EP4587268A1

EP4587268A1 - Optisches sicherheitselement mit effektbereichen

Info

Publication number: EP4587268A1
Application number: EP23787005.0A
Authority: EP
Inventors: Tobias Sattler; Christian Fuhse; Moritz HÖFER; Udo SCHAUMBURGER
Original assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date: 2022-09-15
Filing date: 2023-09-13
Publication date: 2025-07-23
Also published as: WO2024056130A1; DE102022003401A1; CN119789962A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Sicherheitselement (12) zur Absicherung von Wertgegenständen, mit zumindest zwei Effektbereichen (14, 16) zur Erzeugung unterschiedlicher optischer Effekte, wobei die Effektbereiche entlang einer Grenzlinie (18) aneinander grenzen. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Effektbereiche (14, 16) jeweils aus einer Vielzahl von Pixelelementen (34; 36) bestehen und dass entlang der Grenzlinie zwischen einem ersten Effektbereich (14) und einem zweiten Effektbereich (16) ein geditherter Übergangsbereich (20) gebildet ist, in dem der Flächenanteil der Pixelelemente (34) des ersten Effektbereichs (14) von 100% auf 0% abnimmt und der Flächenanteil der Pixelelemente (36) des zweiten Effektbereichs (16) von 0% auf 100% zunimmt, so dass im Übergangsbereich bei der Betrachtung der optische Effekt des ersten Effektbereichs fließend in den optischen Effekt des zweiten Effektbereichs übergeht. Zumindest einer der beiden Effektbereiche kann durch einen Mikrospiegelbereich mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet sein.

Description

Optisches Sicherheitselement mit Effektbereichen

Die Erfindung betrifft ein optisches Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen mit zumindest zwei Effektbereichen zur Erzeugung unterschiedlicher optischer Effekte. Die Erfindung betrifft auch einen Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitselements.

Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.

Oft wird dabei eine Kombination mehrerer unterschiedlicher optischer Effekte eingesetzt, um die Fälschungs Sicherheit eines optischen Sicherheitselements zu erhöhen. Grenzen dabei Effektbereiche mit unterschiedlichen optischen Effekten aneinander, wird dadurch zwischen den Effektbereichen eine Grenzlinie definiert. Diese Grenzlinie kann dem Betrachter als Referenz für Register Schwankungen dienen, welche in anderen Arbeitsgängen entstehen. Solche Schwankungen können irritierend auf einen Betrachter wirken. Neben einer geringeren optischen Attraktivität ist dabei auch die Fälschungssicherheit des optischen Sicherheitselements verringert, da gerade Fälschungen oft Registerfehler aufweisen und es daher beim Auftreten von Registerschwankungen in Originalen schwieriger ist, Original und Fälschung zuverlässig zu unterscheiden.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein optisches Sicherheitselement der eingangs genannten Art mit hoher Fälschungssicherheit und attraktivem visuellem Erscheinungsbild anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung stellt ein optisches Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, mit zumindest zwei Effektbereichen zur Erzeugung unterschiedlicher optischer Effekte bereit, wobei die Effektbereiche entlang einer Grenzlinie aneinander grenzen. Insbesondere kann zumindest einer der beiden Effektbereiche durch einen Mikrospiegelbereich mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet sein.

Die Effektbereiche bestehen dabei jeweils aus einer Vielzahl von Pixelelementen. Entlang der Grenzlinie ist zwischen einem ersten Effektbereich und einem zweiten Effektbereich ein geditherter Übergangsbereich gebildet, in dem der Flächenanteil der Pixelelemente des ersten Effektbereichs von 100% auf 0% abnimmt und der Flächenanteil der Pixelelemente des zweiten Effektbereichs von 0% auf 100% zunimmt, so dass im Übergangsbereich bei der Betrachtung der optische Effekt des ersten Effektbereichs fließend in den optischen Effekt des zweiten Effektbereichs übergeht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die zumindest zwei Effektbereiche durch Mikrospiegelbereiche mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln und unterschiedlichen Mikrospiegel-Effekten gebildet. Insbesondere kann einer der Mikrospiegelbereiche metallisiert und ein anderer der Mikrospiegelbereiche nicht metallisiert, beispielsweise nach einer Metallisierung demetalli- siert sein. Bei einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung ist einer der Effektbereiche durch einen Mikro Spiegelbereich mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet und ein anderer der Effektbereiche ist durch eine diffrak- tive Reliefstruktur, insbesondere ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine hologrammähnliche Beugungsstruktur gebildet.

