WO1998009825A1 - Dokument mit moiré-erzeugender rasterstruktur - Google Patents

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WO1998009825A1
WO1998009825A1 PCT/EP1997/004745 EP9704745W WO9809825A1 WO 1998009825 A1 WO1998009825 A1 WO 1998009825A1 EP 9704745 W EP9704745 W EP 9704745W WO 9809825 A1 WO9809825 A1 WO 9809825A1
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WO
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data carrier
structural elements
carrier according
halftone image
areas
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PCT/EP1997/004745
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Inventor
Johann Müller
Stefan May
Original Assignee
Giesecke & Devrient Gmbh
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    • 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
    • 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
    • B42D25/342—Moiré effects
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/005—Testing security markings invisible to the naked eye, e.g. verifying thickened lines or unobtrusive markings or alterations
    • G07D7/0054—Testing security markings invisible to the naked eye, e.g. verifying thickened lines or unobtrusive markings or alterations involving markings the properties of which are altered from original properties
    • G07D7/0057—Testing security markings invisible to the naked eye, e.g. verifying thickened lines or unobtrusive markings or alterations involving markings the properties of which are altered from original properties involving markings which are altered in dimension, e.g. thickened lines

Definitions

  • the present invention relates to a data carrier, in particular a value document, with at least one halftone image represented by structural elements, each structural element having a basic geometry and a size, the size of the structural element representing a gray level of the halftone image and a method for producing it.
  • the invention further relates to a data carrier, in particular a value document, with at least one picture element represented by one or more structural elements.
  • EP 0710574 A2 relates to a security document with a drawing, with one copy of the security document in the corresponding drawing creates a moiré pattern.
  • a full-area raster structure with parallel lines is arranged.
  • the drawing is made in the form of a halftone image, the line thicknesses of the lines being varied in a contact grid structure, as described in EP 0 085 066 B1.
  • the distance between the lines is varied over the entire halftone image in accordance with a modulation function. This means that the number of lines per unit length varies over the entire area of the drawing.
  • the present invention is therefore based on the object of making available a document with a moire-producing structure, in particular on a halftone image, wherein large-area moire structures are generated for the detection of forgeries during a copying process of the document, the moire-generating structure being simultaneously produced is homogeneously inserted into the halftone image and is a background structure compared to the halftone image itself.
  • the invention is based on the idea of dividing the total area of an image in which moire structures are to be produced in a copying process into several areas. A number of structure elements is then assigned to each area, with the aid of which the gray levels present in this area are to be generated. The number of structural elements is selected in at least two adjoining areas so that it is different in the two adjoining areas. This different number inevitably results in an offset of the structural elements relative to the structural element of the neighboring beard area.
  • the halftone image which is applied to the data carrier is thus divided into regions which have different raster frequencies. When trying to copy this halftone image or to read it into a data processing system using a scanner, the scanning frequency of the scanner or copier overlaps with the applied different raster frequencies of the halftone image. However, this superimposition leads to disturbances in the reproduction of the halftone image, this disturbance being particularly noticeable in the generation of a large-area moiré pattern.
  • a different raster frequency is generated for each area, so that it is ensured that even when the scanning raster, ie the scanning or copying frequency, is changed, a moiré pattern is produced. This then appears in the areas of the total area for which the scanning and raster frequencies are matched to one another in such a way that a moiré pattern can arise.
  • the image has predetermined areas, in each of which a predetermined number of structural elements is arranged, the number of structural elements per area of an area being different between at least two adjacent areas and / or the structural elements in at least two of the areas against one another are staggered.
  • This has the advantage that even with different scanning grids, for example a copier or scanner, disturbances, such as moiré patterns, occur without inhomogeneities in the overall area grid, in particular the halftone image.
  • the structural elements of an area of the halftone image have a uniform basic geometry, the structural elements of all areas particularly preferably having a uniform basic geometry.
  • the structural elements are preferably designed as lines, with a predetermined thickness of a line representing a predetermined shade of gray for each area separately. This makes it possible, despite the division of the grayscale image into several areas with a different number of structural elements, to ensure a homogeneous degree of brightness over the entire grayscale image. For example, if there are n structure elements in a first area and n + 10 structure elements in the adjacent area, then the increase in the number of structure elements would make the second area optically darker than the first area.
  • the advantage can be achieved that the halftone has different raster frequencies that are superimposed on the scanning frequency of the device when scanning with the aid of a scanner or copier and by the variation
  • the number of structure elements per area generated different raster frequencies provide the opportunity to superimpose the scanning frequencies with several raster frequencies, so that the probability of the formation of a moiré pattern can be significantly increased.
  • the increase in the number of structural elements is accompanied by The effect of darkening the individual areas is avoided in that the predetermined size of the structural elements corresponds to a predetermined gray tone within an area, but that the predetermined sizes of the structural elements in the different areas can represent different gray tones depending on the number of structural elements in each area.
