EP3856534A1 - Optisch variables element, sicherheitsdokument, verfahren zur herstellung eines optisch variablen elements, verfahren zur herstellung eines sicherheitsdokuments - Google Patents

Optisch variables element, sicherheitsdokument, verfahren zur herstellung eines optisch variablen elements, verfahren zur herstellung eines sicherheitsdokuments

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Publication number
EP3856534A1
EP3856534A1 EP19773814.9A EP19773814A EP3856534A1 EP 3856534 A1 EP3856534 A1 EP 3856534A1 EP 19773814 A EP19773814 A EP 19773814A EP 3856534 A1 EP3856534 A1 EP 3856534A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pixels
structures
virtual
pixel array
optically variable
Prior art date
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Pending
Application number
EP19773814.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Corrado Fraschina
Sebastian Mader
Harald Walter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OVD Kinegram AG
Original Assignee
OVD Kinegram AG
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Filing date
Publication date
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Application filed by OVD Kinegram AG filed Critical OVD Kinegram AG
Publication of EP3856534A1 publication Critical patent/EP3856534A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/324—Reliefs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
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    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/328—Diffraction gratings; Holograms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
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    • B42D25/355—Security threads
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens

Definitions

  • Optically variable element Security document Process for producing an optically variable element, Process for producing one
  • the invention relates to an optically variable element, in particular a
  • Security elements are used to protect against counterfeiting
  • Security documents such as banknotes, passports, check cards, visas, credit cards, certificates and / or similar value or
  • optically variable effects provided by the security elements can be detected easily and unambiguously by other laypersons without further technical aids or by means of further technical aids, such as cameras, the layperson with as little effort as possible to ensure the authenticity of one such
  • Security document equipped security document can prove and manipulative interventions on the security document and / or fake
  • Diffractive structures and thin-film layer elements are often used as security elements. Here diffractive structures show depending on
  • Thin-film layer elements are characterized by a defined one Color change effect.
  • security elements due to their widespread use and the resulting habituation effect, such security elements are hardly considered by laypersons.
  • Such a security element is known, for example, from document DE 10 2004 016 596 A1.
  • the present invention is therefore based on the object of an improved optically variable element, a security document comprising one or more improved optically variable elements, a method for producing an improved optically variable element and a method for producing a security document comprising one or more improved optically variable elements to provide.
  • the improved optically variable element provides a particularly memorable optically variable effect.
  • optically variable element in particular a security element and / or a decorative element, preferably for security documents, wherein the optically variable element has at least one pixel array comprising two or more pixels, one or more pixels of the two or more pixels of the at least one a pixel array has one or more structures, and one or more structures of the one or more structures incident
  • Imaging, bending and / or scattering electromagnetic radiation in one or more solid angles are further achieved by a security document, in particular comprising one or more optically variable elements.
  • the object is further achieved by a method for producing an optically variable element, preferably a security element and / or one
  • Decorative element preferably for security documents, which is characterized by the following steps: Provision of at least one virtual pixel array comprising two or more virtual pixels,
  • Security document in particular comprising one or more layers, preferably comprising one or more optically variable elements, one or more optically variable elements as a laminating film and / or as an embossing film on the security document and / or on one or more layers of the
  • Security document are applied and / or introduced into the security document and / or into one or more layers of the one or more layers of the security document.
  • Such an optically variable element is distinguished by the fact that it preferably comprises at least one pixel array, the at least one pixel array having structures comprising two or more pixels, wherein in particular each pixel images, diffracts and / or scatters incident light into predetermined solid angles.
  • the size of the predetermined solid angle preferably determines the optically detectable appearance of the at least one pixel array.
  • the direction of the outgoing light imaged, diffracted and / or scattered by the structures can be predetermined with high precision.
  • the optically variable element generates optical movement effects which can be detected by a viewer and / or sensor and which have excellent detectability on account of the high brightness, intensity and brilliance of the corresponding appearance.
  • one or more structures of the one or more structures incident electromagnetic radiation into one or more Map the solid angle achromatically, bend and / or scatter.
  • the structures are in particular designed such that they do not reflect incident electromagnetic radiation into one or more solid angles, such as micromirrors or microfacets.
  • solid angle usually means in particular the area of a partial area A of a spherical surface of a sphere, which is preferably divided by the square of the radius R of the sphere.
  • the solid angle is given in particular in the dimensionless unit steradian.
  • the entire solid angle preferably corresponds to the surface of the unit sphere
  • numerical values for the solid angle in which the structures in the pixels represent, diffract and / or scatter light are preferably defined for light incident perpendicularly to the structures, the numerical values of the solid angle preferably reflecting the direction of the light cone in relation to the vertical z-axis specify.
  • Opening angle means in particular the width of the light cone in relation to the straight line in the center of the light cone.
  • the direction of the light cone with respect to an axis, in particular the x or y axis, preferably depends on the optical effect targeted in each case, the x axis and the y axis preferably being oriented perpendicular to one another, in particular in one plane , which is spanned by the x-axis and the y-axis, are aligned at an angle of 90 ° to one another.
  • the at least one pixel array is a one-dimensional
  • optically variable element and / or the security document comprise one or more layers, in particular the at least one
  • optically variable element and / or the substrate comprising the at least one pixel array may be embedded between two layers, in particular two further layers.
  • One or more layers of the one or more further layers are preferred as protective layers,
  • Adhesion promoter layers or adhesion promoter layers, adhesive layers, barrier layers, decorative layers, reflection layers, conductive layers are formed.
  • the layers can be arranged detachably or non-releasably on a carrier substrate (for example made of polyester, in particular PET).
  • a carrier substrate for example made of polyester, in particular PET.
  • One or more layers are preferably metallic layers, which are preferably not provided over the entire area, but only partially in the optically variable element and / or the security document.
  • the metallic layers are in particular opaque, translucent or
  • the metallic layers preferably comprise different metals, which have different, in particular significantly different, reflection spectra and / or transmission spectra, preferably distinguishable from a viewer and / or sensor.
  • the metal layers preferably comprise one or more of the metals: aluminum, copper, gold, silver, chromium, tin, and / or one or more alloys of these metals.
  • the partially provided metallic layers are preferably rasterized and / or configured with locally different layer thicknesses.
  • a grid can in particular be regular or fractal or irregular, in particular stochastic, and can vary in design in some areas.
  • one or more metal layers of the metal layers are preferably structured in a pattern in such a way that they comprise one or more image elements in which the metal of the metal layer is provided and comprise a background area in which the metal of the metal layers is not provided or vice versa.
  • the image elements can preferably be in the form of alphanumeric characters, but also motifs, patterns, graphics and complex representations of objects.
  • one or more of the layers comprise one or more
  • Color layers especially glazing colors.
  • These color layers are, in particular, color layers which are applied by means of a printing process and which have one or more dyes and / or pigments which are preferably incorporated in a binder matrix.
  • the color layers, in particular colors can be transparent, clear, partially scattering, translucent, non-transparent, and / or opaque.
  • one or more of the layers can have, in addition to the at least one pixel array, one or more optically active relief structures, which are preferably each in at least one surface of a lacquer layer, preferably a replicated lacquer layer.
  • Relief structures of this type are, in particular, 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.
  • the relief structures are further preferably isotropic and / or anisotropic scattering matt structures, blaze gratings and / or relief structures acting essentially in reflection and / or in transmission, such as, for example, microlenses, microprisms or micromirrors.
  • the additional optically active relief structures can in particular either be arranged horizontally adjacent to the at least one pixel array and / or vertically above and below the at least one pixel array in further layer planes.
  • Isotropic intensity distribution is understood in particular to mean an intensity distribution whose radiation power is the same over all solid angles. “Anisotropic intensity distribution” means in particular an intensity distribution whose radiation power differs from at least a first solid angle from at least a second solid angle.
  • one or more of the layers can have one or more
  • liquid crystal layers which, on the one hand, generate an incident light that is dependent on the polarization of the incident light and preferably, on the other hand, a wavelength-selective reflection and / or transmission depending on the alignment of the liquid crystals.
  • HRI layer in particular a layer with a high
  • Refractive index understood, which, for example, completely or partially Ti0 2 or ZnS consists of or a vapor-deposited layer of at least one metal oxide, metal sulfide, titanium dioxide, and / or other substances and / or
  • an HRI layer has a layer thickness of 10 nm to 150 nm.
  • the “HRI layer” can in particular be present over the entire area or partially.
  • the one or more structures of the one or more structures and / or the at least one pixel array are preferably introduced into a thin-layer structure, in particular into a Fabry-Perot layer structure.
  • the thin-layer structure is preferred on the one or more structures and / or on the
  • such a Fabry-Perot layer structure in particular at least in regions, has at least one first semi-transparent absorber layer, at least one transparent spacer layer and at least one second semi-transparent absorber layer and / or an opaque reflection layer.
  • Thin-film structure is understood to mean, in particular, a structure made of thin-film elements, which generates a viewing angle-dependent color shift effect, based on an arrangement of layers that have an optical thickness in the
  • Interference layer with a refractive index n and a thickness d is preferably calculated using the following equation:
  • l is the wavelength of the light or the fields
  • m is an integer.
  • These layers preferably comprise one Spacer layer, in particular arranged between an absorption layer and a reflection layer.
  • “Semitransparent” is understood in particular to mean 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 50 nm.
  • the absorber layer preferably has aluminum, silver, copper, tin, nickel, inconel, titanium and / or chromium. In the case of aluminum and chromium, the first semi-transparent absorber layer preferably has a layer thickness between 5 nm and 15 nm.
  • the transparent spacer layer preferably has a layer thickness between 100 nm and 800 nm, in particular between 300 nm and 600 nm.
  • Spacer layer preferably consists of organic material, in particular of polymer, and / or of inorganic Al2O3, S1O2 and / or MgF2.
  • the transparent spacer layer further preferably consists of a printed polymer layer, which is applied in particular by means of gravure printing, slot casting or inkjet printing.
  • “Opaque” means in particular that no light in the infrared, visible and / or ultraviolet wavelength range or only a negligible amount of light in the infrared, visible and / or ultraviolet
  • Wavelength range in particular less than 10%, more preferably less than 5%, particularly preferably less than 2%, is transmitted through a substrate, in particular one or more layers of the one or more layers. It is possible for each pixel of the two or more pixels of the at least one pixel array to be assigned one or more structures of the one or more structures, the one or more structures assigned to a pixel imaging, diffracting and diffracting into one or more predetermined solid angles / or scatter, in particular one direction, preferably a predetermined direction, is assigned to each of the one or more predetermined solid angles.
  • one or more structures of the one or more structures and / or one or more assigned structures of the one or more assigned structures into one or more solid angles of the one or more solid angles and / or one or more predetermined solid angles of the one or Imaging, bending and / or scattering a plurality of predetermined solid angles, which differ in particular from one another, one or more being arranged on a sphere arranged around a pixel, in particular a unit sphere with a
  • Solid angle one or more, in particular the same or different types,
  • Form shapes which are preferably selected from: circular area, elliptical area, triangular area, square area, rectangular area, polygonal area, circular area.
  • one or more forms of the one or more forms are open or closed and / or consist of one or more partial forms, in particular at least two partial forms being connected to one another or superimposed.
  • One or more or all solid angles are preferably one or more solid angles and / or one or more or all predetermined ones
  • Widening or the opening angle of one or more or all solid angles is preferably at most 20 °, more preferably at most 15 °, particularly preferably at most 10 °.
  • the area with the 3D effect and / or the movement effect is preferably in the form of a motif, a pattern, a graphic or a complex representation of objects, for example in the form of an icon, of letters,
  • Denomination marks or the like trained.
  • the combination of a satin-matt and high-gloss appearance visually enhances the high-gloss 3D effect, for example by designing shadows as sub-areas that appear to be silk-matt in the high-gloss area.
  • CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor
  • CCD Charge-Coupled Device
  • Structures assigned to the pixel array are designed such that they provide optically variable information, in particular one or more 3D effects and / or movement effects, preferably achromatic or
  • one or more structures of the one or more structures and / or one or more pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array comprising one or more assigned structures of the one or more assigned structures are two or more groups of structures and / or two or assigned to several groups of pixels, in particular the groups of the two or more groups of structures and / or the groups of the two or more groups of pixels differing from one another.
  • two or more groups of structures of the two or more groups of structures and / or two or more groups of pixels of the two or more groups of pixels to emit electromagnetic radiation, in particular incident electromagnetic radiation, in the same or
  • two or more groups of structures of the two or more groups of structures and / or two or more groups of pixels of the two or more groups of pixels provide an optical variable information comprising a 3D effect.
  • electromagnetic radiation especially incident electromagnetic radiation
  • the at least one pixel array has a curvature other than zero in at least one direction in at least one direction.
  • “Curvature” means 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 distance of a sufficiently short curve section or curve course.
  • the curvature of a straight line is zero everywhere.
  • a circle with a radius R has the same everywhere
  • Curvature namely 1 / R.
  • the curvature changes from curve point to curve point.
  • the curvature changes from
  • Curve point to curve point continuously so that the curves in particular have no kinks and / or discontinuities.
  • the curvature of a curve at point P thus indicates how strongly the curves of the immediate vicinity of point P deviate from a straight line.
  • the amount of curvature is called 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 tangential point P and / or in a local environment of the
  • Tangential point P represents the best approximation.
  • a curve is, for example, the two-dimensional surface and / or a segment of a sphere or one
  • At least one lateral dimension of one or more pixels of the two or more pixels in the at least one pixel array is preferably between 5 pm and 500 pm, preferably between 10 pm and 300 pm, more preferably between 20 pm and 150 pm. It is possible that one or more lateral dimensions of one or more pixels of the two or more pixels in the at least one pixel array in one or more spatial directions in the at least one pixel array, in particular at least in regions, periodically, non-periodically, pseudorandomly and / or accidentally vary.
  • Random variation is understood in particular to mean that the distribution on which the variation, in particular the values associated with the variation, is based is preferably a random distribution.
  • Pseudo-random variation is understood in particular to mean that the distribution on which the variation, in particular the values associated with the variation, is based is preferably a pseudo-random distribution.
  • Periodic variation is understood in particular to mean that the variation, in particular the values associated with the variation, preferably occurs regularly, in particular at regular spatial and / or temporal intervals,
  • a non-periodic variation is understood in particular to mean that the variation, in particular the values associated with the variation, preferably does not repeat regularly, in particular at regular spatial and / or temporal intervals.
  • One or more pixels of the two or more pixels are preferably arranged in the at least one pixel array, in particular at least in regions, periodically, non-periodically, randomly and / or pseudorandomly in the at least one pixel array. It is possible for the pixels in the pixel array to form a tiling.
  • the tiling is preferably a gapless and overlap-free one Coverage of a plane by uniform or different partial areas - here in particular the pixels - understood.
  • the partial areas or pixels can in particular have complex outline shapes.
  • the tiling advantageously has no periodicity, but is in particular aperiodic.
  • the tiling preferably represents a Penrose tiling.
  • the tiling is preferably constructed from vector-like flat, in particular elongated, pixels.
  • the shape of the elongated pixels can in particular have straight outer edges, at least in parts, but it can preferably also be in the form of a free form.
  • Such vector-like flat pixels preferably have
  • the corner has a curve radius of at least 2 miti, preferably at least 5 miti, in particular at least 10 miti.
  • the curve radius should in particular be at most 300 miti, preferably at most 200 miti, in particular at most 100 miti.
  • Circular paths or circular path segments arranged. Those are preferred.
  • Circular path segments designed, in particular a gapless
  • a quasi-continuous movement sequence of a single point can be preferred for a viewer , for example a fine-line movement.
  • points visible to a viewer to form a pattern, motif, symbol, icon, image, alphanumeric characters, free form, square, circle, rectangle or polygon a motion sequence along a curve, a curve segment, a circular path or a circular path segment can be achieved.
  • one or more structures of the one or more structures can have a limited maximum structure depth
  • limited maximum structure depth in particular less than 15 miti, preferably less than 10 miti, more preferably less than or equal to 7 miti, even more preferably less than or equal to 4 miti, particularly preferably less than or equal to 2 miti.
  • one or more structures of the one or more structures are designed such that the limited maximum structure depth of the one or more structures for more than 50% of the pixels, in particular for more than 70% of the pixels, preferably for more than 90% of the pixels, of the at least one pixel array is less than or equal to 15 miti, in particular less than or equal to 7 miti, preferably less than or equal to 2 miti.
  • One or more structures of the one or more structures are preferably designed such that the limited maximum structure depth of the one or more structures for all pixels of the at least one pixel array is less than or equal to 15 miti, in particular less than or equal to 7 miti, preferably less than or equal to 2 miti.
  • Structures are different from each other or similar or the same or identical. Furthermore, it is possible for one or more structures of the one or more structures to be in the form of achromatic diffractive structures, preferably in the form of blaze gratings, in particular linear blaze gratings, in particular the
  • Lattice period of the achromatic diffractive structures is greater than 3 miti, preferably greater than 5 miti, and / or wherein in particular more than 70% of the pixels, more preferably more than 90% of the pixels, particularly preferably each pixel, the two or more pixels of the at least a pixel array comprises at least two grid periods.
  • the grating period is preferably defined together with the grating depth and the orientation of the grating in the x / y plane, into which spatial angle the grating present in the respective pixel diffracts achromatic light, in particular incident light.
  • the orientation of the grid in the x / y plane is also preferred as
  • the achromatic diffractive structures in one or more pixels of the two or more pixels in the at least one pixel array are overlaid with further microstructures and / or nanostructures, in particular linear grating structures, preferably cross-grating structures, more preferably sub-wavelength grating structures. It is possible that one or more structures of the one or more structures act as convex or concave microlenses and / or subregions of microlenses, in particular as reflective microlenses and / or subregions of
  • Microlenses are formed, the focus length of the one or more structures being in particular between 0.04 mm to 5 mm, in particular 0.06 mm to 3 mm, preferably 0.1 mm to 2 mm, and / or in particular the focus length in a direction X and / or Y through the equation
  • Dc is the respective lateral dimension of one or more pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array in the direction X or in the direction Y and fc, g is the respective solid angle is in the X direction or in the Y direction, in which the one or more structures emit, diffuse and / or scatter electromagnetic radiation.
  • one or more structures of the one or more structures are designed as a cylindrical lens, in particular a focal length of the one or more structures being infinitely large.
  • one or more structures of the one or more structures to be designed as Fresnel microlens structures, in particular reflective Fresnel microlens structures, the grating lines of the Fresnel microlens structures in particular being designed as curved grating lines and / or having grating lines with varying grating periods and / or in particular each pixel of the two or more pixels of the at least one pixel array, preferably in at least one spatial direction, comprises at least two grid periods.
  • exactly one virtual field source is preferably assigned to each pixel depending on the associated solid angle and the lateral dimension of the pixel.
  • the virtual field source emits in particular a virtual spherical wave.
  • the phase image of the virtual electromagnetic field emitted by the virtual field source is preferably calculated in the area of the pixel and is preferably converted linearly into a virtual structure profile, a phase value of 0 corresponding in particular to the minimum structure depth and a phase value of 2 * Pi to the maximum virtual structure depth.
  • variants listed above are binary for one or more or all of the structures of the one or more structures
  • microstructures in particular have a base area and one or more structural elements, each of which preferably has an element surface which is raised or recessed relative to the base area and preferably has a flank arranged between the element surface and the base area, in particular the base area of the microstructure spanned by coordinate axes x and y Base plane defined, wherein preferably the element surfaces of the structural elements each run essentially parallel to the base plane and wherein preferably the element surfaces of the structural elements and the base surface are spaced in a direction running perpendicular to the base plane in the direction of a coordinate axis z, in particular with a first distance h, which is preferably chosen such that in particular by interference of the light reflected on the base surface and the element surfaces in the incident light and / or in particular by interference of the by di e element surfaces and the base surface of transmitted light in transmitted light a second color is generated in the one or more first zones.
  • the second color is preferably generated in the direct reflection or transmission, and in particular the complementary first color in the first or higher orders.
  • the first color can be yellow and the second color can be blue, or the first color can be green and the second color can be red.
  • the first distance h is preferably between 150 nm and 1000 nm, more preferably between 200 nm to 600 nm.
  • the first distance is preferably between 300 nm and 4000 nm, more preferably between 400 nm to 2000 nm.
  • the one to be set The first distance depends in particular on the refractive index of the material, which is preferably located between the two planes. A sufficient constancy of the structure height or of the first distance is preferably advantageous or expedient for achieving a color impression that is as uniform as possible. This first distance preferably varies in one
  • Structural element to the next is either the first distance or an integer multiple of the first distance.
  • One or more or all of the structures of the one or more structures are preferably less preferably in the form of micromirrors and / or microprisms which preferably reflect light achromatically, in particular not as
  • one or more or all of the structures of the one or more structures are incidentally reflecting light.
  • one or more structures of the one or more structures to have a number of at least 2 surveys, in particular at least 3
  • Elevations preferably have at least 4 elevations, preferably per pixel.
  • more than 70% of the pixels, in particular more than 90% of the pixels, of the two or more pixels in the at least one pixel array to have one or more structures of the one or more structures which have a number of at least 2 elevations, in particular have at least 3 elevations, preferably at least 4, preferably per pixel.
  • one or more structures of the one or more structures, in particular in one or more pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array as chromatic grating structures, in particular as linear grids, preferably as linear grids with a sinusoidal profile, and / or nanotext and / or mirror surfaces.
  • one or more structures of the one or more structures to be in the form of a sub-wavelength grating, in particular a linear one
  • Sub-wavelength gratings and / or as moth-eye-like structures are formed, the grating period of the sub-wavelength gratings, in particular the linear sub-wavelength gratings and / or the moth-eye-like structures, preferably being less than 450 nm and / or in particular at least one such pixel array being one for one Viewable optically variable effect,
  • One or more structures of the one or more structures are preferably provided with a metal layer and / or absorb incident ones
  • one or more structures of the one or more structures have an HRI layer, wherein in particular the two or more pixels of the at least one pixel array can be detected in color by a viewer in reflection.
  • At least one Pixel array in particular one or more pixels, is isotropically white, preferably isotropically achromatic, can be detected in reflection for a viewer.
  • one or more structures of the one or more structures to bend when the element and / or the at least one is bent
  • pixel array an optically variable effect, in particular a first motif being detectable in a non-bent state of the element and / or the at least one pixel array and a second motif being detectable in a bent state of the element and / or the at least one pixel array.
  • the motifs when viewed or captured by a viewer and / or a sensor, can take the form of one or more letters, portraits, landscapes or buildings, images, bar codes, QR codes, alphanumeric characters, characters, geometric free forms, Squares, triangles, circles, curved lines and / or outlines or the form of combinations of one or more of the above shapes.
  • Freeform means in particular an open or closed two-dimensional surface in a three-dimensional space, which is flat or curved in at least one direction.
  • a saddle surface or a curved circular surface are, for example, open free-form surfaces.
  • the one or more motifs can be composed and / or superimposed on one or more patterns, the patterns preferably having a geometry and / or shape, which in particular are selected or combined 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 pattern, Pseudo-random patterns, amount of almond bread, in particular fractal or apple man, the patterns in particular overlapping and / or supplementing one another.
  • the patterns preferably having a geometry and / or shape, which in particular are selected or combined 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 pattern, Pseudo-random patterns, amount of
  • the security document preferably has one or more optically variable elements in one or more areas, in particular in one or more strip-like areas, preferably in one or more thread-like areas.
  • Individual optically variable elements can in particular be spaced apart from one another and preferably non-optically variable regions can be arranged between the optically variable elements.
  • one or more areas of the one or more areas each comprising one or more optically variable elements in the form of strips and / or patches.
  • one or more optically variable elements are preferably arranged at least partially overlapping along an area normal vector spanned by the security document.
  • each pixel of the two or more pixels of the at least one pixel array comprises one or more structures, in particular imaging, diffractive and / or scattering structures, in particular microstructures, with incident light, such structures, preferably very efficiently, in or depict, bend and / or scatter a plurality of predetermined solid angles, the one or more predetermined solid angles, in particular focused on a point in space, such a point being a focus point, for example.
  • one or more predetermined solid angles are preferably the one or more
  • Solid angles are designed in such a way that the microstructures comprised by the pixels map, diffract and / or scatter incident light into these predetermined solid angles, preferably one or more effects, in particular one or more static or variable optical effects, being generated.
  • one or more pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array to generate a predetermined 3D object that can be detected by a viewer or a sensor, preferably different groups of one or more pixels of the two or more pixels of the at least one depict and diffract a pixel array comprising one or more structures of the one or more structures, in particular comprising one or more different structures, incident light into one or more, in particular different, predetermined solid angles of the one or more predetermined solid angles, preferably one or more solid angles / or sprinkle.
  • one or more predetermined solid angles of the one or more predetermined solid angles which in particular are assigned to one or more pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array, preferably correlate with a local curvature of a 3D object that extends at least in one spatial direction.
  • the 3D object which is virtually recognizable for an observer, in particular comprises a plurality of light points, which are preferred have falling light, which was preferably imaged as incident light from the one or more structures of the one or more structures, diffracted and / or scattered.
  • a light point is preferably assigned to each pixel of the two or more pixels of the at least one pixel array and / or generates a light point, one or more light points of the plurality of light points in particular overlapping one another, preferably not overlapping one another.
  • One or more or all of the structures of the one or more structures are preferably calculated by means of one or more computers, in particular comprising at least one processor and at least one memory, preferably comprising at least one graphics processor and at least one memory.
  • the overall effect for example the virtual 3D object or the achromatic movement effect, is not calculated overall or together.
  • the respective structure is preferably calculated separately for each pixel, which images, diffracts and / or scatters the light achromatically in the predetermined direction.
  • Each pixel essentially acts independently of the other pixels.
  • the interaction according to the invention of the optical effect of all pixels of the at least one pixel array preferably results in the desired overall effect of the at least one pixel array.
  • a solid angle is assigned to each pixel of the at least one pixel array, in which the microstructure is to image, diffract and / or scatter the light.
  • the respective associated solid angle preferably correlates directly with the local curvature of the at least one pixel array.
  • the at least one associated solid angle and / or the at least one region of the at least one associated solid angle may span the at least one segment, in particular the at least one Segment corresponds to at least one segment of a sphere, preferably at least one conical segment, the half opening angle of the at least one segment being less than 20 °, preferably less than 15 °, more preferably less than 10 °.
  • the virtual field sources which are arranged in particular in and / or on one or more partial areas of the at least one segment and / or on the at least one area of the at least one associated solid angle, periodically and / or pseudo in at least one direction randomly and / or randomly arranged on one or more partial areas of the one or more partial areas of the at least segment and / or of the at least one area of the at least one associated solid angle.
  • the distances between adjacent virtual field sources be between 0.01 mm and 100 mm, in particular between 0.1 mm and 50 mm, preferably between 0.25 mm and 20 mm, in and / or on one or more partial areas of the one or more partial areas of the at least one segment and / or the at least one area of the at least one associated solid angle are located, and / or that the distances between adjacent virtual field sources are in particular between 0.01 mm and 100 mm, in particular between 0.1 mm and 50 mm, preferably between 0.25 mm and 20 mm, in and / or on one or more
  • the arrangement of the virtual field sources, in particular the virtual point field sources, as a cross-pattern, preferably an equidistant cross-pattern, in and / or on one or more partial areas of the one or more partial areas of the at least one segment and / or of the at least one a region of the at least one assigned solid angle takes place, the distance between adjacent virtual field sources from one another being between 0.01 mm and 100 mm, in particular between 0.1 mm and 50 mm, and / or the angle between two adjacent virtual field sources to one another, in particular relative to the position of the respective one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels of the at least one virtual pixel array, is less than 1 °, preferably less than 0.5 °.
  • the half opening angle of a spherical segment and / or the at least one segment of a sphere is less than 20 °, in particular less than 15 °, preferably less than 10 °
  • one or more point field sources being the one or more on the spherical segment and / or the at least one segment of a sphere is preferably arranged on a spatially equidistant cross grid, the angle between two adjacent point field sources, in particular spatially adjacent point field sources, preferably being less than 1 °, more preferably less than 0.5 °.
  • One or more virtual field sources of the one or more virtual field sources preferably have an arrangement in the form of microsymbols, in particular selected from: letter, portrait, image, alphanumeric character, character, geometric free form, square, triangle, circle, curved line, outline.
  • the lateral dimensions of the microsymbols are more preferably between 0.1 ° and 10 °, in particular between 0.2 ° and 5 °.
  • the virtual electromagnetic field which emanates from one or more of the virtual field sources, in particular emanates from all of the virtual field sources, particularly preferably has the same intensity and / or the same
  • “Intensity” means in particular the proportion of the total radiation power which is emitted by one or more of the virtual field sources in a predetermined solid angle, the radiation power being considered in particular as the amount of energy which is within a predetermined
  • Time interval is transported by an electromagnetic field, in particular by an electromagnetic wave.
  • the radiant power is
  • the virtual electromagnetic field which emanates from two or more of the virtual field sources, in particular from all of the virtual field sources, to have different intensities and / or different
  • Intensity distributions over one or more solid angles in particular over the entire solid angle, and / or over the at least one area and / or over the at least one segment of the at least one assigned solid angle.
  • the virtual electromagnetic field which emanates from one or more of the virtual field sources, in particular emanates from all of the virtual field sources, to distribute an intensity over the at least one associated solid angle and / or over the at least one segment and / or over the has at least one area of the at least one associated solid angle, which is distributed in a Gaussian or super Gaussian shape. It is also possible for the virtual electromagnetic field, which originates from two or more of the virtual field sources, in particular from all of the virtual field sources, to have different intensities and / or
  • the virtual electromagnetic field which originates from one or more of the virtual field sources, in particular from all of the virtual field sources, to be an isotropic or anisotropic
  • one or more virtual field sources of the one or more virtual field sources form virtual ones
  • Point field sources the virtual point field sources preferably emitting virtual spherical waves.
  • Spherical wave or “virtual spherical wave” is understood to mean a wave which is concentric from a field source, in particular a virtual field source, into the entire solid angle, in particular at a solid angle of 4TT
  • the field source is preferably understood as a point source of the spherical wave.
  • the one or more virtual field sources each have one or more virtual fields of the one or more virtual fields as virtual spherical waves from a distance of 1 m, in particular to one or more pixels of the two or emit several pixels of the at least one pixel array.
  • an equally bright area and / or an area of homogeneous intensity is preferably at a distance of 1 m from the generates one or more pixels, the size and / or shape of the surface being determined by the at least one associated solid angle and / or by the at least one segment and / or by the at least one area of the at least one associated solid angle.
  • Pixel array and / or the resulting optically variable element at a distance of 30 cm, preferably at a typical and / or normal reading distance or viewing distance of a human viewer and / or sensor, visually preferably not as an image, but more preferably as a scattering.
  • the area in particular the equally bright area and / or the area of homogeneous intensity, becomes visible.
  • deactivate individual virtual point field sources preferably the deactivated point field sources at a distance of 1 m as one or more motifs, in particular as text, on the same bright area and / or in the area of homogeneous intensity for a viewer and / or sensor can be detected.
  • a deactivated field source and / or point field source does not emit any virtual electromagnetic fields.
  • a viewer and / or a sensor is, in particular, unable to detect the absence of individual light points caused by the deactivated point field sources at a distance of 30 cm, with information advantageously being hidden in the at least one pixel array and / or the optically variable element can.
  • the virtual point field sources in the at least one associated solid angle and / or in the at least one area of the at least one associated solid angle in such a way that preferably a motif, in particular an image, at a distance of 1 m from one or more Pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array are generated and / or can preferably be detected by an observer and / or a sensor.
  • the virtual electromagnetic field Ui comprises one or more wavelengths, which in particular in the visible spectral range from 380 nm to 780 nm, preferably from 430 nm to 690 nm, preferably in one or more parts of an infrared, visible or visual, and / or lie in the ultraviolet spectral range, one or more, in each case adjacent, wavelengths of the one or more wavelengths, preferably in the visible spectral range, preferably equidistant, being spaced apart from one another.
  • the one or more wavelengths in particular one or more wavelengths of the one or more virtual electromagnetic waves, preferably one or more wavelengths of the incident light
  • the incident electromagnetic radiation from the infrared and / or visible and / or ultraviolet spectrum, in particular from the electromagnetic spectrum.
  • An infrared spectrum is preferably understood to mean one or more parts of the infrared range of the electromagnetic spectrum, the infrared spectrum being selected in particular from one or more parts of the wavelength range from 780 nm to 1400 nm.
  • a visible spectrum is preferably understood to mean one or more parts of the visible region of the electromagnetic spectrum, the visible spectrum in particular from one or more parts of the
  • Wavelength range from 380 nm to 780 nm is selected.
  • a visible spectrum can be detected by the unarmed human eye.
  • An ultraviolet spectrum is preferably understood to mean one or more parts of the ultraviolet range of the electromagnetic spectrum, the ultraviolet spectrum in particular consisting of one or more parts of the
  • Wavelength range from 250 nm to 380 nm is selected.
  • Subfields Ui are weighted and summed up in particular with the efficiency.
  • the one or more virtual structure profiles are preferably calculated for at least five wavelengths distributed over the visible spectral range, the resulting, formed structures incident light achromatic and advantageously without disturbing diffractive color effects in at least one
  • the at least five wavelengths are preferably selected to be distributed uniformly over the visible spectral range.
  • at least six wavelengths are preferably on the flanks of the
  • Sensitivity curve of the human photoreceptors chosen and preferred each two wavelengths on one flank of each photoreceptor are preferably selected in the range 420 nm to 460 nm, and / or for the green receptor, the two wavelengths are preferably selected in the range 470 nm to 530 nm, and / or for the red receptor, the two wavelengths preferably selected in the range 560 nm to 630 nm.
  • the virtual electromagnetic field Ui to comprise one or more wavelengths which are in particular in the infrared, visible and / or ultraviolet spectral range, one or more, respectively adjacent, wavelengths of the one or more wavelengths, preferably in the infrared, visible and / or ultraviolet spectral range, preferably equidistant, are spaced apart.
  • the virtual total electromagnetic field U P is preferably in and / or on one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels of the at least one virtual pixel array and / or in and / or on the area, in particular plane, spanned by the at least one virtual pixel array.
  • Reference wave Ur * preferably the at least one optional reference wave Ur *, at at least one point or for the parameters (x P , y P ) in and / or on the one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels of the at least one a virtual pixel array and / or in and / or on the area spanned by the at least one virtual pixel array, in particular plane.
  • the at least one optional reference wave is selected such that the corresponding intensities and phases are ideally compensated for one or more virtual field sources of the one or more field sources.
  • the at least one optional reference wave can be, for example, the incident one
  • phase of the at least one optional reference wave in one or more phase images is the one or more phase images for calculating the virtual structure profiles for the one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels of the at least one virtual pixel array.
  • Phase images converted into a virtual structure profile preferably linearly converted into a virtual structure profile, with a phase value of 0 of the minimum depth and a phase value of 2p of the maximum depth of the formed one or more structures of one or more or all pixels of the two or more pixels of the at least correspond to a pixel array.
  • phase values preferably between 0 and p of the minimum depth and phase values preferably between p and 2p of the maximum depth of the one or more structures formed one or more or all of the pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array correspond.
  • Phase values for a more than two-stage, in particular an n-stage, virtual structure profile are possible.
  • the conversion of the phase images is preferably carried out for each pixel of the two or more pixels of the at least one pixel array, with in particular each pixel of the two or more pixels of the at least one pixel array being assigned one or more phase images of the one or more phase images.
  • the virtual structure profile of one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels of the at least one virtual pixel array by means of laser exposure and development on a plate coated with photoresist or by means of electron beam lithography as the one or more structures of one or more pixels the two or more pixels of the at least one pixel array is formed.
  • Another production method is in particular laser ablation, for example directly in polymer or glass or metal substrates, in particular in polycarbonates (PC) or polymethyl methacrylates (PMMA) or copper.
  • one or more to comprise in one or more pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array
  • optical depth in particular an optical depth in air or polymer, of half the mean wavelength of the virtual electromagnetic field and / or the virtual total electromagnetic field.
  • Optical depth is understood in particular to mean a dimensionless measure of the extent to which a physical medium and / or substance delays electromagnetic waves or electromagnetic radiation.
  • One or more structures of the one or more structures preferably have an optical depth corresponding to half the mean wavelength of the calculated virtual electromagnetic fields.
  • the structures differ from conventional holograms by the increased depth, preferably optical depth, in which case the structures in particular do not have a purely diffractive and / or diffractive effect. They are further
  • micromirrors so small and flat that, in particular, they do not have a purely refractive effect and are preferably different from micromirrors.
  • the smaller structure depth in comparison to micromirrors preferably reduces the necessary thickness of the security features and additionally allows, in particular, a simpler one
  • the structures are preferably so-called “multi-order diffractive elements”, which have properties of conventional holograms and of conventional micromirrors. Preferred embodiments of the method for
  • the structural profiles formed are preferably introduced or applied in or on an opaque or transparent substrate, in particular in or on opaque or transparent paper or polymer documents or in or on opaque or transparent paper or polymer bank notes.
