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EP2164711A1 - Darstellungsanordnung - Google Patents

Darstellungsanordnung

Info

Publication number
EP2164711A1
EP2164711A1 EP08759341A EP08759341A EP2164711A1 EP 2164711 A1 EP2164711 A1 EP 2164711A1 EP 08759341 A EP08759341 A EP 08759341A EP 08759341 A EP08759341 A EP 08759341A EP 2164711 A1 EP2164711 A1 EP 2164711A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
viewing
image
grid
given
motif image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP08759341A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2164711B1 (de
Inventor
Wittich Kaule
Michael Rahm
Wolfgang Rauscher
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.)
Giesecke and Devrient GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient GmbH filed Critical Giesecke and Devrient GmbH
Publication of EP2164711A1 publication Critical patent/EP2164711A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2164711B1 publication Critical patent/EP2164711B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29—Securities; Bank notes
    • 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
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/23—Identity cards
    • 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
    • B42D25/324—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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44F—SPECIAL DESIGNS OR PICTURES
    • B44F1/00—Designs or pictures characterised by special or unusual light effects
    • B44F1/08—Designs or pictures characterised by special or unusual light effects characterised by colour effects
    • B44F1/10—Changing, amusing, or secret pictures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44F—SPECIAL DESIGNS OR PICTURES
    • B44F7/00—Designs imitating three-dimensional effects
    • B42D2035/20—