  • FIG. 1 is an enlarged representation of a halftone image with moiré-generating structure according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows an enlarged representation of a halftone image with a moiré-producing structure according to a second embodiment of the present invention
  • Fig. 4a - 4b two attempts to copy the halftone image according to the invention of Fig. 3 and
  • FIG. 5 shows an enlarged illustration of two structural elements which are shown according to a third advantageous embodiment of the present invention.
  • 1 shows an enlarged detailed illustration of a portrait which, according to the present invention, is shown as a halftone image with a moiré-producing structure.
  • the halftone image 10 is divided into different column-like strips 14, 16, 22, each of which has a number of structural elements 12. In the present embodiment, these are 23 strips, and this number can also be chosen higher or lower.
  • Each strip 14, 16, 22 is assigned a number of linear structure elements 12, which form a grid structure in each column.
  • the halftone image 10 is shown from the line-shaped structure elements 12, with a specific line thickness corresponding to a specific gray tone value of the halftone image 10 in each area.
  • the vertical linear structure elements 12 can vary in their raster width and / or their angular position and / or their modulation.
  • Each strip 14, 16, 22 each contains a predetermined number of structural elements 12, i.e. a predetermined number of lines based on the total portrait height.
  • the line density is, for example, 20 lines per cm in the first strip 16.
  • the first strip 16 contains 118 lines in the illustrated embodiment. This number of lines increases from strip to strip, so that the last strip 22 with 171 lines is present in the preferred embodiment shown.
  • a different number of lines means a different raster frequency for each strip.
  • the raster frequency increases in accordance with the increase in the number of structural elements 12 in each stripe from right to left. This results in each of the 23 streaks have a slightly different raster frequency, with at least one raster frequency or at least a predetermined number of raster frequencies when scanning or copying producing a clearly visible, prominent moiré pattern due to the superimposition with the scanning frequency of the scanner or copier.
  • straight lines are used as structure elements, which are expanded symmetrically to represent a certain halftone, so that a certain thickness of the line can be assigned to a predetermined gray tone in each area.
  • the lines are formed at an angle perpendicular to the division of the areas and can emphasize corners and edges of the halftone image in particular if the areas are selected such that areas that abut one another run along such a corner or edge.
  • the halftone image can also be divided into areas of different shape or width and different area.
  • the distances between the structural elements within a region can, as shown in FIG. 1, be constant or vary, the variation of the distances according to a predetermined function being particularly preferred.
  • the columns 14, 16, 22 are spaced apart from one another by a predetermined width.
  • the moiré-producing structure fits in more homogeneously, since direct contact of the moiré-producing structure of adjacent strips 14, 16, 22 is abrupt
  • FIGS. 2a to 2d illustrate attempts to copy the halftone image of FIG. 1 with different settings of the copier.
  • different moiré patterns occur at different scanning angles when copying at different locations on the halftone image 10, however, with every copy attempt, a moiré pattern occurs in some form at least in partial areas of the halftone image 10 clearly. This makes it immediately and clearly recognizable in a copy of the image of FIG. 1 compared to the original of FIG. 1 that a forgery has occurred by copying or scanning.
  • FIG. 3 shows an enlarged representation of a halftone image with a moiré-generating structure according to a second embodiment of the present invention.
  • This embodiment corresponds to the first embodiment shown in FIG. 1, with the difference that the structural elements 12 in the areas 14 are not, as in the first embodiment of FIG. 1, arranged perpendicular to the division of the areas 14, but with respect to the vertical of FIG Column division are slightly tilted.
  • FIGS. 4a and 4b represent two attempts at copying the halftone image of FIG. 3.
  • the scanning process results in clearly visible moiré patterns during copying. 4a and 4b differ in that they have a different scanning angle when copying the halftone image from FIG. 3. It is immediately apparent that 14 different moiré patterns arise in different areas with different scanning grids during the copying process. Even without direct comparison with the halftone image of FIG. 3, it can be seen immediately and with the naked eye that FIGS. 4a and 4b are not original images but copies.
  • a further advantageous embodiment of the moiré-generating raster in the halftone image 10 consists in additionally varying the tilt angle of the structural elements 12 within the halftone image 10. This prevents Moire generation during the copying process from being reduced or possibly prevented by appropriate selection of the scanning angle during copying.
  • the Copier need not have any special facilities to implement the copy protection of the present invention.
  • the moiré-generating structure according to the present invention responds to any type of copying process in that clearly visible, visible to the naked eye recognizable moiré patterns are created on the copy, which make it immediately identifiable as a copy.
  • FIG. 5 shows an enlarged representation of two structural elements 18 analogous to the structural elements 12 from FIG. 1, which, however, are specially designed according to a third advantageous embodiment.
  • the structure elements 18 themselves have raster lines 20 which generate a raster structure within the structure element 18.