In allen Gestaltungen kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass der oder die Mikrospiegelbereiche jeweils nicht-diffraktiv wirkende Spiegel und vorzugsweise plane Spiegel, Hohlspiegel und/ oder fresnelartige Spiegel enthalten.

Bevorzugt bestehen die Effektbereiche jeweils aus einer Vielzahl von formgleichen Pixelelementen, insbesondere aus quadratischen oder rechteckigen Pixelelementen. Vorzugsweise weisen die Pixelelemente eine maximale Abmessung auf, die zwischen 1 gm und 100 gm liegt. Die Pixelelemente selbst sind daher mit bloßem Auge nicht erkennbar, so dass trotz der diskreten Aufteilung des Übergangsbereichs in Pixelelemente für den Betrachter ein weicher Übergang entsteht.

Die Pixelelemente füllen die Effektbereiche und den Übergangsbereich mit Vorteil jeweils lückenlos, bilden also eine Parkettierung der Ebene.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass einer der Effektbereiche einen äußeren Effektbereich bildet, der einen anderen der Effektbereiche, der einen inneren Effektbereich bildet, umgibt und die Grenzlinie durch den Umriss des inneren Effektbereichs gebildet ist. Insbesondere können zwei Effektbereiche vorgesehen sein, wobei ein Effektbereich den anderen Effektbereich umgibt. Die Breite des Übergangsbereichs liegt zweckmäßig zwischen 50 gm und 50 mm, bevorzugt zwischen 50 jun und 10 mm, besonders bevorzugt oberhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges und insbesondere zwischen 0,5 mm und 5 mm.

Die Erfindung enthält auch einen Datenträger mit einem optischen Sicherheitselement der beschriebenen Art. Bei dem Datenträger kann es sich insbesondere um ein Wertdokument, wie eine Banknote, insbesondere eine Papierbanknote, eine Polymerbanknote oder eine Folienverbundbanknote, um eine Aktie, eine Anleihe, eine Urkunde, einen Gutschein, einen Scheck, ein Siegel, eine Steuerbanderole, eine hochwertige Eintrittskarte, aber auch um eine Ausweiskarte, wie etwa eine Kreditkarte, eine Bankkarte, eine Barzahlungskarte, eine Berechtigungskarte, einen Personalausweis oder eine Passpersonalisierungsseite handeln.

Die beschriebenen Sicherheitselemente können als ein separates Sicherheitselement vorliegen, das auf einem abzusichernden Datenträger aufgebracht ist, sie können aber auch Teil des abzusichernden Datenträgers selbst sein.

Die Erfindung enthält weiter ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Sicherheitselements der beschriebenen Art, bei dem auf einem Träger zumindest zwei Effektbereiche zur Erzeugung unterschiedlicher optischer Effekte erzeugt werden, die entlang einer Grenzlinie aneinander grenzen, und die Effektbereiche jeweils aus einer Vielzahl von Pixelelementen gebildet werden und entlang der Grenzlinie zwischen einem ersten Effektbereich und einem zweiten Effektbereich ein geditherter Übergangsbereich gebildet wird, in dem der Flächenanteil der Pixelelemente des ersten Effektbereichs von 100% auf 0% abnimmt und der Flächenanteil der Pixelelemente des zweiten Effektbereichs von 0% auf 100% zunimmt, so dass im Übergangsbereich der optische Effekt des ersten Effektbereichs bei der Betrachtung fließend in den optischen Effekt des zweiten Effektbereichs übergeht.

Bevorzugt wird zumindest einer der beiden Effektbereiche durch einen Mikrospiegelbereich mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet.

