mehrerer der virtuellen Modelle (20) ein oder mehrere virtuelle Lichtquellen (30) angeordnet werden,
dass ein oder mehrere virtuelle elektromagnetische Felder (40) ausgehend von zumindest einer der virtuellen Lichtquellen (30) in ein oder mehreren Zonen (1 1 ) der ein oder mehreren virtuellen Hologrammebenen (10) berechnet werden, dass in den ein oder mehreren Zonen (1 1 ) jeweils ein virtuelles
elektromagnetisches Gesamtfeld (41 ) basierend auf der Summe zweier oder mehrerer, insbesondere aller, der virtuellen elektromagnetischen Felder (40) in der jeweiligen Zone (1 1 ) berechnet werden,
dass ein oder mehrere Phasenbilder (50) aus den virtuellen elektromagnetischen Gesamtfeldern (41 ) in den ein oder mehreren Zonen (1 1 ) berechnet werden, dass aus den ein oder mehreren Phasenbildern (50) ein Höhenprofil (60) des Hologramms (1 ) berechnet wird und das Höhenprofil (60) des Hologramms (1 ) zur Bereitstellung des Hologramms (1 ) in ein Substrat (2) eingebracht wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass eines oder mehrere der virtuellen Modelle (20) jeweils als ein virtuelles 2D- Modell oder als ein virtuelles 3D-Modell ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass das virtuelle elektromagnetische Feld (40), welches von zwei oder mehreren der virtuellen Lichtquellen (30) ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Lichtquellen (30) ausgeht, die gleiche Intensität und/oder die gleiche
Intensitätsverteilung über ein oder mehrere Raumwinkelbereiche aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass das virtuelle elektromagnetische Feld (40), welches von zwei oder mehreren der virtuellen Lichtquellen (30) ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Lichtquellen (30) ausgeht, unterschiedliche Intensitäten und/oder unterschiedliche Intensitätsverteilungen über ein oder mehrere Raumwinkelbereiche aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass das virtuelle elektromagnetische Feld (40), welches von ein oder mehreren der virtuellen Lichtquellen (30) ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Lichtquellen (30) ausgeht, eine isotrope oder eine anisotrope Intensitätsverteilung über ein oder mehrere Raumwinkelbereiche aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass ein oder mehrere der virtuellen Lichtquellen (30), insbesondere alle der virtuellen Lichtquellen (30), eine virtuelle Punktlichtquelle (31) ausbilden, wobei die virtuelle Punktlichtquellen (31) vorzugsweise eine virtuelle Kugelwelle abstrahlt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d ad u rch g eken nze ich n et ,
dass mittels einer virtuellen Blende der Strahlkegel der virtuellen Lichtquelle (30), insbesondere der virtuellen Punktlichtquelle (31), auf einen Raumwinkelbereich von ±45°, bevorzugt auf einem Raumwinkelbereich von ±35°, weiter bevorzugt auf ±25°, weiter bevorzugt auf ±15°, beschränkt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d ad u rch g eken nze ich n et ,
dass das virtuelle elektromagnetische Feld Ui ausgehend von einer i-ten virtuellen Punktlichtquelle (31) an dem Punkt (xi, yi, zi) an einem Punkt (xh, yh, Zh=0) der zumindest einen Zone (11 ) mittels der Gleichung exp(ikr) | ~ ~ Γ
Uiixh.yn) = - . r = ^(xh- x-)2 + (yh- y,)2 + zf, berechnet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d ad u rch g eken nze ich n et ,
dass die virtuellen Lichtquellen (30), welche auf ein oder mehreren der
Teilbereiche der Oberfläche (21 ) eines der virtuellen Modelle (20) angeordnet sind, in zumindest einer Richtung periodisch auf der Oberfläche (21 ) des virtuellen Modells (20) angeordnet sind und/oder in zumindest einer Richtung zufällig oder pseudo-zufällig auf der Oberfläche (21) des virtuellen Models (20) angeordnet sind.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d ad u rch g eken nze ich n et , dass die Abstände benachbarter virtueller Lichtquellen (30) zwischen 5 μηη und 500 μητι, weiter bevorzugt zwischen 10 μηη und 200 μητι, liegen.