  • This raster structure itself can also have a color modulation for generating an image motif.
  • the tonal value which is formed by the raster lines 20 can be realized particularly well in the steel printing process, since the depth of the steel print is a measure of the color saturation and thus there is the possibility of adjusting the tonal value of the structural element 18 via the raster lines 20.
  • FIGS. 1 and 3 a combination of the two embodiments of FIGS. 1 and 3 with the third embodiment of FIG. 5 is possible such that a structural element 12 of the embodiment of FIG. 1 or 3 is represented according to a structural element 18 of the embodiment of FIG. 5.
  • the halftone image 10 is divided into regions 14 in longitudinal columns, but it is certainly within the scope of the present invention to define the regions 14 as any surfaces, preferably also without a predetermined geometric shape, such as, for example Square, rectangle, triangle or the like.
  • At least two adjacent, arbitrarily shaped surface areas differ according to the invention by the number of structural elements, such as lines, in a respective surface area and / or by the orientation of the structural elements in a surface area and / or by the shape of the structural elements in the respective surface area, such as, for example Lines in the form of straight lines, waves, guilloches or the like.
  • the inner surfaces of a guilloche pattern can also be used as surface regions. Within these areas, the formation of a moiré pattern when copying is then generated or varied by varying the angles, varying the lines per area and / or by varying the type of line.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Datenträger, mit wenigstens einem durch Strukturelemente (12) dargestellten Halbtonbild (10), wobei eine vorbestimmte symmetrische Aufweitung der Strukturelemente (12) eine entsprechende Graustufe des Halbtonbildes (10) repräsentiert. Das Bild (10) weist erfindungsgemäß vorbestimmte Bereiche (14, 16 und 22) auf, in denen jeweils eine vorbestimmte Anzahl von Strukturelementen (12) angeordnet ist, wobei die Anzahl der Strukturelemente (12) pro Fläche eines Bereichs (14, 16 und 22) zwischen mindestens zwei der Bereiche (14, 16 und 22) unterschiedlich ist und/oder die Strukturelemente (12) sind in mindestens zwei der Bereiche (14, 16 und 22) gegeneinander versetzt angeordnet. Ein Datenträger mit einem derartigen Halbtonbild (10) erhält beim Kopiervorgang ein Moirémuster in wenigstens vorbestimmten Bereichen des Halbtonbildes (10), so daß eine Kopie des Datenträgers sofort und mit bloßem Auge erkennbar ist.

Description

Dokument mit moire-erzeugender Rasterstruktur
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Datenträger, insbesondere Wertdo- kument, mit wenigstens einem durch Strukturelemente dargestellten Halbtonbild, wobei jedes Strukturelement eine Grundgeometrie und eine Größe aufweist, wobei die Größe des Strukturelements eine Graustufe des Halbtonbildes repräsentiert sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Die Erfindung betrifft ferner einen Datenträger, insbesondere Wertdokument, mit wenigstens einem durch ein oder mehrere Strukturelemente dargestellten Bildelement.
Ein besonderes Problem bei Dokumenten, wie beispielsweise Wertdokumenten, stellt der Schutz vor Fälschungen, insbesondere durch Kopieren bzw. Abscannen eines echten Dokuments zur Herstellung eines gefälschten Dokuments, dar. So betrifft beispielsweise die EP 0710574 A2 ein Sicherheitsdokument mit einer Zeichnung, wobei auf einer Kopie des Sicherheitsdokuments in der entsprechenden Zeichnung ein Moiremuster entsteht. Hierzu ist vorgesehen, daß eine ganzflächige Rasterstruktur mit parallelen Linien angeordnet ist. Die Zeichnung wird in Form eines Halbtonbildes gebildet, wobei dazu, wie in der EP 0 085 066 Bl beschrieben, die Strichdicken der Linien in einer Kontaktrasterstruktur variiert werden. Ferner wird der Abstand der Linien über das gesamte Halbtonbild entsprechend einer Modulationsfunktion variiert. D.h. über die gesamte Fläche der Zeichnung variiert die Anzahl der Linien pro Längeneinheit. Die Modifikation einer derartigen Liniendichte führt zu einem Kopierschutz gegen Farbkopierer oder Scanner, da die Überlagerung der Rasterstruktur wenigstens in einem vorbestimmten Bereich mit dem Abtastraster des Kopierer oder Scanners ein deutlich hervortretendes Moiremuster erzeugt. Da dieses Moiremuster nur auf der Ko- pie, jedoch nicht auf dem Original zu sehen ist, ist die Kopie als Fälschung einfach identifizierbar. Zwar gibt es durch die Änderung der Liniendichte selbst bei unterschiedlichen Rastern der Scanner- Abtastung wenigstens in vorbestimmten Bereichen einen Moire-Effekt, jedoch wirkt sich die Variation der Liniendichte über die gesamte Fläche der Zeichnung äußerst negativ auf das optische Aussehen des Halbtonbildes aus. Durch den Wechsel hoher und niedriger Dichte bzw. Anzahl von Linien pro Flächeneinheit wirkt das Bild unruhig, inhomogen und das Rastermuster dominiert das Halbtonbild statt umgekehrt, so daß das Bild ästhetisch wenig ansprechend ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Dokument mit einer moire-erzeugenden Struktur, insbesondere auf einem Halbtonbild, zur Verfügung zu stellen, wobei bei einem Kopiervorgang des Dokuments großflächige Moirestrukturen zur Erkennung von Fälschungen erzeugt werden, wobei gleichzeitig die moire-erzeugende Struktur homogen in das Halbtonbild eingefügt ist und als Hintergrundstruktur gegenüber dem Halbtonbild selbst zurücktritt.