Bei einer vorteilhaften Verfahrensführung wird der geditherte Übergangsbereich unter Verwendung eines Ditheralgorithmus, insbesondere eines Threshold- Algorithmus, eines Zufalls-Ditheralgorithmus, eines Muster- Ditheralgorithmus, von geordnetem Dithering oder mit einem Fehlerdiffusions-Algorithmus berechnet.

Vorteilhafte Beispiele von geordneten Ditherverfahren sind halftone dithering, Bayer matrix und void-and-cluster. Vorteilhafte Beispiele von Fehlerdiffusions-Algorithmen sind der Floyd-Steinberg- Algorithmus, minimized average error, Stucki, Burkes, Sierra, two-row Sierra, Filter Lite, Atkinson oder gradientenbasierte Fehlerdiffusions- Algorithmen.

Vorzugweise wird zur Erzeugung des geditherten Übergangsbereichs ein kontinuierlicher Verlauf der Größe des Übergangsbereichs erzeugt, der mit einem diskreten Wert beginnt und endet, der einem der unterschiedlichen Effektbereiche zugeordnet ist, wird der kontinuierliche Verlauf unter Verwendung eines Ditheralgorithmus auf eine gewünschte Anzahl an diskreten Werten reduziert, wobei jeder diskrete Wert einem der unterschiedlichen Effektbereiche zugeordnet ist, und wird jede Pixelposition in dem Übergangs bereich entsprechend dem für diese Pixelposition in dem Ditheralgorithmus ermittelten diskreten Wert mit einem Pixelelement des zu geordneten Effektbereichs belegt.

Vorteilhaft ist der kontinuierliche Verlauf monoton, insbesondere streng monoton. Der kontinuierliche Verlauf kann beispielsweise linear sein, aber auch nichtlinear, beispielsweise quadratisch oder einer tanh-Funktion folgend sein.

Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement mit zwei, entlang einer Grenzlinie aneinander grenzenden Effektbereichen,

Fig. 2 in (a) eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements mit Übergangsbereich bei perfekter Ausrichtung der beiden Effektbereiche und in (b) ein nicht erfindungsgemäßes Sicherheitselement ohne Übergangsbereich, Fig. 3 in (a) eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements mit einer typischen Positionsabweichung der Effektbereiche und in (b) ein nicht erfindungsgemäßes Sicherheitselement ohne Übergangsbereich,

Fig. 4 einen Detailausschnitt des Übergangsbereichs zwischen den beiden Effektbereichen, sowie noch stärker vergrößerte Ausschnitte des ersten Effektbereichs, des Übergangsbereichs und des zweiten Effektbereichs mit den Pixelelementen,

Fig. 5 illustriert ein Sicherheitselement, bei dem der erste Effektbereich durch einen metallisierten Mikro Spiegelbereich und der zweite Effektbereich durch einen demetallisierten Mikrospiegelbereich gebildet ist, wobei (a) die Design vor gäbe, (b) als Vergleichsbeispiel ein nicht erfindungsgemäßes Sicherheitselement ohne Übergangsbereich und (c) ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit Übergangsbereich zeigt.

Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. Figur 1 zeigt dazu in schematischer Darstellung eine Banknote 10 mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement 12.

Das Sicherheitselement 12 enthält zwei Effektbereiche 14, 16 zur Erzeugung unterschiedlicher optischer Effekte, die entlang einer Grenzlinie 18 aneinander grenzen, hn Ausführungsbeispiel sind die Effektbereiche 14, 16 durch Mikrospiegelbereiche mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet, die unterschiedliche Mikrospiegeleffekte zeigen. Beispielsweise zeigt der Effektbereich 14 einen 3D-Effekt, während der Effektbereich 16 einen Bewegungseffekt zeigt. Als Besonderheit ist entlang der Grenzlinie 18 ein Übergangsbereich 20 in den beiden Effektbereichen 14, 16 gebildet, in dem bei der Betrachtung der optische Effekt des ersten Effektbereichs 14 fließend in den optischen Effekt des zweiten Effektbereichs 16 übergeht.