11.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Anordnung der virtuellen Lichtquellen (30), insbesondere der virtuellen Punktlichtquellen (31), als ein Kreuzraster erfolgt, wobei der Abstand
benachbarter virtueller Lichtquellen (30) zueinander zwischen 5 μιτι und 500 μιτι, insbesondere zwischen 10 μιτι und 200 μιτι, beträgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass ein oder mehrere der virtuellen Lichtquellen (30) die Form von
Mikrosymbolen (32) aufweisen, insbesondere ausgewählt aus: Buchstabe, Porträt, Bild, alphanumerisches Zeichen, Schriftzeichen, geometrische Freiform, Quadrat, Dreieck, Kreis, gekrümmte Linie, Umriss.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die lateralen Abmessungen der Mikrosymbole (32) auf ein oder mehreren der Teilbereiche der Oberfläche (21 ) eines oder mehrerer der virtuellen
Modelle (20) zwischen 5 μιτι und 500 μιτι liegen, insbesondere zwischen 10 μιτι und 200 μιτι, liegen. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass zwei oder mehrere virtuelle Hologrammebenen (10) vorgesehen sind, wobei jede der zwei oder mehreren virtuellen Hologrammebenen (10) ein oder mehrere der Zonen (11 ) aufweist.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,
dass sich die zwei oder mehreren virtuellen Hologrammebenen (10) in Bezug auf ihre Ausrichtung, Positionierung, Abmessung und/oder Krümmung unterscheiden, insbesondere sich die zwei oder mehreren virtuellen Hologrammebenen (10) in den jeweiligen Zonen (11 ) in Bezug auf ihre Ausrichtung, Positionierung,
Abmessung und/oder Krümmung unterscheiden.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass zwei oder mehrere virtuelle Modelle (20) vorgesehen sind.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass jedes der zwei oder mehreren virtuellen Modelle (20) einer der virtuellen Hologrammebenen (10) zugeordnet ist und in den ein oder mehreren Zonen (11 ) der jeweiligen virtuellen Hologrammebene (10) die von den ein oder mehreren virtuellen Lichtquellen (30) des zugeordneten virtuellen Modells (20)
ausgehenden ein oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Felder (40) berechnet werden.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass das virtuelle Modell (20) oder jedes der zwei oder mehreren virtuellen Modelle (20) zwei oder mehreren der virtuellen Hologrammebenen (10) zugeordnet ist und in den ein oder mehreren Zonen (11 ) der jeweiligen virtuellen Hologrammebene (10) die von den ein oder mehreren virtuellen Lichtquellen (30) des zugeordneten virtuellen Modells (20) bzw. der zugeordneten virtuellen
Modelle (20) ausgehenden ein oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Felder (40) berechnet werden.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,
dass zur Berechnung der ein oder mehreren Phasenbilder (50) die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder (41 ) von zwei oder mehreren der Zonen (11 ), insbesondere von zwei oder mehreren der Zonen (11 ), welche Zonen (11 ) unterschiedlicher der virtuellen Hologrammebenen (10) sind, überlagert werden, insbesondere basierend auf einer vorgegebenen Referenzrichtung (42), überlagert werden.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die zur Berechnung der ein oder mehreren Phasenbilder (50) überlagerten zwei oder mehreren Zonen (11 ) sich in Bezug auf die vorgegebene
Referenzrichtung (42) zumindest teilweise überlappen, vorzugsweise vollständig überlappen, so dass vorzugsweise zwei oder mehrere von unterschiedlichen Zonen (11) in dem bereitgestellten Hologramm (1) bereitgestellte Motive (22) in Bezug auf die vorgegebene Referenzrichtung (42) in sich überschneidenden Oberflächenbereichen des bereitgestellten Hologramms (1) generiert werden.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die zur Berechnung der ein oder mehreren Phasenbilder (50) überlagerten zwei oder mehreren Zonen (11 ) sich in Bezug auf die vorgegebene
Referenzrichtung (42) sich nicht überlappen, so dass vorzugsweise zwei oder mehrere von unterschiedlichen Zonen (11) in dem bereitgestellten Hologramm (1) bereitgestellte Motive (22) in Bezug auf die vorgegebene Referenzrichtung (42) in getrennten Oberflächenbereichen des bereitgestellten Hologramms (1) generiert werden.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet , dass ein oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen (10) in ein oder mehreren der Zonen (11) zumindest entlang einer Referenzrichtung (42) eine von null verschiedene Krümmung aufweisen, insbesondere konvex oder konkav gekrümmt sind, oder eine lokale Krümmung aufweisen, wobei der der lokalen Krümmung zugeordnete Krümmungsradius insbesondere zwischen 5 mm und 50 mm, bevorzugt zwischen 10 mm und 30 mm, liegt.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Geometrie einer oder mehrerer der virtuellen Hologrammebenen (10) in einer oder mehrerer der Zonen (11 ) jeweils einer Mantelfläche eines