  • the structural profiles are created using the electroplating process
  • Metal layer and / or introduced into a transparent high-index or low-index layer In the case of the replication layer, this can in particular be subsequently provided with a metal layer and / or a transparent high-index or low-index layer, so that the metal layer and / or the transparent high-index or low-index layer preferably follows the structure profile of the replication layer.
  • a “high refractive index layer” is understood in particular to mean a layer with a high refractive index, in particular with a refractive index greater than 1.5, preferably greater than 1.7.
  • Low-refractive index layer is understood to mean in particular a layer with a low refractive index, in particular with a refractive index of less than 1.5, preferably less than 1.4.
  • Refractive index or refractive index or optical density is preferably understood to mean an, in particular dimensionless, optical material property which in particular indicates the factor by which the wavelength and / or the
  • Phase velocity of an electromagnetic wave or electromagnetic radiation in a material is lower than in a vacuum.
  • a high-index layer is formed in particular from ZnS or T1O2.
  • the film preferably has a metal layer, in particular a metal layer selected from the following metals: aluminum, copper, gold,
  • the HRI layer and / or metal layer is preferably applied to the film after a roll-to-roll replication step on and / or in one or more structural profiles of the one or more structural profiles. It is possible that one or more structures of the one or more structures and / or the at least one pixel array 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, whereby the one or more structures and / or the
  • At least one pixel array can be detected at least from the front and rear and / or when viewed through transmitted light.
  • the at least one window area in particular has an opening in the substrate and / or not
  • Transparent means 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 radiation,
  • ID1 card is understood in particular 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 the card corresponding to the ID1 format.
  • one or more optically variable elements are placed in and / or on
  • register or register accuracy or register accuracy or position accuracy is to be understood in particular as a positional accuracy of two or more elements and / or layers relative to one another.
  • the register accuracy should preferably be within a predetermined tolerance and should preferably be as high as possible.
  • the register accuracy of several elements and / or layers relative to one another is preferably an important feature, in particular to increase process reliability.
  • the positionally accurate positioning can take place in particular by means of sensory, preferably optically detectable registration marks or the position markings.
  • These registration marks or position markings can either represent special separate elements or areas or layers or can themselves be part of the elements or areas or layers to be positioned. It is possible that the substrate before or after introducing the virtual
  • Structural profiles are provided with a glazing color layer, which has the function of a color filter.
  • a glazing color layer can be provided before or after the introduction of the virtual structure profiles and application of a metal layer and / or a transparent high or low refractive index layer.
  • the glazed color layer changes the achromatic white
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a
  • FIG. 1 a shows a schematic representation of a
  • Fig. 2 shows a schematic representation of an optically variable element.
  • 3 shows a schematic cross section of an optically variable element.
  • 3a shows a schematic cross section of an optically variable element.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of an optically variable element.
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of an optically variable element.
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of an optically variable element.
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of an optically variable element.
  • 8 shows a schematic illustration of an optically variable element.
  • FIG. 9 shows a schematic illustration of a pixel array.
  • 10 shows a schematic illustration of a pixel.
  • Fig. 1 1 shows a schematic representation of a pixel.
  • 12 shows a schematic illustration of a pixel.
  • 12a shows a schematic illustration of a pixel.
  • FIG. 13 shows a photo and microscope images of an optically variable element.
  • 13b shows a schematic illustration of an optically variable element.
  • 13c shows a schematic illustration of an optically variable element.
  • 14 shows a schematic illustration of an optically variable element.
  • 15 shows a schematic illustration of an optically variable element.
  • 16 shows a schematic illustration of an optically variable element.
  • 17 shows a photo of an optically variable element.
  • 19 shows a schematic illustration of an optically variable element.
  • 20 shows a photo of an optically variable element.
  • 21 shows microscope images of a pixel array.
  • a security document 1 d in particular a bank note, comprising a substrate 10 in supervision, which has a strip-shaped security element 1 b ', movement effects and / or for an observer when viewing the security element 1 b' in incident light and / or transmitted light optically in
  • Viewing direction virtually protruding and / or 3D elements returning from the viewing direction can be detected.
  • Such optical effects are preferably dependent on the tilt angle and / or the viewing angle relative to the plane spanned by the substrate 10.
  • security document 1 d is inside or outside the
  • strip-shaped area 1 b ' has one or more further optically variable elements and / or optically invariable security elements, which in particular can partially or completely overlap with the security element 1 b'.
  • one or more further areas each comprising further one or more optically variable elements in strip form and / or in patch form, are formed in and / or on security document 1d.
  • one or more optical variable elements may be arranged at least partially overlapping along an area normal vector spanned by the security document 1 d when the security document 1 d is viewed, in particular by means of a viewer and / or a sensor.
  • the strip-shaped security element 1 b further comprises two optically variable elements 1 a, which in particular each have at least one pixel array comprising two or more pixels.
  • An optically variable element of the two optically variable elements is designed in the form of a motif comprising the sun and a further optically variable element of the two optically variable elements is designed in the form of a motif comprising a plurality of ten spaced apart wavy lines or thin strips.
  • Such motifs are selected in particular from: patterns, letters, portraits, pictures, alphanumeric characters, characters, landscapes,
  • Structural representations geometric free forms, squares, triangles, circles, curved lines and / or outlines.
  • strip-shaped security element 1 b comprises several
  • Security elements 8 which are designed as the number sequence “45”, two cloud-like motifs, an aircraft-shaped motif, a sailing ship-shaped motif and a letter sequence “UT” with two horizontal lines.
  • the number sequence "45” and the one with two horizontal lines are designed as the number sequence “45”, two cloud-like motifs, an aircraft-shaped motif, a sailing ship-shaped motif and a letter sequence “UT” with two horizontal lines.
  • Letter sequence "UT" can be realized as demetallized areas, for example, and the two cloud-like motifs, the plane-shaped motif and the sailboat-shaped motif can in particular be color-intensive diffractive
  • the security document 1d comprises a security element 8 'which has a motif comprising a portrait.
  • the optically variable structures 8 ' are designed as surfaces which illuminate diffractively when illuminated and / or that the optical impression of the portrait 8', which is in particular designed as a Fresnel free-form surface, in incident light and / or transmitted light for a viewer and / or a sensor can be detected.
  • the security element 8 ' can in particular also be an intaglio or offset print.
  • the strip-shaped security element 1b ' preferably comprises at least one height profile of at least one further optically variable structure, 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.
  • electromagnetic radiation especially incident electromagnetic radiation
  • Diffuse, diffuse, diffract and / or image radiation Diffuse, diffuse, diffract and / or image radiation.
  • the at least one pixel array has a curvature that differs from zero in at least one direction in at least one direction.
  • the document body of the security document 1d comprises in particular one or more layers, the substrate 10 preferably being a paper substrate and / or a plastic substrate or a hybrid substrate, consisting of a combination of paper and plastic.
  • the strip-shaped security element 1b 'to have one or more layers and in particular to have a carrier substrate (preferably made of polyester, in particular PET) which is removable or non-removable, and / or one or more polymer lacquer layers, in particular one or more Replication layers in which the height profiles of at least one other optically variable structure can be replicated.
  • a carrier substrate preferably made of polyester, in particular PET
  • polymer lacquer layers in particular one or more Replication layers in which the height profiles of at least one other optically variable structure can be replicated.
  • strip-shaped security element 1 b 'to have one or more protective layers and / or one or more decorative layers and / or one or more adhesive layers or adhesion-promoting layers or Adhesion promoter layers and / or one or more barrier layers and / or one or more further security features.
  • One or more decorative layers of the decorative layers preferably have one or more metallic and / or HRI layers, which are preferably not provided over the entire area but only partially in the optically variable element and / or the security document.
  • the metallic layers are in particular opaque, translucent or semi-transparent.
  • the metallic layers preferably comprise different metals, which have different, in particular significantly different, preferably distinguishable from a viewer and / or sensor, reflection, absorption and / or transmission spectra, in particular reflection, absorption and / or
  • the metal layers preferably comprise one or more of the metals: aluminum, copper, gold, silver, chromium, tin, and / or one or more alloys of these metals. Furthermore, the partially provided metallic layers are rasterized and / or configured with locally different layer thicknesses.
  • electromagnetic wave or electromagnetic radiation is transported energy.
  • Absorption capacity or absorption coefficient is understood in particular to be a measure of the decrease in the intensity of electromagnetic waves or electromagnetic radiation when penetrating through a substance and / or through a material, the dimension of the absorption capacity and / or the absorption coefficient being particularly preferred 1 / length unit 1 / length dimension.
  • an opaque layer for visible radiation has a larger absorption coefficient than air.
  • the transmittance and / or optical thickness is preferably understood to mean a dimension, in particular a dimensionless one, which indicates how strongly the intensity of an electromagnetic wave or electromagnetic radiation decreases when it penetrates through a substance and / or a material.
  • one or more metal layers of the metal layers are preferably structured in a pattern in such a way that they comprise one or more image elements in which the metal of the metal layer is provided and comprise a background area in which the metal of the metal layers is not provided.
  • the picture elements can preferably be formed in the form of alphanumeric characters, but also of graphics and complex representation of objects.
  • the image elements can in particular also be a rasterized, high-resolution grayscale image, for example a portrait
  • the grid can be
  • One or more decorative layers of the decorative layers preferably further comprise in particular one or more color layers, in particular glazing colors.
  • These color layers are, in particular, color layers which are applied by means of a printing process and which have one or more dyes and / or pigments, which are preferably in one
  • Binder matrix are included.
  • the color layers in particular colors, can be transparent, clear, partially scattering, translucent, non-transparent, and / or opaque.
  • a yellow color layer can be provided in the area of the sun 1 a and a blue color layer in the area of the waves 1 a.
  • one or more decorative layers of the decorative layers have one or more optically active relief structures, which preferably each replicate in at least one surface of a lacquer layer
  • Lacquer layer are introduced.
  • relief structures are, in particular, 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.
  • the relief structures are further preferably isotropic and / or anisotropically scattering matt structures, blaze gratings and / or essentially in
  • Reflection and / or relief structures acting in transmission such as microlenses, microprisms or micromirrors.
  • one or more decorative layers of the decorative layers have one or more liquid crystal layers, which preferably generate light that is dependent on the polarization of the incident light and preferably wavelength-selective reflection and / or transmission incident light depending on the orientation of the liquid crystals.
  • the one or more structures of the one or more structures and / or the at least one pixel array are preferably introduced into a thin-layer structure, in particular into a Fabry-Perot layer structure.
  • the thin-layer structure is preferred on the one or more structures and / or on the
  • such a Fabry-Perot layer structure in particular at least in regions, has at least one first semitransparent absorber layer, at least one transparent spacer layer and at least one second semitransparent absorber layer and / or an opaque reflection layer. All of these layers of the thin-layer structure can in particular be present over the entire area or partially and the transparent and opaque or semitransparent areas in particular either overlap or do not overlap.
  • the first semi-transparent absorber layer has a layer thickness between 5 nm and 50 nm.
  • the absorber layer preferably has aluminum, silver, copper, tin, nickel, inconel, titanium and / or chromium. In the case of aluminum and chromium, the first semi-transparent absorber layer preferably has a layer thickness between 5 nm and 15 nm.
  • the transparent spacer layer preferably has a layer thickness between 100 nm and 800 nm and in particular between 300 nm and 600 nm.
  • the spacer layer preferably consists of organic material, in particular of polymer, and / or of inorganic Al2O3, S1O2 and / or MgF2.
  • the transparent spacer layer further preferably consists of a printed polymer layer, which is applied in particular by means of gravure printing, slot casting or inkjet printing.
  • CVD chemical vapor deposition
  • HRI or LRI lacquer layers for example for optical effects in transmission
  • metals comprising aluminum, silver, copper, and / or chromium and / or alloys thereof, in particular fully or partially steamed, sputtered, in particular by means of
  • Sputtering, and / or printed as an ink comprising nanoparticles one or more interference layer structures comprising HLH (sequence consisting of HRI layer, LRI layer, HRI layer), HLHLH (sequence consisting of HRI layer, LRI layer, HRI layer, LRI layer, HRI layer); Sequences consisting of a or several HRI and LRI layers, the HRI and LRI layers preferably alternating with one another, and Fabry-Perot three-layer system, in particular comprising one or more PVD and / or CVD spacer layers; one or more liquid crystal layers; Use as an exposed master in a volume hologram; Overlay with one or more glazing
  • Layers of paint and / or use as a template for the generation of Aztec structures and / or for conversion to a multi-stage phase relief, which provides at least one color effect.
  • the overlay with the one or more glazing is a template for the generation of Aztec structures and / or for conversion to a multi-stage phase relief, which provides at least one color effect.
  • Color layers advantageously offer the possibility of generating memorable and easy-to-explain optical effects. More preferably, the achromatically diffracted effects of the at least one pixel array of an optically variable element generated by superimposition with the one or more glazing color layers appear monochromatic in the color which is transmitted through the one or more glazing color layers or not from the one or more glazing color layers is filtered out.
  • the one or more glazing color layers act as color filters.
  • the two optically variable elements 1 a each comprise at least one pixel array, each of the pixel arrays having two or more pixels, one or more pixels of the two or more pixels of the respective pixel array (2) having one or more structures, and one or image, bend and / or scatter a plurality of structures of the electromagnetic radiation incident on one or more structures in one or more solid angles.
  • Solid angles preferably give the angle a of the light cone in relation to vertical z-axis.
  • the opening angle W preferably gives the width of the
  • Light cone in relation to the straight line in the center of the light cone indicated by an arrow in FIG. 1 a.
  • the direction of the light cone with respect to the x or y axis depends in particular on the targeted optical effect.
  • a method for producing an optically variable is preferred
  • Security elements in particular the optically variable security elements 1 a, characterized by the following steps: provision of at least one virtual pixel array comprising two or more virtual pixels;
  • Arrangement of one or more virtual field sources in and / or on at least one area and / or at least one segment of the at least one associated solid angle, the at least one area or the at least one segment of the at least one associated solid angle at a first distance from the one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels of the at least one virtual pixel array are arranged; Calculation of one or more virtual electromagnetic fields based on the one or more virtual field sources at a predetermined distance from the one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels of the at least one virtual pixel array in and / or on the one or more virtual pixels of the two or several virtual pixels of the at least one virtual pixel array and / or in and / or on the area, in particular plane, spanned by the at least one virtual pixel array;
  • Pixel array spanned area, in particular plane
  • Pixel array from the one or more phase images
  • the at least one associated solid angle and / or the at least one region of the at least one associated solid angle may span the segment S, the segment S in particular corresponding to a segment of a sphere, preferably a conical segment, for example half the opening angle, in particular Q / 2 and / or cp / 2, of the segment S shown in FIG. 11 is less than 10 °, preferably less than 5 °, more preferably less than 1 °.
  • the virtual field sources which are arranged in particular in and / or on one or more partial areas of the segment S shown in FIG.
  • the distances between adjacent virtual field sources can be between 0.01 mm and 100 mm, in particular between 0.1 mm and 50 mm, preferably between 0.25 mm and 20 mm, in and / or on one or more partial areas of the one or more partial areas of the segment S shown in FIG. 11 or 12 and / or the at least one area of the at least one assigned
  • Solid angle and / or that the distances between adjacent virtual field sources, in particular on average between 0.01 mm and 100 mm, in particular between 0.1 mm and 50 mm, preferably between 0.25 mm and 20 mm, in and / or on one or several partial areas of the one or more partial areas of the segment S shown in FIG. 11 or 12 and / or of the at least one area of the at least one associated solid angle.
  • the distance between adjacent virtual field sources from one another being between 0.01 mm and 100 mm, in particular between 0.1 mm and 50 mm, preferably between 0.25 mm and 20 mm and / or the angle between two adjacent virtual field sources to one another, in particular relative to the position of the respective one or more virtual pixels of the two or more virtual ones Pixel of the at least one virtual pixel array, less than 1 °, preferably less than 0.5 °.
  • One or more virtual field sources of the one or more virtual field sources preferably have the form of microsymbols, in particular selected from: letter, portrait, image, alphanumeric character, character,
  • the lateral dimensions of the microsymbols are more preferably between 0.1 ° and 10 °, in particular between 0.2 ° and 5 °.
  • the virtual electromagnetic field which emanates from one or more of the virtual field sources, in particular emanates from all of the virtual field sources, particularly preferably has the same intensity and / or the same
  • the virtual electromagnetic field which emanates from one or more of the virtual field sources, in particular emanates from all of the virtual field sources, to distribute an intensity over the at least one assigned solid angle and / or over the at least one area and / or over the at least one segment and / or over the segment S of the at least has an associated solid angle, which is distributed in a Gaussian or super Gaussian shape.
  • the virtual electromagnetic field which originates from two or more of the virtual field sources, in particular from all of the virtual field sources, to have different intensities and / or
  • the virtual electromagnetic field which originates from one or more of the virtual field sources, in particular from all of the virtual field sources, to be an isotropic or anisotropic
  • one or more of the virtual field sources form a virtual point field source, the virtual point field source preferably emitting a virtual spherical wave.
  • the virtual electromagnetic field Ui comprises one or more wavelengths, which are in particular in the visible spectral range from 380 nm to 780 nm, preferably from 430 nm to 690 nm, one or more, respectively adjacent wavelengths of the one or more Wavelengths, preferably in the visible spectral range, preferably equidistant, are spaced apart
  • Wavelengths which are greater than one or more by a factor of 2 to 40, in particular by a factor of 3 to 10, preferably by a factor of 4 to 8
  • Wavelengths of incident electromagnetic radiation are Wavelengths of incident electromagnetic radiation.
  • the virtual electromagnetic field Ui comprises one or more wavelengths which are in particular in the infrared, visible and / or ultraviolet spectral range, one or more, respectively adjacent, wavelengths of the one or more wavelengths, preferably in the infrared, visible and / or ultraviolet spectral range, preferably equidistant, are spaced apart.
  • the virtual total electromagnetic field U P is preferably in and / or on one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels 4aa-4dd of the at least one virtual pixel array 4 and / or in and / or on the one spanned by the at least one virtual pixel array 4 Area, in particular plane, and / or for example in the pixels 2aa-2dd, 2aa-2dd, 2ad, 2da, 2da or 2da shown in FIGS. 2, 9, 10, 11, 12 or 12a, by means of the equation
  • Reference wave Ur * preferably the at least one optional reference wave Ur *, at at least one point or for the parameters (x P , y P ) in and / or on the one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels 4aa-4dd of the at least one a virtual pixel array 4 and / or in and / or on the area spanned by the at least one virtual pixel array 4, in particular plane.
  • Phase images are converted into one or more virtual structure profiles, preferably linearly converted into a virtual structure profile, a phase value of 0 of the minimum depth and a phase value of 2p of the maximum depth of the formed one or more structures of one or more pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array.
  • Pixel array by means of laser exposure and development on a plate coated with photoresist and / or by means of electron beam lithography as the one or more structures of one or more pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array.
  • one or more structures comprising or formed in one or more pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array to have an optical depth, in particular an optical depth Air, of half the average wavelength of the virtual electromagnetic field and / or the virtual total electromagnetic field.
  • a method for producing a security document in particular security document 1 d, preferably comprising one or more layers, further preferably comprising one or more optically variable elements, particularly preferably optically variable elements 1 a, characterized by the following steps: application and / or introducing one or more optically variable elements as a laminating film and / or as an embossing film onto the security document and / or onto one or more layers of the security document and / or into the security document and / or into one or more layers of the one or more layers of the security document .
  • FIG. 2 shows a top view of a pixel array comprising sixteen pixels 2aa-2dd, the pixels 2aa-2dd being arranged as a 4x4 matrix which has four rows and four columns.
  • the first line includes pixels 2aa, 2ab, 2ac, 2ad along the x direction
  • the second line includes pixels 2ba, 2bb, 2bc, 2bd along the x direction
  • the third line includes pixels 2ca, 2cb along the x direction.
  • 2cc, 2cd and the fourth line includes the pixels 2da, 2db, 2dc, 2dd along the direction x.
  • the first column comprises the pixels 2da, 2ca, 2ba, 2aa along the y direction
  • the second column comprises the pixels 2db, 2cb, 2bb, 2ab along the y direction
  • the third column comprises pixels 2dc, 2cc along the y direction, 2bc, 2ac
  • the fourth column comprises the pixels 2dd, 2cd, 2bd, 2ad along the direction y.
  • the pixels 2aa-2dd shown in FIG. 2 have the same lateral ones
  • one or more or all pixels of the one or two pixels 2aa-2dd to have identical or different shapes, in particular in the plane defined by the pixel array 2 and / or in the plane defined by the directions x and y, form, which are preferably selected in each case from: circular area, egg-shaped area, elliptical area, triangular area, square area, rectangular area, polygon area, circular ring area, free-form area, the two or more pixels in the case of the selection of the shape of the pixels as a circular area and / or egg-shaped area in particular each have one or more adjacent background areas, which preferably also adjoin or do not adjoin adjacent pixels.
  • the shape of the pixels in particular varies polygonally, randomly or pseudorandomly.
  • the at least one pixel array, in particular the pixel array 2 further preferably comprises two or more pixels, which preferably comprise different shapes of the above shapes and / or preferably have different variations of the shapes of the above variations of shapes.
  • one or more or all pixels of the two or more pixels 2aa-2dd in different directions in particular in the different directions x and y, in particular in the plane defined by the pixel array 2 and / or in the plane defined by the Directions x and y defined plane, have different lateral dimensions.
  • one or more or all of the pixels of the two or more pixels 2aa-2dd in particular in the plane defined by the pixel array 2 and / or in the plane defined by the directions x and y, to occupy different areas and / or overlap and / or do not overlap.
  • the arrangement of the pixels 2aa-2dd in the pixel array 2 can follow a periodic function.
  • the center points of the pixels in a row or column of the pixel array can be arranged such that the center points of the pixels of adjacent pixels along one through the column or row defined direction are preferably equally spaced.
  • the pixels 2aa-2dd shown in FIG. 2 each have the same distances from one another along the directions x or y, this particularly affecting neighboring pixels of the pixels 2aa-2dd.
  • one or more or all of the pixels of the pixels 2aa-2dd are non-periodic or in particular random or pseudo-random, in the pixel array 2 and / or along one or more directions and / or in the direction indicated by the
  • Directions x and y spanned or defined plane arranged.
  • a center point of the pixels or a geometric center of gravity of the pixels is understood to mean, in particular in the case of flat pixels, the area center of gravity, which is determined in particular when averaging all points of the underlying pixel.
  • a non-periodic arrangement of pixels has the advantage that disruptive diffraction effects, which arise due to the size or shapes and / or lateral dimensions of the pixels, can be reduced or suppressed, in particular completely suppressed.
  • the lateral dimensions of one or more pixels of the pixels 2aa-2dd along at least one direction, in particular along the direction x and / or along the direction y, are preferably between 5 pm and 500 pm, in particular between 10 pm and 300 pm, in particular between 20 pm and 150 pm.
  • Such lateral dimensions have the advantage that pixels of these magnitudes of the lateral dimensions are not or only barely optically resolvable for the eye of a human viewer, in particular at a normal or normal reading distance of approximately 300 mm.
  • the pixels are especially large enough that the microstructures provided can have an achromatic effect.
  • the pixel size and / or one or more lateral dimensions of one or more pixels of the pixels 2aa-2dd in the at least one pixel array 2 in one or more directions, in particular in one or both directions of the directions x and y, preferably in regions vary non-periodically, periodically, pseudorandomly or randomly or do not vary.
  • the pixel sizes in at least one pixel array preferably vary in at least one
  • one or more lateral dimensions of one or more pixels of the two or more pixels 2aa-2dd in the at least one pixel array 2 vary in one or more spatial directions, in particular in one or both directions of the directions x and y, in the at least one pixel array 2 at least in some areas a maximum of ⁇ 70%, preferably a maximum of ⁇ 50%, around an average, the average in one or more directions in particular between 5 pm and 500 pm, in particular between 10 pm and 300 pm, in particular between 20 pm and 150 pm , lies.
  • one or more pixels of the pixels 2aa-2dd to be arranged in the at least one pixel array 2, in particular at least in regions, periodically, non-periodically, fractally, randomly and / or pseudo-randomly in the at least one pixel array 2.
  • FIG. 3 shows the pixel array 2 shown in FIG. 2, comprising the pixels 2ca, 2cb, 2cc, 2cd, along the section Q in a cross section.
  • the pixel 2ca comprises the structure 3ca
  • the pixel 2cb comprises the structure 3cb
  • the pixel 2cc comprises the structure 3cc
  • the pixel 2cd comprises the structure 3cd.
  • the structures 3ca, 3cb, 3cc and 3cd are applied, applied and / or molded on a substrate 10, the substrate in particular having one or more layers.
  • FIG. 3a shows a further embodiment of the pixel array 2 shown in FIG. 2, comprising the pixels 2ca, 2cb, 2cc, 2cd, along the section Q in a cross section.
  • the pixel 2ca comprises the structure 3ca
  • the pixel 2cb comprises the Structure 3cb
  • the pixel 2cc comprises the structure 3cc
  • the pixel 2cd comprises the structure 3cd.
  • the structures 3ca, 3cb, 3cc and 3cd are applied, applied and / or molded on a substrate 10, the substrate in particular having one or more layers.
  • the structures 3ca, 3cb, 3cc and 3cd in this embodiment are in particular binary structures with a first distance or a uniform structure height h.
  • the binary structures 3ca, 3cb, 3cc and 3cd or binary microstructures shown in FIG. 3a preferably have one or more structural elements, in particular a base area GF and several
  • Structural elements which preferably each have an element surface EF that is higher than the base surface GF and preferably have a flank arranged between the element surface EF and the base surface GF, wherein in particular the base surface GF of the structure 3ca, 3cb, 3cc and 3cd has a spanned by coordinate axes x and y Basic plane defined, wherein preferably the element surfaces EF of the structural elements each run essentially parallel to the basic plane GF and preferably the element surfaces EF of the structural elements and the basic surface GF in a direction perpendicular to the basic plane
  • Coordinate axis z extending direction are spaced, in particular with a first distance h, which is preferably selected such that in particular by interference of the light reflected on the base GF and the element surfaces EF in incident light and / or in particular by interference of the
  • the second color is preferably generated in the direct reflection or transmission, and in particular the complementary first color in the first or higher orders.
  • the first color may be purple and the second color
  • the optically variable element 1 a can comprise one or more layers, in particular the at least one pixel array 2 on or in at least one a layer which is arranged one or more layers and wherein
  • one or more layers of the one or more layers are selected from: HRI layer, in particular layer comprising HRI and / or LRI lacquer layer, metal layer, interference layer, in particular
  • Interference layer sequences preferably HLH or HLHLH, more preferably Fabry-Perot three-layer system or multilayer system, liquid crystal layer,
  • Each of the structures 3ca, 3cb, 3cc, 3cd preferably has a limited maximum structure depth Dz, in particular a maximum structure depth, which is shown in FIG. 3 for all structures 3ca, 3cb, 3cc, 3cd in the corresponding pixels 2ca, 2cb, 2cc, 2cd in particular is the same.
  • one or more structures of the one or more have
  • Structures 3ca, 3cb, 3cc, 3cd have a limited maximum structural depth Az, the maximum structural depth Az being in particular less than 35 miti, preferably less than 20 miti, more preferably less than or equal to 15 miti, even more preferably less than or equal to 7 miti, particularly preferably less is equal to 2 miti.
  • This has the particular advantage that the thickness or the total thickness of the optically variable element 1 a, comprising the at least one pixel array 2 for use in security documents 1 d, in particular on bank notes, ID cards or passports, is kept compatible.
  • the total thickness of film-based is optically variable
  • Elements 1a preferably security elements and / or decorative elements
  • the total thickness is less than 20 pm, in particular one
  • Bending banknotes due to an applied film comprising one or more optically variable elements 1 a advantageously suppress. It is also possible that the limited maximum structure depth of all structures 3ca, 3cb, 3cc, 3cd to restrict the corresponding pixels 2ca, 2cb, 2cc, 2cd in such a way that the structures 3ca, 3cb, 3cc, 3cd are preferably applied, applied and / or molded by means of a replication process. It is possible that one or more structures of the one or more structures 3ca, 3cb, 3cc, 3cd are designed such that the limited maximum
  • one or more structures of the one or more structures 3ca, 3cb, 3cc, 3cd to be designed such that the maximum
  • one or more structures of the one or more structures 3ca, 3cb, 3cc, 3cd a lattice period, in particular less than half, preferably less than third, more preferably less than quarter, of the maximum lateral dimension of the pixels 2ca, 2cb, 2cc, 2cd, preferably each of the pixels 2ca, 2cb, 2cc, 2cd.
  • a lattice period in particular less than half, preferably less than third, more preferably less than quarter, of the maximum lateral dimension of the pixels 2ca, 2cb, 2cc, 2cd, preferably each of the pixels 2ca, 2cb, 2cc, 2cd.
  • FIG. 4 shows the pixel array 2 shown in FIG.
  • the structures 3aa-3dd are formed as hologram-like, in particular incident, achromatic imaging, diffractive and / or scattering structures.
  • one or more or all of the structures of the structures 3aa-3dd have different optical properties from one another. It is possible for each pixel of the pixels 2aa-2dd of the at least one pixel array 2 to be assigned one or more structures of the one or more structures 3aa-3dd, the one or more structures associated with a pixel being incident electromagnetic radiation in one or more predetermined solid angles image, bend and / or scatter, in particular one direction, preferably a predetermined direction, being assigned to each of the one or more predetermined solid angles.
  • one or more structures of the one or more structures 3aa-3dd and / or one or more associated structures of the one or more associated structures 3aa-3dd into one or more solid angles of the one or more solid angles and / or one or depict, bend and / or scatter a plurality of predetermined solid angles of the one or more predetermined solid angles, which differ in particular from one another, one or more on a sphere arranged around a pixel, in particular one
  • shapes which are preferably selected from: circular area, elliptical area, triangular area, square area, rectangular area, polygon area, circular ring area, in particular one or more shapes of the one or more shapes being open or closed and / or consisting of one or more partial shapes and wherein preferably at least two partial forms are connected to one another or superimposed.
  • FIG. 5 shows the pixel array 2 shown in FIG. 2, except that a corresponding structure 3aa-3dd is assigned to each of the pixels 2aa-2dd or that each of the pixels 2aa-2dd comprises a corresponding structure 3aa-3dd, the structures 3aa-3dd are designed as lattice structures, which achromatically image, diffract and / or scatter incident light.
  • the lattice structures are linear lattice structures, which are preferably blaze-like
  • achromatic diffractive grating structures in one or more pixels of the pixels 2aa-2dd in the at least one pixel array 2 with others are preferred
  • Microstructures and / or nanostructures in particular linear grating structures, preferably cross-grating structures, more preferably sub-wavelength grating structures, are superimposed.
  • Structures 3aa-3dd which are achromatic diffractive lattice structures
  • FIG. 6 shows the pixel array 2 shown in FIG. 2, except that a corresponding structure 3aa-3dd is assigned to each pixel of the pixels 2aa-2dd or that each pixel of the pixels 2aa-2dd comprises a corresponding structure 3aa-3dd, the structures 3aa-3dd as Fresnel
  • Microlens structures and / or partial areas or sections of Fresnel microlens structures are formed, in particular the grating lines of the Fresnel microlens structures being designed as curved grating lines and / or having grating lines with varying grating periods and / or in particular each pixel of the two or more pixels, preferably in at least a spatial direction, comprises at least two grid periods. It is possible that the Fresnel microlens structures are designed as a blaze grating, the grating lines in particular being curved and / or the grating period preferably varying.
  • one or more or all of the structures are less preferred than micromirrors and / or microprisms, in particular less preferred than
  • more than 70% of the pixels, in particular more than 90% of the pixels, of the pixels 2aa-2dd in the at least one pixel array 2 have one or more structures of the one or more structures 3aa-3dd which have a number of have at least 2 elevations, in particular at least 3 elevations, preferably at least 4 per pixel.
  • one or more structures of the one or more have
  • Structure a number of at least 2 surveys, in particular at least 3 surveys, preferably at least 4 surveys per pixel.
  • At least two grating periods of the structures designed as blaze gratings and / or Fresnel microlens structures lie in at least one pixel, the grating period here being preferably less than half the maximum lateral dimension of each pixel.
  • one or more structures of the one or more structures 3aa-3dd to be designed as chromatic grating structures, in particular as linear grids, preferably as linear grids with a sinusoidal profile, and / or as nanotext and / or as mirror surfaces. This makes it possible in particular to integrate colored design elements and / or hidden features into the achromatic appearing pixel array.
  • FIG. 7 shows the pixel array 2 shown in FIG. 2, except that the pixels 2aa, 2ad and 2cc each have a linear grid 30aa, 30ad and 30cc, in particular comprising a sinusoidal profile.
  • one or more structures of the one or more structures 3aa-3dd are designed as sub-wavelength gratings, in particular as linear sub-wavelength gratings, the grating period of the sub-wavelength gratings being particularly preferred the linear sub-wavelength grating is less than 450 nm and / or wherein in particular at least one such pixel array provides an optically variable effect that can be detected by an observer when the optically variable element and / or the at least one pixel array is tilted and / or rotated.
  • such an optically variable effect is one or more icons, logos, images and / or other motifs that can be detected by a viewer and / or by a sensor, which preferably light up when the optically variable element 1 a is tilted sharply.
  • one or more structures of the one or more structures 3aa-3dd, in particular at least partially, with a metal layer are provided and / or absorb incident electromagnetic radiation, preferably one or more pixels of the two or more pixels in
  • Reflection preferably in direct reflection, can be detected by a viewer in dark gray to black.
  • FIG. 8 shows the pixel array 2 shown in FIG. 2, except that the pixels 2aa, 2ad and 2cc each have a light-absorbing, in particular incident light-absorbing, microstructure 31aa, 31ad and 31cc, respectively, these absorbing microstructures 31 aa, 31 ad or 31 cc for a viewer and / or a sensor preferably appear dark gray to black.
  • the absorbing microstructures 31 aa, 31 ad or 31 cc are designed as sub-wavelength cross gratings, in particular with a grating period of less than or equal to 450 nm, preferably less than or equal to 350 nm.
  • Such pixels with dark gray to black appearing microstructures make it possible
  • Structures 3aa-3dd are designed as microstructures, which absorb light, in particular absorb incident light, and / or appear colored for a viewer and / or a sensor when viewed normally or in direct reflection.
  • Structures 3aa-3dd through the use or application or molding of light-absorbing microstructures in one or more pixels of the pixels 2aa-2dd of the at least one pixel array 2 around contrast lines or
  • a 3D object optically projecting or jumping towards a viewer and / or a sensor such as a portrait, for example, which generates 3aa-3dd in the corresponding pixels of pixels 2aa-2dd due to the diffracting and / or scattering structures which image, directing incident light is to make the light-absorbing microstructures comprehensible through the pixels that appear dark to black to a viewer and / or sensor.
  • the dark-appearing pixels represent, for example, a shadow cast expected by a viewer with higher contrast
  • one or more structures have the one or more
  • Structures 3aa-3dd on an HRI layer wherein in particular the pixels which have the one or more structures can be detected in color by reflection for an observer and / or sensor.
  • microstructures in a number of pixels of the pixels 2aa-2dd predetermined by a design which, in particular in the case of an at least partial coating with at least one high-index dielectric layer, in particular at least one HRI layer, preferably in normal observation or in a more direct manner Reflection colored, for example red or green, appear when detected by a viewer and / or a sensor.
  • Such microstructures are preferably designed as linear sub-wavelength gratings, the colored pixels comprising the microstructures of this type being green, for example in a portrait for a viewer and / or sensor
  • FIG. 9 shows a section of a pixel array 2 comprising sixteen
  • Pixel 2aa-2dd in a perspective top view, the pixel array extending in the plane spanned by the directions x and y. That is further
  • the direction of incidence of an incident light 6 and the directions of exit of the incident light 20aa-20dd for the corresponding pixels 2aa-2dd are shown in FIG.
  • the outgoing light 20aa-20dd emits in particular into the half-space, which is defined in particular by the plane of the pixel array, the incident light 6 preferably falling in from one direction of this half-space.
  • the incident light 6 is diffracted in particular achromatically in the corresponding directions of the emerging light 20aa-20dd as the emerging light 20aa-20dd.
  • the incident light 6 is pseudo-randomly arbitrarily
  • each pixel 2aa-2dd Spatial directions as incident light 20aa-20dd in or on each pixel 2aa-2dd, preferably individually in or on each pixel 2aa-2dd comprising a respective structure 3aa-3dd, achromatically imaged, diffracted and / or scattered
  • one or more structures of the one or more structures 3aa-3dd preferably in the corresponding pixels of pixels 2aa-2dd, reflect incident electromagnetic radiation, in particular incident light 6, in a pseudo-random or random manner in all spatial directions and / or scatter that one or more pixels of the pixel array 2 can be detected in reflection for a viewer and / or a sensor, preferably isotropically white, preferably isotropically achromatic.