Die beiden unterschiedlichen Effektbereiche 14, 16 weisen typischerweise gegenüber in anderen Arbeitsgängen erzeugten (Struktur-)Merkmalen gewisse Registerschwankungen auf, die allerdings von dem Übergangsbereich kaschiert werden. Wie oben beschrieben, haben herkömmliche Gestaltungen oft das Problem, dass Registerschwankungen Schwächen von Produktionsprozessen offensichtlich werden lassen und dass die sichtbaren Positionsabweichungen der Effektbereiche auf einen Betrachter irritierend wirken.

Diese Schwierigkeiten werden durch das Vorsehen eines fließenden, weichen Übergangs zwischen den beiden Effektebereichen 14, 16 überwunden, wie anhand der Figuren 2 bis 4 genauer erläutert.

Zunächst zeigt Fig. 2(a) eine Detailansicht des Sicherheitselements 12 mit den Effektbereichen 14, 16 und einem entlang der Grenzlinie 18 ausgebildeten Übergangsbereich 20 bei der idealisierten Annahme einer perfekten Ausrichtung der beiden Effektbereiche 14, 16, vorliegend beispielsweise einer Ausrichtung, bei der die Grenzlinie 18 zwischen den Effektbereichen entsprechend der Designvorgabe exakt auf der Höhe des Strukturmerkmals 22 liegt. Fig. 2(b) zeigt zum Vergleich ein nicht erfindungsgemäßes Sicherheitselement 12' ohne Übergangsbereich mit einer solchen idealisierten, perfekten Ausrichtung der Grenzlinie 18' auf das Strukturmerkmal 22. Figur 3(a) zeigt dann das Sicherheitselement 12 der Fig. 2(a) mit einer typischen Positionsabweichung A der Effektbereiche 14, 16 relativ zum Strukturmerkmal 22, die aufgrund der unvermeidlichen Registerschwankungen bei der Erzeugung des Strukturmerkmals 22 in einem getrennten Arbeitsgang auftritt. Figur 3(b) zeigt wieder zum Vergleich ein nicht erfindungsgemäßes Sicherheitselement 12' ohne Übergangsbereich mit derselben Positionsabweichung A.

Aufgrund der nachfolgend genauer beschriebenen Ausgestaltung des Übergangsbereichs 20 geht dort der optische Effekt des ersten Effektbereichs 14 fließend in den optischen Effekt des zweiten Effektbereichs 16 über. Die Gestaltungen der Fig. 2(a) und 3(a) weisen daher keine scharfe Grenze zwischen den beiden optischen Effekten auf, so dass dort visuell kein fester Bezugspunkt für die korrekte Position des Strukturmerkmals 22 vorliegt. Die Unterschiede zwischen der idealisierten, perfekt ausgerichteten Position der Fig. 2(a) und einer in der Realität typischerweise auftretenden Position nach Fig. 3(a) sind daher gering und fallen bei der Betrachtung nicht störend auf.

Im Gegensatz dazu ist die Fehlausrichtung der scharfen Grenzlinie 18' zum Strukturmerkmal 22 in dem Vergleichs-Sicherheitselement 12' der Fig. 3(b) aufgrund der klar erkennbaren Position der Grenzlinie 18' gegenüber der perfekt aus gerichteten Position der Fig. 2(b) deutlich wahrnehmbar und führt zu den oben genannten nachteiligen Wirkungen.

Die Erzeugung des Übergangsbereichs 20 zwischen den beiden Effektbereichen 14, 16 ist in Fig. 4 genauer illustriert, in dem ein Detailausschnitt 30 (siehe Fig. 2(a) und Fig. 3(a)) eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in einer Umgebung der Grenzlinie genauer dargestellt ist. Die beiden Effektbereiche 14, 16 bestehen jeweils aus einer Vielzahl quadratischer Pixelelemente 34 bzw. 36, wobei die Pixelelemente 34 des Effektbereichs 14 als ersten optischen Effekt einen 3D-Effekt, und die Pixelelemente 36 des Effektbereichs 16 als zweiten optischen Effekt einen Bewegungseffekt erzeugen. Im Ausführungsbeispiel ist jedes Pixelelement 34, 36 durch nur einen einzigen Mikrospiegel gebildet, die Pixelelemente können in andern Gestaltungen aber auch jeweils aus einer Gruppe von mehreren, inbesondere gleich ausgerichteten Mikrospiegeln bestehen. Die Größe der Pixelelemente liegt unterhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges, beispielsweise bei 10 |im x 10 m.