Zylindersegments entspricht oder einer Freiformfläche entspricht.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass ein oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen (10) in einer oder mehrerer der Zonen (11) einen vorbestimmten Krümmungsverlauf aufweisen, dass das virtuelle elektromagnetische Gesamtfeld (41) in den ein oder mehreren Zonen (11) jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern (40) ein oder mehrerer erster der ein oder mehreren virtuellen Modelle (20a) berechnet wird, so dass das bereitgestellte Hologramm (1) bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats (2) gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen (11 ) für einen Beobachter (70) und/oder für einen Sensor (71 ) teilweise oder vollständig erfassbar ist, insbesondere den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen (20a) zugeordnete ein oder mehrere erste Motive (22a) bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats (2) gemäß des
Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen (11 ) für den Beobachter (70) bzw. den Sensor (71 ) teilweise oder vollständig erfassbar werden. 25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet , dass die ein oder mehreren ersten Motive (22a) bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats (2) gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren
Zonen (11 ) für einen Beobachter (70) und/oder für einen Sensor (71 ) vollständig oberhalb und/oder unterhalb und/oder innerhalb der durch das Substrat (2) aufgespannten Ebene erfassbar ist, wobei der Abstand zwischen einem oder mehreren der ersten Motive (22a) und der durch das Substrat (2) aufgespannten Ebene vorzugsweise zwischen -30 mm und +30 mm liegt, bevorzugt zwischen -15 mm und +15 mm liegt, weiter bevorzugt zwischen -5 mm und +5 mm liegt, weiter bevorzugt zwischen -3 mm und + 3 mm liegt.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass zwei oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen (10) in einer oder mehrerer erster der Zonen (11a) einen unterschiedlichen Krümmungsverlauf und/oder eine unterschiedliche Ausrichtung gegenüber den Krümmungsverlauf und/oder der Ausrichtung in ein oder mehreren zweiten der Zonen (11 b) aufweisen, dass die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder (41) in den ein oder mehreren ersten und zweiten Zonen (11a, 11b) jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern (40) ein oder mehrerer erster oder zweiter der ein oder mehreren virtuellen Modelle (20a, 20b) berechnet wird, so dass das bereitgestellte Hologramm (1) bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats (2) gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren ersten oder zweiten Zonen (11a, 11b) oder bei Ausrichtung gemäß der Ausrichtung der ersten oder zweiten Zonen (11a, 11b) für einen Beobachter (70) und/oder für einen
Sensor (71 ) teilweise oder vollständig erfassbar ist.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder (41) in den ein oder mehreren ersten Zonen (11a) jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern (40) der ein oder mehreren ersten virtuellen Modelle (20a) berechnet wird und die virtuellen elektromagnetischen
Gesamtfelder (41 ) in den ein oder mehreren zweiten Zonen (1 1 b) jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern (40) der ein oder mehreren zweiten virtuellen Modelle (20b) berechnet wird, so dass den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen (20a) zugeordnete ein oder mehreren ersten Motiven (22a) bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats (2) gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren ersten Zonen (1 1 a) für einen
Beobachter (70) und/oder einen Sensor (71 ) teilweise oder vollständig erfassbar werden, und dass den ein oder mehreren zweiten virtuellen Modellen (20b) zugeordnete ein oder mehreren zweiten Motiven (22b) bei Verbiegung bzw.
Krümmung des Substrats (2) gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren zweiten Zonen (1 1 ) für einen Beobachter (70) und/oder einen
Sensor (71 ) teilweise oder vollständig erfassbar werden. 28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder (41 ) in den ein oder mehreren ersten Zonen (1 1 a) jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern (40) der ein oder mehreren ersten virtuellen
Modelle (20a) derart berechnet werden und/oder dass die virtuellen
elektromagnetischen Gesamtfelder (41 ) in den ein oder mehreren zweiten Zonen (1 1 b) jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen
Feldern (40) der ein oder mehreren zweiten virtuellen Modelle (20b) derart berechnet werden, dass ein erster Teil der den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen (20a) zugeordneten ein oder mehreren ersten Motive (22a) und/oder dass ein zweiter Teil der den ein oder mehreren zweiten virtuellen Modellen (20b) zugeordneten ein oder mehreren zweiten Motive (22b), bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats (2), insbesondere gemäß des
Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen (1 1 ), ersten Zonen (1 1 a) und/oder zweiten Zonen (1 1 b), für einen Beobachter (70) und/oder für einen
Sensor (71 ) erfassbar ist, und/oder im flachen beziehungsweise nicht verbogenen bzw. nicht gekrümmten Zustand des Substrats (2), insbesondere gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen (1 1 ), ersten Zonen (1 1 a) und/oder zweiten Zonen (1 1 b), für einen Beobachter (70) und/oder für einen Sensor (71 ) nicht, insbesondere teilweise, erfassbar ist, wobei vorzugsweise die ein oder mehreren ersten Motive (22a) ein erstes Gesamtmotiv umfassend den ersten Teil der ein oder mehreren ersten Motive (22a) generieren und/oder vorzugsweise die ein oder mehreren zweiten Motive (22b) ein zweites
Gesamtmotiv umfassend den zweiten Teil der ein oder mehreren zweiten
Motive (22b) generieren.