Diese Aufgabe wird bei einem Dokument der obengenannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Gesamtfläche eines Bildes, in dem bei einem Kopiervorgang Moirestrukturen erzeugt werden sollen, in mehrere Bereiche aufzuteilen. Jedem Bereich wird dann eine Anzahl von Strukturelementen zugeordnet, mit deren Hilfe die in diesem Bereich vor- handenen Graustufen erzeugt werden sollen. Die Anzahl der Strukturelemente wird in wenigstens zwei aneinandergrenzenden Bereichen dabei so gewählt, dass sie in den beiden aneinandergrenzenden Bereichen unterschiedlich ist. Durch diese unterschiedliche Anzahl ergibt sich zwangsläufig ein Versatz der Strukturelemente relativ zum Strukturelement des benach- barten Bereiches. Somit wird das Halbtonbild, das auf den Datenträger aufgebracht wird, in Bereiche aufgeteilt, die unterschiedliche Rasterfrequenzen aufweisen. Beim Versuch, dieses Halbtonbild zu kopieren bzw. mit einem Scanner in eine Datenverarbeitungsanlage einzulesen, überlagert sich die Abtastfrequenz des Scanners oder Kopierers mit den aufgebrachten, unterschiedlichen Rasterfrequenzen des Halbtonbildes. Diese Überlagerung führt jedoch zu Störungen in der Reproduktion des Halbtonbildes, wobei sich diese Störung insbesondere in der Erzeugung eines großflächigen Moiremusters bemerkbar macht.
Durch die Variation der Anzahl der Strukturelemente in den Bereichen des Halbtonbildes wird für jeden Bereich eine andere Rasterfrequenz erzeugt, so daß sichergestellt ist, daß selbst bei Verändern des Abtastrasters, also der Scann- oder Kopierfrequenz, ein Moiremuster entsteht. Dies erscheint dann jeweils in den Bereichen der Gesamtfläche, für die Abtast- und Rasterfrequenz so aufeinander abgestimmt sind, daß ein Moiremuster entstehen kann.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, daß das Bild vorbestimmte Bereiche aufweist, in denen jeweils eine vorbestimmte Anzahl von Strukturelementen angeordnet ist, wobei die Anzahl der Strukturelemente pro Fläche eines Bereichs zwischen mindestens zwei aneinandergrenzenden Bereichen unterschiedlich ist und/ oder die Strukturelemente in mindestens zwei der Bereiche gegeneinander versetzt -ungeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß auch bei unterschiedlichen Abtastrastern, beispielsweise eines Kopierers oder Scanners, Störungen, wie beispielsweise Moiremuster, entstehen ohne daß Inhomogenitäten des Gesamtflächenrasters, insbesondere des Halbtonbildes, entstehen. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Strukturelemente eines Bereiches des Halbtonbildes eine einheitliche Grundgeometrie auf, wobei besonders bevorzugt die Strukturelemente aller Bereiche eine einheitliche Grundgeometrie haben. Die Strukturelemente sind bevorzugt als Linien ausgeführt, wobei für jeden Bereich separat eine jeweils vorbestimmte Dicke einer Linie einen vorbestimmten Grauton repräsentiert. Damit ist es möglich, trotz der Aufteilung des Graustufenbildes in mehrere Bereiche mit unterschiedlicher Anzahl von Strukturelementen einen homogen Helligkeitsgrad über das gesamte Graustufenbild zu gewährleisten. Denn liegen beispiels- weise in einem ersten Bereich n Struktur elemente vor und in dem benachbarten Bereich n + 10 Strukturelemente, so würde sich, alleine durch die Zunahme der Anzahl der Strukturelemente, der zweite Bereich optisch dunkler darstellen als der erste Bereich. Diese Schwierigkeit wird nun dadurch umgangen, daß innerhalb eines Bereiches eine vorgegebene Breite der Linie ei- nem vorgegebenen Grauton entspricht, während innerhalb eines zweiten Bereiches, der beispielsweise eine höhere Anzahl von Linien aufweist, eine andere, in diesem Fall geringere Breite der Linie für den gleichen vorgegebenen Grauton vorgesehen wird.