In der Übersichtsskizze der rechten Hälfte der Fig. 4 sind der Einfachheit halber die Pixelelemente 34 des ersten Effektbereichs 14 weiß, die Pixelelemente 36 des ersten Effektbereichs 16 schwarz dargestellt, während die Pixelelemente in den stärker vergrößerten Ausschnitten entsprechend der Erzeugung des ersten bzw. zweiten optischen Effekt mit weiter Schraffierung (Pixelelemente 34, erster optischer Effekt) bzw. mit enger Schraffierung (Pixelelemente 36, zweiter optischer Effekt) dargestellt sind.

Entlang der Grenzlinie 18 ist in den Effektbereichen 14, 16 ein Übergangsbereich 20 einer Breite B ausgebildet, in dem durch ein Ditherverfahren der Flächenanteil der Pixelelemente 34 des ersten Effektbereichs 14 in einer Richtung 32 senkrecht zur Grenzlinie 18 von 100% auf 0% abnimmt und der Flächenanteil der Pixelelemente 36 des zweiten Effektbereichs 16 von 0% auf 100% zunimmt. Aufgrund der geringen Abmessungen der Pixelelemente 34, 36 sind diese bei der Betrachtung selbst nicht separat erkennbar. Vielmehr geht der optische Effekt des ersten Effektbereichs 14 für den Betrachter ent- lang der Richtung 32 fließend in den optischen Effekt des zweiten Effektbereichs 16 über. Die Breite B des Übergangsbereichs 20 kann beispielsweise einige zehntel Millimeter oder auch einige Millimeter betragen.

Um den Flächenanteil der Pixelelemente im Übergangsbereich wie beschrieben abnehmend bzw. zunehmend auszubilden, wird ein ursprünglich aus der Bildverarbeitung stammendes Ditherverfahren eingesetzt, das die Belegung jeder Pixelposition in der Fläche des Sicherheitselements 12 mit einem der Pixelelemente 34, 36 des ersten bzw. zweiten Effektbereichs steuert. Die Vorgehens weise wird nachfolgend am Beispiel des Floyd-Steinberg- Algorithmus im Detail erläutert, es versteht sich aber, dass auch andere Ditheral- gorithmen entsprechend eingesetzt werden können.

Konkret soll beispielsweise die Größe des fertigen Sicherheitselements 10 mm x 10 mm und die Größe der Pixelelemente 34, 36 jeweils 10 gm x 10 |im betragen, so dass das Sicherheitselement aus 1000 x 1000 Pixelelementen besteht. Eine horizontale Grenzlinie bei y = 5 mm soll einen ersten Effektbereich 14, der sich von y = 0 bis zur Grenzlinie erstreckt, von einem zweiten Effektbereich 16 trennen, der sich von der Grenzlinie bis zu y = 10 mm erstreckt. Um Registerschwankungen zu kaschieren, soll um die Grenzlinie herum ein Übergangsbereich mit einer Breite von B = 2 mm erzeugt werden, in dem ein weicher Übergang zwischen den optischen Effekten der Effektbereiche 14, 16 erkennbar ist.

Das Sicherheitselement 12 enthält dann in x- und y-Richtung jeweils 1000 Pixelelemente, wobei sich der Übergangsbereich in y-Richtung ausgedrückt in Pixelelementen von ymin = 400 bis zu ymax = 600 erstrecken soll. Der Einfachheit halber wird vorliegend ein linearer Übergang erzeugt. Konkret wird dazu ein Vorgabefeld V(x,y) in Pseudocode wie folgt initialisiert: for y = 1 to 1000 for x = 1 to 1000 if y < 400 then V(x,y) = 0; else if y > 600 then V(x,y) = 1; else V (x, y) = (y-400)/200;

Das Vorgabefeld ist dadurch für alle 1000 x 1000 Pixelelemente so initialisiert, dass es im ersten Effektbereich bei y < 400 gleich 0, im zweiten Effektbereich bei y > 600 gleich 1 ist, und in einem Übergangsbereich, der in y- Richtung eine Breite von 200 Pixeln (entsprechend 2 mm) aufweist, linear von 0 auf 1 anwächst. Beispielsweise ist V(x, 450) = (450-400)/200 = 0,25, V(x, 500) = (500-400)/200 = 0,5 und V(x, 550) = (550-400)/200 = 0,75, jeweils für alle Werte x = 1...1000.