29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder (41 ) in den ein oder mehreren ersten Zonen (1 1 a) jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern (40) der ein oder mehreren ersten virtuellen
Modelle (20a) derart berechnet werden und/oder dass die virtuellen
elektromagnetischen Gesamtfelder (41 ) in den ein oder mehreren zweiten Zonen (1 1 b) jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen
Feldern (40) der ein oder mehreren zweiten virtuellen Modelle (20b) derart berechnet werden, dass den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen (20a) zugeordnete ein oder mehrere erste Motive (22a) und/oder dass den ein oder mehreren zweiten virtuellen Modellen (20b) zugeordnete ein oder mehrere zweite Motive (22b), insbesondere gemäß des Krümmungsverlaufs der ein oder mehreren Zonen (1 1 ), ersten Zonen (1 1 a) und/oder zweiten Zonen (1 1 b), für einen Beobachter (70) und/oder für einen Sensor (71 ), insbesondere bei
Beleuchtung mit nicht kollimierten Licht, bevorzugt bei diffuser Beleuchtung, nicht erfassbar sind, und/oder für einen Beobachter (70) und/oder für einen
Sensor (71 ), insbesondere bei Beleuchtung mit kollimierten Licht, bevorzugt bei Beleuchtung mit einer LED-Lampe, insbesondere bevorzugt bei Beleuchtung mit einer LED-Lampe eines Smartphones, erfassbar sind.
30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder (41) in den ein oder mehreren ersten Zonen (11a) jeweils basierend auf den virtuellen
elektromagnetischen Feldern (40) der ein oder mehreren ersten virtuellen
Modelle (20a) berechnet werden und die virtuellen elektromagnetischen
Gesamtfelder (41 ) in den ein oder mehreren zweiten Zonen (11 b) jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern (40) der ein oder mehreren zweiten virtuellen Modelle (20b) berechnet werden, so dass den ein oder mehreren ersten virtuellen Modellen (20a) zugeordnete ein oder mehreren ersten Motive (22a) bei Ausrichtung des Substrats (2) gemäß der Ausrichtung der ein oder mehreren ersten Zonen (11a) für einen Beobachter (70) und/oder einen Sensor (71 ) teilweise oder vollständig erfassbar werden, und dass die den ein oder mehreren zweiten virtuellen Modellen (20b) zugeordneten ein oder mehreren zweiten Motive (22b) bei Ausrichtung des Substrats (2) gemäß der Ausrichtung der ein oder mehreren zweiten Zonen (11 b) für einen
Beobachter (70) und/oder einen Sensor (71 ) teilweise oder vollständig erfassbar werden. 31.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass zwei oder mehrere der Zonen (11 ) jeweils einer der virtuellen
Hologrammebenen (10) zugeordnet sind und die virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder (41 ) in den ein oder mehreren Zonen (11 ) jeweils basierend auf den virtuellen elektromagnetischen Feldern (40) der ein oder mehreren Zonen (11 ) berechnet werden, so dass eines oder mehrere der virtuellen Modelle (20) bei Verkippung und/oder Drehung des Substrats (2) teilweise oder vollständig von einem Beobachter (70) und/oder von einem Sensor (71) als eine Abfolge von den einem oder mehreren virtuellen Modellen (20) zugeordneten ein oder mehreren Motiven (22) erfassbar sind, welche insbesondere einen parallaktischen
Bewegungseffekt oder einen orthoparallaktischen Bewegungseffekt oder eine Kombination aus einem parallaktischen Bewegungseffekt und einem
orthoparallaktischen Bewegungseffekt aufweisen.
32. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass in ein oder mehreren Zonen (11 ), insbesondere in allen Zonen (11 ), jeweils ein virtuelles elektromagnetisches Gesamtfeld (41) basierend auf der Summe zweier oder mehrerer, insbesondere aller, der virtuellen elektromagnetischen Felder (40) in der jeweiligen Zone (11 ) multipliziert mit einem oder mehreren virtuellen Referenzfeldern (43) einer oder mehrerer virtueller
Referenzlichtquellen (33) in den ein oder mehreren Zonen (11) berechnet wird.
33. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass ein oder mehrere der virtuellen Referenzfelder (43) eine nicht-isotrope Beleuchtung des virtuellen 2D-Modells und/oder des virtuellen 3D-Modells simulieren, insbesondere die Beleuchtung mit den den ein oder mehreren virtuellen Referenzfeldern (43) zugeordneten ein oder mehreren
Referenzlichtquellen (33) simulieren.