  • FIG. 10 shows an enlarged section of the pixel array 2 shown in FIG. 9, which comprises, for example, a pixel 2ad, comprising light-imaging, diffractive and / or scattering structures 3ad, softer incident light or incident electromagnetic radiation than incident light 20ad in a predetermined one Maps, bends and / or scatters direction and / or at a predetermined solid angle.
  • a pixel 2ad comprising light-imaging, diffractive and / or scattering structures 3ad, softer incident light or incident electromagnetic radiation than incident light 20ad in a predetermined one Maps, bends and / or scatters direction and / or at a predetermined solid angle.
  • Propagation directions of the outgoing light 20ad preferably parallel to one another.
  • the light incident on the pixel array 2 or the incident electromagnetic radiation as the emerging light 2aa-2dd only in at least one area, in particular one or more at least partially connected or not connected and / or at least partially overlapping or non-overlapping areas, which is pseudo-randomly or randomly imaged, diffracted and / or scattered one or more predetermined solid angles.
  • the brightness and / or intensity of the outgoing light or the outgoing electromagnetic is advantageously in these areas and / or predetermined solid angles
  • Radiation increases in particular the effect that can be detected by a viewer and / or sensor, preferably a visual effect, can be better detected in the case of weak ones
  • the opening angles of the predetermined solid angles are preferably limited to less than +/- 10 °, preferably less than +/- 5 °, more preferably +/- 3 °, in particular in at least one direction.
  • FIG. 11 shows an enlarged section of that shown in FIG. 6
  • Pixel arrays 2 comprising the pixel 2da, in which at least one structure 3da is molded as a Fresnel microlens structure, with incident light
  • one or more structures of the one or more structures to be designed as microlenses, in particular Fresnel microlenses, the focus length of the one or more structures in particular being between 0.04 mm to 5 mm, in particular 0.06 mm to 3 mm, preferably 0.1 mm to 2 mm, and / or wherein in particular the focus length in one direction x and / or y is given by the equation
  • a x, y is preferably the respective lateral dimension of one or more pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array in the direction x or in the direction y and ⁇
  • FIG. 12 shows an enlarged section of that shown in FIG. 6
  • Pixel arrays 2 comprising the pixel 2da, in which at least one structure 3da is molded as a Fresnel microlens structure, with incident light
  • the radius of the ball E is in particular equal to the focal height f.
  • Fresnel's microlens structure is preferably calculated or designed for a wavelength of 550 nm, in particular a wavelength range from 450 nm to 650 nm, of the incident light.
  • FIG. 12a shows an enlarged section of the pixel array 2 shown in FIG. 6, including the pixel 2da, in which at least one structure 3da is molded as a Fresnel microlens structure, with incident light
  • At least one virtual pixel array comprising two or more virtual pixels is provided in and / or on the segments S shown in FIGS. 11, 12 and 12a, preferably each of the one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels of the at least one virtual pixel Pixel array is assigned at least one solid angle.
  • the half opening angles of the associated solid angle shown in FIG. 11, which is delimited by the lines 20da, are Q / 2 and cp / 2, for example.
  • FIGS. 11, 12 and 12a there is preferably one virtual pixel each for the respective pixels 2da
  • One or more virtual field sources are further preferably arranged in and / or on the segments S shown in FIGS. 11, 12 and 12a, in particular the segments S shown in FIGS. 11, 12 and 12a in each case at first distances from the respective virtual pixels are arranged, the position and / or orientation of the respective virtual pixel in FIGS. 11, 12 and 12a preferably corresponding to the position and / or orientation of the respective pixels 2da shown in FIGS. 11, 12 and 12a.
  • one or more virtual electromagnetic fields starting from the one or more virtual field sources, in particular arranged in the segments S shown in FIGS.
  • 11, 12 and 12a are at a predetermined distance from one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels calculates at least one virtual pixel array in and / or on the one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels of the at least one virtual pixel array and / or in and / or on the area, in particular plane, spanned by the at least one virtual pixel array.
  • one or more phase images for one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels of the at least one virtual Pixel array from a virtual total electromagnetic field consisting of the superimposition of the one or more virtual electromagnetic fields in and / or on the one or more virtual pixels of the two or more virtual pixels of the at least one virtual pixel array and / or in and / or on the by the at least one virtual pixel array spanned area,
  • Pixel array calculated from the one or more phase images.
  • the virtual structure profiles of the two or more virtual pixels of the at least one virtual pixel array are particularly preferred in and / or on one
  • Substrate as at least one pixel array comprising two or more pixels, the respective pixels 2da of the at least one pixel array shown in FIGS. 11, 12 and 12a having one or more structures 3da, designed to provide an optically variable element.
  • FIG. 13 shows an example of a design comprising a 3D model of the portrait 9 of the mathematician and physicist Carl Friedrich Gauß.
  • the six variants in the upper part of the figure each have an opening angle, increasing from left to right, of the solid angles by which the corresponding ones
  • Solid angles, in which the corresponding structures broaden the incident light, from left to right 0.5 °, 1, 25 °, 2.5 °, 5 °, 7.5 °, 10 °.
  • a smaller and / or smaller opening angle generates the
  • a large and / or larger opening angle preferably generates the
  • Solid angle is a 3D effect that can be detected by a viewer and / or sensor, with surfaces of the portrait or a motif that appear strongly matt. This controlled mattness can be used as a design element
  • the opening angle is preferably in the range between 0.5 ° and 70 ° and preferably between 1 ° and 60 °.
  • FIG. 13b shows five sections 91, 92, 93, 94, 95 of a 3D model of a lion, in particular the left to the right
  • Opening angle increases from 1 ° to 60 °. All pixels diffract the incident light, in particular with the approximately the same opening angle in the direction intended for the pixel.
  • the cutout 91 of the lion on the far left has one
  • the cutout 95 of the lion on the far right has a silk matt surface.
  • the three sections 92, 93, 94 of lions in between show intermediate values of mattness.
  • FIG. 13b shows this on the basis of a 3D model of a lion 96, 97, with on the left in a K-shaped partial area of the
  • Lion 96 the mattness is greater than in the rest of the lion and in the right lion 97 in the K-shaped part of the lion the mattness is smaller than in the rest of the lion.
  • the opening angle in the left lion 96 is 1 ° in the areas without a K-shaped section and in the right lion 97 the opening angle is 15 °.
  • the K-shaped section in the left lion 96 has an opening angle of 60 ° and the K-shaped section in the right lion 97 has an opening angle of 1 °.
  • FIG. 13 show microscope images of sections of the underlying pixel arrays of those shown in the upper part of FIG. 13
  • the structures comprising the pixels arranged in the pixel arrays can be detected.
  • a change in the predetermined solid angles in which the pixels map, diffract and / or scatter the incident light preferably leads to a clear change in the underlying structures and, with increasing opening angles, in particular to a clear deviation from ordered or periodic structures.
  • FIG. 14 shows an example of such a change in the structure of a selected pixel of the design shown in FIG. 13, the structure changing from left to right with an increasing opening angle. Furthermore, it is possible to make a 3D effect, in particular as described above, partially or completely or completely visible or detectable only in a predetermined direction.
  • the structures in the pixels are preferably selected in such a way that these electromagnetic radiation incident in the predetermined area of the 3D effect essentially preferentially image and / or bend and / or scatter in the predetermined direction.
  • Opening angle is chosen in particular depending on the direction.
  • the left part 98 of FIG. 13c shows a design comprising a 3D model of the portrait of the mathematician and physicist Carl Friedrich Gauß, whereby at
  • This area of the portrait appears in particular 3D arched and matt bright.
  • the other areas of the portrait appear preferably dark to barely perceptible.
  • the face after the optically variable element has been rotated 90 ° clockwise, as shown in the right part 99 of FIG. 13c, the face, on the other hand, preferably appears dark to barely
  • the opening angle is preferably in a range between 0.5 ° and 70 °, more preferably between 1 ° and 60 °. It is possible for the structures embodied as an achromatic microstructure to be overlaid with one or more or all pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array with further microstructures and / or nanostructures. Examples of such further microstructures and / or nanostructures are linear grating structures, cross-grating structures, in particular sub-wavelength grating structures.
  • the optical effect of the at least one pixel array arises in particular in the color of the superimposed sub-wavelength grating structure effects.
  • the grating period for the resonant gratings coated with HRI is preferably in the range from 200 nm to 500 nm.
  • the sub-wavelength grating structures of the resonant gratings are preferably linear gratings.
  • FIG. 15 shows an arrangement of pixels of a pixel array 2 comprising corresponding structures, which is in particular designed such that a fine line movement (“movement of thin or fine lines”) that can be detected by a viewer and / or sensor is generated, the width of the detectable lines is preferably dependent on the sizes and / or lateral dimensions of the pixels.
  • the structures in the individual groups of pixels G arranged in a line are designed in such a way that they represent, in particular, incident light in different spatial directions and / or in different predetermined solid angles, preferably by tilting such an optically variable one Elements depending on the
  • one or more groups of pixels arranged in a line can be left out and / or to light up at a random angle, the lighting up of the groups of pixels arranged in a line
  • achromatic fine line morphing effects (“movement and / or shape change of thin or fine lines”) can also be generated, which can preferably be detected by an observer and / or a sensor.
  • achromatic image flip in particular double, triple or multiple flips and / or preferably animations comprising a plurality of motifs, preferably images; one or more surfaces that appear isotropically matt to an observer and / or sensor; one or more surfaces appearing anisotropically matt to an observer and / or sensor; one or more pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array comprising hidden effects, such as nanotext; Flidden motif (motif hidden or in front of a viewer and / or sensor at a predetermined distance and / or in one or more predetermined wavelength ranges), in particular hidden text (hidden person or in front of a viewer and / or sensor at a predetermined distance and / or in one or more predetermined ones
  • Wavelength ranges of hidden text and / or hidden images (hidden or in front of a viewer and / or sensor at a predetermined distance and / or images hidden in one or more predetermined wavelength ranges) in one or more predetermined imaging planes or in one or more predetermined solid angles and / or distances to the optically variable element.
  • a first group of structures which represent incident light in particular achromatic, diffract and / or scatter, for example computer-generated hologram structures, these structures being the first
  • diffuse and / or scatter group of structures incident light at a first angle of inclination of approximately 30 ° to the surface of the plane spanned by the optically variable element.
  • the pixels of the first group of pixels preferably form a first motif.
  • a second group of structures which map incident light, in particular achromatically, to bend and / or scatter for example computer-generated hologram structures, to produce a double flip in a second group of pixels of the pixel array, these structures being the second group of structures, incident light at a second inclination angle of approximately 5 ° to the surface of the plane spanned by the optically variable element, achromatic, diffract and / or scatter.
  • the pixels of the second group of pixels preferably form a second motif. It is also possible for one or more structures of the one or more structures and / or the structures associated with a pixel of the two or more pixels of the at least one pixel array
  • electromagnetic radiation especially incident electromagnetic radiation
  • one or more structures are the one or more
  • Structures and / or one or more pixels of the two or more pixels of the at least one pixel array comprising one or more assigned structures of the one or more assigned structures are assigned to two or more groups of structures and / or two or more groups of pixels, in particular where the Groups of two or more groups of
  • two or more groups of structures of the two or more groups of structures and / or two or more groups of pixels of the two or more groups of pixels to emit electromagnetic radiation, in particular incident electromagnetic radiation, in the same or
  • different solid angles and / or predetermined solid angles in particular punctiform solid angles and / or predetermined solid angles, are preferred different solid angles and / or predetermined solid angles, image, bend and / or scatter.
  • two or more groups of structures of the two or more groups of structures and / or two or more groups of pixels of the two or more groups of pixels to provide an optical variable information comprising a 3D effect.
  • first motif to appear bright and the second motif to appear dark if the optically variable element is in particular from the first
  • Inclination angle corresponding predetermined, solid angle is detected. Furthermore, it is possible for the optically variable element to be oriented after tilting with respect to a viewer and / or sensor such that the optically variable element can be detected in particular from the predetermined solid angle corresponding to the second angle of inclination, the second motif preferably being bright and the first The motif appears dark. Such an effect is preferably also referred to as an image flip effect.
  • the structures image, bend and / or scatter the incident light in three or more predetermined solid angles, with different motifs, in particular images, being associated with each of the predetermined solid angles.
  • different motifs in particular images, being associated with each of the predetermined solid angles.
  • an observer and / or sensor becomes an illusion of continuous and / or volatile
  • the underlying pixel array is preferably divided into parts which generate the respective motifs and / or one or more pixels of the two or more pixels of the pixel array are each divided into parts or subpixels, each of which have different structures, which the incident light into the
  • One or more pixels of the two or more pixels are preferably divided into three, in particular four, more preferably five, parts or subpixels, the parts or subpixels particularly preferably each having different structures. It is possible that one or more of the observable ones
  • Imaging, bending and / or scattering electromagnetic radiation following a function, the function being designed in such a way that a viewer detects the solid angles or predetermined solid angles as wavy moving brightness bands, preferably sinusoidal moving brightness bands.
  • FIG. 16 shows on the left-hand side the strip-shaped security element 1 b ′ shown in FIG. 1, a viewer and / or sensor when viewing the security element 1 b ′, in particular in incident light and / or transmitted light
  • Movement effects and / or optically virtually protruding in the viewing direction and / or 3D elements returning from the viewing direction are recorded.
  • the security document 1d is inside or outside the
  • strip-shaped area 1 b has one or more further optically variable elements.
  • the strip-shaped security element 1 b further comprises two optically variable elements 1 a, which in particular each have at least one pixel array comprising two or more pixels and on the right side of FIG. 16 in
  • strip-shaped security element 1 b comprises several
  • Security element 8 which is designed as the number sequence “45”, two cloud-like motifs, an aircraft-shaped motif, a sailing ship-shaped motif and a word sequence “UT” with two horizontal lines.
  • the sun-shaped optically variable element 1 a shown at the top right in FIG. 16 generates an optical effect in particular in such a way that the emerging light appears to be preferably reflected by the curved surface of the sun 9 a for a viewer and / or sensor.
  • the sun 9a preferably protrudes apparently noticeably, in particular as expected by a viewer as noticeable or as perceptible, from the plane and / or surface spanned by the optically variable element 1 a, although that
  • Security element is preferably completely flat and / or flat.
  • the optically variable element shown at the bottom right in FIG. 16 comprises a pixel array which, in particular for an observer and / or sensor, has the illusion
  • Viewer and / or sensor preferably a brightness band which moves from left to right and / or in the opposite direction. It is possible that one or more structures of the one or more structures provide an optically variable effect when the element and / or the at least one pixel array is bent, in particular a first motif in a non-bent state of the element and / or the at least one Pixel array is detectable and a second motif can be detected in a bent state of the element and / or the at least one pixel array.
  • an image flip to be detected by a viewer and / or a sensor such that a first motif can be detected in particular in the non-bent state and a second motif in the bent state.
  • the virtual pixel array for calculating the corresponding structures in the virtual pixels is provided in a bent state, and the virtual ones
  • electromagnetic fields which are preferably emitted by one or more virtual point field sources, are preferably calculated on the curved virtual pixel array.
  • the one or more predetermined solid angles in which the structures image, bend and / or scatter the incident light are compensated accordingly by the local curvature of the optically variable element, preferably in the bent state.
  • the motif is preferably imaged, diffracted and / or scattered in such a way that the motif is for a viewer and / or sensor is preferably not completely and / or only optically distorted.
  • a viewer and / or sensor it is possible for a viewer and / or sensor to generate one or more of the following effects generated by one or more optically variable elements, in particular the following effects by one or more optically variable elements optical effects, recorded: one or more effects in reflection; one or more effects in transmission; Combination of the above effects in reflection and in transmission, such as different movement effects in reflection and transmission, in particular 50% of the pixels and / or sub-pixels of at least one pixel array being used for the respective effect in reflection or transmission; one or more effects for a bent or unbent state of one or more optically variable elements of the one or more optically variable elements.
  • phase jumps of 2 c 180 ° in reflection and 1 c 360 ° in transmission occur.
  • phase jump is preferably only exact at one wavelength, the corresponding effect preferably being color-selective around this wavelength.
  • the effect appears to a viewer and / or sensor in particular in a clearly defined color. All of the above effects, in particular all of the above optical effects, can be implemented in this way, for example, with a correspondingly defined color.
  • FIG. 17 shows, by way of example, an achromatic arc comprising a multiplicity of light points 200 which move along the direction R ', in particular when tilting forward and / or tilting back or when tilting along the direction R', of the optically variable element and / or down or along the direction R 'in the plane of the figure spanned by the directions x and y up and / or down.
  • FIG. 18 shows a first enlarged section in the upper part and a second, in particular still further enlarged section of the underlying pixel array comprising pixels with corresponding structures in the lower part.
  • the bordered pixel 2e having the structure 3e has a lateral dimension of 50 pm in the x and y directions.
  • FIG. 19 shows a schematic perspective illustration of a movement sequence of an achromatic, arc-shaped motif 9c, which can be detected by a viewer B and / or a sensor S, and which moves in the plane spanned by the optical element 1 a, in particular along the direction R ′′ , the structures of the contained in the optically variable element 1 a
  • FIG. 20 shows an achromatic 3D object in the form of a worm housing 9d for a viewer and / or sensor from the plane of the figure, in particular from the plane spanned by the directions x and y.
  • the structures in the pixels of the underlying pixel array are designed so that incident light creates the illusion of the 3D object.
  • incident light creates the illusion of the 3D object.
  • FIG. 21 shows a first enlarged section in the upper part and a second, in particular still further enlarged section of the worm housing 9d shown in FIG. 20 in the lower part
  • Pixel arrays comprise pixels with corresponding structures.
  • the bordered pixel 2f having the structure 3f has a lateral dimension of 50 pm in the x and y directions.
  • FIG. 22 shows a design comprising a 3D model of the portrait 9e of the
  • FIG. 23 shows an enlarged section of FIG. 22, the
  • Structures in the pixels of the underlying pixel array are in particular formed as Fresnel microlens structures, which were used to generate the variants.
  • the portraits in the first line show from left to right an increasing variation in the 3D effect strength that can be detected by a viewer and / or sensor.
  • the first four portraits in the other lines each show an effect from left to right based on the corresponding portrait based on structures with a structure depth of 2 pm
  • the last three portraits in the other lines each show an effect based on the structure from left to right corresponding portraits based on structures with a structure depth of approximately 1 pm structure depth.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Element (1a), insbesondere ein Sicherheitselement (1b) und/oder ein Dekorelement (1c), bevorzugt für Sicherheitsdokumente (1d), wobei das optisch variable Element (1a) zumindest ein Pixelarray (2) umfassend zwei oder mehrere Pixel (2aa-2dd,2e-2f) aufweist, wobei ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) ein oder mehrere Strukturen (3aa-3dd,3e-3f) aufweisen, und wobei ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa-3dd,3e-3f) einfallende elektromagnetische Strahlung (6) in ein oder mehrere Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen. Weiter betrifft die Erfindung ein Sicherheitsdokument (1d), insbesondere umfassend ein oder mehrere optisch variable Elemente (1a), ein Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen Elements (1a), vorzugsweise eines Sicherheitselements (1b) und/oder eines Dekorelements (1c), bevorzugt für Sicherheitsdokumente (1d), sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsdokuments (1d), vorzugsweise umfassend ein oder mehrere Schichten, bevorzugt umfassend ein oder mehrere optisch variable Elemente (1a).

Description

Optisch variables Element Sicherheitsdokument Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen Elements, Verfahren zur Herstellung eines
Sicherheitsdokuments
Die Erfindung betrifft ein optisch variables Element, insbesondere ein
Sicherheitselement und/oder ein Dekorelement, ein Sicherheitsdokument, ein
Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen Elements, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsdokuments.
Sicherheitselemente werden verwendet, um die Fälschungssicherheit von
Sicherheitsdokumenten, wie beispielsweise Banknoten, Pässen, Scheckkarten, Visa, Kreditkarten, Zertifikaten und/oder ähnlichen Wert- beziehungsweise
Identifikationsdokumenten zu erhöhen und damit zu verbessern. Weiter sind die von den Sicherheitselementen bereitgestellten optisch variablen Effekte von Laien einfach und eindeutig ohne weitere technische Hilfsmittel oder mittels weiterer technischer Hilfsmittel, wie beispielsweise Kameras, erfassbar, wobei der Laie mit geringst möglichem Aufwand die Echtheit eines mit einem derartigen
Sicherheitselement ausgestatteten Sicherheitsdokuments nachweisen kann und manipulative Eingriffe an dem Sicherheitsdokument und/oder gefälschte
Sicherheitsdokumente möglichst umgehend erkennen kann.
Als Sicherheitselemente kommen diffra ktive Strukturen und Dünnfilmschichtelemente häufig zum Einsatz. Hierbei zeigen diffra ktive Strukturen in Abhängigkeit vom
Betrachtungswinkel Farbeffekte, wie beispielsweise einen Regenbogeneffekt.
Dünnfilmschichtelemente hingegen zeichnen sich durch einen definierten Farbwechseleffekt aus. Derartige Sicherheitselemente finden beim Laien aufgrund ihrer umfassenden Verbreitung und den daraus folgenden Gewöhnungseffekt jedoch kaum mehr Beachtung. So ist beispielsweise aus dem Dokument DE 10 2004 016 596 A1 ein derartiges Sicherheitselement bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes optisch variables Element, ein Sicherheitsdokument umfassend ein oder mehrere verbesserte optisch variable Elemente, ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten optisch variablen Elements sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsdokuments umfassend ein oder mehrere verbesserte optische variable Elemente bereitzustellen. Insbesondere stellt das verbesserte optisch variable Element einen besonders einprägsamen optisch variablen Effekt bereit.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein optisch variables Element, insbesondere ein Sicherheitselement und/oder ein Dekorelement, bevorzugt für Sicherheitsdokumente, wobei das optisch variable Element zumindest ein Pixelarray umfassend zwei oder mehrere Pixel aufweist, wobei ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray ein oder mehrere Strukturen aufweisen, und wobei ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen einfallende
elektromagnetische Strahlung in ein oder mehrere Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen. Weiter wird die Aufgabe gelöst durch ein Sicherheitsdokument, insbesondere umfassend ein oder mehrere optisch variable Elemente.
Weiter wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen Elements, vorzugsweise eines Sicherheitselements und/oder eines
Dekorelements, bevorzugt für Sicherheitsdokumente, welches durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: - Bereitstellung zumindest eines virtuellen Pixelarray umfassend zwei oder mehrere virtuelle Pixel,
- Zuordnung zumindest eines Raumwinkels zu ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray, - Anordnung ein oder mehrerer virtueller Feldquellen in und/oder auf zumindest einem Bereich oder zumindest einem Segment des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels, wobei der zumindest eine Bereich oder das zumindest eine Segment des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels in einem ersten Abstand zu den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray angeordnet ist,
- Berechnung ein oder mehrerer virtueller elektromagnetischer Felder ausgehend von den ein oder mehreren virtuellen Feldquellen in einem vorbestimmten Abstand von den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray in und/oder auf den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene,
- Berechnung ein oder mehrerer Phasenbilder für die ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen
Pixelarray aus einem virtuellen elektromagnetischen Gesamtfeld bestehend aus der Überlagerung der ein oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Feldern in und/oder auf den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray aufgespannten Fläche,
insbesondere Ebene,
- Berechnung virtueller Strukturprofile für die ein oder mehreren virtuellen Pixel zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray aus den ein oder mehreren Phasenbildern,
- Ausbildung der virtuellen Strukturprofile der ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray in und/oder auf ein Substrat als zumindest ein Pixelarray umfassend zwei oder mehrere Pixel, wobei ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray ein oder mehrere Strukturen aufweisen, zur Bereitstellung des optisch variablen Elements. Weiter wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines
Sicherheitsdokuments, insbesondere umfassend ein oder mehrere Schichten, bevorzugt umfassend ein oder mehrere optisch variable Elemente, wobei ein oder mehrere optisch variable Elemente als Laminierfolie und/oder als Prägefolie auf das Sicherheitsdokument und/oder auf eine oder mehrere Schichten des
Sicherheitsdokuments aufgebracht werden und/oder in das Sicherheitsdokument und/oder in ein oder mehrere Schichten der ein oder mehreren Schichten des Sicherheitsdokuments eingebracht werden.
Ein solches optisch variables Element zeichnet sich dadurch aus, dass dieses bevorzugt zumindest ein Pixelarray umfasst, wobei das zumindest eine Pixelarray zwei oder mehrere Pixel umfassend Strukturen aufweist, wobei insbesondere jeder Pixel einfallendes Licht in vorbestimmte Raumwinkel abbildet, beugt und/oder streut. Hierbei bestimmt vorzugsweise die Größe der vorbestimmte Raumwinkel das optisch erfassbare Erscheinungsbild des zumindest einen Pixelarray. Die Richtung des durch die Strukturen abgebildeten, gebeugten und/oder gestreuten ausfallenden Lichts ist hochpräzise vorbestimmbar.
Hierdurch wird erreicht, dass das optisch variable Element für einen Betrachter und/oder Sensor erfassbare, optische Bewegungseffekte generiert, welche eine hervorragende Erfassbarkeit auf Grund einer hohen Helligkeit, Intensität und Brillanz des entsprechenden Erscheinungsbildes aufweisen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet. Es ist möglich, dass wobei ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen einfallende elektromagnetische Strahlung in ein oder mehrere Raumwinkel achromatisch abbilden, beugen und/oder streuen. Hierbei sind die Strukturen insbesondere derart ausgelegt, dass sie einfallende elektromagnetische Strahlung nicht in ein oder mehrere Raumwinkel reflektieren wie beispielsweise Mikrospiegel oder Mikrofacetten.
Unter„Raumwinkel“ wird insbesondere üblicherweise der Flächeninhalt einer Teilfläche A einer Kugeloberfläche von einer Kugel verstanden, welcher bevorzugt durch das Quadrat des Radius R der Kugel dividiert wird. Der Raumwinkel wird insbesondere in der dimensionslosen Einheit Steradiant angegeben. Der gesamte Raumwinkel entspricht vorzugsweise der Oberfläche der Einheitskugel
beziehungsweise einer Kugel mit Radius eins, also insbesondere 4TT.
Insbesondere sind Zahlenwerte für den Raumwinkel, in welchen die Strukturen in den Pixeln Licht abbilden, beugen und/oder streuen, vorzugsweise für senkrecht auf die Strukturen einfallendes Licht definiert, wobei bevorzugt die Zahlenwerte des Raumwinkels die Richtung des Lichtkegels im Bezug zur senkrechten z-Achse angeben.
Unter„Öffnungswinkel“ wird insbesondere die Breite des Lichtkegels in Bezug auf die Gerade im Zentrum des Lichtkegels verstanden. Die Richtung des Lichtkegels in Bezug auf eine Achse, insbesondere die x- bzw. y-Achse, hängt bevorzugt von dem jeweils anvisierten optischen Effekt ab, wobei die x-Achse und die y-Achse vorzugsweise senkrecht zueinander ausgerichtet sind, insbesondere in einer Ebene, welche von der x-Achse und der y-Achse aufgespannt wird, in einem Winkel von 90° zueinander ausgerichtet sind.
Vorzugsweise ist das zumindest eine Pixelarray als ein eindimensionales,
zweidimensionales oder dreidimensionales, insbesondere als eine Überlagerung von ein oder mehreren eindimensionalen und/oder zweidimensionalen, Arrays oder Anordnungen oder Matrizen von Pixeln ausgebildet. Es ist möglich, dass das optisch variable Element und/oder das Sicherheitsdokument ein oder mehrere Schichten umfasst, wobei insbesondere das zumindest eine
Pixelarray auf oder in zumindest einer Schicht der ein oder mehreren Schichten angeordnet ist und wobei vorzugsweise ein oder mehrere Schichten der ein oder mehreren Schichten ausgewählt sind aus: HRI-Schicht (HRI = High Refractive Index, Schicht mit hohem Brechungsindex im Vergleich zu einem durchschnittlichen
Brechungsindex von etwa 1 ,5), insbesondere Schicht umfassend HRI und/oder LRI- Lackschicht (LRI = Low Refractive Index, Schicht mit niedrigem Brechungsindex im Vergleich zu einem durchschnittlichen Brechungsindex von etwa 1 ,5), Metallschicht, Interferenzschicht, insbesondere Interferenzschichtabfolgen, bevorzugt HLH (High- Low-High bzgl. der Brechungsindizes der jeweiligen Schichten) oder HLHLH (High- Low-High-Low-High bzgl. der Brechungsindizes der jeweiligen Schichten), weiter bevorzugt Fabry-Perot-Dreischichtsystem oder -Mehrschichtsystem,
Flüssigkristallschicht, Lumineszenzschicht, insbesondere Fluoreszenzschicht, Farbschicht, insbesondere lasierende Farbschicht, Metallschicht in direktem Kontakt mit einer lasierenden Farbschicht zur Erzeugung von Plasmonenresonanz-Effekten.
Weiter ist es möglich, dass das optisch variable Element und/oder das Substrat umfassend das zumindest eine Pixelarray zwischen zwei Schichten, insbesondere zwei weiteren Schichten, eingebettet ist. Ein oder mehrere Schichten der ein oder mehreren weiteren Schichten sind bevorzugt als Schutzschichten,
Haftvermittlerschichten beziehungsweise Haftvermittlungsschichten, Kleberschichten, Barriereschichten, Dekorschichten, Reflexionsschichten, leitfähige Schichten ausgebildet.
Die Schichten können auf einem Trägersubstrat (beispielsweise aus Polyester, insbesondere PET), ablösbar oder nicht ablösbar angeordnet sein.
Ein oder mehrere Schichten sind vorzugsweise metallische Schichten, welche vorzugsweise jeweils nicht vollflächig, sondern lediglich partiell in dem optisch variablen Element und/oder dem Sicherheitsdokument vorgesehen sind. Die metallischen Schichten sind hierbei insbesondere opak, transluzent oder
semitransparent ausgebildet. Vorzugsweise umfassen die metallischen Schichten hierbei unterschiedliche Metalle, welche unterschiedliche, insbesondere deutlich unterschiedliche, bevorzugt von einem Betrachter und/oder Sensor unterscheidbare, Reflexions- und/oder Transmissionsspektren aufweisen. Bevorzugt umfassen die Metallschichten ein oder mehrere der Metalle: Aluminium, Kupfer, Gold, Silber, Chrom, Zinn, und/oder ein oder mehrere Legierungen dieser Metalle. Weiter sind die partiell vorgesehenen metallischen Schichten bevorzugt gerastert und/oder mit lokal unterschiedlichen Schichtdicken ausgestaltet. Ein Raster kann insbesondere regelmäßig oder fraktal oder unregelmäßig, insbesondere stochastisch ausgebildet sein, und bereichsweise in der Ausbildung variieren.
Insbesondere sind ein oder mehrere Metallschichten der Metallschichten 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 oder umgekehrt. Die Bildelemente können hierbei vorzugsweise in Form von alphanumerischen Zeichen, jedoch auch von Motiven, Mustern, Grafiken und komplexen Darstellung von Objekten gebildet sein.
Vorzugsweise umfassen ein oder mehrere der Schichten ein oder mehrere
Farbschichten, insbesondere lasierende Farben. Bei diesen Farbschichten handelt es sich insbesondere um Farbschichten, welche mittels eines Druckverfahrens aufgebracht werden, und welche ein oder mehrere Farbstoffe und/oder Pigmente aufweisen, welche bevorzugt in einer Bindemittelmatrix eingebunden sind. Die Farbschichten, insbesondere Farben, können transparent, klar, teilweise streuend, transluzent, intransparent, und/oder deckend sein.
Es ist möglich, dass ein oder mehrere der Schichten zusätzlich zu dem zumindest einen Pixelarray ein oder mehrere optisch aktive Reliefstrukturen aufweisen, welche vorzugsweise jeweils in zumindest eine Oberfläche einer Lackschicht, bevorzugt einer replizierten Lackschicht, eingebracht sind. Bei derartigen Reliefstrukturen handelt es sich insbesondere um diffra ktive Reliefstrukturen, wie beispielsweise Hologramme, Beugungsgitter, fresnelsche Freiformflächen, Beugungsgitter mit symmetrischen oder asymmetrischen Profilformen und/oder Beugungsstrukturen Nullter Ordnung.
Weiter bevorzugt handelt es sich bei den Reliefstrukturen 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.
Die zusätzlichen optisch aktiven Reliefstrukturen können insbesondere entweder horizontal benachbart neben dem zumindest einen Pixelarray angeordnet sein und/oder vertikal über und unterhalb dem zumindest einen Pixelarray in weiteren Schichtebenen angeordnet sein.
Unter„isotroper Intensitätsverteilung“ wird insbesondere eine Intensitätsverteilung verstanden, deren Strahlungsleistung über alle Raumwinkel gleich ist. Unter„anisotroper Intensitätsverteilung“ wird insbesondere eine Intensitätsverteilung verstanden, deren Strahlungsleistung sich in zumindest einem ersten Raumwinkel von zumindest einem zweiten Raumwinkel unterscheidet.
Es ist möglich, dass eine oder mehrere der Schichten ein oder mehrere
Flüssigkristallschichten aufweisen, welche vorzugsweise zum einen eine von der Polarisation des einfallenden Lichts abhängige und vorzugsweise zum anderen eine wellenlängenselektive Reflexion und/oder Transmission 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 Ti02 oder ZnS besteht oder aus einer aufgedampften Schicht aus zumindest einem Metalloxid, Metallsulfid, Titandioxid, und/oder anderen Stoffen und/oder
Kombinationen aus den vorstehenden Stoffen, besteht. Insbesondere weist eine HRI-Schicht eine Schichtdicke von 10 nm bis 150 nm, auf. Die„HRI-Schicht“ kann insbesondere vollflächig oder partiell vorliegen.
Vorzugsweise werden die ein oder mehreren Strukturen der ein oder mehreren Strukturen und/oder das zumindest eine Pixelarray in einen Dünnschichtaufbau, insbesondere in einen Fabry-Perot-Schichtaufbau, eingebracht. Bevorzugt wird der Dünnschichtaufbau auf die ein oder mehreren Strukturen und/oder auf das
zumindest eine Pixelarray aufgebracht. Insbesondere weist ein derartiger Fabry- Perot-Schichtaufbau, insbesondere zumindest bereichsweise, zumindest eine erste semitransparente Absorberschicht, zumindest eine transparente Abstandsschicht und zumindest eine zweite semitransparente Absorberschicht und/oder eine opake Reflexionsschicht auf.
Unter„Dünnschichtaufbau“ wird insbesondere ein Aufbau aus Dünnschichtelementen verstanden, weicher einen blickwinkelabhängigen Farbverschiebungseffekt generiert, basierend auf einer Anordnung von Schichten, welche eine optische Dicke im
Bereich einer halben Wellenlänge (Kl 2) oder einer viertel Wellenlänge (l/4) einfallenden Lichts beziehungsweise einer oder mehrerer einfallender
elektromagnetischer Wellen aufweist. Konstruktive Interferenz in einer
Interferenzschicht mit einem Brechungsindex n und einer Dicke d wird vorzugsweise mittels der folgenden Gleichung berechnet:
2nd cos(G) = itil, wobei Q der Winkel zwischen der Beleuchtungsrichtung und der
Betrachtungsrichtung, l die Wellenlänge des Lichts beziehungsweise der Felder, und m eine ganze Zahl ist. Diese Schichten umfassen vorzugsweise eine Abstandsschicht, insbesondere angeordnet zwischen einer Absorptionsschicht und einer Reflexionsschicht.
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 des einfallenden elektromagnetischen Wellen, insbesondere des einfallenden Lichts, absorbiert wird. Vorzugsweise weist die erste semitransparente Absorberschicht eine Schichtdicke zwischen 5 nm und 50 nm auf. Die Absorberschicht weist bevorzugt Aluminium, Silber, Kupfer, Zinn, Nickel, Inconel, Titan und/oder Chrom auf. Vorzugsweise weist die erste semitransparente Absorberschicht im Fall von Aluminium und Chrom eine Schichtdicke zwischen 5 nm und 15 nm auf.
Vorzugsweise weist die transparente Abstandsschicht eine Schichtdicke zwischen 100 nm und 800 nm, insbesondere zwischen 300 nm und 600 nm, auf. Die
Abstandsschicht besteht bevorzugt aus organischem Material, insbesondere aus Polymer, und/oder aus anorganischem AI2O3, S1O2 und/oder MgF2.
Weiter bevorzugt besteht die transparente Abstandsschicht aus einer gedruckten Polymerschicht, welche insbesondere mittels Tiefdruck, Schlitzgießen oder im Inkjet- Druck aufgebracht wird. 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 und/oder ultravioletten
Wellenlängenbereich, insbesondere weniger als 10%, weiter bevorzugt weniger als 5%, insbesondere bevorzugt weniger als 2%, durch ein Substrat, insbesondere ein oder mehrere Schichten der ein oder mehreren Schichten, transmittiert wird. Es ist möglich, dass jedem Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen zugeordnet sind, wobei die einem Pixel zugeordneten ein oder mehreren Strukturen einfallende elektromagnetische Strahlung in ein oder mehrere vorbestimmte Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen, wobei insbesondere den ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkeln jeweils eine Richtung, vorzugsweise eine vorbestimmte Richtung, zugeordnet ist.