Um nun im Übergangsbereich zwischen 400 und 600 ebenfalls nur die diskreten Werte 0 und 1 zu erhalten, wird ein Ditherverfahren, vorliegend der Floyd-Steinberg- Algorithmus auf das Vorgabefeld V(x,y) angewandt. Im Pseudocode: for y = 1 to 1000 for x = 1 to 1000 initialV alue = V (x,y ) ; newValue = findClosestValue (initialValue);

V(x,y) = newValue; quantizationError = initialValue - newValue;

V(x+l,y) = V(x+l,y) + quantizationError x 7 /16;

V(x-1, y+1) = V(x-l,y+l) + quantizationError * 3 /16; V(x, y+1) = V(x, y+1) + quantizationError * 5 /16;

V(x+1, y+1) = V(x+l,y+l) + quantizationError * 1 /16; wobei findClosestV alue (val) = 1, wenn val > 0,5

= 0, sonst.

Wie aus dem Pseudocode ersichtlich, werden in dem Floyd-Steinberg -Algorithmus alle 1000 x 1000 Pixel im Sicherheitselement durchgegangen und durch Anwendung der Funktion findClosestV alue() wird jedes Pixel entsprechend dem Wert von initialValue entweder auf den Wert 0 oder den Wert 1 gesetzt.

Der durch diese Diskretisierung erzeugte Quantisierungsfehler ("quantizationError") wird auf vier benachbarte, noch nicht behandelte Pixel anteilig verteilt. Der mittlere Wert der Pixel bleibt dadurch im Wesentlichen unverändert. Nach Durchlaufen des Floyd-Steinberg- Algorithmus enthält das Vorgabefeld V(x,y) nur noch die Werte 0 und 1, wobei im Übergangs bereich die Flächendichte der Pixel mit V(x,y) = 0 linear von 100% auf 0% abnimmt, während die Flächendichte der Pixel mit V(x,y) = 1 linear von 0% auf 100% ansteigt.

Dann werden in einem weiteren Schritt alle 1000 x 1000 Pixelpositionen des Sicherheitselements 12 durchgegangen und an einer Pixelposition (x,y) ein Pixelelement 34 mit dem ersten optischen Effekt erzeugt, wenn V(x,y) = 0 ist, und ein Pixelelement 36 mit dem zweiten optischen Effekt erzeugt, wenn V(x,y) = 1 ist. Durch den Ditheralgorithmus ist sichergestellt, dass V(x,y) nach Anwendung des Ditheralgorithmus für jedes Wertepaar (x,y) entweder 0 oder 1 ist. Im ersten Effektbereich 14 ist dabei V(x,y) stets 0, im zweiten Effektbereich 16 ist V(x,y) stets 1, und im Übergangs bereich nimmt die Dichte der Pixelelemente mit V(x,y) = 0 von 100% auf 0% ab, während die Dichte der Pixelelemente mit V(x,y) = 1 entsprechend von 0% auf 100% zunimmt.

Entsprechend nimmt im fertigen Sicherheitselement der Flächenanteil der Pixelelemente 34 des ersten Effektbereichs 14 im Übergangsbereich von 100% auf 0% ab, während der Flächenanteil der Pixelelemente 36 des zweiten Effektbereichs von 0% auf 100% zunimmt, wie in Fig. 4 illustriert.