34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Propagationsrichtung ein oder mehrerer der virtuellen
Referenzfelder (43) einen Winkel zwischen 10° und 50°, insbesondere zwischen 15° und 45°, weiter bevorzugt zwischen 30° und 40°, zu der Flächennormalen oder zu der mittleren Flächennormale einer oder mehrerer der virtuellen
Hologrammebenen (10) aufweist und/oder der Strahlkegel ein oder mehrerer der virtuellen Referenzlichtquellen (33) einen Öffnungswinkel zwischen 0° und 45°, weiter bevorzugt zwischen 0° und 15°, aufweist und/oder ein oder mehrere der virtuellen Referenzlichtquellen (33) eine Beabstandung zu ein oder mehreren der virtuellen Hologrammebenen (10) zwischen 0,01 m und 10 m, bevorzugt zwischen 0,1 m und 2m, weiter bevorzugt zwischen 0,2 m und 1m, aufweisen.
35. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass ein oder mehrere Raumwinkelbereiche, insbesondere der gesamte
Raumwinkelbereich, in welchem eines oder mehrere der Motive (22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22j, 22k, 22I, 22m) von einem Beobachter (70) und/oder von einem Sensor (71 ) vollständig oder teilweise erfassbar sind, symmetrisch um die Flächennormale, insbesondere um die mittlere
Flächennormale, der Hologrammebene (10) angeordnet sind und insbesondere einen Winkelbereich von 0° bis 30°, bevorzugt einen Winkelbereich von 0° bis 20°, insbesondere bevorzugt einen Winkelbereich von 0° bis 15°, zu den
Flächennormalen, insbesondere zur der mittleren Flächennormale, aufspannen.
36. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass bei der Berechnung des Höhenprofils (60) des bereitgestellten
Hologramms (1) ein oder mehrere der Phasenbilder (50) in ein oder mehrere zugeordnete Höhenprofile (62) transformiert, insbesondere linear transformiert, werden, wobei insbesondere das Höhenprofil (60) des bereitgestellten
Hologramms (1) mittels Überlagerung und/oder Rasterung der den ein oder mehreren Phasenbildern (50) zugeordneten Höhenprofilen (62) berechnet wird. 37. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass ein oder mehrere der zugeordneten Höhenprofile (62) zur Bereitstellung des Hologramms (1) in ein Substrat (2) eingebracht werden, wobei die zugeordneten Höhenprofile (62) in dem Substrat (2) bevorzugt überlagert und/oder gerastert vorliegen.
38. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die zugeordneten Höhenprofile (62) und/oder das Höhenprofil (60) des bereitgestellten Hologramms (1) als Graustufenbild (61) kodiert werden bzw. wird, bei welchen bzw. dem die Grauwerte Höhenwerten, insbesondere normierten Höhenwerten, zugeordnet werden, welche vorzugsweise einen minimalen
Höhenwert von 0 und einen maximalen Höhenwert von 2π aufweisen.
39. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Differenz zwischen dem minimalen Höhenwert des in das Substrat (2) eingebrachten Höhenprofils (60) und dem maximalen Höhenwert des in das Substrat (2) eingebrachten Höhenprofils (62) einer optischen Wegdifferenz von der Hälfte oder einem Vielfachen der Hälfte einer Referenzwellenlänge entspricht, im Fall der Ausbildung des bereitgestellten Hologramms (1) als
Reflexionshologramm, oder dass die Differenz zwischen dem minimalen
Höhenwert des in das Substrat (2) eingebrachten Höhenprofils und dem
maximalen Höhenwert des in das Substrat (2) eingebrachten Höhenprofils einer optischen Wegdifferenz von einer Referenzwellenlänge oder einem Vielfachen einer Referenzwellenlänge entspricht, im Fall der Ausbildung des bereitgestellten Hologramms (1 ) als Transmissionshologramm.
40. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die zugeordneten Höhenprofile (62) und/oder das Höhenprofil (60) des bereitgestellten Hologramms (1) in das Substrat (2), insbesondere in ein
Substrat (2) aufweisend eine Photoresistschicht, mittels eines Verfahrens, ausgewählt aus: Laserstrahllithographie, Elektronenstrahllithographie,
eingebracht werden bzw. wird.
41. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,
dass die zugeordneten Höhenprofile (62) und/oder das Höhenprofil (60) des bereitgestellten Hologrannnns (1) in das Substrat (2) mittels eines
Replizierverfahrens, insbesondere mittels thermischer Replikation oder
UV-Replikation eingebracht werden bzw. wird.
42. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die zugeordneten Höhenprofile (62) und/oder das Höhenprofil (60) des bereitgestellten Hologramms (1) mittels der Verfahren Galvanik, Rekombination und Roll-to-roll Replikation in eine Folie, insbesondere in eine zumindest eine Metallschicht und/oder in eine zumindest eine transparente Schicht aufweisende Folie, eingebracht werden bzw. wird, wobei die Folie insbesondere eine HRI- Schicht aufweist.
43. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die zugeordneten Höhenprofile (62) und/oder das Höhenprofil (60) des bereitgestellten Hologramms (1) in einen Dünnschichtaufbau eingebracht werden bzw. wird, insbesondere in einen Fabry-Perot-Schichtaufbau eingebracht werden bzw. wird, wobei der Fabry-Perot-Schichtaufbau vorzugsweise zumindest eine erste semitransparente Absorberschicht, zumindest eine transparente
Abstandsschicht und zumindest eine zweite semitransparente Absorberschicht oder eine opake Reflexionsschicht aufweist.
44. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die erste semitransparente Absorberschicht eine Schichtdicke zwischen 5 nm und 10 nm aufweist und/oder aus Aluminium oder Chrom besteht.
45. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,
dass die transparente Abstandschicht eine Schichtdicke zwischen 300 nm und 600 nm aufweist und/oder aus S1O2 oder MgF2 besteht. 46. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die transparente Abstandschicht aus einer gedruckten Polymerschicht besteht, welche insbesondere mittels Tiefdruck, Schlitzgießen oder im Inkjet- Druck aufgebracht wird.
47. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die opake Reflexionsschicht eine Schichtdicke zwischen 5 nm und 50 nm aufweist.
48. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die zugeordneten Höhenprofile (62) und/oder das Höhenprofil (60) des bereitgestellten Hologramms (1) in bzw. auf ein opakes Substrat (2),
insbesondere in bzw. auf opake Papierdokumente oder in bzw. auf opake
Papierbanknoten eingebracht oder appliziert werden bzw. wird.
49. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die zugeordneten Höhenprofile (62) und/oder das Höhenprofil (60) des bereitgestellten Hologramms (1) in zumindest einen Fensterbereich,
insbesondere in bzw. auf zumindest einen Fensterbereich einer ID1 -Karte, oder in bzw. auf ein transparentes Substrat, insbesondere in bzw. auf eine transparente Polymerbanknote, eingebracht oder appliziert werden bzw. wird, wodurch das Höhenprofil (60) des Hologramms (1) zumindest bei Durchlichtbetrachtung erfassbar ist.
50. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die zugeordneten Höhenprofile (62) und/oder das Höhenprofil (60) des Hologramms (1 ) in das Substrat (2) durch Belichtung eines
Volumenhologrammmaterials eingebracht werden bzw. wird, wobei die zugeordneten Höhenprofile (60) und/oder das Höhenprofil (60) des
Hologramms (1) hierbei durch den Verlauf der Bragg-Ebenen des hierdurch generierten Volumenhologramms bestimmt werden bzw. wird.
51. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass in das Substrat (2) zusätzlich zu den zugeordneten Höhenprofilen (62) und/oder zum Höhenprofil (60) des Hologramms (1) das Höhenprofil zumindest einer weiteren optisch variablen Struktur (63) ausgewählt aus: einer diffraktiven Relief struktur, insbesondere eines Beugungsgitters, eines Kinegrams® und/oder eines Trustseals®, einer Beugungsstruktur nullter Ordnung, eines Blaze-Gitters, einer Mikrospiegelstruktur, einer isotropen oder anisotropen Mattstruktur, einer Mikrolinsenstruktur, eingebracht wird.
52. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die zugeordneten Höhenprofile (62) und/oder das Höhenprofil (60) des Hologramms (1) in ein oder mehrere erste Bereiche (2a) des Substrats (2) eingebracht werden bzw. wird und dass das Höhenprofil der zumindest einen weiteren optisch variablen Struktur (63) in ein oder mehrere zweite Bereiche (2b) des Substrats (2) eingebracht wird.
53. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet , dass zumindest ein oder mehrere der zweiten Bereiche (2b) ein oder mehrere der ersten Bereiche (2a) zumindest teilweise überlappen.
54. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die ein oder mehreren ersten Bereiche (2a) die ein oder mehreren zweiten Bereiche (2b) nicht überlappen, bevorzugt die ein oder mehreren ersten
Bereiche (2a) und die ein oder mehreren zweiten Bereiche (2b) benachbart zueinander angeordnet sind, weiter bevorzugt ineinander verschachtelt angeordnet sind und/oder einer der ersten oder zweiten Bereiche (2a, 2b) einen anderen der ersten oder zweiten Bereiche (2a, 2b) umschließt.