Weiter ist es möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen und/oder ein oder mehrere zugeordnete Strukturen der ein oder mehreren zugeordneten Strukturen in ein oder mehrere Raumwinkel der ein oder mehreren Raumwinkel und/oder ein oder mehrere vorbestimmten Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen, welche sich insbesondere voneinander unterscheiden, wobei ein oder mehrere auf eine um einen Pixel angeordnete Kugel, insbesondere eine Einheitskugel mit einem
Einheitsradius von 1 , projizierte Raumwinkel der ein oder mehreren Raumwinkel und/oder vorbestimmten Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten
Raumwinkel ein oder mehrere, insbesondere gleiche oder verschiedenartige,
Formen ausbilden, welche vorzugsweise jeweils ausgewählt sind aus: Kreisfläche, Ellipsenfläche, Dreiecksfläche, Quadratfläche, Rechteckfläche, Polygonfläche, Kreisringfläche.
Möglich ist weiter, dass ein oder mehrere Formen der ein oder mehreren Formen offen oder geschlossen sind und/oder aus ein oder mehreren Teilformen bestehen, wobei insbesondere zumindest zwei Teilformen miteinander verbunden oder überlagert sind.
Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere der von einem Betrachter erfassbaren Raumwinkel der ein oder mehreren Raumwinkel oder vorbestimmten Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel, in welche ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray einfallende elektromagnetische Strahlung abbilden, beugen und/oder streuen, einer Funktion folgen, wobei die Funktion derart ausgebildet ist, dass ein Betrachter die Raumwinkel oder vorbestimmten Raumwinkel als wellenförmig bewegende Helligkeitsbänder, bevorzugt sinusförmig bewegende Helligkeitsbänder, erfasst.
Vorzugsweise betragen ein oder mehrere oder alle Raumwinkel der ein oder mehreren Raumwinkel und/oder ein oder mehrere oder alle vorbestimmten
Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel in zumindest einer Richtung bis zu 70°, bevorzugt bis zu 50°, weiter bevorzugt bis zu 40°. Die
Aufweitung bzw. der Öffnungswinkel ein oder mehrerer oder aller Raumwinkel beträgt vorzugsweise maximal 20°, weiter bevorzugt maximal 15°, insbesondere bevorzugt maximal 10°.
Es ist möglich, einfallendes Licht beziehungsweise einfallende elektromagnetische Strahlung derart in und/oder auf einen Raumwinkel von bis zu 70°, bevorzugt bis zu 50°, weiter bevorzugt bis zu 40° abzubilden, zu beugen und/oder zu streuen, dass insbesondere das hierbei generierte visuelle Erscheinungsbild hochglanzartig oder seidenmatt oder teilweise hochglanzartig und teilweise seidenmatt, bevorzugt zumindest als ein 3D-Effekt und/oder Bewegungseffekt, für einen Betrachter und/oder Sensor erfassbar ist.
Der insbesondere seidenmatt erscheinende Teilbereich des hochglanzartigen
Bereichs mit dem 3D-Effekt und/oder dem Bewegungseffekt ist hierbei vorzugsweise in Form eines Motivs, eines Musters, einer Grafik oder einer komplexen Darstellung von Objekten, beispielsweise in Form eines Icons, von Buchstaben,
Denominationszeichen oder ähnlichem, ausgebildet.
Es ist weiter möglich, dass ein hochglanzartig erscheinender Teilbereich in einem seidenmatt erscheinenden Bereich vorgesehen ist. Die Kombination aus
seidenmattem und hochglanzartigem Erscheinungsbild findet insbesondere
Verwendung, um Designelemente realistischer und damit noch einfacher für Laien erkennbar zu machen. Beispielsweise ist es möglich, einen hochglanzartigen 3D- Effekt eines Berges zu erzeugen, wobei im Bereich der Bergspitze ein seidenmatter Teilbereich vorgesehen ist. Dieser erzeugt vorzugsweise die Illusion einer
schneebedeckten Bergspitze in dem hochglanzartigen 3D-Effekt. Insbesondere verstärkt die Kombination aus seidenmattem und hochglanzartigem Erscheinungsbild visuell den hochglanzartigen 3D-Effekt, beispielsweise durch die Ausgestaltung von Schatten als seidenmatt erscheinende Teilbereiche im hochglanzartigen Bereich.
Unter einem Sensor wird insbesondere zumindest ein menschliches Auge und/oder zumindest ein flächiger Detektor, bevorzugt zumindest ein CMOS-Sensor (CMOS = Complementary Metal-Oxide Semiconductor), weiter bevorzugt zumindest ein CCD- Sensor (CCD =„Charge-Coupled Device“), verstanden. Insbesondere weist der Sensor eine spektrale Auflösung, insbesondere in dem sichtbaren
elektromagnetischen Spektrum, auf. Vorzugsweise ist der Sensor ausgewählt oder kombiniert aus: Kamera, insbesondere zumindest einer Kamera umfassend zumindest einen CCD-Chip, zumindest einer IR-Kamera (IR = Infrarot), zumindest einer VIS-Kamera (VIS= Visuell), zumindest einer UV-Kamera (UV = ultraviolett), zumindest einem Photomultiplier, zumindest einem Spektrometer und/oder zumindest einem Transition-Edge-Sensor (TES).
Es ist möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen und/oder die einem Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen
Pixelarray zugeordneten Strukturen derart ausgebildet sind, dass diese eine optisch variable Information bereitstellen, insbesondere ein oder mehrere 3D-Effekte und/oder Bewegungseffekte bereitstellen, bevorzugt achromatische oder
monochromatische 3D-Effekte und/oder Bewegungseffekte bereitstellen.
Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen und/oder die einem Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray zugeordneten Strukturen elektromagnetische Strahlung,
insbesondere einfallende elektromagnetische Strahlung, in einem Raumwinkel, insbesondere einem punktförmigen Raumwinkel, insbesondere mit einem
Öffnungswinkel nahe 0°, abbilden, beugen und/oder streuen.
Insbesondere sind ein oder mehreren Strukturen der ein oder mehreren Strukturen und/oder ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarrays umfassend ein oder mehrere zugeordnete Strukturen der ein oder mehreren zugeordneten Strukturen zwei oder mehreren Gruppen von Strukturen und/oder zwei oder mehreren Gruppen von Pixeln zugeordnet, insbesondere wobei sich die Gruppen der zwei oder mehreren Gruppen von Strukturen und/oder die Gruppen der zwei oder mehreren Gruppen von Pixeln voneinander unterscheiden.
Weiter ist es möglich, dass zwei oder mehrere Gruppen von Strukturen der zwei oder mehreren Gruppen von Strukturen und/oder zwei oder mehrere Gruppen von Pixeln der zwei oder mehreren Gruppen von Pixeln elektromagnetische Strahlung, insbesondere einfallende elektromagnetische Strahlung, in gleiche oder
unterschiedliche Raumwinkel und/oder vorbestimmte Raumwinkel, insbesondere punktförmige Raumwinkel und/oder vorbestimmte Raumwinkel, bevorzugt
verschiedenförmige Raumwinkel und/oder vorbestimmte Raumwinkel, abbilden, beugen und/oder streuen.
Bevorzugt stellen zwei oder mehrere Gruppen von Strukturen der zwei oder mehreren Gruppen von Strukturen und/oder zwei oder mehrere Gruppen von Pixeln der zwei oder mehreren Gruppen von Pixeln eine optische variable Information umfassend einen 3D-Effekt bereit.
Auch ist es möglich, dass ein oder mehrere oder alle der Strukturen
elektromagnetische Strahlung, insbesondere einfallende elektromagnetische
Strahlung, diffra ktiv streuen, beugen und/oder abbilden. Insbesondere weist das zumindest eine Pixelarray in zumindest einer Richtung zumindest bereichsweise eine von null verschiedene Krümmung auf. 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 und/oder ein Segment einer Kugel oder einer
Kreisfläche oder eine Kreisfläche. Vorzugsweise beträgt zumindest eine laterale Abmessung ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel in dem zumindest einen Pixelarray zwischen 5 pm und 500 pm, bevorzugt zwischen 10 pm und 300 pm, weiter bevorzugt zwischen 20 pm und 150 pm. Es ist möglich, dass eine oder mehrere laterale Abmessungen ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel in dem zumindest einen Pixelarray in eine oder mehrere Raumrichtungen in dem zumindest einen Pixelarray, insbesondere zumindest bereichsweise, periodisch, nicht-periodisch, pseudozufällig und/oder zufällig variieren. Unter zufälliger Variation wird insbesondere verstanden, dass die der Variation, insbesondere die mit der Variation verknüpften Werte, zugrundeliegende Verteilung vorzugsweise eine Zufallsverteilung ist. Unter pseudo-zufälliger Variation wird insbesondere verstanden, dass die der Variation, insbesondere die mit der Variation verknüpften Werte, zugrundeliegende Verteilung vorzugsweise eine Pseudozufallsverteilung ist.
Unter periodischer Variation wird insbesondere verstanden, dass sich die Variation, insbesondere die mit der Variation verknüpften Werte, vorzugsweise regelmäßig, insbesondere in regelmäßigen räumlichen und/oder zeitlichen Abstände,
wiederholen.
Unter nicht-periodischer Variation wird insbesondere verstanden, dass sich die Variation, insbesondere die mit der Variation verknüpften Werte, vorzugsweise regelmäßig, insbesondere in regelmäßigen räumlichen und/oder zeitlichen Abstände, nicht wiederholen.
Weiter ist es möglich, dass eine oder mehrere laterale Abmessungen ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel in dem zumindest einen Pixelarray in eine oder mehrere Raumrichtungen in dem zumindest einen Pixelarray,
insbesondere zumindest bereichsweise, maximal um ±70%, bevorzugt maximal um ±50%, um einem Mittelwert herum variieren. Bevorzugt sind ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel in dem zumindest einen Pixelarray, insbesondere zumindest bereichsweise, periodisch, nicht-periodisch, zufällig und/oder pseudozufällig in dem zumindest einen Pixelarray angeordnet. Es ist möglich, dass die Pixel in dem Pixelarray eine Parkettierung ausformen. Als Parkettierung wird hierbei vorzugsweise eine lückenlose und überlappungsfreie Überdeckung einer Ebene durch gleichförmige oder unterschiedliche Teilflächen - hier insbesondere die Pixel - verstanden. Die Teilflächen bzw. Pixel können insbesondere komplexe Umrissformen aufweisen. Vorteilhafterweise weist die Parkettierung vorzugsweise keine Periodizität auf, sondern ist insbesondere aperiodisch. In einer Ausgestaltungsform stellt die Parkettierung bevorzugt eine Penrose-Parkettierung dar. In einer weiteren Ausgestaltungform ist die Parkettierung vorzugsweise aus vektorartigen flächigen, insbesondere aus länglichen, Pixeln aufgebaut. Die Form der länglichen Pixel kann hierbei insbesondere zumindest stückweise gerade Außenkanten aufweisen, sie kann vorzugsweise aber auch als Freiform vorliegen. Bevorzugt weisen derartige vektorartige flächige Pixel
abgerundete Ecken und geschwungene Kanten auf, wobei weiter bevorzugt mehr als 50%, insbesondere bevorzugt mehr als 70%, der Ecken und Kanten des Pixelarrays abgerundet bzw. geschwungen sind. Unter einer abgerundeten Ecke wird
vorzugsweise verstanden, dass die Ecke einen Kurvenradius von mindestens 2 miti, bevorzugt mindestens 5 miti, insbesondere mindestens 10 miti, aufweist. Gleichzeitig soll der Kurvenradius insbesondere maximal 300 miti, bevorzugt maximal 200 miti, insbesondere maximal 100 miti, sein.
Weiter bevorzugt sind ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel in dem zumindest einen Pixelarray entlang von Kurven oder Kurvensegmenten oder
Kreisbahnen oder Kreisbahnsegmenten angeordnet. Bevorzugt sind die
Umrissformen der Teilflächen bzw. Pixel als Kurvensegmente oder
Kreisbahnsegmente ausgestaltet, die insbesondere eine lückenlose
Aneinanderreihung ermöglichen. Wird der den Pixeln zugeordnete vorbestimmte Raumwinkel vorzugsweise in Schritten von bevorzugt kleiner 10°, besonders bevorzugt kleiner 5°, insbesondere bevorzugt kleiner 2°, von einem Pixel zum nächsten Pixel verändert, kann so für einen Betrachter bevorzugt ein quasi- kontinuierlicher Bewegungsablauf eines einzelnen Punktes, beispielsweise ein Fine- Line Movement, bereitgestellt werden. Insbesondere durch Kombination von für einen Betrachter sichtbarer Punkte zu einem Muster, Motiv, Symbol, Icon, Bild, alphanumerischen Zeichen, Freiform, Quadrat, Kreis, Rechteck oder Polygon kann ein Bewegungsablauf entlang einer Kurve, eines Kurvensegments, einer Kreisbahn oder eines Kreisbahnsegments erzielt werden.
Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren
Strukturen der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarrays, eine Gitterperiode bzw. einen mittleren Abstand der Strukturerhebungen insbesondere kleiner als die Hälfte, bevorzugt kleiner als dem Drittel, weiter bevorzugt kleiner als dem Viertel, der maximalen lateralen Abmessung der zwei oder mehreren Pixel, bevorzugt jedem der zwei oder mehreren Pixel, des zumindest einen Pixelarrays aufweisen.
Weiter ist es auch möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen eine beschränkte maximale Strukturtiefe aufweisen, wobei die
beschränkte maximale Strukturtiefe insbesondere kleiner als 15 miti, bevorzugt kleiner als 10 miti, weiter bevorzugt kleiner gleich 7 miti, noch weiter bevorzugt kleiner gleich 4 miti, insbesondere bevorzugt kleiner gleich 2 miti, ist.
Insbesondere sind ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen derart ausgebildet, dass die beschränkte maximale Strukturtiefe der ein oder mehreren Strukturen für mehr als 50% der Pixel, insbesondere für mehr als 70% der Pixel, bevorzugt für mehr als 90% der Pixel, des zumindest einen Pixelarray kleiner gleich 15 miti, insbesondere kleiner gleich 7 miti, bevorzugt kleiner gleich 2 miti, ist.
Bevorzugt sind ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen derart ausgebildet, dass die beschränkte maximale Strukturtiefe der ein oder mehrerer Strukturen für alle Pixel des zumindest einen Pixelarrays kleiner gleich 15 miti, insbesondere kleiner gleich 7 miti, bevorzugt kleiner gleich 2 miti, ist.
Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren
Strukturen zueinander unterschiedlich oder ähnlich oder gleich oder identisch sind. Weiter ist es möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen als achromatisch beugende Strukturen, vorzugsweise als Blaze-Gitter, insbesondere lineare Blaze-Gitter, ausgebildet sind, wobei insbesondere die
Gitterperiode der achromatisch beugenden Strukturen größer als 3 miti, bevorzugt größer als 5 miti, ist und/oder wobei insbesondere mehr als 70% der Pixel, weiter bevorzugt mehr als 90% der Pixel, insbesondere bevorzugt jedes Pixel, der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray mindestens zwei Gitterperioden umfasst. Die Gitterperiode ist vorzugsweise zusammen mit der Gittertiefe und der Ausrichtung des Gitters in der x/y-Ebene definiert, in welchen Raumwinkel das in dem jeweiligen Pixel vorliegende Gitter insbesondere einfallendes Licht achromatisch beugt. Die Ausrichtung des Gitters in der x/y-Ebene wird bevorzugt auch als
Azimutwinkel bezeichnet.
Insbesondere sind die achromatisch beugenden Strukturen in ein oder mehreren Pixeln der zwei oder mehreren Pixel in dem zumindest einen Pixelarray mit weiteren Mikrostrukturen und/oder Nanostrukturen, insbesondere linearen Gitterstrukturen, bevorzugt Kreuzgitterstrukturen, weiter bevorzugt Subwellenlängengitterstrukturen, überlagert. Es ist möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen als konvex oder konkav wirkende Mikrolinsen und/oder Teilbereiche von Mikrolinsen, insbesondere als reflektiv wirkende Mikrolinsen und/oder Teilbereiche von
Mikrolinsen, ausgebildet sind, wobei insbesondere die Fokuslänge der ein oder mehreren Strukturen zwischen 0,04 mm bis 5 mm, insbesondere 0,06 mm bis 3 mm, bevorzugt 0,1 mm bis 2 mm, beträgt und/oder wobei insbesondere die Fokuslänge in einer Richtung X und/oder Y durch die Gleichung
bestimmt ist, wobei bevorzugt Dc,g die jeweilige laterale Abmessung ein oder mehrerer Pixels der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarrays in die Richtung X beziehungsweise in die Richtung Y ist und fc,g der jeweilige Raumwinkel in die Richtung X beziehungsweise in die Richtung Y ist, in welche die ein oder mehreren Strukturen einfallende elektromagnetische Strahlung abbilden, beugen und/oder streuen. Weiter bevorzugt sind ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen als Zylinderlinse ausgebildet, wobei insbesondere eine Fokuslänge der ein oder mehreren Strukturen unendlich groß ist.
Weiter ist es möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen als Fresnelsche Mikrolinsenstrukturen, insbesondere reflektiv wirkende Fresnelsche Mikrolinsenstrukturen, ausgebildet sind, wobei insbesondere die Gitterlinien der Fresnelschen Mikrolinsenstrukturen als gekrümmte Gitterlinien ausgebildet sind und/oder Gitterlinien mit variierenden Gitterperioden aufweisen und/oder wobei insbesondere jedes Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarrays, vorzugsweise in zumindest einer Raumrichtung, mindestens zwei Gitterperioden umfasst.
Zur Berechnung des Mikrostrukturprofils für Fresnelsche Mikrolinsenstrukturen wird vorzugsweise jedem Pixel in Abhängigkeit des zugeordneten Raumwinkels und der lateralen Abmessung des Pixels genau eine virtuelle Feldquelle zugeordnet. Die virtuelle Feldquelle strahlt insbesondere eine virtuelle Kugelwelle ab. Das Phasenbild des von der virtuellen Feldquelle abgestrahlte virtuelle elektromagnetische Feld wird bevorzugt in der Fläche des Pixels berechnet und vorzugsweise linear in ein virtuelles Strukturprofil umgewandelt, wobei insbesondere ein Phasenwert von 0 der minimalen Strukturtiefe und ein Phasenwert von 2*Pi der maximalen virtuellen Strukturtiefe entspricht.
Es ist auch möglich, dass die vorstehend aufgelisteten Varianten für ein oder mehrere oder alle Strukturen der ein oder mehreren Strukturen ein binäres
Strukturprofil oder eine Überlagerung aus ein oder mehreren binären Strukturprofilen aufweisen und/oder dass ein oder mehrere oder alle Strukturen der ein oder mehreren Strukturen ein binäres Strukturprofil oder eine Überlagerung aus ein oder mehreren binären Strukturprofilen aufweisen. Derartige binäre Strukturen
beziehungsweise Mikrostrukturen weisen insbesondere eine Grundfläche und ein oder mehrere Strukturelemente auf, welche bevorzugt jeweils eine gegenüber der Grundfläche erhöhte oder versenkte Elementfläche und bevorzugt eine zwischen der Elementfläche und der Grundfläche angeordneten Flanke aufweisen, wobei insbesondere die Grundfläche der Mikrostruktur eine durch Koordinatenachsen x und y aufgespannte Grundebene definiert, wobei bevorzugt die Elementflächen der Strukturelemente jeweils im Wesentlichen parallel zu der Grundebene verlaufen und wobei vorzugsweise die Elementflächen der Strukturelemente und die Grundfläche in einer senkrecht zur Grundebene in Richtung einer Koordinatenachse z verlaufende Richtung beabstandet sind, insbesondere mit einem ersten Abstand h, welcher vorzugsweise derart gewählt ist, dass insbesondere durch Interferenz des an der Grundfläche und den Elementflächen reflektierten Lichts im Auflicht und/oder insbesondere durch Interferenz des durch die Elementflächen und die Grundfläche transmittierten Lichts im Durchlicht eine zweite Farbe in den ein oder mehreren ersten Zonen generiert wird. Hierbei wird vorzugsweise in die direkte Reflexion oder Transmission die zweite Farbe generiert und insbesondere die dazu komplementäre erste Farbe in der ersten oder in höheren Ordnungen. Beispielsweise kann die erste Farbe Gelb und die zweite Farbe Blau sein oder die erste Farbe kann Grün und die zweite Farbe Rot sein.
Weiter ist es möglich, dass der erste Abstand zur Erzielung der jeweiligen
gewünschten ersten Farbe eingestellt wird. Vorzugsweise beträgt hierbei der erste Abstand h zwischen 150 nm und 1000 nm, weiter bevorzugt zwischen 200 nm bis 600 nm. Für Effekte in Durchlicht beträgt der erste Abstand vorzugsweise zwischen 300 nm und 4000 nm, weiter bevorzugt zwischen 400 nm bis 2000 nm. Der einzustellende erste Abstand hängt hierbei insbesondere vom Brechungsindex des Materials ab, welches sich vorzugsweise zwischen den beiden Ebenen befindet. Vorzugsweise ist eine ausreichende Konstanz der Strukturhöhe beziehungsweise des ersten Abstands für das Erzielen eines möglichst einheitlichen Farbeindrucks vorteilhaft oder sinnvoll. Bevorzugt variiert dieser erste Abstand in einem
Flächenbereich mit einem einheitlichen Farbeindruck weniger als +/-50 nm, weiter bevorzugt weniger als +/- 20 nm, noch weiter bevorzugt weniger als +/- 10 nm.
Weiter bevorzugt sind mehrere stufenförmig angeordnete Strukturelemente vorgesehen, wobei insbesondere alle Strukturelemente im Wesentlichen parallel zu der Grundfläche angeordnet sind und bevorzugt der Abstand von einem
Strukturelement zum nächsten jeweils entweder der erste Abstand oder ein ganzzahliges Vielfaches des ersten Abstandes ist.
Vorzugsweise sind ein oder mehrere oder alle Strukturen der ein oder mehreren Strukturen weniger bevorzugt als Mikrospiegel und/oder Mikroprismen ausgebildet, welche Licht bevorzugt achromatisch reflektieren, insbesondere nicht als
Mikrospiegel und/oder Mikroprismen ausgebildet, welche Licht bevorzugt
achromatisch reflektieren.
Weiter bevorzugt bilden ein oder mehrere oder alle Strukturen der ein oder mehreren Strukturen einfallendes Licht diffra ktiv ab.
Es ist möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen eine Anzahl von mindestens 2 Erhebungen, insbesondere mindestens 3
Erhebungen, bevorzugt mindestens 4 Erhebungen, vorzugsweise pro Pixel, aufweisen.
Weiter ist es möglich, dass mehr als 70% der Pixel, insbesondere mehr als 90% der Pixel, der zwei oder mehreren Pixel in dem zumindest einen Pixelarray ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen aufweisen, welche eine Anzahl von mindestens 2 Erhebungen, insbesondere mindestens 3 Erhebungen, bevorzugt mindestens 4, vorzugsweise pro Pixel, aufweisen. Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen, insbesondere in ein oder mehreren Pixeln der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarrays, als chromatische Gitterstrukturen, insbesondere als lineare Gitter, bevorzugt als lineare Gitter mit einem sinusförmigen Profil, und/oder Nanotext und/oder Spiegelflächen, ausgebildet sind.
Weiter ist es auch möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen als Subwellenlängengitter, insbesondere als lineare
Subwellenlängengitter und/oder als Mottenaugen-artige Strukturen, ausgebildet sind, wobei bevorzugt die Gitterperiode der Subwellenlängengitter, insbesondere der linearen Subwellenlängengitter und/oder der Mottenaugen-artigen Strukturen, weniger als 450 nm beträgt und/oder wobei insbesondere zumindest ein derartiges Pixelarray einen für einen Betrachter erfassbaren optisch variablen Effekt,
insbesondere einen für einen Betrachter erfassbaren zusätzlichen optisch variablen Effekt, beim Kippen des optisch variablen Elements und/oder des zumindest einen Pixelarray bereitstellt.
Vorzugsweise sind ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen mit einer Metallschicht versehen und/oder absorbieren einfallende
elektromagnetische Strahlung, wobei insbesondere die zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarrays in Reflexion für einen Betrachter in dunkelgrau bis schwarz erfassbar sind. Insbesondere weisen ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen eine HRI-Schicht auf, wobei insbesondere die zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarrays in Reflexion für einen Betrachter farbig erfassbar sind.
Es ist möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen einfallende elektromagnetische Strahlung pseudo-zufällig oder zufällig in alle
Raumrichtungen abbilden, beugen und/oder streuen, wobei das zumindest eine Pixelarray insbesondere ein oder mehreren Pixel, in Reflexion für einen Betrachter isotrop weiß, bevorzugt isotrop achromatisch, erfassbar ist.
Weiter ist es möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen bei einer Verbiegung des Elements und/oder des zumindest einen
Pixelarray einen optisch variablen Effekt bereitstellen, wobei insbesondere ein erstes Motiv in einem nicht gebogenen Zustand des Elements und/oder des zumindest einen Pixelarray erfassbar ist und ein zweites Motiv in einem gebogenen Zustand des Elements und/oder des zumindest einen Pixelarray erfassbar ist.
Beispielsweise können die Motive bei Betrachtung beziehungsweise bei Erfassung durch einen Betrachter und/oder einen Sensor 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 annehmen.
Unter„Freiform“ 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 oder ein Segment einer Kugel oder die Oberfläche oder ein Segment eines Torus
geschlossene Freiformflächen. Eine Sattelfläche oder eine gekrümmte Kreisfläche sind beispielsweise offene Freiformflächen.
Es ist auch 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.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Sicherheitsdokuments genannt.
Vorzugsweise weist das Sicherheitsdokument in ein oder mehreren Bereichen, insbesondere in ein oder mehreren streifenförmigen Bereichen, bevorzugt in ein oder mehreren fadenförmigen Bereichen, ein oder mehrere optisch variable Elemente auf. Einzelne optisch variablen Elemente können dabei insbesondere voneinander beabstandet sein und zwischen den optisch variablen Elementen vorzugsweise nicht optisch variable Bereich angeordnet sein. Alternativ dazu ist es möglich, dass einzelne optisch variable Elemente bevorzugt direkt aneinander angrenzen und/oder ineinander übergehen und insbesondere gemeinsam ein optisch variables
Kombinationseiement ausbilden.
Insbesondere sind ein oder mehrere Bereiche der ein oder mehreren Bereiche umfassend jeweils ein oder mehrere optisch variablen Elemente in Streifenform und/oder in Patch-Form ausgebildet.
Bevorzugt sind ein oder mehrere optische variable Elemente bei Betrachtung des Sicherheitsdokuments entlang eines durch das Sicherheitsdokument aufgespannten Flächennormalenvektors zumindest teilweise überlappend angeordnet. Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens zur
Fierstellung eines optisch variablen Elements genannt.
Es ist möglich, dass jedem Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray zumindest ein Raumwinkel zugeordnet wird. Es ist möglich, dass jedes Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray ein oder mehrere, einfallendes Licht gerichtet abbildende, beugende und/oder streuende Strukturen, insbesondere Mikrostrukturen, umfasst, wobei derartige Strukturen einfallendes Licht, bevorzugt sehr effizient, in ein oder mehrere vorbestimmte Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen, insbesondere auf einen Punkt im Raum fokussiert, wobei ein solcher Punkt beispielsweise ein Fokuspunkt sein kann.
Vorzugsweise sind für jedes Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray ein oder mehrere vorbestimmte Raumwinkel der ein oder mehreren
Raumwinkel derart ausgebildet, dass die von den Pixeln umfassten Mikrostrukturen einfallendes Licht in diese vorbestimmten Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen, wobei bevorzugt ein oder mehrere Effekte, insbesondere ein oder mehrere statische oder variable optische Effekte, generiert werden.
Weiter ist es möglich, dass ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray ein vorbestimmtes, von einem Betrachter oder einem Sensor erfassbares 3D-Objekt generieren, wobei vorzugsweise unterschiedliche Gruppen von ein oder mehreren Pixeln der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray umfassend ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen, insbesondere umfassend ein oder mehrere unterschiedliche Strukturen, einfallendes Licht in ein oder mehrere, insbesondere unterschiedliche, vorbestimmte Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel, bevorzugt ein oder mehrere Raumwinkel, abbilden, beugen und/oder streuen.
Vorzugsweise korrelieren ein oder mehrere vorbestimmte Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel, welche insbesondere ein oder mehreren Pixeln der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray zugeordnet sind, vorzugsweise mit einer lokalen, zumindest in eine Raumrichtung verlaufenden Krümmung eines 3D-Objekts. Das für einen Betrachter virtuell erkennbare 3D-Objekt umfasst hierbei insbesondere eine Vielzahl von Lichtpunkten, welche bevorzugt ausfallendes Licht aufweisen, welches bevorzugt als einfallendes Licht von den ein oder mehreren Strukturen der ein oder mehreren Strukturen abgebildet, gebeugt und/oder gestreut wurde. Jedem Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray ist vorzugsweise jeweils ein Lichtpunkt zugeordnet und/oder generiert jeweils einen Lichtpunkt, wobei ein oder mehrere Lichtpunkte der Vielzahl von Lichtpunkten insbesondere einander überlappen, bevorzugt einander nicht überlappen.
Bevorzugt werden ein oder mehrere oder alle Strukturen der ein oder mehreren Strukturen mittels ein oder mehrerer Computer, insbesondere umfassend zumindest einen Prozessor und zumindest einen Speicher, bevorzugt umfassend zumindest einen Grafikprozessor und zumindest einen Speicher, berechnet. Insbesondere im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Computer-generierten Hologrammen (CGH) wird nicht der Gesamteffekt, beispielsweise das virtuelle 3D- Objekt oder der achromatische Bewegungseffekt, insgesamt bzw. gemeinsam berechnet. Erfindungsgemäß wird vorzugsweise für jedes Pixel die jeweilige Struktur separat berechnet, welche das Licht in die vorgegebene Richtung achromatisch abbildet, beugt und/oder streut. Jeder Pixel wirkt im Wesentlichen insbesondere unabhängig von den anderen Pixeln. Das erfindungsgemäße Zusammenspiel der optischen Wirkung aller Pixel des zumindest einen Pixelarrays ergibt vorzugsweise den gewünschten Gesamteffekt des zumindest einen Pixelarrays.
Für die Berechnung des Sicherheits- und/oder Dekorelements wird jedem Pixel des zumindest einen Pixelarray ein Raumwinkel zugeordnet, in den die Mikrostruktur das Licht abbilden, beugen und/oder streuen soll. Der jeweilige zugeordnete Raumwinkel korreliert vorzugsweise direkt mit der lokalen Krümmung des zumindest einen Pixelarrays.
Es ist möglich, dass der zumindest eine zugeordnete Raumwinkel und/oder der zumindest eine Bereich des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels das zumindest eine Segment aufspannt, wobei insbesondere das zumindest eine Segment zumindest einem Segment einer Kugel, bevorzugt zumindest einem konischen Segment, entspricht, wobei der halbe Öffnungswinkel des zumindest einen Segments kleiner als 20°, bevorzugt kleiner als 15°, weiter bevorzugt kleiner als 10°, ist.
Weiter ist es möglich, dass die virtuellen Feldquellen, welche insbesondere in und/oder auf ein oder mehreren Teilbereichen des zumindest einen Segments und/oder auf dem zumindest einen Bereich des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels angeordnet sind, in zumindest einer Richtung periodisch und/oder pseudo-zufällig und/oder zufällig auf ein oder mehreren Teilbereichen der ein oder mehreren Teilbereiche des zumindest Segments und/oder des zumindest einen Bereichs des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels angeordnet sind.
Es ist auch möglich, dass die Abstände benachbarter virtueller Feldquellen zwischen 0,01 mm und 100 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 50 mm, bevorzugt zwischen 0,25 mm und 20 mm, in und/oder auf ein oder mehreren Teilbereichen der ein oder mehreren Teilbereiche des zumindest einen Segments und/oder des zumindest einen Bereichs des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels liegen, und/oder dass die Abstände benachbarter virtueller Feldquellen insbesondere im Mittel zwischen 0,01 mm und 100 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 50 mm, bevorzugt zwischen 0,25 mm und 20 mm, in und/oder auf ein oder mehreren
Teilbereichen der ein oder mehreren Teilbereiche des zumindest einen Segments und/oder des zumindest einen Bereichs des zumindest einen zugeordneten
Raumwinkels liegen.
Weiter ist es auch möglich, dass die Anordnung der virtuellen Feldquellen, insbesondere der virtuellen Punktfeldquellen, als ein Kreuzraster, bevorzugt einem äquidistanten Kreuzraster, in und/oder auf ein oder mehreren Teilbereichen der ein oder mehreren Teilbereiche des zumindest einen Segments und/oder des zumindest einen Bereichs des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels erfolgt, wobei der Abstand benachbarter virtueller Feldquellen zueinander zwischen 0,01 mm und 100 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 50 mm, beträgt und/oder wobei der Winkel zwischen zwei benachbarten virtuellen Feldquellen zueinander, insbesondere relativ zur Position der jeweiligen ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray, kleiner als 1 °, vorzugsweise kleiner als 0,5°, ist.
Es ist weiter möglich, dass der halbe Öffnungswinkel eines kugelförmigen Segments und/oder des zumindest einen Segments einer Kugel kleiner 20°, insbesondere kleiner 15°, bevorzugt kleiner 10°, ist, wobei ein oder mehrere Punktfeldquellen der ein oder mehrere auf dem kugelförmigen Segment und/oder dem zumindest einen Segment einer Kugel vorzugsweise auf einem räumlich äquidistanten Kreuzraster angeordnet, wobei der Winkel zwischen zwei benachbarten Punktfeldquellen, insbesondere räumlich benachbarten Punktfeldquellen, bevorzugt kleiner als 1 °, weiter bevorzugt kleiner als 0,5°, ist.
Vorzugsweise weisen ein oder mehrere virtuelle Feldquellen der ein oder mehreren virtuellen Feldquellen eine Anordnung in Form von Mikrosymbolen auf, insbesondere ausgewählt aus: Buchstabe, Porträt, Bild, alphanumerisches Zeichen, Schriftzeichen, geometrische Freiform, Quadrat, Dreieck, Kreis, gekrümmte Linie, Umriss.
Weiter bevorzugt liegen die lateralen Abmessungen der Mikrosymbole zwischen 0,1 ° und 10°, insbesondere zwischen 0,2° und 5°.
Bevorzugt sind eine erste Gruppe von ein oder mehreren virtuellen Feldquellen der ein oder mehreren virtuellen Feldquellen aus einem Abstand von 0,3 m,
insbesondere von 0,15 m bis 0,45 m, nicht auf einen Schirm projizierbar und/oder eine zweite Gruppe von ein oder mehreren virtuellen Feldquellen der ein oder mehreren virtuellen Feldquellen aus einem Abstand von 1 ,0 m, insbesondere von 0,8 m bis 1 ,2 m, auf einen Schirm projizierbar. Insbesondere bevorzugt weist das virtuelle elektromagnetische Feld, welches von ein oder mehreren der virtuellen Feldquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Feldquellen ausgeht, die gleiche Intensität und/oder die gleiche
Intensitätsverteilung über den zumindest einen zugeordneten Raumwinkel und/oder über das zumindest eine Segment und/oder über den zumindest einen Bereich des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels auf.
Unter„Intensität“ wird insbesondere der Anteil der gesamten Strahlungsleistung verstanden, welche von einer oder mehreren der virtuellen Feldquellen 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 von einer elektromagnetischen Welle, transportiert wird. Die Strahlungsleistung wird
vorzugsweise in der Einheit Watt angegeben.
Es ist möglich, dass das virtuelle elektromagnetische Feld, welches von zwei oder mehreren der virtuellen Feldquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Feldquellen ausgeht, unterschiedliche Intensitäten und/oder unterschiedliche
Intensitätsverteilungen über ein oder mehrere Raumwinkel, insbesondere über den gesamten Raumwinkel, und/oder über den zumindest einen Bereich und/oder über das zumindest eine Segment des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels aufweist.
Weiter ist es möglich, dass das virtuelle elektromagnetische Feld, welches von ein oder mehreren der virtuellen Feldquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Feldquellen ausgeht, eine Intensitätsverteilung über den zumindest einen zugeordneten Raumwinkel und/oder über das zumindest eine Segment und/oder über den zumindest einen Bereich des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels aufweist, welche gaußförmig oder supergaußförmig verteilt ist. Es ist auch möglich, dass das virtuelle elektromagnetische Feld, welches von zwei oder mehreren der virtuellen Feldquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Feldquellen ausgeht, unterschiedliche Intensitäten und/oder
unterschiedliche Intensitätsverteilungen über den zumindest einen zugeordneten Raumwinkel und/oder über das zumindest eine Segment und/oder über den zumindest einen Bereich des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels aufweist.