Mit der erfindungs gemäßen Darstellung der Halbtonbilder durch Bereiche mit einer unterschiedlichen Anzahl von Strukturelementen kann somit der Vorteil erzielt werden, daß das Halbtonbild verschiedene Rasterfrequenzen aufweist, die beim Abtasten mit Hilfe eines Scanners oder Kopierers mit der Abtastfrequenz des Gerätes überlagert werden und die durch die Variation der Anzahl der Strukturelemente je Bereich erzeugten unterschiedlichen Rasterfrequenzen die Möglichkeit liefern, die Abtastfrequenzen mit mehreren Rasterfrequenzen zu überlagern, so daß die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung eines Moiremusters deutlich erhöht werden kann. Gleichzeitig wird der mit der Erhöhung der Anzahl der Strukturelemente einhergehende Effekt der Verdunkelung der einzelnen Bereiche dadurch vermieden, daß die vorbestimmte Größe der Strukturelemente einem vorbestimmten Grauton innerhalb eines Bereiches entspricht, daß jedoch die vorbestimmten Größen der Strukturelemente in den unterschiedlichen Bereichen abhängig von der Anzahl der Strukturelemente in jedem Bereich unterschiedliche Grautöne repräsentieren können.
Weitere Merkmale, Vorteile und bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgen- den Beschreibung der Figuren. Dabei zeigen:
Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung ein Halbtonbild mit moire-erzeugender Struktur gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2a - 2d mehrere Kopierversuche des erfindungsgemäßen Halbtonbildes von Fig. 1,
Fig. 3 in einer vergrößerten Darstellung ein Halbtonbild mit moire- erzeugender Struktur gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4a - 4b zwei Kopierversuche des erfindungsgemäßen Halbtonbilds von Fig. 3 und
Fig. 5 in vergrößerter Darstellung zwei Strukturelemente, die gemäß einer dritten vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Fig. 1 zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung eines Portraits, welches gemäß der vorliegenden Erfindung als Halbtonbild mit moire-erzeugender Struktur dargestellt ist. Das Halbtonbild 10 ist in verschiedene spaltenartige Streifen 14, 16, 22 aufgeteilt, die jeweils eine Anzahl von Strukturelementen 12 auf- weisen. In der vorliegenden Ausführungsform sind dies 23 Streifen, wobei diese Zahl auch höher oder niedriger gewählt werden kann. Jedem Streifen 14, 16, 22 ist eine Anzahl von linienförmigen Strukturelementen 12 zugeordnet, die in jeder Spalte eine Rasterstruktur bilden. Das Halbtonbild 10 ist aus den linienförmigen S rukturelementen 12 dargestellt, wobei in jedem Bereich eine bestimmte Liniendicke einem bestimmten Grau tonwert des Halbtonbildes 10 entspricht.
Innerhalb einer Spalte bzw. eines Streifens 14, 16, 22 können die senkrechten linienförmigen Strukturelemente 12 in ihrer Rasterweite und/ oder ihrer Winkellage und/ oder ihrer Modulation variieren.
Jeder Streifen 14, 16, 22 enthält jeweils eine vorbestimmt Anzahl von Strukturelementen 12, d.h. eine vorbestimmte Linienzahl bezogen auf die Ge- samtportraithöhe. Die Liniendichte beträgt beispielsweise 20 Linien pro cm im ersten Streifen 16. Der erste Streifen 16 beinhaltet in der dargestellten Ausführungsform 118 Linien. Diese Linienzahl erhöht sich von Streifen zu Streifen, so daß der letzte Streifen 22 mit 171 Linien in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform vorliegt.
Da alle Streifen des in Fig. 1 dargestellten Portraits die gleiche Höhe aufweisen, bedeutet eine unterschiedliche Linienzahl eine unterschiedliche Rasterfrequenz für jeden Streifen. Wie in Fig. 1 gezeigt, nimmt die Rasterfrequenz entsprechend der Zunahme der Anzahl der Struktur elemente 12 in jedem Streifen von rechts nach links zu. Hierdurch ergibt sich in jedem der 23 Strei- fen eine etwas unterschiedliche Rasterfrequenz, wobei wenigstens eine Rasterfrequenz oder wenigstens eine vorbestimmte Anzahl von Rasterfre- quenzen beim Abscannen oder Kopieren durch die Überlagerung mit der Abtastfrequenz des Scanners oder Kopierers ein deutlich sichtbares, hervor- tretendes Moiremuster erzeugt.
Dies erzielt einen wirksamen Kopierschutz eines Dokuments, das mit einem Bild 10 gemäß Fig. 1 versehen ist, wobei die Variation der Zahl der Strukturelemente 12 in den verschiedenen Bereichen 14, 16 und 22 das Halbtonbild nicht negativ beeinflußt bzw. zusätzlich, beispielsweise zur Hervorhebung von Kanten oder Ecken, verwendet werden kann.