55. Sicherheitselement (1a), insbesondere hergestellt nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass das Sicherheitselement (1a) ein Substrat (2) aufweist, in welches das Höhenprofil (60) eines Hologramms (1) eingebracht ist, welches aus ein oder mehreren Phasenbildern (50) berechnet ist, wobei die ein oder mehreren
Phasenbilder (50) aus einem oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Gesamtfeldern (41 ) in einer oder mehreren Zonen (11 ) ein oder mehrerer virtueller Hologrammebenen (10) berechnet sind, wobei jedes der virtuellen elektromagnetischen Gesamtfelder (41 ) basierend auf der Summe zweier oder mehrerer virtueller elektromagnetischer Felder (40) in den jeweiligen ein oder mehreren Zonen (11) berechnet ist, wobei die zwei oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Felder (40) jeweils ausgehend von zumindest einer virtuellen Lichtquelle (30) berechnet sind, wobei eine oder mehrere der virtuellen Lichtquellen (30) auf einem oder mehreren Teilbereichen der Oberfläche (21) eines oder mehrerer virtueller Modelle (20) angeordnet ist, wobei eine oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen (10) vor und/oder hinter einem oder mehreren der virtuellen Modelle (20) angeordnet sind und/oder eine oder mehrere der virtuellen Hologrammebenen (10) eines oder mehrere der virtuellen
Modelle (20) schneiden.
56. Sicherheitselement (1a) nach Anspruch 55,
dadurch gekennzeichnet ,
dass eines oder mehrere der virtuellen Modelle (20) bei Verkippung und/oder Drehung des Substrats (2) teilweise oder vollständig von einem Beobachter (70) und/oder von einem Sensor (71) als eine Abfolge von den einem oder mehreren virtuellen Modellen (20) zugeordneten ein oder mehreren Motiven (22) erfassbar sind, wobei ein oder mehrere der Motive (22) unterschiedliche oder gleiche Bewegungsgeschwindigkeiten und/oder unterschiedliche oder gleiche
Bewegungsrichtungen aufweisen, wobei der Abstand zwischen einem oder mehreren der Motiven (22), insbesondere der geometrischen Schwerpunkte eines oder mehrerer der Motiven (22), und der durch das Substrat (2) aufgespannten Ebene vorzugsweise zwischen -30 mm und +30 mm liegt, bevorzugt zwischen - 15 mm und +15 mm liegt, weiter bevorzugt zwischen -5 mm und +5 mm liegt, weiter bevorzugt zwischen ±3 mm liegt.
57. Sicherheitselement (1a) nach einem der Ansprüche 55 bis 56,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die ein oder mehreren der virtuellen Modelle (20) zugeordneten ein oder mehreren Motive (22) teilweise oder vollständig von einem Beobachter (70) und/oder von einem Sensor (71) aus unterschiedlichen Beobachtungsrichtungen erfassbar sind, wobei sich die Motive (22) bei Beobachtung aus den
unterschiedlichen Beobachtungsrichtungen zu einem Raster aus Punkten oder aus Streifen, insbesondere einem linearen Barcode oder einem 2D Barcode, bevorzugt einem QR-Code, zusammensetzen, wobei einer oder mehrere der Punkte oder einer oder mehrere der Streifen jeweils in unterschiedlichen
Abständen zu der durch das Substrat (2) aufgespannten Ebene angeordnet sind, insbesondere oberhalb und/oder unterhalb und/oder innerhalb der durch das Substrat (2) aufgespannten Ebene angeordnet ist.
58.Sicherheitselement (1a) nach einem der Ansprüche 55 bis 57,
dadurch gekennzeichnet ,
dass ein oder mehrere Motive (22), welche jeweils einem der virtuellen
Modelle (20) zugeordnet sind, von einem Sensor (70) und/oder einem
Beobachter (71) des bereitgestellten Hologramms (1) erfassbar sind.