Anders als bei der Bildbearbeitung, bei der durch ein Ditherverfahren Graustufen als reale Zwischentöne zwischen Weiß und Schwarz simuliert werden, gibt es bei den vorliegenden Gestaltungen keine Zwischenstufen zwischen dem ersten und zweiten optischen Effekt, deren Erscheinungsbild simuliert werden könnte. Die beiden optischen Effekte können sogar vollkommen unähnlich und sogar unvereinbar miteinander sein. Vorliegend wird durch das Ditherverfahren vielmehr ein weicher Übergang zwischen zwei unterschiedlichen, diskreten optischen Effekten geschaffen.

Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der erste Effektbereich durch einen metallisierten Mikrospiegelbereich 54 und der zweite Effektbereich durch einen demetallisierten Mikrospiegelbereich 56 gebildet ist. Zur Illustration zeigt Fig. 5(a) die Designvorgabe einer idealisierten, sternförmigen Demetallisierung 46 innerhalb eines umgebenden metallisierten Bereichs 44. Figur 5(b) zeigt als Vergleichsbeispiel ein nicht erfindungsgemäßes Sicherheitselement 52' ohne Übergangsbereich, also mit einer scharfen Grenze 58' und mit einer gewissen Registerschwankung der Demetallisierung 56' innerhalb des metallisierten Bereichs 54'. Wie in Fig. 5(b) illustriert, ist das Auftreten der Registerschwankungen für einen Betrachter durch die unregelmäßige Sternform und die scharf definierte Grenze 58' deutlich wahrnehmbar.

Figur 5(c) zeigt schließlich ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 52, bei dem an der Grenzlinie zwischen dem demetallisierten Mikro Spiegelbereich 56 und dem metallisierten Mikrospiegelbereich 54 ein geditherter Übergangsbereich 60 ausgebildet ist.

Der geditherte Übergangsbereich kann beispielsweise eine Breite von 1 mm aufweisen und kann, wie oben beschrieben, mit dem Floyd-Steinberg- Algorithmus aus einem linearen Übergang berechnet worden sein. Die Pixelelemente des ersten und zweiten Effektbereichs sind in diesem Fall durch metallisierte Mikrospiegelelemente bzw. durch demetallisierte Mikrospiegelelemente gebildet.

Auf diese Weise ergibt sich ein weicher, fließender Übergang zwischen dem metallisierten Bereich 54 und dem demetallisierten Bereich 56, der das Vorliegen von Registerschwankungen kaschiert, wie in Fig. 5(c) illustriert.

Bezugszeichenliste

10 Banknote

12 Sicherheitselement

12' Vergleichs beispiel

14, 16 Effektbereiche

18 Grenzlinie

18' Grenzlinie im Vergleichsbeispiel

20 Übergangsbereich

22 Strukturmerkmal

30 Detailausschnitt

32 Richtung senkrecht zur Grenzlinie

34, 36 Pixelelemente

44 metallisierter Bereichs in Designvorgabe

46 Demetallisierung in Designvorgabe

52 Sicherheitselement

52' Vergleichs beispiel

54 metallisierten Mikrospiegelbereich

54' metallisierter Bereich im Vergleichsbeispiel

56 demetallisierten Mikrospiegelbereich

56' Demetallisierung im Vergleichsbeispiel

58' scharf definierte Grenze im Vergleichsbeispiel

60 Übergangsbereich

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Optisches Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, mit zumindest zwei Effektbereichen zur Erzeugung unterschiedlicher optischer Effekte, wobei die Effektbereiche entlang einer Grenzlinie aneinander grenzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Effektbereiche jeweils aus einer Vielzahl von Pixelelementen bestehen und dass entlang der Grenzlinie zwischen einem ersten Effektbereich und einem zweiten Effektbereich ein geditherter Übergangsbereich gebildet ist, in dem der Flächenanteil der Pixelelemente des ersten Effektbereichs von 100% auf 0% abnimmt und der Flächenanteil der Pixelelemente des zweiten Effektbereichs von 0% auf 100% zunimmt, so dass im Übergangsbereich bei der Betrachtung der optische Effekt des ersten Effektbereichs fließend in den optischen Effekt des zweiten Effektbereichs übergeht.

2. Optisches Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden Effektbereiche durch einen Mikrospiegelbereich mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet ist.