Im Beispiel gemäß Fig. 1 werden als Struktur elemente gerade Linien verwendet, die zur Darstellung eines bestimmten Halbtones symmetrisch auf- geweitet werden, so daß in jedem Bereich eine bestimmte Dicke der Linie einem vorbestimmten Grauton zugeordnet werden kann. Die Linien sind im Winkel senkrecht zur Aufteilung der Bereiche ausgebildet und können Ek- ken und Kanten des Halbtonbildes insbesondere dann hervorheben, wenn die Bereiche so ausgewählt werden, daß aneinanderstoßende Bereiche ent- lang einer solchen Ecke oder Kante verlaufen.
Neben der Darstellung der Strukturelemente durch Linien ist es auch möglich, andere geometrische Grundformen als Strukturelemente, wie beispielsweise Kurven, Punkte, Kreise oder ähnliches, zu verwenden.
Obwohl, wie in Fig. 1 dargestellt, die Bereiche gleiche Breite und nahezu gleiche Fläche haben, kann die Aufteilung des Halbtonbildes auch in Bereicher unterschiedlicher Form oder Breite sowie unterschiedlicher Fläche erfolgen. Darüber hinaus ist auch möglich, die Grundgeometrie und/ oder die Orientierung der Strukturelemente innerhalb zweier, vorzugsweise anein- andergrenzender Bereiche zu variieren. Dadurch wird eine noch breitere Abdeckung der unterschiedlichen Abtastfrequenzen der eingesetzten Scanner oder Kopierer erzielt. Die Abstände der Strukturelemente innerhalb ei- nes Bereiches können, wie in Fig. 1 gezeigt, konstant sein oder variieren, wobei insbesondere die Variation der Abstände gemäß einer vorgegebenen Funktion bevorzugt ist. Ferner stellen mehrere unterschiedliche Anordnungen der Strukturelemente sicher, daß selbst bei zufälligen Aufeinandertreffen der Abtastfrequenz eines Scanners oder beispielsweise eines Farbkopie- rers und einer Rasterstruktur eines bestimmten Streifens 14, bei dem kein Moiremuster erzeugt wird, dennoch bei wenigstens einer anderen Rasterstruktur eines anderen Bereiches 16, 22 beim Kopieren ein Moiremuster entsteht. Damit entsteht bei der Reproduktion zumindest auf Teilbereichen der Reproduktion auch dann ein Moiremuster, wenn das Dokument unter ver- schiedenen Winkeln gescannt wird.
In besonders vorteilhafter Weise sind die Spalten 14, 16, 22 um eine vorbestimmte Weite voneinander beabstandet. Dadurch fügt sich die moireerzeugende Struktur homogener ein, da eine direkte Berührung der moire- erzeugenden Struktur von benachbarten Streifen 14, 16, 22 zu abrupten
Übergangssprüngen führt, die optisch stark hervortreten. Dadurch wird das optische Erscheiningsbild des Halbtonbildes 10 stark negativ beeinflußt.
Die Fig. 2a bis 2d veranschaulichen Kopierversuche des Halbtonbildes von Fig. 1 mit verschiedenen Einstellungen des Kopierers. Wie sich aus den Fig. 2a bis 2d unmittelbar ergibt, kommt es bei verschiedenen Abtastwinkeln beim Kopieren an unterschiedlichen Stellen des Halbtonbildes 10 zu verschiedenen Moiremustern, jedoch tritt bei jedem Kopierversuch in irgendeiner Form ein Moiremuster zumindest in Teilbereichen des Halbtonbildes 10 deutlich hervor. Dies macht in einer Kopie des Bildes von Fig. 1 gegenüber dem Original von Fig. 1 sofort und deutlich erkennbar, daß eine Fälschung durch Kopieren bzw. Abscannen erfolgt ist.
Fig. 3 zeigt in einer vergrößerten Darstellung ein Halbtonbild mit einer moire-erzeugenden Struktur gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform entspricht der ersten in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, mit dem Unterschied, daß die Strukturelemente 12 in den Bereichen 14 nicht, wie in der ersten Ausführungsform von Fig. 1, senkrecht zur Unterteilung der Bereiche 14 angeordnet sind, sondern gegenüber der Senkrechten der Spaltenaufteilung leicht verkippt sind.