59. Sicherheitselement (1a) nach einem der Ansprüche 55 bis 58,
dadurch gekennzeichnet ,
dass ein oder mehrere Motive einer ersten Menge von Motiven (22c) bei einer flachen oder nichtgekrümmten Anordnung des Substrats (2) für einen
Beobachter (70) und/oder einen Sensor (71 ) erfassbar sind und/oder dass ein oder mehrere Motive einer zweiten Menge von Motiven (22d) bei Verbiegung bzw. Krümmung des Substrats (2) gemäß des Krümmungsverlaufs der bzw. einer der virtuellen Hologrammebenen (10) in der bzw. in einer der Zonen (11 ) teilweise oder vollständig für einen Beobachter (70) und/oder Sensor (71 ) erfassbar sind, wobei die Motive der ersten Menge von Motiven (22c) und die Motive der zweiten Menge von Motiven (22d) teilweise oder vollständig unterschiedlich sind. 60. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 55 bis 59,
dadurch gekennzeichnet ,
dass ein oder mehrere Motive einer dritten Menge von Motiven (22e) bei
Verkippung und/oder Drehung des Substrats (2) teilweise oder vollständig einen von einem Beobachter (70) und/oder von einem Sensor (71) erfassbaren parallaktischen Bewegungseffekt bereitstellen, und/oder dass ein oder mehrere Motive einer vierten Menge von Motiven (22f) bei Verkippung und/oder Drehung des Substrats (2) einen von einen Beobachter (70) und/oder von einem
Sensor (71) erfassbaren orthoparallaktischen Bewegungseffekt bereitstellen, wobei die Motive der dritten Menge von Motiven (22e) und die Motive der vierten Menge von Motiven (22f) teilweise oder vollständig unterschiedlich sind.
61.Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 55 bis 60,
dadurch gekennzeichnet ,
dass ein oder mehrere Motive einer fünften Menge von Motiven (22g) die gleichen räumlichen Abstände oder unterschiedliche räumliche Abstände zu ein oder mehreren Motiven einer sechsten Menge von Motiven (22h) aufweist, wobei die Motive der fünften Menge von Motiven (22g) und die Motive der sechsten Menge von Motiven (22h) teilweise oder vollständig unterschiedlich sind.
62. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 55 bis 61,
dadurch gekennzeichnet ,
dass sich ein oder mehrere Motive einer siebten Menge von Motiven (22i) und/oder ein oder mehrere Motive einer achten Menge von Motiven (22j) untereinander bzw. gegenseitig vollständig oder teilweise überlappen und/oder vollständig oder teilweise räumlich voneinander getrennt sind, wobei die Motive der siebten Menge von Motiven (22i) und die Motive der achten Menge von Motiven (22j) teilweise oder vollständig unterschiedlich sind.
63. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 55 bis 62,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die einem oder mehreren der virtuellen Modelle (20) zugeordneten ein oder mehreren Motive (22) bei senkrechter Betrachtung der durch das Substrat (2) aufgespannten Ebene weiß erscheinen, bei einem Betrachtungswinkel von 30° bis 34° bezüglich des Einfallswinkels des Lichts bei einer Wellenlänge von 440 nm bis 460 nm in der Farbe Blau erfassbar ist, bei einem Betrachtungswinkel von 38° bis 42° bezüglich des Einfallswinkels des Lichts bei einer Wellenlänge von 530 nm bis 550 nm in der Farbe Grün erfassbar ist und/oder bei einem Betrachtungswinkel von 49° bis 53° bezüglich des Einfallswinkels des Lichts bei einer Wellenlänge von 640 nm bis 660 nm in der Farbe Rot erfassbar ist. 64. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 55 bis 63,
dadurch gekennzeichnet , dass sich die Farbe der ein oder mehrerer virtuellen Modelle (20) zugeordneten ein oder mehreren Motive (22) bei Verkippung und/oder Drehung des
Substrats (2) verändert. 65. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 55 bis 64,
dadurch gekennzeichnet ,
dass sich die einem oder mehreren der virtuellen Modelle (20) zugeordneten ein oder mehreren Motive (22) aus zumindest einem roten Motiv (22k) eines dritten virtuellen Modells (20c), aus zumindest einem grünen Motiv (22I) eines vierten virtuellen Modells (20d) und/oder aus zumindest einem blauen Motiv (22m) eines fünften virtuellen Modells (20e) zu einem Echtfarbenbild zusammensetzen.
66. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 55 bis 65,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Intensitäten des zumindest einen roten, des zumindest einen grünen und/oder des zumindest einen blauen Motivs (22k, 221, 22m) der entsprechend zugeordneten ersten, zweiten bzw. dritten virtuellen Modelle (20c, 20d, 20e) jeweils gemäß des Verlaufs des Spektrums des einfallenden Lichtes und/oder des Verlaufs der Antwortfunktion des menschlichen Auges gewichtet werden.
67. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 55 bis 66,
dadurch gekennzeichnet ,
dass ein oder mehrere der Motive (22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22j, 22k, 221, 22m) ausgewählt sind aus: Buchstaben, Porträts, Bilder,
alphanumerische Zeichen, Schriftzeichen, geometrischen Freiformen, Quadraten, Dreiecken, Kreisen, gekrümmten Linien, Umrissen.
68. Sicherheitsdokument (1b), welches zumindest ein nach einem der Ansprüche 1 bis 54 hergestelltes Sicherheitselement (1a) aufweist und/oder ein
Sicherheitselement (1 a) gemäß einem der Ansprüche 55 bis 67 aufweist.
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