Weiter ist es auch möglich, dass das virtuelle elektromagnetische Feld, welche von ein oder mehreren der virtuellen Feldquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Feldquellen ausgeht, eine isotrope oder eine anisotrope
Intensitätsverteilung über den zumindest einen zugeordneten Raumwinkels und/oder über den zumindest einen Bereich und/oder über das zumindest eine Segment des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels aufweist. Insbesondere bilden ein oder mehrere virtuelle Feldquellen der ein oder mehreren virtuellen Feldquellen, insbesondere alle der virtuellen Feldquellen, virtuelle
Punkfeldquellen aus, wobei die virtuellen Punkfeldquellen vorzugsweise virtuelle Kugelwellen abstrahlen. Unter„Kugelwelle“ oder„virtueller Kugelwelle“ wird eine Welle verstanden, welche sich von einer Feldquelle, insbesondere einer virtuellen Feldquelle, in den gesamten Raumwinkel, insbesondere in einem Raumwinkel von 4TT, in konzentrischen
Wellenfronten ausbreitet, wobei die Feldquelle bevorzugt als punktförmige Quelle der Kugelwelle verstanden wird.
Es ist möglich, dass die ein oder mehreren virtuellen Feldquellen, insbesondere ein oder mehrere virtuelle Punktfeldquellen, jeweils ein oder mehrere virtuelle Felder der ein oder mehreren virtuellen Felder als virtuelle Kugelwellen aus einem Abstand von 1 m, insbesondere zu ein oder mehreren Pixeln der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray abstrahlen. Hierbei wird vorzugsweise eine gleich helle Fläche und/oder eine Fläche homogener Intensität in einem Abstand von 1 m zu den ein oder mehreren Pixel erzeugt, wobei die Größe und/oder Form der Fläche durch den zumindest einen zugeordneten Raumwinkel und/oder über das zumindest eine Segment und/oder durch den zumindest einen Bereich des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels bestimmt wird.
Weiter ist es möglich, dass insbesondere das resultierende, zumindest eine
Pixelarray und/oder das resultierende optisch variable Element bei einem Abstand von 30 cm, bevorzugt bei einem typischen und/oder normalen Leseabstand oder Betrachtungsabstand eines menschlichen Betrachters und/oder Sensors, visuell bevorzugt nicht als Abbildung, sondern weiter bevorzugt als Streuung erfasst wird. Insbesondere bei einem Abstand von 1 m wird die Fläche, insbesondere die gleich helle Fläche und/oder die Fläche homogener Intensität, sichtbar.
Auch ist es möglich, einzelne virtuelle Punktfeldquellen zu deaktivieren, wobei vorzugsweise die deaktivierten Punktfeldquellen in einem Abstand von 1 m als ein oder mehrere Motive, insbesondere als Text, auf der gleich hellen Fläche und/oder in der Fläche homogener Intensität für einen Betrachter und/oder Sensor erfassbar sind. Insbesondere strahlt eine deaktivierte Feldquelle und/oder Punktfeldquelle keine virtuellen elektromagnetischen Felder ab. Ein Betrachter und/oder ein Sensor ist insbesondere nicht in der Lage, das durch die deaktivierten Punktfeldquellen verursachte Fehlen einzelner Lichtpunkte in einem Abstand von 30 cm zu erfassen, wobei derart vorteilhaft Information in dem zumindest einen Pixelarray und/oder dem optisch variablen Element versteckt werden können. Weiter ist es auch möglich, die virtuellen Punktfeldquellen derart in dem zumindest einen zugeordneten Raumwinkel und/oder in dem zumindest einen Bereich des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels anzuordnen, dass vorzugsweise ein Motiv, insbesondere ein Bild, in einem Abstand von 1 m von ein oder mehreren Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarrays generiert wird und/oder bevorzugt von einem Betrachter und/oder einem Sensor erfassbar ist. Vorzugsweise wird das virtuelle elektromagnetische Feld Ui ausgehend von einer i- ten virtuellen Punktfeldquelle am Ort (xi, yi, Zi) zumindest einer Koordinate (xh, yh, Zh), insbesondere einer Koordinate (xh, yh, zh=0) = (xh, yh), in und/oder auf ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene, mittels der
Gleichung
berechnet.
Es ist möglich, dass das virtuelle elektromagnetische Feld Ui ein oder mehrere Wellenlängen umfasst, welche insbesondere im sichtbaren Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm, bevorzugt von 430 nm bis 690 nm, bevorzugt in ein oder mehreren Teilen eines infraroten, sichtbaren beziehungsweise visuellen, und/oder ultravioletten Spektralbereichs liegen, wobei ein oder mehrere, jeweils benachbarte Wellenlängen der ein oder mehreren Wellenlängen, bevorzugt in dem sichtbaren Spektralbereich, vorzugsweise äquidistant, zueinander beabstandet sind.
Es ist weiter möglich, dass die ein oder mehreren Wellenlängen, insbesondere ein oder mehrere Wellenlängen der ein oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Wellen, bevorzugt ein oder mehrere Wellenlängen des einfallenden Lichts
beziehungsweise der einfallenden elektromagnetischen Strahlung, aus dem infraroten und/oder sichtbaren und/oder ultravioletten Spektrum, insbesondere aus dem elektromagnetischen Spektrum, ausgewählt sind.
Unter einem infraroten Spektrum werden vorzugsweise eine oder mehrere Teile des Infrarotbereichs des elektromagnetischen Spektrums verstanden, wobei das infrarote Spektrum insbesondere aus einem oder mehreren Teilen des Wellenlängenbereichs von 780 nm bis 1400 nm ausgewählt ist. Unter einem sichtbaren Spektrum werden vorzugsweise ein oder mehrere Teile des sichtbaren Bereichs des elektromagnetischen Spektrums verstanden, wobei das sichtbare Spektrum insbesondere aus einem oder mehreren Teilen des
Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm ausgewählt ist. Insbesondere ist ein sichtbares Spektrum für das unbewaffnete menschliche Auge erfassbar.
Unter einem ultravioletten Spektrum werden vorzugsweise ein oder mehrere Teile des Ultraviolettbereichs des elektromagnetischen Spektrums verstanden, wobei das ultraviolette Spektrum insbesondere aus einem oder mehreren Teilen des
Wellenlängenbereichs von 250 nm bis 380 nm ausgewählt ist.
Eine Berechnung ein oder mehrerer virtueller Strukturprofile der ein oder mehreren virtuellen Strukturprofile ein oder mehrerer oder aller virtueller Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray für ein oder mehrere Wellenlängen, insbesondere für mehrere Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich zwischen 380 nm und 780 nm, bevorzugt zwischen 430 nm und 690 nm, ist möglich, wobei die ein oder mehreren Wellenlängen vorzugsweise mit einer gleich hohen Effizienz berechnet werden. Die wellenlängenabhängigen
Teilfelder Ui werden insbesondere mit der Effizienz gewichtet und summiert.
Bevorzugt werden die ein oder mehreren virtuellen Strukturprofile für mindestens fünf über den sichtbaren Spektralbereich verteilte Wellenlängen berechnet, wobei die resultierenden, ausgebildeten Strukturen einfallendes Licht achromatisch und vorteilhafterweise ohne störende diffra ktive Farbeffekte in zumindest einen
vorbestimmten Raumwinkels abbilden, beugen und/oder streuen.
Vorzugsweise werden die mindestens fünf Wellenlängen gleichmäßig über den sichtbaren Spektralbereich verteilt gewählt. In einer alternativen Ausgestaltungsform werden vorzugsweise mindestens sechs Wellenlängen auf den Flanken der
Empfindlichkeitskurve der menschlichen Photorezeptoren gewählt und bevorzugt je zwei Wellenlängen auf je einer Flanke jedes Photorezeptor. Für den blauen Rezeptor werden die zwei Wellenlängen bevorzugt im Bereich 420 nm bis 460 nm gewählt, und/oder für den grünen Rezeptor werden die zwei Wellenlängen bevorzugt im Bereich 470 nm bis 530 nm gewählt, und/oder für den roten Rezeptor werden die zwei Wellenlängen bevorzugt im Bereich 560 nm bis 630 nm gewählt.
Insbesondere ist die zumindest eine Wellenlänge in dem Wellenvektor, bevorzugt dem Wellenvektor k = 2 x p / l, enthalten. Weiter ist es möglich, dass das virtuelle elektromagnetische Feld Ui ein oder mehrere Wellenlängen umfasst, welche insbesondere im infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Spektralbereich liegen, wobei ein oder mehrere, jeweils benachbarte Wellenlängen der ein oder mehreren Wellenlängen, bevorzugt in dem infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Spektralbereich, vorzugsweise äquidistant, zueinander beabstandet sind.
Vorzugsweise wird das virtuelle elektromagnetische Gesamtfeld UP in und/oder auf ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene, mittels der Gleichung
berechnet, wobei insbesondere die virtuellen elektromagnetischen Felder
Ui ausgehend von i = 1 , ..., NP virtuellen Punktfeldquellen an zumindest einer
Koordinate (xP, yP, zP=0) = (xP, yP) und/oder insbesondere die optionale
Referenzwelle Ur*, bevorzugt die zumindest eine optionale Referenzwelle Ur*, an zumindest einem Punkt oder für die Parameter (xP, yP) in und/oder auf den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene, berechnet werden.
Es ist möglich, dass die zumindest eine optionale Referenzwelle derart gewählt wird, dass für ein oder mehrere virtuelle Feldquellen der ein oder mehreren Feldquellen die entsprechenden Intensitäten und Phasen ideal kompensiert werden. Hierbei kann die zumindest eine optionale Referenzwelle beispielsweise die einfallende
elektromagnetische Strahlung von einer Spotlampe in einem Abstand von 1 ,5 m von dem zumindest einen Pixelarray und/oder dem optisch variablen Element simulieren Insbesondere ist die Phase der zumindest einen optionalen Referenzwelle in ein oder mehreren Phasenbildern der ein oder mehreren Phasenbilder zur Berechnung der virtuellen Strukturprofile für die ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray enthalten. Insbesondere werden ein oder mehrere Phasenbilder der ein oder mehreren
Phasenbilder in ein virtuelles Strukturprofil umgewandelt, bevorzugt linear in ein virtuelles Strukturprofil umgewandelt, wobei ein Phasenwert von 0 der minimalen Tiefe und ein Phasenwert von 2p der maximalen Tiefe der ausgebildeten ein oder mehreren Strukturen ein oder mehrerer oder aller Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray entsprechen.
Weiter ist es möglich, ein oder mehrere oder alle Phasenbilder der ein oder mehreren Phasenbilder in ein binäres virtuelles Strukturprofil umzuwandeln, wobei die Phasenwerte bevorzugt zwischen 0 und p der minimalen Tiefe und Phasenwerte bevorzugt zwischen p und 2p der maximalen Tiefe der ausgebildeten ein oder mehreren Strukturen ein oder mehrerer oder aller Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray entsprechen. Ferner ist eine Zuordnung der
Phasenwerte zu einem mehr als zweistufigen, insbesondere zu einem n-stufigen virtuellen Strukturprofil möglich. Vorzugsweise wird die Umwandlung der Phasenbilder für jedes Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarrays durchgeführt, wobei insbesondere jedem Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarrays jeweils ein oder mehrere Phasenbilder der ein oder mehreren Phasenbilder zugeordnet sind.
Es ist auch möglich, dass das virtuelle Strukturprofil ein oder mehrerer virtueller Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray mittels Laserbelichtung und Entwicklung auf eine mit Photoresist beschichtete Platte oder mittels Elektronenstrahl-Lithographie als die ein oder mehreren Strukturen ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray ausgebildet wird. Eine weitere Herstellmethode ist insbesondere Laserablation, beispielsweise direkt in Polymer- oder Glas- oder Metallsubstrate, insbesondere in Polycarbonate (PC) oder Polymethylmethacrylate (PMMA) oder Kupfer. Weiter ist es auch möglich, dass ein oder mehrere in einem oder mehreren Pixeln der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray umfasste
beziehungsweise ausgebildete Strukturen eine optische Tiefe, insbesondere eine optische Tiefe in Luft oder Polymer, von der halben mittleren Wellenlänge des virtuellen elektromagnetischen Feldes und/oder des virtuellen elektromagnetischen Gesamtfeldes aufweisen.
Unter optischer Tiefe wird insbesondere ein dimensionsloses Maß dafür verstanden, in welchem Maß ein physikalisches Medium und/oder Stoff elektromagnetische Wellen beziehungsweise elektromagnetische Strahlung verzögert.
Bevorzugt weisen ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen eine optische Tiefe entsprechend der halben mittleren Wellenlänge der berechneten virtuellen elektromagnetischen Felder auf. Vorzugsweise werden die Felder für ein ganzzahliges Vielfaches der Betrachtungswellenlänge berechnet und auch realisiert, z.B. berechnet für 5 x 550 nm = 2750 nm und realisiert 1375 nm tief. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Strukturen weniger diffraktiv wirken und somit achromatischer erscheinen.
Insbesondere unterscheiden sich die Strukturen von konventionellen Hologrammen durch die derart erhöhte Tiefe, bevorzugt optische Tiefe, wobei die Strukturen hierbei insbesondere nicht rein beugend und/oder diffraktiv wirken. Weiter sind die
Strukturen derart klein und flach, dass diese insbesondere nicht rein refraktiv wirken und sich hierbei vorzugsweise von Mikrospiegeln unterscheiden. Die im Vergleich zu Mikrospiegeln geringere Strukturtiefe reduziert vorzugsweise die notwendige Dicke der Sicherheitsmerkmale und erlaubt zusätzlich insbesondere eine einfachere
Herstellung in der Massenproduktion. Bei den Strukturen handelt es sich bevorzugt um sogenannte„multi-order diffractive elements“, welche Eigenschaften von konventionellen Hologrammen und von konventionellen Mikrospiegeln aufweisen. Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens zur
Herstellung eines Sicherheitsdokuments, insbesondere umfassend ein oder mehrere optisch variable Elemente, genannt.
Vorzugsweise werden die ausgebildeten Strukturprofile in beziehungsweise auf ein opakes oder transparentes Substrat, insbesondere in beziehungsweise auf opake oder transparente Papier- oder Polymerdokumente oder in beziehungsweise auf opake oder transparente Papier- oder Polymerbanknoten eingebracht oder appliziert.
Insbesondere werden die Strukturprofile mittels der Verfahren Galvanik,
Rekombination und Roll-to-Roll Replikation in eine Schicht auf einer Folie,
insbesondere in eine zumindest eine Replikationsschicht und/oder in eine
Metallschicht und/oder in eine transparente hochbrechende oder niedrigbrechende Schicht eingebracht. Im Falle der Replikationsschicht kann diese insbesondere nachträglich mit einer Metallschicht und/oder einer transparenten hochbrechenden oder niedrigbrechenden Schicht versehen werden, sodass die Metallschicht und/oder die transparente hochbrechende oder niedrigbrechende Schicht vorzugsweise dem Strukturprofil der Replikationsschicht folgt.
Unter einer„hochbrechenden Schicht“ wird insbesondere eine Schicht mit einem hohen Brechungsindex, insbesondere mit einem Brechungsindex von größer als 1 ,5, bevorzugt von größer als 1 ,7, verstanden.
Unter„niedrigbrechender Schicht“ wird insbesondere eine Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex, insbesondere mit einem Brechungsindex von kleiner als 1 ,5, bevorzugt von kleiner als 1 ,4, verstanden.
Unter Brechungsindex oder Brechzahl oder optischer Dichte wird bevorzugt eine, insbesondere dimensionslose, optische Materialeigenschaft verstanden, welche insbesondere angibt, um welchen Faktor die Wellenlänge und/oder die
Phasengeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle beziehungsweise elektromagnetischer Strahlung in einem Material kleiner ist als im Vakuum. Bei einem Übergang einer elektromagnetischen Welle zwischen Materialien und/oder Stoffen mit unterschiedlichen Brechungsindizes wird die elektromagnetische Welle
gebrochen und/oder gestreut, insbesondere reflektiert.
Insbesondere weist die Folie eine HRI-Schicht (HRI = High Refractive Index = Floher Brechungsindex; HRI-Schicht = hochbrechende Schicht) auf. Eine derartige hochbrechende Schicht ist insbesondere aus ZnS oder T1O2 ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich weist die Folie bevorzugt eine Metallschicht auf, insbesondere eine Metallschicht ausgewählt aus den folgenden Metallen: Aluminium, Kupfer, Gold,
Silber, Chrom, Zinn, und/oder ein oder mehrere Legierungen dieser Metalle. Die HRI- Schicht und/oder Metallschicht wird vorzugsweise nach einem Roll-to-Roll- Replikationsschritt auf und/oder in ein oder mehrere Strukturprofile der ein oder mehreren Strukturprofile auf der Folie aufgebracht. Es ist möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen und/oder das zumindest eine Pixelarray in zumindest einen Fensterbereich, insbesondere in beziehungsweise auf zumindest einen Fensterbereich einer ID1 - Karte, oder in beziehungsweise auf ein transparentes Substrat, insbesondere in beziehungsweise auf eine transparente Polymerbanknote, eingebracht oder appliziert werden, wodurch die ein oder mehreren Strukturen und/oder das
zumindest eine Pixelarray zumindest von der Vorder- und Rückseite und/oder bei Durchlichtbetrachtung erfassbar ist. Der zumindest eine Fensterbereich weist insbesondere eine Durchbrechung des Substrats und/oder einen nicht
durchbrochenen transparenten Bereich des Substrats auf.
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 Strahlung,
insbesondere des einfallenden Lichts, absorbiert wird.
Unter einer„ID1 -Karte“ ist insbesondere ein Sicherheitsdokument 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 werden ein oder mehrere optisch variable Elemente, vorzugsweise zu Dekorationszwecken und/oder zu Identifizierungszwecken, in und/oder auf
Verpackungen aller Art eingebracht und/oder aufgebracht.
Es ist möglich, dass ein oder mehrere optisch variable Elemente insbesondere passergenau beziehungsweise registergenau in und/oder auf ein Substrat und/oder ein oder mehrere weitere Schichten, insbesondere relativ zueinander und/oder zu weiteren Sicherheitselementen und/oder weiteren Dekorelements und/oder zu den Rändern des Substrats und/oder der ein oder mehreren Schichten, eingebracht und/oder aufgebracht beziehungsweise appliziert wird. Unter Register oder Passer bzw. Registergenauigkeit oder Passergenauigkeit oder Positionsgenauigkeit ist insbesondere eine Lagegenauigkeit zweier oder mehrerer Elemente und/oder Schichten relativ zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die Registergenauigkeit vorzugsweise innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei bevorzugt möglichst hoch sein. Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Elementen und/oder Schichten zueinander weiter bevorzugt ein wichtiges Merkmal, um insbesondere die Prozesssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels sensorischer, vorzugsweise optisch detektierbarer Passermarken oder der Positionsmarkierungen erfolgen. Diese Passermarken oder Positionsmarkierungen können dabei entweder spezielle separate Elemente oder Bereiche oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Elemente oder Bereiche oder Schichten sein. Es ist möglich, dass das Substrat vor oder nach Einbringen der virtuellen
Strukturprofile mit einer lasierenden Farbschicht versehen wird, welche die Funktion eines Farbfilters aufweist. Das Versehen mit einer lasierenden Farbschicht kann vor oder nach Einbringen der virtuellen Strukturprofile und Aufbringen einer Metallschicht und/oder einer transparenten hoch- oder niedrigbrechenden Schicht erfolgen.
Beispielsweise ändert die lasierende Farbschicht das achromatische weiße
Erscheinungsbild des zumindest einen Pixelarrays und/oder optisch variablen
Elements für einen Betrachter und/oder Sensor in ein monochromatisches
Erscheinungsbild. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines
Sicherheitsdokuments. Fig. 1 a zeigt eine schematische Darstellung eines
Sicherheitsdokuments.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines optisch variablen Elements.
Fig. 3 zeigt einen schematischen Querschnitt eines optisch variablen Elements. Fig. 3a zeigt einen schematischen Querschnitt eines optisch variablen Elements.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines optisch variablen Elements.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines optisch variablen Elements.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines optisch variablen Elements.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines optisch variablen Elements. Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines optisch variablen Elements.
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung eines Pixelarrays. Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung eines Pixels. Fig. 1 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Pixels.
Fig. 12 zeigt eine schematische Darstellung eines Pixels. Fig. 12a zeigt eine schematische Darstellung eines Pixels.
Fig. 13 zeigt ein Foto sowie Mikroskopbilder eines optisch variablen Elements.
Fig. 13b zeigt eine schematische Darstellung eines optisch variablen Elements.
Fig. 13c zeigt eine schematische Darstellung eines optisch variablen Elements. Fig. 14 zeigt eine schematische Darstellung eines optisch variablen Elements.
Fig. 15 zeigt eine schematische Darstellung eines optisch variablen Elements.
Fig. 16 zeigt eine schematische Darstellung eines optisch variablen Elements.
Fig. 17 zeigt ein Foto eines optisch variablen Elements.
Fig. 18 zeigt Mikroskopbilder eines Pixelarrays.
Fig. 19 zeigt eine schematische Darstellung eines optisch variablen Elements.
Fig. 20 zeigt ein Foto eines optisch variablen Elements. Fig. 21 zeigt Mikroskopbilder eines Pixelarrays.
Fig. 22 zeigt ein Foto eines optisch variablen Elements.
Fig. 23 zeigt ein Foto eines optisch variablen Elements.
Fig. 1 zeigt ein Sicherheitsdokument 1 d, insbesondere eine Banknote, umfassend ein Substrat 10 in Aufsicht, welches ein streifenförmiges Sicherheitselement 1 b‘ aufweist, wobei für einen Betrachter bei Betrachtung des Sicherheitselements 1 b‘ in Auflicht und/oder Durchlicht Bewegungseffekte und/oder optisch in
Betrachtungsrichtung virtuell vorspringende und/oder von der Betrachtungsrichtung zurückspringende 3D-Elemente erfassbar sind. Derartige optische Effekte sind vorzugsweise abhängig von dem Kippwinkel und/oder dem Betrachtungswinkel relativ zu der durch das Substrat 10 aufgespannten Ebene.
Es ist möglich, dass das Sicherheitsdokument 1 d in oder außerhalb des
streifenförmigen Bereichs 1 b‘ ein oder mehrere weitere optisch variable Elemente und/oder optisch invariable Sicherheitselemente aufweist, die insbesondere mit dem Sicherheitselement 1 b‘ teilweise oder ganz überlappen können.
Weiter ist es möglich, dass in und/oder auf dem Sicherheitsdokument 1d ein oder mehrere weitere Bereiche umfassend jeweils weitere ein oder mehrere optisch variable Elemente in Streifenform und/oder in Patch-Form ausgebildet sind.
Auch ist es möglich, dass ein oder mehrere optische variable Elemente bei Betrachtung des Sicherheitsdokuments 1 d, insbesondere mittels eines Betrachters und/oder eines Sensors, entlang eines durch das Sicherheitsdokument 1 d aufgespannten Flächennormalenvektors zumindest teilweise überlappend angeordnet sind. Das streifenförmige Sicherheitselement 1 b umfasst weiter zwei optisch variable Elemente 1 a, welche insbesondere jeweils zumindest ein Pixelarray umfassend zwei oder mehrere Pixel aufweist. Ein optisch variables Element der zwei optisch variablen Elemente ist in Form eines Motivs umfassend die Sonne ausgebildet und ein weiteres optisch variables Element der zwei optisch variablen Elemente ist in Form eines Motivs umfassend eine Vielzahl von zehn voneinander beabstandeten wellenförmigen Linien beziehungsweise dünnen Streifen ausgebildet. Derartige Motive sind insbesondere ausgewählt aus: Muster, Buchstaben, Porträts, Bilder, alphanumerische Zeichen, Schriftzeichen, Landschaftsdarstellungen,
Bauwerksdarstellungen, geometrische Freiformen, Quadraten, Dreiecken, Kreisen, gekrümmten Linien und/oder Umrissen.
Weiter umfasst das streifenförmige Sicherheitselement 1 b‘ mehrere
Sicherheitselemente 8, welche als die Zahlenabfolge„45“, zwei wolkenartige Motive, ein flugzeugförmiges Motiv, ein segelschiffförmiges Motiv und eine mit zwei horizontalen Linien durchzogene Buchstabenabfolge„UT“ ausgestaltet sind. Die Zahlenfolge„45“ und die mit zwei horizontalen Linien durchzogene
Buchstabenabfolge„UT“ können beispielsweise als demetallisierte Bereiche realisiert sein und die zwei wolkenartigen Motive, das flugzeugförmige Motiv sowie das segelschiffförmige Motiv können insbesondere mit farbintensiven diffraktiven
Strukturen realisiert sein.
Ferner umfasst das Sicherheitsdokument 1d ein Sicherheitselement 8‘, welches ein Motiv umfassend ein Portrait aufweist. Hierbei ist es möglich, dass die optisch variablen Strukturen 8‘ als bei Beleuchtung diffraktiv aufleuchtende Flächen ausgebildet sind und/oder dass der optische Eindruck des Portraits 8‘, welches insbesondere als Fresnelsche Freiformfläche ausgebildet ist, in Auflicht und/oder Durchlicht für einen Betrachter und/oder einen Sensor erfassbar ist. Alternativ kann das Sicherheitselement 8‘ insbesondere auch ein Intaglio- oder Offsetdruck sein. Vorzugsweise umfasst das streifenförmige Sicherheitselement 1 b‘ zusätzlich zu den optisch variablen Elementen 1a, welche jeweils ein Pixelarray aufweisen, zumindest ein Höhenprofil zumindest einer weiteren optisch variablen Struktur, insbesondere ausgewählt 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.
Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere oder alle der Strukturen
elektromagnetische Strahlung, insbesondere einfallende elektromagnetische
Strahlung, diffra ktiv streuen, beugen und/oder abbilden.
Insbesondere weist das zumindest eine Pixelarray in zumindest einer Richtung zumindest bereichsweise eine von Null verschiedene Krümmung auf.
Der Dokumentenkörper des Sicherheitsdokuments 1d umfasst insbesondere ein oder mehrere Schichten, wobei das Substrat 10 bevorzugt ein Papiersubstrat und/oder ein Kunststoffsubstrat oder ein Hybridsubstrat, bestehend aus einer Kombination von Papier und Kunststoff, ist.
Weiter ist es möglich, dass das streifenförmige Sicherheitselement 1 b‘ ein oder mehrere Schichten aufweist und insbesondere ein Trägersubstrat (vorzugsweise aus Polyester, insbesondere PET) aufweist, welches ablösbar oder nicht ablösbar ist, und/oder ein oder mehrere Polymerlackschichten, insbesondere eine oder mehrere Replikationsschichten, in welche die Höhenprofile zumindest einer weiteren optisch variablen Struktur repliziert werden können.
Es ist auch möglich, dass das streifenförmige Sicherheitselement 1 b‘ ein oder mehrere Schutzschichten und/oder ein oder mehrere Dekorschichten und/oder ein oder mehrere Kleberschichten oder Haftvermittlungsschichten beziehungsweise Haftvermittlerschichten und/oder ein oder mehrere Barriereschichten und/oder ein oder mehrere weitere Sicherheitsmerkmale umfasst.
Ein oder mehrere Dekorschichten der Dekorschichten weisen vorzugsweise ein oder mehrere metallische und/oder HRI-Schichten auf, welche vorzugsweise jeweils nicht vollflächig sondern lediglich partiell in dem optisch variablen Element und/oder dem Sicherheitsdokument vorgesehen sind. Die metallischen Schichten sind hierbei insbesondere opak, transluzent oder semitransparent ausgebildet. Vorzugsweise umfassen die metallischen Schichten hierbei unterschiedliche Metalle, welche unterschiedliche, insbesondere deutlich unterschiedliche, bevorzugt von einem Betrachter und/oder Sensor unterscheidbare, Reflexions-, Absorptions- und/oder Transmissionsspektren, insbesondere Reflexions-, Absorptions- und/oder
Transmissionsvermögen, aufweisen. Bevorzugt umfassen die Metallschichten ein oder mehrere der Metalle: Aluminium, Kupfer, Gold, Silber, Chrom, Zinn, und/oder ein oder mehrere Legierungen dieser Metalle. Weiter sind die partiell vorgesehenen metallischen Schichten gerastert und/oder mit lokal unterschiedlichen Schichtdicken ausgestaltet.
Unter Reflexionsvermögen wird insbesondere das Verhältnis zwischen der Intensität des reflektierten Teils einer elektromagnetischen Welle beziehungsweise
elektromagnetischer Strahlung und der Intensität des einfallenden Teils der elektromagnetischen Welle beziehungsweise elektromagnetischer Strahlung verstanden, wobei die Intensität insbesondere ein Maß für die von der
elektromagnetischen Welle beziehungsweise elektromagnetischen Strahlung transportierten Energie ist.
Unter Absorptionsvermögen oder Absorptionskoeffizient wird insbesondere ein Maß für die Abnahme der Intensität elektromagnetischer Wellen beziehungsweise elektromagnetischer Strahlung beim Hindurchdringen durch einen Stoff und/oder durch ein Material verstanden, wobei die Dimension des Absorptionsvermögens und/oder des Absorptionskoeffizienten insbesondere 1 /Längeneinheit, bevorzugt 1/Längenmaß, ist. Beispielsweise weist eine opake Schicht für sichtbare Strahlung einen größeren Absorptionskoeffizienten auf als Luft.
Unter Transmissionsvermögen und/oder optischer Dicke wird bevorzugt ein, insbesondere dimensionsloses, Maß verstanden, welches angibt, wie stark die Intensität einer elektromagnetischen Welle beziehungsweise elektromagnetischer Strahlung abnimmt, wenn diese durch einen Stoff und/oder ein Material hindurch dringt. Insbesondere sind ein oder mehrere Metallschichten der Metallschichten 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. Die Bildelemente können insbesondere auch als ein gerastertes, hochaufgelöstes Graustufenbild, beispielsweise ein Portrait, ein
Gebäude, eine Landschaft oder ein Tier, gebildet sein. Das Raster kann
insbesondere regelmäßig oder fraktal oder unregelmäßig, insbesondere stochastisch ausgebildet sein und bevorzugt bereichsweise in der Ausbildung variieren.
Vorzugsweise umfassen ein oder mehrere Dekorschichten der Dekorschichten weiter insbesondere ein oder mehrere Farbschichten, insbesondere lasierende Farben. Bei diesen Farbschichten handelt es sich insbesondere um Farbschichten, welche mittels eines Druckverfahrens aufgebracht werden, und welche ein oder mehrere Farbstoffe und/oder Pigmente aufweisen, welche bevorzugt in einer
Bindemittelmatrix eingebunden sind. Die Farbschichten, insbesondere Farben, können transparent, klar, teilweise streuend, transluzent, intransparent, und/oder deckend sein. Beispielsweise kann im Bereich der Sonne 1 a eine gelbe Farbschicht vorgesehen sein und im Bereich der Wellen 1 a eine blaue Farbschicht. Es ist möglich, dass ein oder mehrere Dekorschichten der Dekorschichten ein oder mehrere optisch aktive Reliefstrukturen aufweisen, welche vorzugsweise jeweils in zumindest eine Oberfläche einer Lackschicht, bevorzugt einer replizierten
Lackschicht, eingebracht sind. Bei derartigen Reliefstrukturen handelt es sich insbesondere um diffraktive Reliefstrukturen, wie beispielsweise Hologramme,
Beugungsgitter, fresnelsche Freiformflächen, Beugungsgitter mit symmetrischen oder asymmetrischen Profilformen und/oder Beugungsstrukturen Nullter Ordnung.
Weiter bevorzugt handelt es sich bei den Reliefstrukturen um isotrop und/oder anisotrop streuende Mattstrukturen, Blaze-Gitter und/oder im Wesentlichen in
Reflexion und/oder in Transmission wirkende Reliefstrukturen, wie beispielsweise Mikrolinsen, Mikroprismen oder Mikrospiegel.
Es ist möglich, dass eine oder mehrere Dekorschichten der Dekorschichten ein oder mehrere Flüssigkristallschichten aufweisen, welche vorzugsweise zum einen eine von der Polarisation des einfallenden Lichts abhängige und vorzugsweise zum anderen eine wellenlängenselektive Reflexion und/oder Transmission einfallenden Lichts abhängig von der Ausrichtung der Flüssigkristalle generieren. Vorzugsweise werden die ein oder mehreren Strukturen der ein oder mehreren Strukturen und/oder das zumindest eine Pixelarray in einen Dünnschichtaufbau, insbesondere in einen Fabry-Perot-Schichtaufbau, eingebracht. Bevorzugt wird der Dünnschichtaufbau auf die ein oder mehreren Strukturen und/oder auf das
zumindest eine Pixelarray aufgebracht. Insbesondere weist ein derartiger Fabry- Perot-Schichtaufbau, insbesondere zumindest bereichsweise, zumindest eine erste semitransparente Absorberschicht, zumindest eine transparente Abstandsschicht und zumindest eine zweite semitransparente Absorberschicht und/oder eine opake Reflexionsschicht auf. All diese Schichten des Dünnschichtaufbaus können insbesondere jeweils vollflächig oder partiell vorliegen und die transparenten und opaken bzw. semitransparenten Bereiche insbesondere entweder überlappen oder nicht überlappen. Insbesondere weist die erste semitransparente Absorberschicht eine Schichtdicke zwischen 5 nm und 50 nm auf. Die Absorberschicht weist bevorzugt Aluminium, Silber, Kupfer, Zinn, Nickel, Inconel, Titan und/oder Chrom auf. Vorzugsweise weist die erste semitransparente Absorberschicht im Fall von Aluminium und Chrom eine Schichtdicke zwischen 5 nm und 15 nm auf.
Vorzugsweise weist die transparente Abstandsschicht eine Schichtdicke zwischen 100 nm und 800 nm und insbesondere zwischen 300 nm und 600 nm auf. Die Abstandsschicht besteht bevorzugt aus organischem Material, insbesondere aus Polymer, und/oder aus anorganischem AI2O3, S1O2 und/oder MgF2.
Weiter bevorzugt besteht die transparente Abstandsschicht aus einer gedruckten Polymerschicht, welche insbesondere mittels Tiefdruck, Schlitzgießen oder im Inkjet- Druck aufgebracht wird.
Weiter ist es auch möglich, ein oder mehrere optisch variable Elemente 1 a und/oder das streifenförmige Sicherheitselement 1 b‘ und/oder ein oder mehrere Schichten der vorstehenden Schichten und/oder das Substrat 10 beispielsweise mit folgenden weiteren Schichten und/oder Mehrschichtaufbauten zu kombinieren und/oder zu verwenden: Ein oder mehrere FIRI-Schichten umfassend ZnS, T1O2, etc.,
insbesondere gedampft, gesputtert oder mittels Chemical Vapor Deposition (CVD) vollflächig oder partiell aufgebracht; ein oder mehrere HRI- oder LRI-Lackschichten (beispielsweise für optische Effekte in Transmission), insbesondere mittels Tiefdruck vollflächig oder partiell aufgebracht; ein oder mehrere Metalle umfassend Aluminium, Silber, Kupfer, und/oder Chrom und/oder Legierungen hieraus, insbesondere vollflächig oder partiell gedampft, gesputtert, insbesondere mittels
Kathodenzerstäubung, und/oder als Tinte umfassend Nanopartikel gedruckt; ein oder mehrere Interferenzschichtaufbauten umfassend HLH (Abfolge bestehend aus HRI- Schicht, LRI-Schicht, HRI-Schicht), HLHLH (Abfolge bestehend aus HRI-Schicht, LRI-Schicht, HRI-Schicht, LRI-Schicht, HRI-Schicht); Abfolgen bestehend aus ein oder mehreren HRI- und LRI-Schichten, wobei sich die HRI- und LRI-Schichten vorzugsweise einander abwechseln, sowie Fabry-Perot-Dreischichtsystem, insbesondere umfassend ein oder mehrere PVD- und/oder CVD-Abstandsschicht; ein oder mehrere Flüssigkristallschichten; Einsatz als belichteter Master in einem Volumenhologramm; Überlagerung mit ein oder mehreren lasierenden
Farbschichten; und/oder Einsatz als Vorlage für die Erzeugung von Aztec-Strukturen und/oder zur Konvertierung zu einem mehrstufigem Phasenrelief, welches zumindest einen Farbeffekt bereitstellt. Insbesondere die Überlagerung mit den ein oder mehreren lasierenden
Farbschichten bietet vorteilhafterweise die Möglichkeit, einprägsame und einfach zu erklärende optische Effekte zu generieren. Weiter bevorzugt erscheinen die durch eine Überlagerung mit den ein oder mehreren lasierenden Farbschichten generierten achromatisch gebeugten Effekte des zumindest einen Pixelarray eines optisch variablen Elements monochromatisch in der Farbe, welche durch die ein oder mehreren lasierenden Farbschichten transmittiert wird beziehungsweise von den ein oder mehreren lasierenden Farbschichten nicht herausgefiltert wird. Insbesondere wirken die ein oder mehreren lasierenden Farbschichten als Farbfilter. Vorzugsweise umfassen die zwei optisch variablen Elemente 1 a jeweils zumindest ein Pixelarray, wobei jedes der Pixelarrays zwei oder mehrere Pixel aufweist, wobei ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel des jeweiligen Pixelarray (2) ein oder mehrere Strukturen aufweisen, und wobei ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen einfallende elektromagnetische Strahlung in ein oder mehrere Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen.