Fig. 4a und 4b stellen zwei Kopierversuche des Halbtonbildes von Fig. 3 dar. Wie sich aus den Fig. 4a und 4b deutlich ergibt, kommt es durch den Ab- tastvorgang beim Kopieren zu deutlich hervortretenden Moiremustern. Die Fig. 4a und 4b unterscheiden sich dabei durch einen unterschiedlichen Abtastwinkel beim Kopieren des Halbtonbildes von Fig. 3. Es ist unmittelbar ersichtlich, daß bei unterschiedlichen Abtastrastern beim Kopiervorgang in unterschiedlichen Bereichen 14 unterschiedliche Moiremuster entstehen. Selbst ohne direkten Vergleich mit dem Halbtonbild von Fig. 3 ist sofort und mit bloßem Auge erkennbar, daß es sich bei den Fig. 4a und 4b nicht um Originalbilder, sondern um Kopien handelt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des moire-erzeugenden Rasters in Halbtonbild 10 besteht darin, den Kippwinkel der Strukturelemente 12 zusätzlich innerhalb des Halbtonbildes 10 zu variieren. Dadurch ist verhindert, daß eine Moire-Erzeugung beim Kopiervorgang durch entsprechende Wahl des Abtastwinkels beim Kopieren vermindert oder gegebenenfalls verhindert wird. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß das Kopiergerät keine besonderen Einrichtungen haben muß, um den Kopierschutz der vorliegenden Erfindung zu realisieren. Ferner ist es ausgeschlossen, einen Kopiervorgang derart auszugestalten, daß unter Anpassung des Abtastrasters des Kopierers an die moire-erzeugende Struktur die Bildung von Moirestrukturen auf Kopien verhindert werden kann. Die moirέ- erzeugende Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung spricht auf jeden, wie auch immer gearteten Kopiervorgang dadurch an, daß deutlich hervortretende, mit bloßem Auge sichtbare und erkennbare Moiremuster auf der Kopie entstehen, die diese sofort als Kopie identifizierbar machen.
Fig. 5 zeigt in einer vergrößerten Darstellung zwei Strukturelemente 18 analog den S rukturelementen 12 von Fig. 1, die jedoch gemäß einer dritten vorteilhaften Ausführungsform besonders ausgeführt sind. Dabei weisen die Strukturelemente 18 selbst Rasterlinien 20 auf, die eine Rasterstruktur inner- halb des Strukturelementes 18 erzeugen. Diese Rasterstruktur selbst kann auch eine Farbmodulation zur Erzeugung eines Bildmotivs aufweisen. Der Tonwert, der durch die Rasterlinien 20 gebildet wird, läßt sich insbesondere sehr gut im Stahldruckverfahren realisieren, da die Tiefe des Stahldrucks ein Maß für die Farbsättigung ist und somit die Möglichkeit besteht, über die Rasterlinien 20 den Tonwert des Strukturelementes 18 einzustellen.
Selbstverständlich ist eine Kombination der beiden Ausführungsformen von Fig. 1 und 3 mit der dritten Ausführungsform von Fig. 5 derart möglich, daß ein Strukturelement 12 der Ausführungsform von Fig. 1 oder 3 gemäß einem Strukturelement 18 der Ausführungsform von Fig. 5 dargestellt wird.
Zwar ist es unter Umständen möglich, daß ein beim Kopieren entstehendes Moiremuster bei der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 5 nicht mit bloßem Auge erkennbar ist, jedoch sind Abweichungen der durch die Rasterli- nien 20 erzeugten Rasterstruktur vom Original gegenüber der Kopie mit der Lupe sichtbar, so daß Fälschungen eindeutig identifizierbar sind.
Obwohl in den dargestellten Ausführungsformen der Fig. 1 und 3 die Unter- teilung des Halbtonbildes 10 in Bereiche 14 in Längsspalten erfolgt, gehört es durchaus zum Umfang der vorliegenden Erfindung, die Bereiche 14 als beliebige Flächen, vorzugsweise auch ohne vorbestimmte geometrische Form, wie beispielsweise Quadrat, Rechteck, Dreieck oder ähnliches, auszubilden. Wenigsten zwei aneinandergrenzende, beliebig ausgeformte Flächenbereiche unterscheiden sich erfindungsgemäß durch die Zahl der Strukturelemente, wie beispielsweise Linien, in einem jeweiligen Flächenbereich und/ oder durch die Orientierung der Strukturelemente in einem Flächenbereich und/ oder durch die Form der Strukturelemente in dem jeweiligen Flächenbereich, wie beispielsweise Linien in Form von Geraden, Wellen, Guillochen oder ähnlichem. Diese neue Technik ermöglicht es, Scann- oder Kopierversuche zu verhindern bzw. die gescannten oder kopierten Objekte eindeutig als Reproduktion zu erkennen.