3. Optisches Sicherheitselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Effektbereiche durch Mikrospiegelbereiche mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln und unterschiedlichen Mikrospiegel-Effekten gebildet sind.

4. Optisches Sicherheitselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Mikrospiegelbereiche metallisiert und ein anderer der Mikro Spiegelbereiche nicht metallisiert, insbesondere demetallisiert ist.

5. Optisches Sicherheitselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Effektbereiche durch einen Mikrospiegelbereich mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet ist und ein anderer der Effektbereiche durch eine diffraktive Reliefstruktur, insbesondere ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine hologrammähnliche Beugungsstruktur gebildet ist.

6. Optisches Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Mikrospiegelbereiche jeweils nicht-diffraktiv wirkende Spiegel und vorzugsweise plane Spiegel, Hohlspiegel und/ oder fresnelartige Spiegel enthalten.

7. Optisches Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Effektbereiche jeweils aus einer Vielzahl von formgleichen Pixelelementen bestehen, insbesondere aus quadratischen oder rechteckigen Pixelelementen.

8. Optisches Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixelelemente die Effektbereiche und den Übergangs bereich jeweils lückenlos füllen.

9. Optisches Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixelelemente eine maximale Abmessung aufweisen, die zwischen 1 gm und 100 gm liegt.

10. Optisches Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Pixelelement des zumindest einen durch einen Mikrospiegelbereich mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildeten Effektbereichs durch einen einzigen Mikrospiegel oder aus einer Gruppe von mehreren Mikro spiegeln besteht.

11. Optisches Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Effektbereiche einen äußeren Effektbereich bildet, der einen anderen der Effektbereiche, der einen inneren Effektbereich bildet, umgibt und die Grenzlinie durch den Umriss des inneren Effektbereichs gebildet ist.

12. Optisches Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Übergangsbereichs zwischen 50 |im und 50 mm, bevorzugt zwischen 50 gm und 10 mm, besonders bevorzugt oberhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges und insbesondere zwischen 0,5 mm und 5 mm liegt.

13. Datenträger mit einem optischen Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12.

14. Verfahren zur Herstellung eines optischen Sicherheitselements nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem auf einem Träger zumindest zwei Effektbereiche zur Erzeugung unterschiedlicher optischer Effekte erzeugt werden, die entlang einer Grenzlinie aneinander grenzen, und die Effektbereiche jeweils aus einer Vielzahl von Pixelelementen gebildet werden und entlang der Grenzlinie zwischen einem ersten Effektbereich und einem zweiten Effektbereich ein geditherter Übergangsbereich gebildet wird, in dem der Flächenanteil der Pixelelemente des ersten Effektbereichs von 100% auf 0% abnimmt und der Flächenanteil der Pixelelemente des zweiten Effektbereichs von 0% auf 100% zunimmt, so dass im Übergangsbereich der optische Effekt des ersten Effektbereichs bei der Betrachtung fließend in den optischen Effekt des zweiten Effektbereichs übergeht

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden Effektbereiche durch einen Mikro Spiegelbereich mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der geditherte Übergangsbereich unter Verwendung eines Ditheralgorith- mus, insbesondere eines Threshold-Algorithmus, eines Zufalls-Ditheralgo- rithmus, eines Muster-Ditheralgorithmus, von geordnetem Dithering oder mit einem Fehlerdiffusions-Algorithmus berechnet wird.

17. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des geditherten Übergangsbereichs ein kontinuierlicher Verlauf der Größe des Übergangsbereichs erzeugt wird, der mit einem diskreten Wert beginnt und endet, der einem der unterschiedlichen Effektbereiche zugeordnet ist, der kontinuierliche Verlauf unter Verwendung eines Ditheralgorith- mus auf eine gewünschte Anzahl an diskreten Werten reduziert wird, wobei jeder diskrete Wert einem der unterschiedlichen Effektbereiche zugeordnet ist, und jede Pixelposition in dem Übergangsbereich entsprechend dem für diese Pixelposition in dem Ditheralgorithmus ermittelten diskreten Wert mit einem Pixelelement des zugeordneten Effektbereichs belegt wird.