Die Fig. 1 a verdeutlicht insbesondere die Definition des Raumwinkels unter dem vorzugsweise der Flächeninhalt einer Teilfläche A einer Kugeloberfläche von einer Kugel E verstanden wird, wobei der Flächeninhalt einer Teilfläche A bevorzugt durch das Quadrat des Radius R der Kugel dividiert wird. Die Zahlenwerte des
Raumwinkels geben bevorzugt den Winkel a des Lichtkegels im Bezug zur senkrechten z-Achse an. Der Öffnungswinkel W gibt bevorzugt die Breite des
Lichtkegels in Bezug auf die Gerade im Zentrum des Lichtkegels, in der Figur 1 a durch einen Pfeil gekennzeichnet, an. Die Richtung des Lichtkegels in Bezug auf die x- bzw. y-Achse hängt insbesondere von dem anvisierten optischen Effekt ab.
Vorzugsweise ist ein Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen
Sicherheitselements, insbesondere der optisch variablen Sicherheitselements 1 a, durch folgenden Schritte gekennzeichnet: Bereitstellung zumindest eines virtuellen Pixelarray umfassend zwei oder mehrere virtuelle Pixel;
Zuordnung zumindest eines Raumwinkels zu ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray;
Anordnung ein oder mehrerer virtueller Feldquellen in und/oder auf zumindest einem Bereich und/oder zumindest ein Segment des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels, wobei der zumindest eine Bereich oder das zumindest eine Segment des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels in einem ersten Abstand zu den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray angeordnet ist; Berechnung ein oder mehrerer virtueller elektromagnetischer Felder ausgehend von den ein oder mehreren virtuellen Feldquellen in einem vorbestimmten Abstand von den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray in und/oder auf den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene;
Berechnung ein oder mehrerer Phasenbilder für die ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray aus einem virtuellen elektromagnetischen Gesamtfeld bestehend aus der Überlagerung der ein oder mehreren virtuellen
elektromagnetischen Feldern in und/oder auf den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle
Pixelarray aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene;
Berechnung virtueller Strukturprofile für die ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen
Pixelarray aus den ein oder mehreren Phasenbildern;
Ausbildung der virtuellen Strukturprofile der ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarrays in und/oder auf ein Substrat als zumindest ein Pixelarray umfassend zwei oder mehrere Pixel, wobei ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray ein oder mehrere Strukturen aufweisen, zur Bereitstellung des optisch variablen Elements.
Es ist möglich, dass der zumindest eine zugeordnete Raumwinkel und/oder der zumindest eine Bereich des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels das Segment S aufspannt, wobei das Segment S insbesondere einem Segment einer Kugel, bevorzugt einem konischen Segment, entspricht, wobei beispielsweise der halbe Öffnungswinkel, insbesondere Q/2 und/oder cp/2, des in der Figur 11 gezeigten Segments S kleiner als 10°, bevorzugt kleiner als 5°, weiter bevorzugt kleiner als 1 °, ist. Weiter ist es möglich, dass die virtuellen Feldquellen, welche insbesondere in und/oder auf ein oder mehreren Teilbereichen des in der Figur 11 oder 12 gezeigten Segments S und/oder auf dem zumindest einen Bereich des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels angeordnet sind, in zumindest einer Richtung periodisch und/oder pseudo-zufällig und/oder zufällig auf ein oder mehreren Teilbereichen der ein oder mehreren Teilbereiche des in der Figur 11 oder 12 gezeigten Segments S und/oder auf dem zumindest einen Bereich des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels angeordnet sind. Es ist auch möglich, dass die Abstände benachbarter virtueller Feldquellen zwischen 0,01 mm und 100 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 50 mm, bevorzugt zwischen 0,25 mm und 20 mm, in und/oder auf ein oder mehreren Teilbereichen der ein oder mehreren Teilbereiche des in der Figur 11 oder 12 gezeigten Segments S und/oder dem zumindest einen Bereich des zumindest einen zugeordneten
Raumwinkels liegen, und/oder dass die Abstände benachbarter virtueller Feldquellen insbesondere im Mittel zwischen 0,01 mm und 100 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 50 mm, bevorzugt zwischen 0,25 mm und 20 mm, in und/oder auf ein oder mehreren Teilbereichen der ein oder mehreren Teilbereiche des in der Figur 11 oder 12 gezeigten Segments S und/oder des zumindest einen Bereichs des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels liegen.
Weiter ist es auch möglich, dass die Anordnung der virtuellen Feldquellen, insbesondere der virtuellen Punktfeldquellen, als ein Kreuzraster, bevorzugt einem äquidistanten Kreuzraster, auf ein oder mehreren Teilbereichen der ein oder mehreren Teilbereiche des in der Figur 11 oder 12 gezeigten Segments S und/oder des zumindest einen Bereichs des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels erfolgt, wobei der Abstand benachbarter virtueller Feldquellen zueinander zwischen 0,01 mm und 100 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 50 mm, bevorzugt zwischen 0,25 mm und 20 mm beträgt und/oder wobei der Winkel zwischen zwei benachbarten virtuellen Feldquellen zueinander, insbesondere relativ zur Position der jeweiligen ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray, kleiner als 1 °, vorzugsweise kleiner als 0,5°, ist.
Vorzugsweise weisen ein oder mehrere virtuelle Feldquellen der ein oder mehreren virtuellen Feldquellen die Form von Mikrosymbolen auf, insbesondere ausgewählt aus: Buchstabe, Porträt, Bild, alphanumerisches Zeichen, Schriftzeichen,
geometrische Freiform, Quadrat, Dreieck, Kreis, gekrümmte Linie, Umriss.
Weiter bevorzugt liegen die lateralen Abmessungen der Mikrosymbole zwischen 0,1 ° und 10°, insbesondere zwischen 0,2° und 5°.
Bevorzugt sind eine erste Gruppe von ein oder mehreren virtuellen Feldquellen der ein oder mehreren virtuellen Feldquellen aus einem Abstand von 0,3 m,
insbesondere von 0,15 m bis 0,45 m, nicht auf einen Schirm projizierbar und/oder eine zweite Gruppe von ein oder mehreren virtuellen Feldquellen der ein oder mehreren virtuellen Feldquellen aus einem Abstand von 1 ,0 m, insbesondere von 0,8 m bis 1 ,2 m, auf einen Schirm projizierbar.
Insbesondere bevorzugt weist das virtuelle elektromagnetische Feld, welches von ein oder mehreren der virtuellen Feldquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Feldquellen ausgeht, die gleiche Intensität und/oder die gleiche
Intensitätsverteilung über den zumindest einen zugeordneten Raumwinkel und/oder über den zumindest einen Bereich und/oder über das zumindest eine Segment und/oder über das Segment S des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels auf.
Weiter ist es möglich, dass das virtuelle elektromagnetische Feld, welche von ein oder mehreren der virtuellen Feldquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Feldquellen ausgeht, eine Intensitätsverteilung über den zumindest einen zugeordneten Raumwinkel und/oder über den zumindest einen Bereich und/oder über das zumindest eine Segment und/oder über das Segment S des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels aufweist, welche gaußförmig oder supergau ßförmig verteilt ist.
Es ist auch möglich, dass das virtuelle elektromagnetische Feld, welches von zwei oder mehreren der virtuellen Feldquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Feldquellen ausgeht, unterschiedliche Intensitäten und/oder
unterschiedliche Intensitätsverteilungen über den zumindest einen zugeordneten Raumwinkel und/oder über den zumindest einen Bereich und/oder über das zumindest eine Segment und/oder über das Segment S des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels aufweist.
Weiter ist es auch möglich, dass das virtuelle elektromagnetische Feld, welches von ein oder mehreren der virtuellen Feldquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Feldquellen ausgeht, eine isotrope oder eine anisotrope
Intensitätsverteilung über den zumindest einen zugeordneten Raumwinkel und/oder über den zumindest einen Bereich und/oder über das zumindest eine Segment und/oder über das Segment S des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels aufweist. Insbesondere bilden ein oder mehrere der virtuellen Feldquellen, insbesondere alle der virtuellen Feldquellen, eine virtuelle Punktfeldquelle aus, wobei die virtuelle Punktfeldquelle vorzugsweise eine virtuelle Kugelwelle abstrahlt.
Vorzugsweise wird das virtuelle elektromagnetische Feld Ui ausgehend von einer i- ten virtuellen Punktfeldquelle am Ort (xi, yi, Zi) wird an zumindest einer Koordinate (xh, yh, Zh), insbesondere einer Koordinate (xh, yh, Zh=0) = (xh, yh), in und/oder auf ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel 4aa-4dd des zumindest einen virtuellen Pixelarray 4 und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray 4 aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene, und/oder beispielsweise in den in den Figuren 2, 9, 10, 11 , 12 oder 12a gezeigten Pixeln 2aa-2dd, 2aa-2dd, 2ad, 2da, 2da beziehungsweise 2da, mittels der Gleichung
berechnet.
Es ist möglich, dass das virtuelle elektromagnetische Feld Ui ein oder mehrere Wellenlängen umfasst, welche insbesondere im sichtbaren Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm, bevorzugt von 430 nm bis 690 nm, liegen, wobei ein oder mehrere, jeweils benachbarte Wellenlängen der ein oder mehreren Wellenlängen, bevorzugt in dem sichtbaren Spektralbereich, vorzugsweise äquidistant, zueinander beabstandet sind
Bevorzugt umfasst das virtuelle elektromagnetische Feld Ui ein oder mehrere
Wellenlängen, welche um einen Faktor 2 bis 40, insbesondere um einen Faktor 3 bis 10, bevorzugt um einen Faktor 4 bis 8, größer sind als ein oder mehrere
Wellenlängen einfallender elektromagnetischer Strahlung.
Weiter ist es möglich, dass das virtuelle elektromagnetische Feld Ui ein oder mehrere Wellenlängen umfasst, welche insbesondere im infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Spektralbereich liegen, wobei ein oder mehrere, jeweils benachbarte Wellenlängen der ein oder mehreren Wellenlängen, bevorzugt in dem infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Spektralbereich, vorzugsweise äquidistant, zueinander beabstandet sind.
Vorzugsweise wird das virtuelle elektromagnetische Gesamtfeld UP in und/oder auf ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel 4aa-4dd des zumindest einen virtuellen Pixelarray 4 und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray 4 aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene, und/oder beispielsweise in den in den Figuren 2, 9, 10, 11 , 12 oder 12a gezeigten Pixeln 2aa-2dd, 2aa-2dd, 2ad, 2da, 2da beziehungsweise 2da, mittels der Gleichung
berechnet, wobei insbesondere die virtuellen elektromagnetischen Felder
Ui ausgehend von i = 1 , NP virtuellen Punktfeldquellen an zumindest einer Koordinate (xP, yP, zP=0) = (xP, yP) und/oder insbesondere die optionale
Referenzwelle Ur*, bevorzugt die zumindest eine optionale Referenzwelle Ur*, an zumindest einem Punkt oder für die Parameter (xP, yP) in und/oder auf den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel 4aa-4dd des zumindest einen virtuellen Pixelarray 4 und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray 4 aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene, berechnet werden.
Es ist möglich, dass ein oder mehrere Phasenbilder der ein oder mehreren
Phasenbilder in ein oder mehrere virtuelle Strukturprofile umgewandelt werden, bevorzugt linear in ein virtuelles Strukturprofil umgewandelt werden, wobei ein Phasenwert von 0 der minimalen Tiefe und ein Phasenwert von 2p der maximalen Tiefe der ausgebildeten ein oder mehreren Strukturen ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray entsprechen.
Weiter ist es möglich, dass das virtuelle Strukturprofil ein oder mehrerer virtueller Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen
Pixelarray mittels Laserbelichtung und Entwicklung auf eine mit Photoresist beschichtete Platte und/oder mittels Elektronenstrahl-Lithographie als die ein oder mehreren Strukturen ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray ausgebildet wird.
Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere in einem oder mehreren Pixeln der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray umfassten beziehungsweise ausgebildeten Strukturen eine optische Tiefe, insbesondere eine optische Tiefe in Luft, von der halben mittleren Wellenlänge des virtuellen elektromagnetischen Feldes und/oder des virtuellen elektromagnetischen Gesamtfeldes aufweisen.
Weiter bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsdokuments, insbesondere des Sicherheitsdokuments 1 d, bevorzugt umfassend ein oder mehrere Schichten, weiter bevorzugt umfassend ein oder mehrere optisch variable Elemente, insbesondere bevorzugt die optisch variablen Elemente 1 a, durch die folgenden Schritte gekennzeichnet: Aufbringen und/oder Einbringen ein oder mehrerer optisch variabler Elemente als Laminierfolie und/oder als Prägefolie auf das Sicherheitsdokument und/oder auf eine oder mehrere Schichten des Sicherheitsdokuments und/oder in das Sicherheitsdokument und/oder in ein oder mehrere Schichten der ein oder mehreren Schichten des Sicherheitsdokuments.
Die Figur 2 zeigt ein Pixelarray in Aufsicht umfassend sechszehn Pixel 2aa-2dd, wobei die Pixel 2aa-2dd als eine 4x4 Matrix angeordnet sind, welche vier Zeilen und vier Spalten aufweist. Die erste Zeile umfasst entlang der Richtung x die Pixel 2aa, 2ab, 2ac, 2ad, die zweite Zeile umfasst entlang der Richtung x die Pixel 2ba, 2bb, 2bc, 2bd, die dritte Zeile umfasst entlang der Richtung x die Pixel 2ca, 2cb, 2cc, 2cd, und die vierte Zeile umfasst entlang der Richtung x die Pixel 2da, 2db, 2dc, 2dd. Die erste Spalte umfasst entlang der Richtung y die Pixel 2da, 2ca, 2ba, 2aa, die zweite Spalte umfasst entlang der Richtung y die Pixel 2db, 2cb, 2bb, 2ab, die dritte Spalte umfasst entlang der Richtung y die Pixel 2dc, 2cc, 2bc, 2ac, und die vierte Spalte umfasst entlang der Richtung y die Pixel 2dd, 2cd, 2bd, 2ad.
Die in der Figur 2 gezeigten Pixel 2aa-2dd weisen die gleichen lateralen
Abmessungen DC entlang der Richtung x und die gleichen lateralen Abmessungen DU entlang der Richtung y auf, wobei diese in der durch die Richtungen x und y aufgespannten Ebene jeweils quadratische Formen ausbilden. Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere oder alle Pixel der ein zwei oder mehreren Pixel 2aa-2dd gleiche oder zueinander unterschiedliche Formen, insbesondere in der durch das Pixelarray 2 definierten Ebene und/oder in der durch die Richtungen x und y definierten Ebene, ausbilden, welche vorzugsweise jeweils ausgewählt sind aus: Kreisfläche, eiförmige Fläche, Ellipsenfläche, Dreiecksfläche, Quadratfläche, Rechteckfläche, Polygonfläche, Kreisringfläche, Freiformfläche, wobei die zwei oder mehreren Pixel im Falle der Auswahl der Form der Pixel als eine Kreisfläche und/oder eiförmige Fläche insbesondere jeweils ein oder mehrere benachbarte Flintergrundflächen aufweisen, welche bevorzugt auch an benachbarte Pixel angrenzen oder nicht angrenzen. Die Form der Pixel variiert insbesondere polygonal, zufällig oder pseudozufällig. Weiter bevorzugt umfasst das zumindest eine Pixelarray, insbesondere das Pixelarray 2 zwei oder mehrere Pixel, welche vorzugsweise unterschiedliche Formen der vorstehenden Formen umfassen und/oder vorzugsweise unterschiedliche Variationen der Formen der vorstehenden Variationen von Formen aufweisen.
Weiter ist es auch möglich, dass ein oder mehrere oder alle Pixel der zwei oder mehreren Pixel 2aa-2dd in unterschiedlichen Richtungen, insbesondere in die unterschiedlichen Richtungen x und y, insbesondere in der durch das Pixelarray 2 definierten Ebene und/oder in der durch die Richtungen x und y definierten Ebene, unterschiedliche laterale Abmessungen aufweisen.
Auch ist es möglich, dass ein oder mehrere oder alle Pixel der zwei oder mehreren Pixel 2aa-2dd, insbesondere in der durch das Pixelarray 2 definierten Ebene und/oder in der durch die Richtungen x und y definierten Ebene, unterschiedliche Flächen belegen und/oder einander überlappen und/oder einander nicht überlappen.
Weiter ist es möglich, dass die Anordnung der Pixel 2aa-2dd in dem Pixelarray 2 einer periodischen Funktion folgt. Beispielsweise können die Mittelpunkte der Pixel in einer Zeile oder Spalte des Pixelarray derart angeordnet sein, dass die Mittelpunkte der Pixel jeweils benachbarter Pixel entlang einer durch die Spalte oder Zeile definierten Richtung vorzugsweise gleich beabstandet sind. Die in der Figur 2 gezeigten Pixel 2aa-2dd weisen entlang der Richtungen x oder y jeweils gleiche Abstände zueinander auf, wobei dies insbesondere benachbarte Pixel der Pixel 2aa- 2dd betrifft. Weiter bevorzugt sind ein oder mehrere oder alle Pixel der Pixel 2aa-2dd nicht-periodisch oder insbesondere zufällig oder pseudozufällig, in dem Pixelarray 2 und/oder entlang ein oder mehrerer Richtungen und/oder in der durch die
Richtungen x und y aufgespannten beziehungsweise definierten Ebene, angeordnet.
Unter einem Mittelpunkt der Pixel oder einem geometrischen Schwerpunkt der Pixel wird insbesondere bei flächigen Pixeln der Flächenschwerpunkt verstanden, welcher insbesondere bei der Mittelung aller Punkte des zugrundeliegenden Pixels bestimmt wird.
Eine nicht-periodische Anordnung von Pixeln weist den Vorteil auf, dass störende Diffraktionseffekte, welche aufgrund der Größe beziehungsweise Formen und/oder laterale Abmessungen der Pixel entstehen, reduziert oder unterdrückt, insbesondere vollständig unterdrückt werden können.
Vorzugsweise betragen die lateralen Abmessungen ein oder mehrerer Pixel der Pixel 2aa-2dd entlang zumindest einer Richtung, insbesondere entlang der Richtung x und/oder entlang der Richtung y, zwischen 5 pm und 500 miti, insbesondere zwischen 10 pm und 300 pm, insbesondere zwischen 20 pm und 150 pm.
Derartigen lateralen Abmessungen wohnt der Vorteil inne, dass Pixel bei diesen Größenordnungen der lateralen Abmessungen für das Auge eines menschlichen Betrachters, insbesondere in einem gewöhnlichen oder normalen Leseabstand von circa 300 mm nicht oder kaum optisch auflösbar sind. Gleichzeitig sind die Pixel insbesondere groß genug, dass die vorgesehenen Mikrostrukturen achromatisch wirken können. Es ist möglich, dass die Pixelgröße und/oder ein oder mehrere laterale Abmessungen ein oder mehrerer Pixel der Pixel 2aa-2dd in dem zumindest einen Pixelarray 2 in ein oder mehrere Richtungen, insbesondere in eine oder beide Richtungen der Richtungen x und y, bevorzugt bereichsweise, nicht-periodisch, periodisch, pseudozufällig oder zufällig variieren oder nicht variieren. Bevorzugt variieren die Pixelgrößen in zumindest einem Pixelarray in mindestens eine
Raumrichtung maximal um ±70% um einen Mittelwert, bevorzugt maximal um ±50%. Vorzugsweise variieren ein oder mehrere laterale Abmessungen ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel 2aa-2dd in dem zumindest einen Pixelarray 2 in eine oder mehrere Raumrichtungen, insbesondere in eine oder beide Richtungen der Richtungen x und y, in dem zumindest einen Pixelarray 2 zumindest bereichsweise maximal um ±70%, bevorzugt maximal um ±50%, um einem Mittelwert herum, wobei der Mittelwert in einer oder mehrere Richtungen insbesondere zwischen 5 pm und 500 pm, insbesondere zwischen 10 pm und 300 pm, insbesondere zwischen 20 pm und 150 pm, liegt.
Weiter ist es möglich, dass ein oder mehrere Pixel der Pixel 2aa-2dd in dem zumindest einen Pixelarray 2, insbesondere zumindest bereichsweise, periodisch, nicht-periodisch, fraktal, zufällig und/oder pseudozufällig in dem zumindest einen Pixelarray 2 angeordnet sind.
Die Figur 3 zeigt das in der Figur 2 gezeigte Pixelarray 2 umfassend die Pixel 2ca, 2cb, 2cc, 2cd, entlang des Schnitts Q in einem Querschnitt. Das Pixel 2ca umfasst die Struktur 3ca, das Pixel 2cb umfasst die Struktur 3cb, das Pixel 2cc umfasst die Struktur 3cc und das Pixel 2cd umfasst die Struktur 3cd. Die Strukturen 3ca, 3cb, 3cc und 3cd sind auf ein Substrat 10 appliziert, aufgebracht und/oder abgeformt, wobei das Substrat insbesondere ein oder mehrere Schichten aufweist.
Die Figur 3a zeigt eine weitere Ausgestaltungsform des in der Figur 2 gezeigten Pixelarrays 2 umfassend die Pixel 2ca, 2cb, 2cc, 2cd, entlang des Schnitts Q in einem Querschnitt. Das Pixel 2ca umfasst die Struktur 3ca, das Pixel 2cb umfasst die Struktur 3cb, das Pixel 2cc umfasst die Struktur 3cc und das Pixel 2cd umfasst die Struktur 3cd. Die Strukturen 3ca, 3cb, 3cc und 3cd sind auf ein Substrat 10 appliziert, aufgebracht und/oder abgeformt, wobei das Substrat insbesondere ein oder mehrere Schichten aufweist. Im Unterschied zu Figur 3 sind die Strukturen 3ca, 3cb, 3cc und 3cd in dieser Ausgestaltungsform insbesondere binäre Strukturen mit einem ersten Abstand beziehungsweise einer einheitlichen Strukturhöhe h.
Hierbei weisen die in der Figur 3a gezeigten binären Strukturen 3ca, 3cb, 3cc und 3cd beziehungsweise binären Mikrostrukturen, vorzugsweise umfassend ein oder mehrere Strukturelemente, insbesondere eine Grundfläche GF und mehrere
Strukturelemente auf, welche bevorzugt jeweils eine gegenüber der Grundfläche GF erhöhte Elementfläche EF und bevorzugt eine zwischen der Elementfläche EF und der Grundfläche GF angeordneten Flanke aufweisen, wobei insbesondere die Grundfläche GF der Struktur 3ca, 3cb, 3cc und 3cd eine durch Koordinatenachsen x und y aufgespannte Grundebene definiert, wobei bevorzugt die Elementflächen EF der Strukturelemente jeweils im Wesentlichen parallel zu der Grundebene GF verlaufen und wobei vorzugsweise die Elementflächen EF der Strukturelemente und die Grundfläche GF in einer senkrecht zur Grundebene in Richtung einer
Koordinatenachse z verlaufende Richtung beabstandet sind, insbesondere mit einem ersten Abstand h, welcher vorzugsweise derart gewählt ist, dass insbesondere durch Interferenz des an der Grundfläche GF und den Elementflächen EF reflektierten Lichts im Auflicht und/oder insbesondere durch Interferenz des durch die
Elementflächen EF und die Grundfläche GF transmittierten Lichts im Durchlicht eine zweite Farbe in den ein oder mehreren ersten Zonen generiert wird. Hierbei wird vorzugsweise in die direkte Reflexion oder Transmission die zweite Farbe generiert und insbesondere die dazu komplementäre erste Farbe in der ersten oder in höheren Ordnungen. Beispielsweise kann die erste Farbe Violett und die zweite Farbe
Orange sein oder die erste Farbe kann Blau und die zweite Farbe Gelb sein. Es ist möglich, dass das optisch variable Element 1 a ein oder mehrere Schichten umfasst, wobei insbesondere das zumindest eine Pixelarray 2 auf oder in zumindest einer Schicht der ein oder mehreren Schichten angeordnet ist und wobei
vorzugsweise ein oder mehrere Schichten der ein oder mehreren Schichten ausgewählt sind aus: HRI-Schicht, insbesondere Schicht umfassend HRI- und/oder LRI-Lackschicht, Metallschicht, Interferenzschicht, insbesondere
Interferenzschichtabfolgen, bevorzugt HLH oder HLHLH, weiter bevorzugt Fabry- Perot-Dreischichtsystem oder -Mehrschichtsystem, Flüssigkristallschicht,
Farbschicht, insbesondere lasierende Farbschicht.
Vorzugsweise weist jede der Strukturen 3ca, 3cb, 3cc, 3cd eine beschränkte maximale Strukturtiefe Dz, insbesondere eine maximale Strukturtiefe, auf, welche in der Figur 3 für alle Strukturen 3ca, 3cb, 3cc, 3cd in den entsprechenden Pixeln 2ca, 2cb, 2cc, 2cd insbesondere gleich ist.
Weiter bevorzugt weisen ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren
Strukturen 3ca, 3cb, 3cc, 3cd eine beschränkte maximale Strukturtiefe Az auf, wobei die maximale Strukturtiefe Az insbesondere kleiner als 35 miti, bevorzugt kleiner als 20 miti, weiter bevorzugt kleiner gleich 15 miti, noch weiter bevorzugt kleiner gleich 7 miti, insbesondere bevorzugt kleiner gleich 2 miti, ist. Hierbei ergibt sich insbesondere der Vorteil, dass die Dicke beziehungsweise die Gesamtdicke des optisch variablen Elements 1 a umfassend das zumindest eine Pixelarray 2 für die Anwendung in Sicherheitsdokumenten 1 d, insbesondere auf Banknoten, ID-Karten oder Pässen, kompatibel zu halten. Insbesondere ist die Gesamtdicke von folienbasierten optisch variablen
Elementen 1a, bevorzugt Sicherheitselementen und/oder Dekorelemente,
vorzugsweise auf Banknoten, ID-Karten oder Pässen, kleiner als 35 pm. Es ist bevorzugt, dass die Gesamtdicke kleiner als 20 pm ist, um insbesondere ein
Verbiegen von Banknoten aufgrund einer applizierten Folie umfassend ein oder mehrere optisch variable Elemente 1 a vorteilhaft zu unterdrücken. Weiter ist es möglich, dass die beschränkte maximale Strukturtiefe aller Strukturen 3ca, 3cb, 3cc, 3cd der entsprechenden Pixel 2ca, 2cb, 2cc, 2cd derart zu beschränken, dass die Strukturen 3ca, 3cb, 3cc, 3cd vorzugsweise mittels eines Replikationsverfahrens appliziert, aufgebracht und/oder abgeformt werden. Es ist möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen 3ca, 3cb, 3cc, 3cd derart ausgebildet sind, dass die beschränkte maximale
Strukturtiefe Az der ein oder mehreren Strukturen 3ca, 3cb, 3cc, 3cd für mehr als 50% der Pixel, insbesondere für mehr als 70% der Pixel, bevorzugt für mehr als 90% der Pixel, des zumindest einen Pixelarray 2 kleiner gleich 15 miti, insbesondere kleiner gleich 7 miti, bevorzugt kleiner gleich 2 miti, ist.
Weiter ist es möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen 3ca, 3cb, 3cc, 3cd derart ausgebildet sind, dass die maximale
Strukturtiefe Az der ein oder mehrerer Strukturen für alle Pixel kleiner gleich 15 miti, insbesondere kleiner gleich 7 miti, bevorzugt kleiner gleich 2 miti, ist.
Eine beschränkte maximale Strukturtiefe von kleiner oder gleich 15 miti ist vorteilhafterweise insbesondere kompatibel zu Verfahren umfassend UV- Replikationen (UV = ultraviolett) und eine beschränkte maximale Strukturtiefe kleiner oder gleich 7 miti, insbesondere kleiner oder gleich 2 miti, ist vorteilhafterweise insbesondere kompatibel zu Verfahren umfassend UV-Replikation und/oder thermische Replikationen.
Auch ist es möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen 3ca, 3cb, 3cc, 3cd, eine Gitterperiode insbesondere kleiner als die Hälfte, bevorzugt kleiner als dem Drittel, weiter bevorzugt kleiner als dem Viertel, der maximalen lateralen Abmessung der Pixel 2ca, 2cb, 2cc, 2cd, bevorzugt jedem der Pixel 2ca, 2cb, 2cc, 2cd, aufweisen. Weiter ist es insbesondere möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen 3ca, 3cb, 3cc, 3cd zueinander unterschiedlich oder ähnlich oder gleich oder identisch sind. Die Figur 4 zeigt das in der Figur 2 gezeigte Pixelarray 2, bis auf, dass jedem der Pixel 2aa-2dd eine entsprechende Struktur 3aa-3dd zugeordnet ist beziehungsweise dass jedes der Pixel 2aa-2dd eine entsprechende Struktur 3aa-3dd umfasst, wobei die Strukturen 3aa-3dd als hologrammartige, insbesondere einfallendes Licht achromatisch abbildende, beugende und/oder streuende, Strukturen ausgebildet sind.
Insbesondere weisen ein oder mehrere oder alle der Strukturen der Strukturen 3aa- 3dd zueinander unterschiedliche optische Eigenschaften auf. Es ist möglich, dass jedem Pixel der Pixel 2aa-2dd des zumindest einen Pixelarray 2 ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen 3aa-3dd zugeordnet sind, wobei die einem Pixel zugeordneten ein oder mehreren Strukturen einfallende elektromagnetische Strahlung in ein oder mehrere vorbestimmte Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen, wobei insbesondere den ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkeln jeweils eine Richtung, vorzugsweise eine vorbestimmte Richtung, zugeordnet ist.
Weiter ist es möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen 3aa-3dd und/oder ein oder mehrere zugeordnete Strukturen der ein oder mehreren zugeordneten Strukturen 3aa-3dd in ein oder mehrere Raumwinkel der ein oder mehreren Raumwinkel und/oder ein oder mehrere vorbestimmten Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen, welche sich insbesondere voneinander unterscheiden, wobei ein oder mehrere auf eine um einen Pixel angeordnete Kugel, insbesondere eine
Einheitskugel mit einem Einheitsradius von 1 , projizierte Raumwinkel der ein oder mehreren Raumwinkel und/oder vorbestimmten Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel ein oder mehrere, insbesondere gleiche oder
verschiedenartige, Formen ausbilden, welche vorzugsweise jeweils ausgewählt sind aus: Kreisfläche, Ellipsenfläche, Dreiecksfläche, Quadratfläche, Rechteckfläche, Polygonfläche, Kreisringfläche, wobei insbesondere ein oder mehrere Formen der ein oder mehreren Formen offen oder geschlossen sind und/oder aus ein oder mehreren Teilformen bestehen und wobei vorzugsweise zumindest zwei Teilformen miteinander verbunden oder überlagert sind.
Die Figur 5 zeigt das in der Figur 2 gezeigte Pixelarray 2, bis auf, dass jedem der Pixel 2aa-2dd eine entsprechende Struktur 3aa-3dd zugeordnet ist beziehungsweise dass jedes der Pixel 2aa-2dd eine entsprechende Struktur 3aa-3dd umfasst, wobei die Strukturen 3aa-3dd als Gitterstrukturen ausgebildet sind, welche einfallendes Licht achromatisch abbilden, beugen und/oder streuen. Insbesondere sind die Gitterstrukturen lineare Gitterstrukturen, welche bevorzugt ein blaze-artiges
Gitterprofil aufweisen.
Bevorzugt sind die achromatisch beugenden Gitterstrukturen in ein oder mehreren Pixeln der Pixel 2aa-2dd in dem zumindest einen Pixelarray 2 mit weiteren
Mikrostrukturen und/oder Nanostrukturen, insbesondere linearen Gitterstrukturen, bevorzugt Kreuzgitterstrukturen, weiter bevorzugt Subwellenlängengitterstrukturen, überlagert.
Es ist möglich, dass die ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren
Strukturen 3aa-3dd, welche als achromatisch beugende Gitterstrukturen,
vorzugsweise als Blaze-Gitter, ausgebildet sind, insbesondere eine Gitterperiode von größer als 3 miti, bevorzugt von größer als 5 miti, aufweisen und/oder insbesondere jedes Pixel der Pixel 2aa-2dd mindestens zwei Gitterperioden der achromatisch beugenden Strukturen umfassen. Die Figur 6 zeigt das in der Figur 2 gezeigte Pixelarray 2, bis auf, dass jedem Pixel der Pixel 2aa-2dd eine entsprechende Struktur 3aa-3dd zugeordnet ist beziehungsweise dass jedes Pixel der Pixel 2aa-2dd eine entsprechende Struktur 3aa-3dd umfasst, wobei die Strukturen 3aa-3dd als Fresnelsche
Mikrolinsenstrukturen und/oder Teilbereiche bzw. Ausschnitte von Fresnelschen Mikrolinsenstrukturen ausgebildet sind, wobei insbesondere die Gitterlinien der Fresnelschen Mikrolinsenstrukturen als gekrümmte Gitterlinien ausgebildet sind und/oder Gitterlinien mit variierenden Gitterperioden aufweisen und/oder wobei insbesondere jedes Pixel der zwei oder mehreren Pixel, vorzugsweise in zumindest einer Raumrichtung, mindestens zwei Gitterperioden umfasst. Es ist möglich, dass die Fresnelschen Mikrolinsenstrukturen als Blaze-Gitter ausgestaltet sind, wobei die Gitterlinien insbesondere gekrümmt sind und/oder wobei die Gitterperiode vorzugsweise variiert.
Insbesondere sind ein oder mehrere oder alle der Strukturen weniger bevorzugt als Mikrospiegel und/oder Mikroprismen, insbesondere weniger bevorzugt als
achromatisch refraktiv abbildende Mikrostrukturen ausgebildet.
Es ist weiter möglich, dass mehr als 70% der Pixel, insbesondere mehr als 90% der Pixel, der Pixel 2aa-2dd in dem zumindest einen Pixelarray 2 ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen 3aa-3dd aufweisen, welche eine Anzahl von mindestens 2 Erhebungen, insbesondere mindestens 3 Erhebungen, bevorzugt mindestens 4 pro Pixel, aufweisen.
Weiter bevorzugt weisen ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren
Strukturen eine Anzahl von mindestens 2 Erhebungen, insbesondere mindestens 3 Erhebungen, bevorzugt mindestens 4 Erhebungen pro Pixel, auf.
Vorzugsweise liegen zumindest zwei Gitterperioden der als Blaze-Gitter und/oder Fresnelschen Mikrolinsenstrukturen ausgebildeten Strukturen in zumindest einem Pixel, wobei die Gitterperiode hierbei vorzugsweise kleiner als die Hälfte der maximalen lateralen Abmessung eines jeden Pixel ist. Auch ist es möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen 3aa-3dd als chromatische Gitterstrukturen, insbesondere als lineare Gitter, bevorzugt als lineare Gitter mit einem sinusförmigen Profil, und/oder als Nanotext und/oder als Spiegelflächen ausgebildet sind. Dadurch ist es insbesondere möglich, farbige Designelemente und/oder versteckte Merkmale in das achromatisch erscheinende Pixelarray zu integrieren.
Die Figur 7 zeigt das in der Figur 2 gezeigte Pixelarray 2, bis auf, dass die Pixel 2aa, 2ad und 2cc jeweils ein lineares Gitter 30aa, 30ad beziehungsweise 30cc, insbesondere umfassend ein sinusförmiges Profil, aufweisen.
Es ist möglich, die achromatischen Effekte der ein oder mehreren Strukturen 3aa- 3dd durch die Verwendung beziehungsweise Applikation oder Abformung weiterer Strukturen durch weitere optische Effekte zu erweitern und hierbei die
Fälschungssicherheit vorteilhaft weiter zu erhöhen.
Weiter ist es möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen 3aa-3dd, bevorzugt in ein oder mehrere Pixel der Pixel 2aa-2dd, als Subwellenlängengitter, insbesondere als lineare Subwellenlängengitter, ausgebildet sind, wobei bevorzugt die Gitterperiode der Subwellenlängengitter, insbesondere der linearen Subwellenlängengitter, weniger als 450 nm beträgt und/oder wobei insbesondere zumindest ein derartiges Pixelarray einen für einen Betrachter erfassbaren optisch variablen Effekt beim Kippen und/oder Drehen des optisch variablen Elements und/oder des zumindest einen Pixelarray bereitstellt.