Als Flächenbereiche können beispielsweise auch die inneren Flächen eines Guillochenmusters verwendet werden. Innerhalb dieser Flächen wird dann durch Variation der Winkel, Variation der Linien pro Fläche und/ oder durch Variation der Linienart die Entstehung eines Moiremusters beim Kopieren erzeugt bzw. sichergestellt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Datenträger, insbesondere Wertdokument, mit wenigstens einem durch Strukturelemente (12, 18 ) dargestellten Halbtonbild (10), wobei jedes Struk- turelement eine Grundgeometrie und eine Größe aufweist, wobei die Größe des Strukturelements (12, 18) eine Graustufe des Halbtonbildes (10) repräsentiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbtonbild (10) wenigstens zwei aneinandergrenzende Bereiche (14, 16, 22) aufweist, in denen jeweils eine vorbestimmte Anzahl von Strukturelementen (12, 18) angeordnet ist, wobei die Anzahl der Strukturelemente (12, 18) in wenigstens zwei aneinandergrenzenden Bereichen (14, 16, 22) unterschiedlich ist und/ oder die Strukturelemente (12, 18) in mindestens zwei aneinandergrenzenden Bereichen (14, 16, 22) gegeneinander versetzt angeordnet sind.
2. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Strukturelemente (12, 18) eines oder mehrerer Bereiche (14, 16, 22) eine einheitliche Grundgeometrie aufweisen.
3. Datenträger nach 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Grö- ße der Strukturelemente in einer vorbestimmten symmetrischen Aufweitung ihrer Grundgeometrie besteht.
4. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturelemente (12, 18) Linien sind.
5. Datenträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle das Halbtonbild (10) bildenden Linien (12, 18) wenigstens innerhalb eines Bereiches (14, 16, 22) im wesentlichen in die gleiche Richtung ausgerichtet sind.
6. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linien (12, 18) im wesentlichen senkrecht zur Aufteilung der Bereiche (14, 16, 22) ausgerichtet sind.
7. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Größe eines Strukturelementes (12, 18) innerhalb eines Bereiches (14, 16, 22) einer vorbestimmten Graustufe entspricht.
8. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturelemente (12, 18) innerhalb eines Bereiches (14,16,22) einen Abstand aufweisen, der konstant ist oder sich gemäß einer vorbestimmten Funktion ändert.
9. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbtonbild (10) auf den Datenträger aufgedruckt ist.
10. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger eine Banknote, Ausweiskarte, Chipkarte oder dergleichen ist.
11. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (14, 16, 22) in Spalten angeordnete Streifen mit jeweils einer vorbestimmten Breite sind.
12. Datenträger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß alle Streifen (14, 16, 22) eine gleiche, vorbestirnmte Breite haben.
13. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bereiche (14, 16, 22) eine gleiche Fläche haben.
14. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei wenigstens zwei aneinandergrenzenden Bereichen (14, 16, 22) die Orientierung und/ oder die Grundgeometrie der Strukturelemente (12, 18) voneinander unterscheidet.
15. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Anzahl Strukturelemente (12, 18) so gewählt ist, daß bei Abtastung des Datenträgers mit einem Scanner ein Moiremuster erzeugt wird.
16. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten Bereiche (14, 16, 22) um einen vor- bestirnmten Abstand voneinander beabstandet sind.
17. Datenträger, insbesondere Wertdokument, insbesondere nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, mit wenigstens einem durch ein oder mehrere Strukturelemente (18) dargestellten Bildelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturelemente (18) mittels eine Rasterstruktur bildenden Rasterlinien (20) dargestellt sind.
18. Datenträger nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ra- sterstruktur mittels einer Anzahl von Rasterlinien (20) dargestellt ist, welche innerhalb eines Strukturelementes (18) im wesentlichen parallel sind.
19. Datenträger nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Rasterlinien (20) zwischen wenigstens zwei S rukturelementen (18) unterschiedlich ist.
20. Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers , insbesondere eines Wertdokuments, mit wenigstens einem durch Strukturelemente (12, 18 ), dargestellten Halbtonbild (10), wobei die Strukturelemente eine Grundgeometrie aufweisen und eine vorbestimmte Größe der Strukturelemente (12, 18) eine Graustufe des Halbtonbildes (10) repräsentiert, gekennzeichnet durch fol- gende Schritte:
a) Aufteilen einer Halbtonbildvorlage in wenigstens zwei aneinan- dergrenzende Bereiche (14, 16, 22),
b) Zuordnen einer Anzahl von Strukturelementen (12, 18) zu jedem
Bereich (14, 16, 22), wobei die Anzahl der Strukturelemente (12, 18) in wenigstens zwei aneinandergrenzenden Bereichen (14, 16, 22) unterschiedlich ist,
c) Zuordnen der in einem Bereich vorliegenden Halbtöne zu einem
Strukturelement (12, 18) definierter Größe,
d) Aufbringen des Halbtonbildes des Dokumentes durch Aufbringen der wenigstens zwei Bereiche (14, 16, 22) mit der jeweils zu- geordneten Anzahl von Strukturelementen (12, 18) in den den
Halbtönen entsprechenden Größen.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Struk turelemente insbesondere mit Hilfe des Stahltiefdruckverfahrens aufgedruckt werden.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturelemente mittels einer Anzahl von Rasterlinien aufgebracht werden.
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