Insbesondere handelt es sich bei einem derartigen optisch variablen Effekt um ein oder mehrere von einem Betrachter und/oder von einem Sensor erfassbare Icons, Logos, Bilder und/oder weitere Motive, welche vorzugsweise bei einem starken Kippen des optisch variablen Elements 1 a aufleuchten.
Auch ist es weiter möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen 3aa-3dd, insbesondere zumindest partiell, mit einer Metallschicht versehen sind und/oder einfallende elektromagnetische Strahlung absorbieren, wobei vorzugsweise ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel in
Reflexion, bevorzugt in direkter Reflexion, für einen Betrachter in dunkelgrau bis schwarz erfassbar sind.
Die Figur 8 zeigt das in der Figur 2 gezeigte Pixelarray 2, bis auf, dass die Pixel 2aa, 2ad und 2cc jeweils eine Licht absorbierende, insbesondere einfallendes Licht absorbierende, Mikrostruktur 31 aa, 31 ad beziehungsweise 31 cc aufweisen, wobei diese absorbierenden Mikrostrukturen 31 aa, 31 ad beziehungsweise 31 cc für einen Betrachter und/oder einen Sensor vorzugsweise dunkelgrau bis schwarz erscheinen. Insbesondere sind die absorbierenden Mikrostrukturen 31 aa, 31 ad beziehungsweise 31 cc als Subwellenlängen-Kreuzgitter, insbesondere mit einer Gitterperiode kleiner gleich 450 nm, bevorzugt kleiner gleich 350 nm, ausgebildet. Derartige Pixel mit dunkelgrau bis schwarz erscheinenden Mikrostrukturen ermöglichen es
insbesondere, den Kontrast des Erscheinungsbildes des Pixelarrays zu erhöhen und beispielsweise die Illusion von Schattenwürfen zu erzeugen.
Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren
Strukturen 3aa-3dd als Mikrostrukturen ausgebildet sind, welche Licht absorbieren, insbesondere einfallendes Licht absorbieren, und/oder bei Normalbetrachtung beziehungsweise in direkter Reflexion für einen Betrachter und/oder einen Sensor farbig erscheinen.
Es ist möglich, weitere Strukturen durch weitere optische Effekte zu erweitern und hierbei die Fälschungssicherheit vorteilhaft weiter zu erhöhen.
Weiter ist es möglich, die achromatischen Effekte der ein oder mehreren
Strukturen 3aa-3dd durch die Verwendung beziehungsweise Applikation oder Abformung von lichtabsorbierenden Mikrostrukturen in ein oder mehreren Pixel der Pixel 2aa-2dd des zumindest einen Pixelarray 2 um Kontrastlinien oder
Kontrastflächen in einem Design zu ergänzen. Hierbei ist es beispielsweise möglich, ein optisch auf einen Betrachter und/oder einen Sensor hervorspringendes oder zuspringendes 3D-Objekt, wie beispielsweise ein Portrait, welches durch die, einfallendes Licht gerichtet abbildenden, beugenden und/oder streuenden Strukturen 3aa-3dd in den entsprechenden Pixeln der Pixel 2aa-2dd generiert wird, durch die für einen Betrachter und/oder Sensor dunkel bis schwarz erscheinenden Pixel umfassend die lichtabsorbierenden Mikrostrukturen kontrastreicher erfassbar zu gestalten. Insbesondere ist es möglich, dass die dunkel erscheinenden Pixel beispielweise einen von einem Betrachter erwarteten Schattenwurf kontrastreicher darstellen
Insbesondere weisen ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren
Strukturen 3aa-3dd eine HRI-Schicht auf, wobei insbesondere die Pixel, welche die ein oder mehreren Strukturen aufweisen, in Reflexion für einen Betrachter und/oder Sensor farbig erfassbar sind.
Vorzugsweise ist es möglich, in einer von einem Design vorbestimmten Anzahl von Pixeln der Pixel 2aa-2dd Mikrostrukturen vorzusehen, welche, insbesondere bei einer zumindest partiellen Beschichtung mit zumindest einer hochbrechenden dielektrischen Schicht, insbesondere zumindest einer HRI-Schicht, vorzugsweise bei Normalbetrachtung beziehungsweise in direkter Reflexion farbig, beispielsweise rot oder grün, bei Erfassung durch einen Betrachter und/oder einen Sensor erscheinen. Derartige Mikrostrukturen sind bevorzugt als lineare Subwellenlängengitter ausgebildet, wobei die farbigen Pixel umfassend die derartigen Mikrostrukturen beispielsweise in einem Portrait für einen Betrachter und/oder Sensor grün
erfassbare Pupillen generieren.
Die Figur 9 zeigt einen Ausschnitt eines Pixelarray 2 umfassend sechszehn
Pixel 2aa-2dd in einer perspektivischen Draufsicht, wobei sich das Pixelarray in der durch die Richtungen x und y aufgespannten Ebene erstreckt. Weiter ist die
Einfallsrichtung eines einfallenden Lichts 6 und die Ausfallsrichtungen ausfallenden Lichts 20aa-20dd für die entsprechenden Pixel 2aa-2dd in der Figur 9 gezeigt. Das ausfallende Licht 20aa-20dd strahlt insbesondere in den Halbraum ab, welcher insbesondere durch die Ebene des Pixelarrays definiert ist, wobei das einfallende Licht 6 vorzugsweise aus einer Richtung dieses Halbraums einfällt. Das einfallende Licht 6 wird insbesondere achromatisch in die entsprechenden Richtungen des ausfallenden Lichts 20aa-20dd als ausfallendes Licht 20aa-20dd gebeugt. Hierbei wird das einfallende Licht 6 insbesondere pseudo-zufällig in beliebige
Raumrichtungen als ausfallendes Licht 20aa-20dd in oder an jedem Pixel 2aa-2dd, bevorzugt individuell in oder an jedem Pixel 2aa-2dd umfassend eine jeweilige Struktur 3aa-3dd, achromatisch abgebildet, gebeugt und/oder gestreut
Es ist möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen 3aa-3dd, bevorzugt in den entsprechenden Pixeln der Pixel 2aa-2dd, einfallende elektromagnetische Strahlung, insbesondere einfallendes Licht 6, pseudo-zufällig oder zufällig derart in alle Raumrichtungen abbilden, beugen und/oder streuen, dass ein oder mehrere Pixel des Pixelarrays 2 in Reflexion für einen Betrachter und/oder einen Sensor vorzugsweise isotrop weiß, bevorzugt isotrop achromatisch, erfassbar ist.
Die Figur 10 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des in der Figur 9 gezeigten Pixelarray 2, welcher beispielsweise einen Pixel 2ad, umfassend Licht abbildenden, beugenden und/oder streuenden Strukturen 3ad, umfasst, weicher einfallendes Licht beziehungsweise einfallende elektromagnetische Strahlung als ausfallendes Licht 20ad in eine vorbestimmte Richtung und/oder in einem vorbestimmten Raumwinkel abbildet, beugt und/oder streut. Hierbei verlaufen die Bahnen und/oder
Propagationsrichtungen des ausfallenden Lichts 20ad vorzugsweise parallel zueinander.
Es ist auch möglich, dass das auf das Pixelarray 2 einfallende Licht beziehungsweise die einfallende elektromagnetische Strahlung als ausfallendes Licht 2aa-2dd lediglich in zumindest einem Bereich, insbesondere ein oder mehreren zumindest teilweise zusammenhängenden oder nicht zusammenhängenden und/oder zumindest teilweise überlappenden oder nicht überlappenden Bereichen, der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel pseudo-zufällig oder zufällig abgebildet, gebeugt und/oder gestreut wird. Hierdurch wird vorteilhafterweise in diesen Bereichen und/oder vorbestimmten Raumwinkeln die Helligkeit und/oder Intensität des ausfallenden Lichts beziehungsweise der ausfallenden elektromagnetischen
Strahlung erhöht, wobei insbesondere der von einem Betrachter und/oder Sensor erfassbare Effekt, bevorzugt visuelle Effekt, besser erfassbar bei schwachen
Beleuchtungsbedingungen ist. Weiter ist es auch möglich, bei einer starken Einschränkung, insbesondere ein oder mehrerer Öffnungswinkel, ein oder mehrere der vorbestimmten Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel in zumindest einer Richtung, einen asymmetrischen und/oder dynamischen Weiss-Effekt zu erzeugen. Hierbei werden die Öffnungswinkel der vorbestimmten Raumwinkel vorzugsweise auf kleiner +/- 10°, bevorzugt kleiner +/-5°, weiter bevorzugt +/-3°, insbesondere in zumindest eine Richtung, beschränkt.
Eine Zusammenfassung der wichtigsten Strukturparameter sowie von Wertebe- reichen dieser Parameter ist in Tabelle 1 aufgelistet.
Die Figur 11 zeigt ein vergrößerten Ausschnitt des in der Figur 6 gezeigten
Pixelarrays 2 umfassend den Pixel 2da, in welchem zumindest eine Struktur 3da als Fresnelsche Mikrolinsenstruktur abgeformt ist, wobei einfallendes Licht
beziehungsweise einfallende elektromagnetische Strahlung von der Struktur 3da auf ein oder mehrere Punkte und/oder ein oder mehrere Flächen im Raum senkrecht zu der durch das Pixelarray 2 aufgespannten Ebene und/oder zu der durch die
Richtungen x und y aufgespannten Ebene abgebildet, gebeugt und/oder gestreut, insbesondere fokussiert wird. Die Figur 11 ist lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu.
Es ist weiter auch möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen als Mikrolinsen, insbesondere Fresnelsche Mikrolinsen, ausgebildet sind, wobei insbesondere die Fokuslänge der ein oder mehreren Strukturen zwischen 0,04 mm bis 5 mm, insbesondere 0,06 mm bis 3 mm, bevorzugt 0,1 mm bis 2 mm, beträgt und/oder wobei insbesondere die Fokuslänge in einer Richtung x und/oder y durch die Gleichung
bestimmt ist, wobei bevorzugt Ax,y die jeweilige laterale Abmessung ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarrays in die Richtung x beziehungsweise in die Richtung y ist und <|>x,y der jeweilige Raumwinkel in die Richtung x beziehungsweise in die Richtung y ist, in welche die ein oder mehreren Strukturen einfallende elektromagnetische Strahlung, insbesondere einfallendes Licht, abbilden, beugen und/oder streuen. Weiter ist es möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen als Zylinderlinse ausgebildet sind, wobei insbesondere die Fokuslänge der ein oder mehreren Strukturen unendlich groß ist. Insbesondere bestimmen die Größen und/oder die lateralen Abmessungen der Pixel und/oder der zugeordneten Raumwinkel die entsprechenden Fokuslängen.
Die Figur 12 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des in der Figur 6 gezeigten
Pixelarrays 2 umfassend den Pixel 2da, in welchem zumindest eine Struktur 3da als Fresnelsche Mikrolinsenstruktur abgeformt ist, wobei einfallendes Licht
beziehungsweise einfallende elektromagnetische Strahlung von der Struktur 3da auf ein oder mehrere Punkte oder ein oder mehrere Flächen im Raum, insbesondere nicht senkrecht, zu der durch das Pixelarray 2 aufgespannten Ebene und/oder zu der durch die Richtungen x und y aufgespannten Ebene sondern in einem Winkel a zu der Flächennormalen f der vorstehenden Ebenen in eine Richtung R abgebildet, gebeugt und/oder gestreut, insbesondere fokussiert wird.
Hierbei ist der Radius der Kugel E insbesondere gleich der Fokushöhe f. Die
Fresnelschen Mikrolinsenstruktur ist vorzugsweise für eine Wellenlänge von 550 nm, insbesondere einen Wellenlängenbereich von 450 nm bis 650 nm, des einfallenden Lichts berechnet beziehungsweise ausgelegt.
Die Figur 12a zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des in der Figur 6 gezeigten Pixelarrays 2 umfassend den Pixel 2da, in welchem zumindest eine Struktur 3da als Fresnelsche Mikrolinsenstruktur abgeformt ist, wobei einfallendes Licht
beziehungsweise einfallende elektromagnetische Strahlung von der Struktur 3da auf ein oder mehrere Punkte oder ein oder mehrere Flächen im Raum, insbesondere nicht senkrecht, zu der durch das Pixelarray 2 aufgespannten Ebene und/oder zu der durch die Richtungen x und y aufgespannten Ebene, sondern in einem Winkel a zu der Flächennormalen f der vorstehenden Ebenen in eine Richtung R abgebildet, gebeugt und/oder gestreut, insbesondere fokussiert wird. Insbesondere wird in und/oder auf den in den Figuren 11 , 12 und 12a gezeigten Segmenten S zumindest ein virtuelles Pixelarray umfassend zwei oder mehrere virtuelle Pixel bereitgestellt, wobei vorzugsweise jedem der ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray zumindest ein Raumwinkel zugeordnet wird. Die halben Öffnungswinkel des in der Figur 11 gezeigten zugeordneten Raumwinkels, welcher durch die Linien 20da begrenzt wird, betragen beispielsweise Q/2 und cp/2. In den Figuren 11 , 12 und 12a ist vorzugsweise jeweils ein virtueller Pixel den jeweiligen Pixeln 2da
zugeordnet.
Weiter bevorzugt werden ein oder mehrere virtuelle Feldquellen in und/oder auf den in den Figuren 11 , 12 und 12a gezeigten Segmenten S angeordnet, wobei insbesondere die in den Figuren 11 , 12 und 12a gezeigten Segmente S jeweils in ersten Abständen zu den jeweiligen virtuellen Pixeln angeordnet sind, wobei die Position und/oder Ausrichtung des jeweiligen virtuellen Pixel in den Figuren 11 , 12 beziehungsweise 12a vorzugsweise jeweils der Position und/oder Ausrichtung der in den Figuren 11 , 12 und 12a gezeigten jeweiligen Pixel 2da entspricht. Vorzugsweise werden ein oder mehrere virtuelle elektromagnetische Felder ausgehend von den ein oder mehreren virtuellen Feldquellen, insbesondere angeordnet in den in den Figuren 11 , 12 und 12a gezeigten Segmenten S, in einem vorbestimmten Abstand von ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray in und/oder auf den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene, berechnet. Vorzugsweise werden ein oder mehrere Phasenbilder für ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray aus einem virtuellen elektromagnetischen Gesamtfeld bestehend aus der Überlagerung der ein oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Feldern in und/oder auf den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray aufgespannten Fläche,
insbesondere Ebene, berechnet, wobei die jeweiligen Ebenen in den Figuren 11 , 12 und 12a insbesondere den durch die jeweiligen Pixel 2da aufgespannten Ebenen entsprechen. Weiter bevorzugt werden virtuelle Strukturprofile für die ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen
Pixelarray aus den ein oder mehreren Phasenbildern berechnet.
Insbesondere bevorzugt werden die virtuellen Strukturprofile der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarrays in und/oder auf ein
Substrat als zumindest ein Pixelarray umfassend zwei oder mehrere Pixel, wobei die jeweiligen in den Figuren 11 , 12 und 12a gezeigten Pixel 2da des zumindest einen Pixelarray ein oder mehrere Strukturen 3da aufweisen, zur Bereitstellung eines optisch variablen Elements ausgebildet.
Die Figur 13 zeigt beispielhaft ein Design umfassend ein 3D-Modell des Portraits 9 des Mathematikers und Physikers Carl Friedrich Gauß. Die sechs Varianten in dem oberen Teil der Figur weisen jeweils einen von links nach rechts zunehmenden Öffnungswinkel der Raumwinkel auf, um welchen die entsprechenden
Mikrostrukturen des zugrundeliegenden Pixelarrays einfallendes Licht
beziehungsweise einfallende elektromagnetische Strahlung um die jeweils vorbestimmten Raumwinkel verbreitert abbilden, beugen und/oder streuen.
Insbesondere betragen die Öffnungswinkel der jeweiligen zugeordneten
Raumwinkel, in welche die entsprechenden Strukturen das einfallende Licht verbreitert abbilden, von links nach rechts: 0,5°, 1 ,25°, 2,5°, 5°, 7,5°, 10°. Insbesondere generiert ein kleiner und/oder kleinerer Öffnungswinkel der
vorbestimmten Raumwinkel einen für einen Betrachter und/oder Sensor erfassbaren 3D-Effekt mit glatt erscheinender Oberfläche des Portraits beziehungsweise eines Motivs. Bevorzugt generiert ein großer und/oder größerer Öffnungswinkel der
Raumwinkel einen für einen Betrachter und/oder Sensor erfassbaren 3D-Effekt mit stark matt erscheinenden Oberflächen des Portraits beziehungsweise eines Motivs. Diese gesteuerte Mattigkeit kann als Designelement verwendet werden,
beispielsweise um die Spitze eines als 3D-Effekt dargestellten Berges
schneebedeckt wirken zu lassen
Vorzugsweise liegt der Öffnungswinkel im Bereich zwischen 0,5° und 70° und bevorzugt zwischen 1 ° und 60°.
Der obere Teil der Figur 13b zeigt fünf Ausschnitte 91 , 92, 93, 94, 95 von einem 3D-Modell eines Löwen, wobei insbesondere von links nach rechts der
Öffnungswinkel von 1 ° bis 60° zunimmt. Sämtliche Pixel beugen das einfallende Licht insbesondere mit dem in etwa gleichen Öffnungswinkel in die für den Pixel vorgesehene Richtung. Der Ausschnitt 91 des Löwen ganz links weist eine
spiegelnde virtuelle Oberfläche auf, der Ausschnitt 95 des Löwen ganz rechts weist eine seidenmatte Oberfläche auf. Die drei Ausschnitte 92, 93, 94 von Löwen dazwischen zeigen Zwischenwerte der Mattigkeit.
Weiter ist es möglich, einen Teilbereich des 3D-Effekts in einer anderen Mattigkeit erscheinen zu lassen. Der untere Teil der Figur 13b zeigt dies anhand von einem 3D-Modell eines Löwen 96, 97, wobei links in einem K-förmigen Teilbereich des
Löwen 96 die Mattigkeit größer als im restlichen Löwen ist und im rechten Löwen 97 in dem K-förmigen Teilbereich des Löwen die Mattigkeit kleiner als im restlichen Löwen ist. Der Öffnungswinkel im linken Löwen 96 beträgt in den Bereichen ohne K- förmigen Teilbereich 1 ° und im rechten Löwen 97 beträgt der Öffnungswinkel 15°. Der K-förmige Teilbereich im linken Löwen 96 weist einen Öffnungswinkel von 60° auf und der K-förmige Teilbereich im rechten Löwen 97 weist einen Öfnungswinkel von 1 ° auf.
Die unteren Teile der Figur 13 zeigen Mikroskopaufnahmen von Ausschnitten der zugrundeliegenden Pixelarrays der in dem oberen Teil der Figur 13 gezeigten
Portraits in unterschiedlichen Vergrößerungen der jeweiligen Bereiche. Insbesondere sind die von den in den Pixelarrays angeordneten Pixel umfassenden Strukturen erfassbar. Insbesondere führt eine Veränderung der vorbestimmten Raumwinkel in welche die Pixel das einfallende Licht abbilden, beugen und/oder streuen, vorzugsweise zu einer deutlichen Veränderung der zugrundeliegenden Strukturen und mit größer werdendem Öffnungswinkeln insbesondere zu einer deutlichen Abweichung von geordneten bzw. periodischen Strukturen.
Die Figur 14 zeigt beispielhaft eine derartige Veränderung einer Struktur eines ausgewählten Pixels des in Figur 13 gezeigten Designs, wobei sich die Struktur von links nach rechts mit größer werdendem Öffnungswinkel verändert. Weiter ist es möglich, einen 3D-Effekt, insbesondere wie zuvor beschrieben, partiell oder komplett oder vollständig nur in einer vorbestimmten Richtung sichtbar bzw. erfassbar zu machen. Hierfür werden die Strukturen in den Pixeln vorzugsweise derart gewählt, dass diese in dem vorbestimmten Bereich des 3D-Effektes einfallende elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen bevorzugt in die vorbestimmte Richtung abbilden und/oder beugen und/oder streuen. Der
Öffnungswinkel wird hierbei insbesondere richtungsabhängig gewählt.
Der linke Teil 98 der Figur 13c zeigt ein Design umfassend ein 3D-Modell des Portraits des Mathematikers und Physikers Carl Friedrich Gauß, wobei bei
Normalbetrachtung das Gesicht einfallende elektromagnetische Strahlung im
Wesentlichen bevorzugt in die Richtung eines Betrachters abbildet und/oder beugt und/oder streut. Dieser Bereich des Portraits erscheint insbesondere 3D-gewölbt und matt hell. Die anderen Bereiche des Portraits hingegen erscheinen vorzugsweise dunkel bis kaum wahrnehmbar. Insbesondere nach Drehung des optisch variablen Elementes um 90° im Uhrzeigersinn, wie in dem rechten Teil 99 der Figur 13c gezeigt, erscheint das Gesicht hingegen vorzugsweise dunkel bis kaum
wahrnehmbar und die übrigen Bereiche des Portraits erscheinen insbesondere 3D- gewölbt und matt hell. Der Öffnungswinkel liegt hierbei bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,5° und 70°, weiter bevorzugt zwischen 1 ° und 60°. Es ist möglich, dass die als achromatische Mikrostruktur ausgebildeten Strukturen in ein oder mehreren oder allen Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray mit weiteren Mikrostrukturen und/oder Nanostrukturen überlagert sind. Beispiele für derartige weitere Mikrostrukturen und/oder Nanostrukturen sind lineare Gitterstrukturen, Kreuzgitterstrukturen, insbesondere Sub- wellenlängengitterstrukturen. Hierbei ist es möglich, eine Kombination des von den achromatischen Strukturen generierten achromatischen Effektes mit einem von Subwellenlängengitterstrukturen generierten Farbeffekt, insbesondere mit sogenannten Nullte-Beugungsordnung-Farbeffekten, zu erzielen. Beispiele für derartige Nullte-Beugungsordnung-Farbeffekte sind insbesondere sogenannte resonante Gitter im Falle einer HRI-Beschichtung oder Gitter mit Effekten auf Grundlage von Plasmonenresonanz im Falle von Metallbeschichtungen,
insbesondere Aluminiumbeschichtung. In beiden genannten Fällen entsteht der optische Effekt des zumindest einen Pixelarrays insbesondere in der Farbe der überlagerten Subwellenlängengitterstrukturen-Effekte. Die Gitterperiode für die resonanten Gitter, die mit HRI beschichtet sind, liegt bevorzugt im Bereich von 200 nm bis 500 nm. Ferner sind die Subwellenlängengitterstrukturen der resonanten Gitter bevorzugt lineare Gitter.
Weiter ist es möglich, alternativ zur Aufteilung zumindest eines Pixelarray oder einer Fläche in Pixel mit unterschiedlichen zugeordneten und/oder vorbestimmten Raumwinkeln, Flächen oder benachbarte Pixel insbesondere mit identischen oder nahezu identischen Strukturen und/oder Mikrostrukturen zu belegen.
Die Figur 15 zeigt eine Anordnung von Pixeln eines Pixelarrays 2 umfassend entsprechende Strukturen, welche insbesondere derart ausgebildet ist, dass ein von einem Betrachter und/oder Sensor erfassbares Fine Line Movement („Bewegung dünner oder feiner Linien“) generiert wird, wobei die Breite der erfassbaren Linien vorzugsweise von den Größen und/oder lateralen Abmessungen der Pixel abhängig ist.
In dem in der Figur 15 gezeigten optisch variablen Element sind die Strukturen in den einzelnen linienförmig angeordneten Gruppen von Pixeln G derart ausgestaltet, dass diese insbesondere einfallendes Licht in unterschiedliche Raumrichtungen und/oder in unterschiedliche vorbestimmte Raumwinkel abbilden, wobei vorzugsweise durch Kippen eines derartigen optisch variablen Elements in Abhängigkeit der
Betrachtungssituation und/oder Betrachtungsrichtung und/oder des einfallenden Lichts und/oder der Einfallsrichtung des einfallenden Lichts jeweils benachbarte linienförmig angeordnete Gruppen von Pixeln G, insbesondere in Abhängigkeit von der Kipprichtung, nacheinander, insbesondere achromatisch, aufleuchten.
Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere linienförmig angeordneten Gruppen von Pixeln ausgelassen werden und/oder unter einem zufälligen Winkel aufleuchten, wobei das Aufleuchten der linienförmig angeordneten Gruppen von Pixel
vorzugsweise in einer beliebigen Abfolge generiert wird. Insbesondere sind auch achromatische Fine Line Morphing Effekte („Bewegung und/oder Formveränderung dünner oder feiner Linien“) generierbar, welche vorzugsweise von einem Bedachter und/oder einem Sensor erfassbar sind.
Weiter ist es auch möglich, ein oder mehrere Effekte der folgenden, von einem Betrachter und/oder einem Sensor erfassbare Effekte zu generieren: Virtuell auf einen Betrachter und/oder Sensor hervorstehende oder zurückspringende Freiformen; virtuell vor oder hinter der durch das optisch variable Element
aufgespannten Ebene schwebende Formen; achromatisches Fine Line Movement und Transformation; achromatische Bewegung, insbesondere lineare und/oder radiale achromatische Bewegung; achromatischer Bild-Flip, insbesondere zweifache, dreifache oder mehrfache Flips und/oder bevorzugt Animationen umfassend mehrere Motive, vorzugsweise Bilder; ein oder mehrere für einen Betrachter und/oder Sensor isotrop matt erscheinende Flächen; ein oder mehrere für einen Betrachter und/oder Sensor anisotrop matt erscheinende Flächen; ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarrays umfassend versteckte Effekte, wie beispielsweise Nanotext; Flidden-Motiv (Versteckte beziehungsweise vor einem Betrachter und/oder Sensor in einem vorbestimmten Abstand und/oder in ein oder mehreren vorbestimmten Wellenlängenbereichen verborgenes Motiv), insbesondere Hidden-Text (Versteckter beziehungsweise vor einem Betrachter und/oder Sensor in einem vorbestimmten Abstand und/oder in ein oder mehreren vorbestimmten
Wellenlängenbereichen verborgener Text) und/oder Hidden-Bilder (Versteckte beziehungsweise vor einem Betrachter und/oder Sensor in einem vorbestimmten Abstand und/oder in ein oder mehreren vorbestimmten Wellenlängenbereichen verborgene Bilder) in ein oder mehreren vorbestimmten Abbildungsebenen beziehungsweise in ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkeln und/oder Abständen zu dem optisch variablen Element.
Es ist möglich, dass zur Erzeugung eines zweifachen Flip in einer ersten Gruppe von Pixeln des Pixelarray eine erste Gruppe von Strukturen, welche einfallendes Licht insbesondere achromatisch abbilden, beugen und/oder streuen, beispielsweise Computer-generierte Hologrammstrukturen, abzuformen, wobei diese Strukturen der ersten Gruppe von Strukturen einfallendes Licht unter einem ersten Neigungswinkel von circa 30° zur Oberfläche der durch das optisch variable Element aufgespannten Ebene achromatisch abbilden, beugen und/oder streuen. Vorzugsweise bilden die Pixel der ersten Gruppe von Pixeln hierbei ein erstes Motiv aus. Weiter ist es möglich, dass zur Erzeugung eines zweifachen Flip in einer zweiten Gruppe von Pixeln des Pixelarray eine zweite Gruppe von Strukturen, welche einfallendes Licht insbesondere achromatisch abbilden, beugen und/oder streuen, beispielsweise Computer-generierte Hologrammstrukturen, abzuformen, wobei diese Strukturen der zweiten Gruppe von Strukturen einfallendes Licht unter einem zweiten Neigungswinkel von circa 5° zur Oberfläche der durch das optisch variable Element aufgespannten Ebene achromatisch abbilden, beugen und/oder streuen.
Vorzugsweise bilden die Pixel der zweiten Gruppe von Pixeln ein zweites Motiv aus. Auch ist es möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen und/oder die einem Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray zugeordneten Strukturen zugeordneten Strukturen
elektromagnetische Strahlung, insbesondere einfallende elektromagnetische
Strahlung, in einem Raumwinkel, insbesondere einem punktförmigen Raumwinkel, abbilden, beugen und/oder streuen.
Vorzugsweise sind ein oder mehreren Strukturen der ein oder mehreren
Strukturen und/oder ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarrays umfassend ein oder mehrere zugeordnete Strukturen der ein oder mehreren zugeordneten Strukturen zwei oder mehreren Gruppen von Strukturen und/oder zwei oder mehreren Gruppen von Pixeln zugeordnet, insbesondere wobei sich die Gruppen der zwei oder mehreren Gruppen von
Strukturen und/oder die Gruppen der zwei oder mehreren Gruppen von
Pixeln voneinander unterscheiden.
Es ist möglich, dass zwei oder mehrere Gruppen von Strukturen der zwei oder mehreren Gruppen von Strukturen und/oder zwei oder mehrere Gruppen von Pixeln der zwei oder mehreren Gruppen von Pixeln elektromagnetische Strahlung, insbesondere einfallende elektromagnetische Strahlung, in gleiche oder
unterschiedliche Raumwinkel und/oder vorbestimmte Raumwinkel, insbesondere punktförmige Raumwinkel und/oder vorbestimmte Raumwinkel, bevorzugt verschiedenförmige Raumwinkel und/oder vorbestimmte Raumwinkel, abbilden, beugen und/oder streuen.
Weiter ist es möglich, dass zwei oder mehrere Gruppen von Strukturen der zwei oder mehreren Gruppen von Strukturen und/oder zwei oder mehrere Gruppen von Pixeln der zwei oder mehreren Gruppen von Pixeln eine optische variable Information umfassend einen 3D-Effekt bereitstellt.
Hierbei ist es weiter möglich, dass das erste Motiv hell und das zweite Motiv dunkel erscheint, falls das optisch variable Element insbesondere aus dem, dem ersten
Neigungswinkel entsprechenden vorbestimmten, Raumwinkel erfasst wird. Weiter ist es möglich, dass das optisch variable Element nach einer Kippung bezüglich eines Betrachters und/oder Sensors derart ausgerichtet ist, dass das optisch variable Element insbesondere aus dem dem zweiten Neigungswinkel entsprechenden vorbestimmten Raumwinkel erfassbar ist, wobei vorzugsweise das zweite Motiv hell und das erste Motiv dunkel erscheint. Ein derartiger Effekt wird bevorzugt auch als Bild-Flip-Effekt bezeichnet.
Vorzugsweise ist es möglich, dass die Strukturen das einfallende Licht in drei oder mehrere vorbestimmte Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen, wobei jedem der vorbestimmten Raumwinkel insbesondere jeweils unterschiedliche Motive, insbesondere Bilder, zugeordnet sind. Hier ist es beispielsweise möglich, einen Flip zwischen drei oder mehreren Motiven in Abhängigkeit der Betrachtungsrichtung und/oder einem der vorbestimmten Raumwinkel entsprechenden
Betrachtungsrichtungen zu erzeugen. Insbesondere wird für einen Betrachter und/oder Sensor eine Illusion einer kontinuierlichen und/oder sprunghaften
Bewegung eines Motivs generiert, welche insbesondere bei entsprechender
Bewegung, Drehung und/oder Kippung des optisch variablen Elements erscheint. Vorzugsweise wird das zugrundeliegende Pixelarray in Teile aufgeteilt, welche die jeweiligen Motive erzeugen und/oder ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel des Pixelarray werden jeweils in Teile oder Subpixel unterteilt, welche jeweils unterschiedliche Strukturen aufweisen, welche das einfallende Licht in die
vorbestimmten Raumwinkel zur Erzeugung der entsprechenden Motive abbilden, beugen und/oder streuen. Vorzugsweise werden ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel in jeweils drei, insbesondere vier, weiter bevorzugt fünf, Teile oder Subpixel aufgeteilt, wobei die Teile oder Subpixel insbesondere bevorzugt jeweils unterschiedliche Strukturen aufweisen. Es ist möglich, dass ein oder mehrere der von einem Betrachter erfassbaren
Raumwinkel der ein oder mehreren Raumwinkel oder vorbestimmten Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel, in welche ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray einfallende
elektromagnetische Strahlung abbilden, beugen und/oder streuen, einer Funktion folgen, wobei die Funktion derart ausgebildet ist, dass ein Betrachter die Raumwinkel oder vorbestimmten Raumwinkel als wellenförmig bewegende Helligkeitsbänder, bevorzugt sinusförmig bewegende Helligkeitsbänder, erfasst.
Weiter ist es möglich, eine sich verändernde Form eines Motivs, beispielsweise eine Transformation von einem Motiv, zum Beispiel die Buchstabenabfolge„CH“, zu einem weiteren Motiv, zum Beispiel das Schweizer Kreuz, zu generieren, welche für einen Betrachter und/oder einen Sensor erfassbar ist, wobei insbesondere sich visuell vergrößernde oder verkleinernde Umrisslinien eines Motives möglich sind. Es ist weiter auch möglich, dass ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel des zumindest einen Pixelarray mindestens zwei Ansichten eines Motivs in unterschiedliche vorbestimmte Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen, wobei insbesondere für einen Betrachter und/oder Sensor in zumindest einem vorgegebenen Abstand zumindest ein Stereobild des Motivs erfassbar ist. Die Figur 16 zeigt auf der linken Seite das in der Figur 1 gezeigte streifenförmige Sicherheitselement 1 b‘, wobei ein Betrachter und/oder Sensor bei Betrachtung des Sicherheitselements 1 b‘ insbesondere in Auflicht und/oder Durchlicht
Bewegungseffekte und/oder optisch in Betrachtungsrichtung virtuell vorspringende und/oder von der Betrachtungsrichtung zurückspringende 3D-Elemente erfasst.
Es ist möglich, dass das Sicherheitsdokument 1d in oder außerhalb des
streifenförmigen Bereichs 1 b‘ ein oder mehrere weitere optisch variable Elemente aufweist.
Das streifenförmige Sicherheitselement 1 b umfasst weiter zwei optisch variable Elemente 1 a, welche insbesondere jeweils zumindest ein Pixelarray umfassend zwei oder mehrere Pixel aufweisen und auf der rechten Seite der Figur 16 in
Vergrößerung gezeigt sind.
Weiter umfasst das streifenförmige Sicherheitselement 1 b‘ mehrere
Sicherheitselement 8, welches als die Zahlenabfolge„45“, zwei wolkenartige Motive, ein flugzeugförmiges Motiv, ein segelschiffförmiges Motiv und eine mit zwei horizontalen Linien durchzogene Wortabfolge„UT“ ausgestaltet sind.
Das in der Figur 16 oben rechts gezeigte sonnenförmige optisch variable Element 1 a generiert insbesondere derart einen optischen Effekt, dass das ausfallende Licht von der gewölbten Oberfläche der Sonne 9a für einen Betrachter und/oder Sensor vorzugsweise reflektiert zu werden scheint. Dem Anschein nach ragt die Sonne 9a bevorzugt scheinbar fühlbar, insbesondere von einem Betrachter als fühlbar beziehungsweise als haptisch erfassbar erwartet, aus der durch das optisch variable Element 1 a aufgespannten Ebene und/oder Oberfläche heraus, obwohl das
Sicherheitselement hierbei vorzugsweise komplett eben und/oder flach ist. Das in der Figur 16 unten rechts gezeigte optisch variable Element umfasst ein Pixelarray, welches insbesondere für einen Betrachter und/oder Sensor die Illusion,
insbesondere die optische Illusion, von sich wellenförmig bewegendem Wasser 9b generiert. Beim Kippen des optisch variablen Elements 1 a erscheint für einen
Betrachter und/oder Sensor vorzugsweise ein Helligkeitsband welches von links nach rechts und/oder in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Es ist möglich, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen bei einer Verbiegung des Elements und/oder des zumindest einen Pixelarray einen optisch variablen Effekt bereitstellen, wobei insbesondere ein erstes Motiv in einem nicht gebogenen Zustand des Elements und/oder des zumindest einen Pixelarray erfassbar ist und ein zweites Motiv in einem gebogenen Zustand des Elements und/oder des zumindest einen Pixelarray erfassbar ist.
Auch ist es möglich, dass ein Bild-Flip derart von einem Betrachter und/oder einem Sensor erfasst wird, dass insbesondere im nicht gebogenen Zustand ein erstes Motiv und im gebogenen Zustand ein zweites Motiv erfassbar ist. Insbesondere wird das virtuelle Pixelarray zur Berechnung der entsprechenden Strukturen in den virtuellen Pixeln in einem gebogenen Zustand bereitgestellt und die virtuellen
elektromagnetischen Felder, welche bevorzugt von ein oder mehreren virtuellen Punktfeldquellen abgestrahlt werden, vorzugsweise auf dem gebogenen virtuellen Pixelarray berechnet. Hierdurch wird insbesondere erreicht, dass die ein oder mehreren vorbestimmte Raumwinkel, in welche die Strukturen das einfallende Licht abbilden, beugen und/oder streuen, entsprechend um die lokale Krümmung des optisch variablen Elements, vorzugsweise im gebogenen Zustand, kompensiert wird. Falls einfallendes Licht auf ein flaches Pixelarray, dessen Pixel insbesondere für einen gebogenen Zustand ausgelegt sind, trifft, wird das Motiv vorzugsweise derart in die ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel abgebildet, gebeugt und/oder gestreut, dass für einen Betrachter und/oder Sensor das Motiv bevorzugt nicht vollständig und/oder lediglich optisch verzerrt erfassbar ist.
Es ist möglich, dass ein Betrachter und/oder Sensor ein oder mehrere der folgenden, durch ein oder mehrere optisch variable Elemente generierte Effekte, insbesondere der folgenden durch ein oder mehrere optisch variable Elemente generierte optischen Effekte, erfasst: Ein oder mehrere Effekte in Reflexion; ein oder mehrere Effekte in Transmission; Kombination aus den vorstehenden Effekten in Reflexion und in Transmission, wie beispielsweise unterschiedliche Bewegungseffekte in Reflexion und Transmission, wobei insbesondere 50% der Pixel und/oder Subpixel zumindest eines Pixelarrays für den jeweiligen Effekt in Reflexion beziehungsweise Transmission verwendet werden; ein oder mehrere Effekte für einen gebogenen oder nicht gebogenen Zustand ein oder mehrerer optische variablen Elemente der ein oder mehreren optisch variablen Elemente. Es ist auch möglich, ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen derart auszuformen, dass Phasensprünge von 2 c 180° in Reflexion und 1 c 360° in Transmission auftreten. Ein derartiger Phasensprung ist vorzugsweise nur bei einer Wellenlänge exakt, wobei der entsprechende Effekt bevorzugt farbselektiv um diese Wellenlänge herum ist. Der Effekt erscheint hierdurch für einen Betrachter und/oder Sensor insbesondere in einer klar definierten Farbe. Alle vorstehenden Effekte, insbesondere alle vorstehenden optischen Effekte, können beispielsweise derart mit einer entsprechend definierten Farbe umgesetzt werden.
Die Figur 17 zeigt beispielhaft einen achromatischen Bogen umfassend eine Vielzahl von Lichtpunkten 200, welcher sich entlang der Richtung R‘, insbesondere beim Vor- Kippen und/oder Zurück-Kippen beziehungsweise beim Kippen entlang der Richtung R‘, des optisch variablen Elements rauf und/oder runter beziehungsweise entlang der Richtung R‘ in der durch die Richtungen x und y aufgespannten Figurenebene nach oben und/oder nach unten bewegt. Die Strukturen in den Pixeln des
zugrundeliegenden Pixelarray sind insbesondere derart ausgelegt, dass einfallendes Licht bei Verkippung des optisch variablen Elements aus der durch die Richtungen x und y aufgespannten Figurenebene um -30° bis +30° heraus für einen Betrachter und/oder Sensor vorzugsweise die Illusion eines sich bewegenden hellen Bogens erzeugt. Die Figur 18 zeigt in dem oberen Teil einen ersten vergrößerten Ausschnitt und im unteren Teil einen zweiten, insbesondere noch weiter vergrößerten, Ausschnitt des zugrundeliegenden Pixelarrays umfassend Pixel mit entsprechenden Strukturen. Der umrandete Pixel 2e aufweisend die Struktur 3e weist in Richtung x und y jeweils eine laterale Abmessung von 50 pm auf.
Die Figur 19 zeigt in einer schematischen perspektivischen Darstellung einen für einen Betrachter B und/oder einen Sensor S erfassbaren Bewegungsablauf eines achromatisch, bogenförmigen Motivs 9c, welcher sich in der durch das optische Element 1 a aufgespannten Ebene, insbesondere entlang der Richtung R“, bewegt, wobei die Strukturen des in dem optisch variablen Element 1 a enthaltenen
Pixelarrays 2 das einfallende Licht 20 in Richtung des Betrachters B und/oder Sensor S abbilden, beugen und/oder streuen. Die Figur 20 zeigt ein achromatisch für einen Betrachter und/oder Sensor aus der Figurenebene, insbesondere aus der durch die Richtungen x und y aufgespannten Ebene, herausragendes 3D-Objekt in Form eines Schneckengehäuses 9d.
Insbesondere sind die Strukturen in den Pixeln des zugrundeliegenden Pixelarrays so ausgelegt, dass einfallendes Licht die Illusion des 3D-Objektes erzeugt. Beim vor und zurück, sowie links und rechts Kippen bewegen sich für einen Betrachter und/oder Sensor Licht und Schatten über die Schnecke.
Die Figur 21 zeigt in dem oberen Teil einen ersten vergrößerten Ausschnitt und im unteren Teil einen zweiten, insbesondere noch weiter vergrößerten Ausschnitt des dem in der Figur 20 gezeigten Schneckengehäuses 9d zugrundeliegenden
Pixelarrays umfassend Pixel mit entsprechenden Strukturen. Der umrandete Pixel 2f aufweisend die Struktur 3f weist in Richtung x und y jeweils eine laterale Abmessung von 50 pm auf. Die Figur 22 zeigt ein Design umfassend ein 3D-Modell des Portraits 9e des
Mathematikers und Physikers Carl Friedrich Gauß in 28 verschiedenen Varianten und die Figur 23 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Figur 22, wobei die
Strukturen in den Pixel des zugrundeliegenden Pixelarray hierbei insbesondere als Fresnelsche Mikrolinsenstrukturen ausgeformt sind, welche für die Erzeugung der Varianten verwendet wurden. Insbesondere zeigen die Portraits in der ersten Zeile von links nach rechts eine sich verstärkende Variation der für einen Betrachter und/oder Sensor erfassbaren 3D-Effektstärke. Die jeweils ersten vier Portraits in den weiteren Zeilen zeigen von links nach rechts jeweils einen Effekt anhand des entsprechenden Portraits basierend auf Strukturen mit einer Strukturtiefe von 2 pm und die jeweils letzten drei Portraits in den weiteren Zeilen zeigen von links nach rechts jeweils einen Effekt anhand des entsprechenden Portraits basierend auf Strukturen mit einer Strukturtiefe von circa 1 pm Strukturtiefe.
Bezuqszeichenliste:
1 a Optisch variables Element
1 b Sicherheitselement
1 b‘ Streifenförmiges Sicherheitselement
1 c Dekorelement
1d Sicherheitsdokument
10 Substrat
2 Pixelarray
2aa-2dd, 2e-2f Pixel
20aa-20dd Ausfallendes Licht
200 Lichtpunkte
3aa-3dd, 3e-3f Struktur
30aa, 30ad, 30cc Mikrostruktur
31 aa, 31 ad, 31 cc Mikrostruktur
4 Virtuelles Pixelarray
4aa-4dd Virtuelle Pixel
6 Einfallendes Licht
9, 9a, 9b, 9c, 9d, 9e Motiv
91 , 92, 93, 94, 95 Motiv
96, 97 Motiv
98, 99 Motiv
Dc, Dg Laterale Abmessung
Dz Strukturtiefe
P Fokuspunkt
F Fokalebene
f Abstand
q, f, a, W Winkel
5 Segment
R, R‘, R“ Richtung
G Gruppe von Pixel B Betrachter
S Sensor
L Lichtquelle
GF Grundfläche EF Elementfläche

Claims

1. Optisch variables Element (1 a), insbesondere ein Sicherheitselement (1 b) und/oderein Dekorelement (1c), bevorzugt für Sicherheitsdokumente (1 d), dadurch gekennzeichnet,
dass das optisch variable Element (1a) zumindest ein Pixelarray (2) umfassend zwei oder mehrere Pixel (2aa-2dd,2e-2f) aufweist, wobei ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) des zumindest einen Pixelarray (2) ein oder mehrere Strukturen (3aa-3dd,3e-3f) aufweisen, und wobei ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren
Strukturen (3aa-3dd,3e-3f) einfallende elektromagnetische Strahlung (6) in ein oder mehrere Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen.
2. Optisch variables Element (1a) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) einfallende elektromagnetische Strahlung (6) in ein oder mehrere Raumwinkel achromatisch abbilden, beugen und/oder streuen.
3. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das optisch variable Element (1) ein oder mehrere Schichten umfasst, wobei insbesondere das zumindest eine Pixelarray (2) auf oder in zumindest einer Schicht der ein oder mehreren Schichten angeordnet ist und wobei vorzugsweise ein oder mehrere Schichten der ein oder mehreren Schichten ausgewählt sind aus: HRI-Schicht, insbesondere Schicht umfassend HRI und/oder LRI-Lackschicht, Metallschicht, Interferenzschicht, insbesondere Interferenzschichtabfolgen, bevorzugt HLH oder HLHLH, weiter bevorzugt Fabry-Perot-Dreischichtsystem oder -Mehrschichtsystem,
Flüssigkristallschicht, Farbschicht, insbesondere lasierende Farbschicht.
4. Optisch variables Element (1 a) 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 jedem Pixel (2aa-2dd,2e-2f) der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e- 2f) des zumindest einen Pixelarray (2) ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa-3dd,3e-3f) zugeordnet sind, wobei die einem
Pixel (2aa-2dd,2e-2f) zugeordneten ein oder mehreren Strukturen einfallende elektromagnetische Strahlung (6) in ein oder mehrere vorbestimmte
Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen, wobei insbesondere den ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkeln jeweils eine Richtung, vorzugsweise eine vorbestimmte Richtung, zugeordnet ist.
5. Optisch variables Element (1 a) 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 ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) und/oder ein oder mehrere zugeordnete Strukturen der ein oder mehreren zugeordneten Strukturen in ein oder mehrere Raumwinkel der ein oder mehreren Raumwinkel und/oder ein oder mehrere vorbestimmten Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel abbilden, beugen und/oder streuen, welche sich insbesondere voneinander
unterscheiden, wobei ein oder mehrere auf eine um einen Pixel (2aa-2dd,2e-
2f) angeordnete Kugel, insbesondere eine Einheitskugel mit einem
Einheitsradius von 1 , projizierte Raumwinkel der ein oder mehreren
Raumwinkel und/oder vorbestimmten Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel ein oder mehrere, insbesondere gleiche oder verschiedenartige, Formen ausbilden, welche vorzugsweise jeweils ausgewählt sind aus: Kreisfläche, Ellipsenfläche, Dreiecksfläche,
Quadratfläche, Rechteckfläche, Polygonfläche, Kreisringfläche.
6. Optisch variables Element (1a) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Formen der ein oder mehreren Formen offen oder geschlossen sind und/oder aus ein oder mehreren Teilformen bestehen, wobei insbesondere zumindest zwei Teilformen miteinander verbunden oder überlagert sind.
7. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere der, insbesondere von einem Betrachter und/oder einem Sensor erfassbaren, Raumwinkel der ein oder mehreren Raumwinkel oder vorbestimmten Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel, in welche ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) des zumindest einen Pixelarray (2) einfallende elektromagnetische Strahlung (6) abbilden, beugen und/oder streuen, einer Funktion folgen, wobei die Funktion derart ausgebildet ist, dass ein Betrachter die Raumwinkel oder vorbestimmten Raumwinkel als wellenförmig bewegende Helligkeitsbänder, bevorzugt sinusförmig bewegende Helligkeitsbänder, erfasst.
8. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere oder alle Raumwinkel der ein oder mehreren
Raumwinkel und/oder ein oder mehrere oder alle vorbestimmten Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel in zumindest einer
Richtung bis zu 70°, bevorzugt bis zu 50°, weiter bevorzugt bis zu 40°, betragen und/oder dass der Öffnungswinkel ein oder mehrerer oder aller Raumwinkel vorzugsweise maximal 20°, weiter bevorzugt maximal 15°, insbesondere bevorzugt maximal 10°, beträgt.
9. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere oder alle Raumwinkel der ein oder mehreren
Raumwinkel und/oder ein oder mehrere oder alle vorbestimmten Raumwinkel der ein oder mehreren vorbestimmten Raumwinkel in zumindest einer Richtung bis zu 70°, bevorzugt bis zu 50°, weiter bevorzugt bis zu 40°, betragen.
10. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) und/oder die einem Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-
2dd,2e-2f) des zumindest einen Pixelarray (2) zugeordneten Strukturen derart ausgebildet sind, dass diese eine optisch variable Information bereitstellen, insbesondere ein oder mehrere 3D-Effekte und/oder Bewegungseffekte bereitstellen, bevorzugt achromatische oder monochromatische 3D-Effekte und/oder Bewegungseffekte bereitstellen.
11. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen und/oder die einem Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) des zumindest einen Pixelarray (2) zugeordneten Strukturen zugeordneten Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) elektromagnetische Strahlung, insbesondere einfallende
elektromagnetische Strahlung (6), in einem Raumwinkel, insbesondere einem punktförmigen Raumwinkel, abbilden, beugen und/oder streuen.
12. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehreren Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) und/oder ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren
Pixel (2aa-2dd,2e-2f) des zumindest einen Pixelarray (2) umfassend ein oder mehrere zugeordnete Strukturen der ein oder mehreren zugeordneten
Strukturen zwei oder mehreren Gruppen von Strukturen und/oder zwei oder mehreren Gruppen von Pixeln zugeordnet sind, insbesondere wobei sich die Gruppen der zwei oder mehreren Gruppen von Strukturen und/oder die Gruppen der zwei oder mehreren Gruppen von Pixeln voneinander unterscheiden.
13. Optisch variables Element (1a) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwei oder mehrere Gruppen von Strukturen der zwei oder mehreren Gruppen von Strukturen und/oder zwei oder mehrere Gruppen von Pixeln der zwei oder mehreren Gruppen von Pixeln (2aa-2dd,2e-2f) elektromagnetische Strahlung, insbesondere einfallende elektromagnetische Strahlung (6), in gleiche oder unterschiedliche Raumwinkel und/oder vorbestimmte
Raumwinkel, insbesondere punktförmige Raumwinkel, bevorzugt mit einem Öffnungswinkel nahe 0°, und/oder vorbestimmte Raumwinkel, bevorzugt verschiedenförmige Raumwinkel und/oder vorbestimmte Raumwinkel, abbilden, beugen und/oder streuen.
14. Optisch variables Element (1a) nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwei oder mehrere Gruppen von Strukturen der zwei oder mehreren Gruppen von Strukturen und/oder zwei oder mehrere Gruppen von Pixeln der zwei oder mehreren Gruppen von Pixeln eine optische variable Information umfassend einen 3D-Effekt bereitstellt.
15. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere oder alle der Strukturen (3aa-3dd,3e-3f) und/oder ein oder mehrere oder alle der zugeordneten Strukturen elektromagnetische Strahlung, insbesondere einfallende elektromagnetische Strahlung (6), diffra ktiv streuen, beugen und/oder abbilden.
16. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das zumindest eine Pixelarray (2) in zumindest einer Richtung zumindest bereichsweise eine von Null verschiedene Krümmung aufweist.
17. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine laterale Abmessung ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) in dem zumindest einen Pixelarray (2) zwischen 5 pm und 500 miti, bevorzugt zwischen 10 pm und 300 miti, bevorzugt zwischen 20 pm und 150 pm, beträgt.
18. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass eine oder mehrere laterale Abmessungen ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) in dem zumindest einen
Pixelarray (2) in eine oder mehrere Raumrichtungen in dem Pixelarray (2), insbesondere zumindest bereichsweise, periodisch, nicht-periodisch, pseudozufällig und/oder zufällig variieren.
19. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass eine oder mehrere laterale Abmessungen ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) in dem zumindest einen
Pixelarray (2) in eine oder mehrere Raumrichtungen in dem zumindest einen Pixelarray (2), insbesondere zumindest bereichsweise, maximal um ±70% bevorzugt maximal um ±50%, um einem Mittelwert herum variieren.
20. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Pixel der ein oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) in dem zumindest einen Pixelarray (2), insbesondere zumindest bereichsweise, periodisch, nicht-periodisch, zufällig und/oder pseudozufällig in dem
zumindest einen Pixelarray (2) angeordnet sind
21.Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f), eine Gitterperiode insbesondere kleiner als die Hälfte, bevorzugt kleiner als dem Drittel, weiter bevorzugt kleiner als dem Viertel, der maximalen lateralen Abmessung der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f), bevorzugt jedem der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f), des
zumindest einen Pixelarray (2) aufweisen.
22. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) eine beschränkte maximale Strukturtiefe aufweisen, wobei die beschränkte maximale Strukturtiefe insbesondere kleiner als 15 miti, bevorzugt kleiner als 10 miti, weiter bevorzugt kleiner gleich 7 miti, noch weiter bevorzugt kleiner gleich 4 miti, insbesondere bevorzugt kleiner gleich 2 miti, ist.
23. Optisch variables Element (1a) nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa-
3dd,3e-3f) derart ausgebildet sind, dass die beschränkte maximale Strukturtiefe der ein oder mehreren Strukturen für mehr als 50% der
Pixel (2aa-2dd,2e-2f), insbesondere für mehr als 70% der Pixel (2aa-2dd,2e- 2f), bevorzugt für mehr als 90% der Pixel (2aa-2dd,2e-2f), des zumindest einen Pixelarray (2) kleiner gleich 15 miti, insbesondere kleiner gleich 7 miti, bevorzugt kleiner gleich 2 miti, ist.
24. Optisch variables Element (1a) nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) derart ausgebildet sind, dass die beschränkte maximale
Strukturtiefe der ein oder mehrerer Strukturen für alle Pixel (2aa-2dd,2e-2f) kleiner gleich 15 miti, insbesondere kleiner gleich 7 miti, bevorzugt kleiner gleich 2 miti, ist.
25. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) zueinander unterschiedlich oder ähnlich oder gleich oder identisch sind.
26. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) als achromatisch beugende Strukturen, vorzugsweise als Blaze- Gitter, insbesondere lineare Blaze-Gitter, ausgebildet sind, wobei
insbesondere die Gitterperiode der achromatisch beugenden Strukturen größer als 3 miti, bevorzugt größer als 5 miti, ist und/oder wobei mehr als 70% der Pixel, insbesondere mehr als 90% der Pixel, bevorzugt jedes Pixel (2aa- 2dd,2e-2f), der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) des zumindest einen Pixelarrays (2) mindestens zwei Gitterperioden umfasst.
27. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die achromatisch beugenden Strukturen in ein oder mehreren Pixeln der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) in dem zumindest einen
Pixelarray (2) mit weiteren Mikrostrukturen und/oder Nanostrukturen, insbesondere linearen Gitterstrukturen, bevorzugt Kreuzgitterstrukturen, weiter bevorzugt Subwellenlängengitterstrukturen, überlagert sind.
28. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen (3aa-3dd,3e-3f) der ein oder mehreren Strukturen als konvex oder konkav wirkende Mikrolinsen und/oder
Teilbereiche von Mikrolinsen, insbesondere als reflektiv wirkende Mikrolinsen und/oder Teilbereiche von Mikrolinsen, ausgebildet sind, wobei insbesondere die Fokuslänge der ein oder mehreren Strukturen zwischen 0,04 mm bis
5 mm, insbesondere 0,06 mm bis 3 mm, bevorzugt 0,1 mm bis 2 mm, beträgt und/oder wobei insbesondere die Fokuslänge in einer Richtung X und/oder Y durch die Gleichung
bestimmt ist, wobei bevorzugt Dc,g die jeweilige laterale Abmessung ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) des zumindest einen Pixelarray (2) in die Richtung X beziehungsweise in die Richtung Y ist und fc,g der jeweilige Raumwinkel in die Richtung X beziehungsweise in die Richtung Y ist, in welche die ein oder mehreren Strukturen einfallende elektromagnetische Strahlung abbilden, beugen und/oder streuen.
29. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) als Zylinderlinsen ausgebildet sind, wobei insbesondere eine Fokuslänge der ein oder mehreren Strukturen unendlich groß ist.
30. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) als Fresnelsche Mikrolinsenstrukturen, insbesondere reflektiv wirkende Fresnelsche Mikrolinsenstrukturen, ausgebildet sind, wobei insbesondere die Gitterlinien der Fresnelschen Mikrolinsenstrukturen als gekrümmte Gitterlinien ausgebildet sind und/oder Gitterlinien mit variierenden Gitterperioden aufweisen und/oder wobei insbesondere jedes Pixel (2aa- 2dd,2e-2f) der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) des zumindest einen Pixelarrays (2), vorzugsweise in zumindest einer Raumrichtung, mindestens zwei Gitterperioden umfasst.
31.Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) eine Anzahl von mindestens 2 Erhebungen, insbesondere mindestens 3 Erhebungen, bevorzugt mindestens 4 Erhebungen,
vorzugsweise pro Pixel (2aa-2dd,2e-2f), aufweisen.
32. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass mehr als 70% der Pixel, insbesondere mehr als 90% der Pixel, der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) in dem zumindest einen Pixelarray (2) ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa-3dd,3e-3f) aufweisen, welche eine Anzahl von mindestens 2 Erhebungen, insbesondere mindestens 3 Erhebungen, bevorzugt mindestens 4, vorzugsweise pro
Pixel (2aa-2dd,2e-2f), aufweisen.
33. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) als chromatische Gitterstrukturen, insbesondere als lineare Gitter, bevorzugt als lineare Gitter mit einem sinusförmigen Profil, und/oder Nanotext und/oder Spiegelflächen ausgebildet sind.
34. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) als Subwellenlängengitter, insbesondere als lineare
Subwellenlängengitter und/oder als Mottenaugen-artigen Strukturen, ausgebildet sind, wobei bevorzugt die Gitterperiode der
Subwellenlängengitter, insbesondere der linearen Subwellenlängengitter und/oder der Mottenaugen-artigen Strukturen, weniger als 450 nm beträgt und/oder wobei insbesondere zumindest ein derartiges Pixelarray (2) einen für einen Betrachter erfassbaren optisch variablen Effekt, insbesondere einen für einen Betrachter erfassbaren zusätzlichen optisch variablen Effekt, beim Kippen des optisch variablen Elements und/oder des zumindest einen
Pixelarray (2) bereitstellt.
35. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa-
3dd,3e-3f) mit einer Metallschicht versehen sind und/oder einfallende elektromagnetische Strahlung absorbieren, wobei insbesondere ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) des zumindest einen Pixelarray (2) in Reflexion für einen Betrachter in dunkelgrau bis schwarz erfassbar sind.
36. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) eine HRI-Schicht aufweisen, wobei insbesondere ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) des zumindest einen
Pixelarray (2) in Reflexion für einen Betrachter farbig erfassbar sind.
37. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa-
3dd,3e-3f) einfallende elektromagnetische Strahlung pseudo-zufällig oder zufällig in alle Raumrichtungen abbilden, beugen und/oder streuen, wobei insbesondere ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa- 2dd,2e-2f) des zumindest einen Pixelarray (2) in Reflexion für einen
Betrachter isotrop weiß, bevorzugt isotrop achromatisch, erfassbar sind.
38. Optisch variables Element (1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Strukturen der ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) bei einer Verbiegung des Elements und/oder des zumindest einen
Pixelarray (2) einen optisch variablen Effekt bereitstellen, wobei insbesondere ein erstes Motiv in einem nicht gebogenen Zustand des Elements und/oder des zumindest einen Pixelarray (2) erfassbar ist und ein zweites Motiv in einem gebogenen Zustand des Elements und/oder des zumindest einen Pixelarray (2) erfassbar ist.
39. Sicherheitsdokument (1 d), insbesondere umfassend ein oder mehrere optisch variable Elemente (1a), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
40. Sicherheitsdokument (1d) nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherheitsdokument (1d) in ein oder mehreren Bereichen, insbesondere in ein oder mehreren streifenförmigen Bereichen, bevorzugt ein oder mehreren fadenförmigen Bereichen, ein oder mehrere optisch variable Elemente (1a) aufweist.
41.Sicherheitsdokument (1d) nach Anspruch 39 oder 40,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Bereiche der ein oder mehreren Bereiche umfassend jeweils ein oder mehrere optisch variablen Elemente (1a) in Streifenform und/oder in Patch-Form ausgebildet sind.
42. Sicherheitsdokument (1 d) nach einem der Ansprüche 39 bis 41 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere optische variable Elemente (1a) bei Betrachtung des Sicherheitsdokuments (1d) entlang eines durch das Sicherheitsdokument (1d) aufgespannten Flächennormalenvektors zumindest teilweise überlappend angeordnet sind.
43. Verfahren zur Fierstellung eines optisch variablen Elements (1a),
insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 38, vorzugsweise eines Sicherheitselements (1b) und/oder eines Dekorelements (1c), bevorzugt für Sicherheitsdokumente (1 d), insbesondere nach einem der Ansprüche 39 bis 42,
dadurch gekennzeichnet,
Bereitstellung zumindest eines virtuellen Pixelarray (4) umfassend zwei oder mehrere virtuelle Pixel (4aa-4dd),
Zuordnung zumindest eines Raumwinkels zu ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel (4aa-4dd) des zumindest einen virtuellen Pixelarray (4), Anordnung ein oder mehrerer virtueller Feldquellen in und/oder auf zumindest einem Bereich oder zumindest einem Segment des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels, wobei der zumindest eine Bereich oder das zumindest eine Segment des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels in einem ersten Abstand zu den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel (4aa-4dd) des zumindest einen virtuellen
Pixelarray (4) angeordnet ist,
Berechnung ein oder mehrerer virtueller elektromagnetischer Felder ausgehend von den ein oder mehreren virtuellen Feldquellen in einem vorbestimmten Abstand von den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel (4aa-4dd) des zumindest einen virtuellen Pixelarray (4) in und/oder auf den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel (4aa-4dd) des zumindest einen virtuellen Pixelarray (4) und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray (4) aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene,
Berechnung ein oder mehrerer Phasenbilder für die ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel (4aa-4dd) des zumindest einen virtuellen Pixelarray (4) aus einem virtuellen
elektromagnetischen Gesamtfeld bestehend aus der Überlagerung der ein oder mehreren virtuellen elektromagnetischen Feldern in und/oder auf den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel des zumindest einen virtuellen Pixelarray und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene,
Berechnung virtueller Strukturprofile für die ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel (4aa-4dd) des zumindest einen virtuellen Pixelarray (4) aus den ein oder mehreren Phasenbildern,
Ausbildung der virtuellen Strukturprofile der ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren Pixel (4aa-4dd) des zumindest einen virtuellen Pixelarray (4) in und/oder auf ein Substrat als zumindest ein Pixelarray (2) umfassend zwei oder mehrere Pixel (2aa-2dd,2e-2f), wobei ein oder mehrere Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) des zumindest einen Pixelarray (2) ein oder mehrere Strukturen (3aa-3dd,3e-3f) aufweisen, zur Bereitstellung des optisch variablen Elements (1a).
44. Verfahren nach Anspruch 43,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest eine zugeordnete Raumwinkel und/oder der zumindest eine Bereich des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels das zumindest eine Segment aufspannt, wobei insbesondere das zumindest eine Segment zumindest einem Segment einer Kugel, bevorzugt zumindest einem konischen
Segment, entspricht, wobei der halbe Öffnungswinkel des zumindest einen Segments kleiner als 20°, bevorzugt kleiner als 15°, weiter bevorzugt kleiner als 10°, ist.
45. Verfahren nach Anspruch 43 oder 44,
dadurch gekennzeichnet,
dass die virtuellen Feldquellen, welche insbesondere in und/oderaufein oder mehreren Teilbereichen des zumindest einen Segments und/oder des zumindest einen Bereichs des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels angeordnet sind, in zumindest einer Richtung periodisch und/oder pseudo- zufällig und/oder zufällig auf ein oder mehreren Teilbereichen der ein oder mehreren Teilbereiche des zumindest einen Segments und/oder des zumindest einen Bereichs des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels angeordnet sind.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 45,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abstände benachbarter virtueller Feldquellen zwischen 0,01 mm und 100 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 50 mm, bevorzugt zwischen 0,25 mm und 20 mm, in und/oder auf ein oder mehreren Teilbereichen der ein oder mehreren Teilbereiche des zumindest einen Segments und/oder des zumindest einen Bereichs des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels liegen, und/oder dass die Abstände benachbarter virtueller Feldquellen insbesondere im Mittel zwischen 0,01 mm und 100 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 50 mm, bevorzugt zwischen 0,25 mm und 20 mm, in und/oder auf ein oder mehreren Teilbereichen der ein oder mehreren
Teilbereiche des zumindest einen Segments und/oder des zumindest einen Bereichs des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels liegen.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 46,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung der virtuellen Feldquellen, insbesondere der virtuellen Punktfeldquellen, als ein Kreuzraster, bevorzugt einem äquidistanten Kreuzraster, in und/oder auf ein oder mehreren Teilbereichen der ein oder mehreren Teilbereiche des zumindest einen Segments und/oder des zumindest einen Bereichs des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels erfolgt, wobei der Abstand benachbarter virtueller Feldquellen zueinander zwischen 0,01 pm und 100 miti, insbesondere zwischen 0,1 pm und 50 miti, beträgt und/oder wobei der Winkel zwischen zwei benachbarten virtuellen Feldquellen zueinander, insbesondere relativ zur Position ein oder mehrerer virtueller Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel (4aa-4dd) des zumindest einen Pixelarray (4), kleiner als 1°, vorzugsweise kleiner als 0,5°, ist.
48. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 47,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere virtuelle Feldquellen der ein oder mehreren virtuellen Feldquellen die Form von Mikrosymbolen aufweisen, insbesondere ausgewählt aus: Buchstabe, Porträt, Bild, alphanumerisches Zeichen, Schriftzeichen, geometrische Freiform, Quadrat, Dreieck, Kreis, gekrümmte Linie, Umriss.
49. Verfahren nach Anspruch 48,
dadurch gekennzeichnet,
dass die lateralen Abmessungen der Mikrosymbole auf ein oder mehreren Teilbereichen der ein oder mehreren Teilbereiche des zumindest einen Segments zwischen 0,1° und 10° liegen, insbesondere zwischen 0,2° und 5°, liegen.
50. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 49,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine erste Gruppe von ein oder mehreren virtuellen Feldquellen der ein oder mehreren virtuellen Feldquellen aus einem Abstand von 0,3 m, insbesondere von 0,15 m bis 0,45 m, nicht auf einen Schirm projizierbar und/oder eine zweite Gruppe von ein oder mehreren virtuellen Feldquellen der ein oder mehreren virtuellen Feldquellen aus einem Abstand von 1,0 m, insbesondere von 0,8 m bis 1 ,2 m, auf einen Schirm projizierbar ist.
51.Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 50,
dadurch gekennzeichnet,
dass das virtuelle elektromagnetische Feld, welches von ein oder mehreren der virtuellen Feldquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen
Feldquellen ausgeht, die gleiche Intensität und/oder die gleiche
Intensitätsverteilung überden zumindest einen zugeordneten Raumwinkel und/oder über den zumindest einen Bereich des zumindest einen
zugeordneten Raumwinkels aufweist.
52. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 51 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das virtuelle elektromagnetische Feld, welche von ein oder mehreren der virtuellen Feldquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen
Feldquellen ausgeht, eine Intensitätsverteilung über den zumindest einen zugeordneten Raumwinkel und/oder überdas zumindest eine Segment und/oder über den zumindest einen Bereich des zumindest einen
zugeordneten Raumwinkels aufweist, welche gaußförmig oder
supergaußförmig verteilt ist.
53. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 52,
dadurch gekennzeichnet,
dass das virtuelle elektromagnetische Feld, welche von zwei oder mehreren der virtuellen Feldquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen Feldquellen ausgeht, unterschiedliche Intensitäten und/oder unterschiedliche Intensitätsverteilungen über den zumindest einen zugeordneten Raumwinkel und/oder über das zumindest eine Segment und/oder über den zumindest einen Bereich des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels aufweist.
54. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 53,
dadurch gekennzeichnet,
dass das virtuelle elektromagnetische Feld, welche von ein oder mehreren der virtuellen Feldquellen ausgeht, insbesondere von allen der virtuellen
Feldquellen ausgeht, eine isotrope oder eine anisotrope Intensitätsverteilung über den zumindest einen zugeordneten Raumwinkels und/oder über das zumindest eine Segment und/oder über den zumindest einen Bereich des zumindest einen zugeordneten Raumwinkels aufweist.
55. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 54,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere der virtuellen Feldquellen, insbesondere alle der virtuellen Feldquellen, eine virtuelle Punkfeldquelle ausbilden, wobei die virtuelle Punkfeldquelle vorzugsweise eine virtuelle Kugelwelle abstrahlt.
56. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 55,
dadurch gekennzeichnet, dass das virtuelle elektromagnetische Feld Ui ausgehend von einer i-ten virtuellen Punktfeldquelle am Ort (xi, yi, z\) zumindest einer Koordinate (xh, yh, Zh), insbesondere einer Koordinate (xh, yh, Zh=0) = (xh, yh), in und/oder auf ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel (4aa- 4dd) des zumindest einen virtuellen Pixelarray (4) und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray (4) aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene, mittels der Gleichung
berechnet wird.
57. Verfahren nach Anspruch 56,
dadurch gekennzeichnet,
dass das virtuelle elektromagnetische Feld Ui ein oder mehrere Wellenlängen umfasst, welche insbesondere im sichtbaren Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm, bevorzugt von 430 nm bis 690 nm, liegen, wobei ein oder mehrere, jeweils benachbarte Wellenlängen der ein oder mehreren Wellenlängen, bevorzugt in dem sichtbaren Spektralbereich, vorzugsweise äquidistant, zueinander beabstandet sind.
58. Verfahren nach einem der Ansprüche 56 bis 57,
dadurch gekennzeichnet,
dass das virtuelle elektromagnetische Feld Ui ein oder mehrere Wellenlängen umfasst, welche insbesondere im infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Spektralbereich liegen, wobei ein oder mehrere, jeweils benachbarte
Wellenlängen der ein oder mehreren Wellenlängen, bevorzugt in dem infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Spektralbereich, vorzugsweise äquidistant, zueinander beabstandet sind.
59. Verfahren nach einem der Ansprüche 56 bis 58 dadurch gekennzeichnet,
dass das virtuelle elektromagnetische Gesamtfeld UP in und/oder auf ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel (4aa- 4dd) des zumindest einen virtuellen Pixelarray (4) und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray (4) aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene, mittels der Gleichung
berechnet wird, wobei insbesondere die virtuellen elektromagnetischen Felder Ui ausgehend von i = 1, ..., Np virtuellen Punktfeldquellen an zumindest einer Koordinate (xp, yp, zP=0) = (xp, yp) und/oder insbesondere die optionale
Referenzwelle Ur*, bevorzugt die zumindest eine optionale Referenzwelle Ur*, an zumindest einem Punkt oder für die Parameter (xp, yp) in und/oder auf den ein oder mehreren virtuellen Pixel der zwei oder mehreren virtuellen
Pixel (4aa-4dd) des zumindest einen virtuellen Pixelarray (4) und/oder in und/oder auf der durch das zumindest eine virtuelle Pixelarray (4)
aufgespannten Fläche, insbesondere Ebene, berechnet werden.
60. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 59,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere Phasenbilder der ein oder mehreren Phasenbilder linear in ein virtuelles Strukturprofil umgewandelt werden, wobei ein
Phasenwert von 0 der minimalen Tiefe und ein Phasenwert von 2p der maximalen Tiefe der ausgebildeten ein oder mehreren Strukturen (3aa- 3dd,3e-3f) ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e- 2f) des zumindest einen Pixelarray (2) entsprechen.
61.Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 60,
dadurch gekennzeichnet, dass das virtuelle Strukturprofil ein oder mehrerer virtueller Pixel der zwei oder mehreren virtuellen Pixel (4aa-4dd) des zumindest einen virtuellen
Pixelarray (4) mittels Laserbelichtung und Entwicklung auf eine mit Photoresist beschichtete Platte und/oder mittels Elektronenstrahl-Lithographie als die ein oder mehreren Strukturen (3aa-3dd,3e-3f) ein oder mehrerer Pixel der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) des zumindest einen Pixelarray (2) ausgebildet wird.
62. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 61 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere in einem mehreren Pixeln der zwei oder mehreren Pixel (2aa-2dd,2e-2f) des zumindest einen Pixelarray (2) ausgebildete
Strukturen (3aa-3dd,3e-3f) eine optische Tiefe, insbesondere eine optische Tiefe in Luft, von der halben mittleren Wellenlänge des virtuellen
elektromagnetischen Feldes und/oder des virtuellen elektromagnetischen
Gesamtfeldes aufweisen.
63. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsdokuments (1 d), insbesondere nach einem der Ansprüche 39 bis 42, vorzugsweise umfassend ein oder mehrere Schichten, bevorzugt umfassend ein oder mehrere optisch variable
Elemente (1a), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 39 und/oder insbesondere hergestellt nach einem der Ansprüche 43 bis 62,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere optisch variable Elemente (1a) als Laminierfolie und/oder als Prägefolie auf das Sicherheitsdokument (1 d) und/oder auf eine oder mehrere Schichten des Sicherheitsdokuments (1d) aufgebracht werden und/oder in das Sicherheitsdokument (1d) und/oder in ein oder mehrere Schichten der ein oder mehreren Schichten des Sicherheitsdokuments (1d) eingebracht werden.
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