Definitions

  • the invention relates to a representation arrangement for security papers, documents of value, electronic display devices or other data carriers for representing one or more predetermined three-dimensional Kör per (s).
  • Data carriers such as valuables or identity documents, but also other objects of value, such as branded articles, are often provided with security elements for the purpose of security, which permit verification of the authenticity of the data carrier and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • Data carriers in the context of the present invention are in particular banknotes, stocks, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality admission tickets, but also other forgery-prone papers, such as passports and other identity documents, credit cards, health cards and product security elements such as labels, seals, packaging and the like.
  • the term "data carrier” in the following includes all such objects, documents and product protection means.
  • the security elements may be in the form of, for example, a security thread embedded in a banknote, a tearing thread for product packaging, an applied security strip, a cover sheet for a banknote with a through opening or a self-supporting transfer element, such as a patch or label after its manufacture is applied to a document of value.
  • Security elements with optically variable elements which give the viewer a different image impression at different viewing angles, play a special role, since they can not be reproduced even with high-quality color copying machines.
  • security elements can be equipped with security features in the form of diffraction-optically active microstructures or nanostructures, such as with conventional embossing holograms or other hologram-like diffraction structures, as described, for example, in the publications EP 0 330 733 A1 or EP 0 064 067 A1.
  • US Pat. No. 5,712,731 A discloses the use of a moire magnification arrangement as a security feature.
  • the security device described therein has a regular array of substantially identical printed microimages of up to 250 ⁇ m in size and a regular two-dimensional array of substantially identical spherical microlenses.
  • the microlens arrangement has essentially the same pitch as the microimage arrangement. If the micro-image arrangement is viewed by the microlens array, then in the areas in which the two arrangements are substantially in register, one or more enlarged versions of the microimages are generated for the viewer.
  • moire magnification thereafter refers to a phenomenon that occurs when viewing a raster of identical image objects through a lenticular grid of approximately the same pitch. As with any pair of similar rasters, this results in a moire pattern, which in this case is magnified and optionally rotated image of the repeated elements of the image grid appears.
  • the present invention seeks to avoid the disadvantages of the prior art and in particular to provide a generictechnischsan extract that offers a lot of leeway in the design of the motif images to be considered.
  • a generic representation arrangement includes a raster image arrangement for displaying a given three-dimensional body, which is given by a body function f (x, y, z)
  • a viewing grid of a plurality of viewing elements for displaying the predetermined body when viewing the motif image using the viewing grid
  • magnification term V (x, y, x m , ym) is either a scalar
  • V (x, y, x m, y m) f Z ⁇ (x 'y' Xn "ym) - ll is connected to the effective distance
  • the vector (d (x, y), C2 (x, y)) with 0 ⁇ c, (x, y), c 2 (x, y) ⁇ 1 indicates the relative position of the center of the viewing elements within the cells of the motif image .
  • the vector (Ci 1 (X 7 Y), d 2 (x, y)) with 0 ⁇ d, (x, y), d 2 (x, y) ⁇ 1 represents a shift of the cell boundaries in the motif image
  • g (x, y) is a mask function for adjusting the visibility of the body.
  • magnification term V can represent either a scalar or a matrix, so that no unique name with lowercase or uppercase letters is possible. In the context, however, it always becomes clear whether a scalar, a matrix, or both alternatives come into question.
  • the invention generally relates to the generation of three-dimensional images and to three-dimensional images with varying image contents when the direction of viewing changes.
  • the three-dimensional images are referred to as body in the context of this description.
  • body refers in particular to sets of points, line systems or patches in three-dimensional space, by which three-dimensional "bodies” are described by mathematical means.
  • more than one value can be considered, from which a value is formed or selected according to rules to be determined becomes. This selection can be made, for example, by specifying an additional characteristic function, as explained below using the example of an opaque body and a transparency step function given in addition to the body function f.
  • the representation arrangement according to the invention contains a raster image arrangement in which a motif (or the predetermined body) appears to float individually or not necessarily as an array in front of or behind the image plane or penetrates it.
  • the illustrated three-dimensional image moves in tilting of the security element, which is formed by the superimposed motif image and the viewing grid in predetermined by the magnification and movement matrix A directions.
  • the motif image is not produced photographically, not even by an exposure grating, but mathematically constructed with a modulo algorithm, whereby a variety of different magnification and motion effects can be generated, which are described in more detail below.
  • the image to be represented consists of individual motifs which are periodically arranged in a grid.
  • the motif image to be viewed through the lenses represents a greatly reduced version of the image to be displayed, with the area associated with each individual motif corresponding at most to approximately one lens cell. Due to the small size of the lens cells, only relatively simple entities can be considered as individual motifs.
  • the illustrated three-dimensional image is generally a single image, and does not necessarily have to be composed of a grid of periodically repeated individual motifs.
  • the three-dimensional image depicted may represent a complex, high-resolution image frame.
  • the name component "moire” is used for embodiments in which the moiré effect is involved, in the use of the name component “modulo” a moiré effect is not necessarily involved.
  • the name component “Mapping” indicates any illustrations, while the name component “Magnifier” indicates that not any illustrations but only enlargements are involved.
  • the expression s mod W represents a reduction of the vector s into the fundamental mesh of the lattice described by the matrix W (the "phase" of FIG Vector s inside the grid W).
  • a transparency step function t (x, y, z) is given, where t (x, y, z) is equal to 1 when the body f (x, y, z) obscures the background at the location (x, y, z) and otherwise equals 0.
  • t x, y, z
  • the smallest value for z.sub.k (x, y, Xm, ym) is taken for which t (x, y, z.sub.k) is not equal to zero in order to view the front of the body from the outside ,
  • the largest value for which t (x, y, z ⁇ ) is not equal to zero can also be taken.
  • a deeply-reversed (pseudoscopic) image emerges, in which the back of the body is viewed from the inside.
  • the values z.sub.k (x, y, Xm, ym) may assume positive or negative values, or be 0, depending on the position of the body with respect to the drawing plane (penetrating behind or in front of the drawing plane or the drawing plane).
  • a generic representation arrangement includes a raster image arrangement for displaying a predetermined three-dimensional body by a height profile with a two-dimensional representation of the body f (x, y) and a height function z (x, y) is given, which contains height / depth information for each point (x, y) of the given body
  • a viewing grid of a plurality of viewing elements for displaying the predetermined body when viewing the motif image using the viewing grid
  • V (x, y) (A (x, y) - I), where the matrix A (x, y) Describes a desired magnification and movement behavior of the given body, and I is the unit matrix,
  • d2 (x, y)) with 0 ⁇ d, (x, y), d 2 (x, y) ⁇ 1 represents a shift of the cell boundaries in the motif image
  • - g (x> y) is eme mask function for adjusting the visibility of the body.
  • This elevation profile model uses a two-dimensional drawing f (x, y) of a body to simplify the calculation of the motif image, wherein an additional z-coordinate z is applied to each point x, y of the two-dimensional image of the body (x, y) indicates height / depth information for that point.
  • the two-dimensional drawing f (x, y) is a brightness distribution (grayscale image), a color distribution (color image), a binary distribution (line drawing) or a distribution of other image characteristics such as transparency, reflectivity, density or the like.
  • the illustrated body moves in this variant when viewed with eye relief in the x-direction and tilting of the array in the x direction in the direction of ⁇ i to the x-axis. When tilting in the y direction, there is no movement.
  • the viewing grid can also be a split screen, cylindrical lens grid or cylinder cavity mirror grid, the unit cell through given with the gap or cylinder axis distance d.
  • the cylindrical lens axis lies in the y-direction.
  • the pattern hereby generated for the print or embossed image to be created behind a lenticular screen W can be viewed not only with the slit diaphragm or cylindrical lens array with axis in the direction ⁇ , but also with a pinhole or lens array
  • ß can be arbitrary.
  • Another variant describes an orthoparallactic 3D effect.
  • Z 1 can be positive or negative or even 0.
  • f j (x, y) is the image function of the j-th intersection, and the transparency step function t j (x, y) equals 1 if the intersection j obscures objects behind it (x, y) and is otherwise equal to 0.
  • the representation arrangement contains
  • a motif image which is divided into a plurality of cells, in each of which imaged areas of the predetermined body are arranged, and
  • a viewing grid of a plurality of viewing elements for displaying the predetermined body when viewing the motif image using the viewing grid
  • the vector (ci (x, y), C2 (x, y)) with 0 ⁇ c, (x, y), c 2 (x, y) ⁇ 1 indicates the relative position of the center of the viewing elements within the cells of the motif image .
  • the vector (di (x, y), d2 (x, y)) with O ⁇ d, (x, y), d 2 (x, y) ⁇ 1 represents a shift of the cell boundaries in the motif image
  • g (x, y) is a mask function for adjusting the visibility of the body.
  • Z j > Z 1-1 lie.
  • fj (x, y) is the image function of the jth section which can indicate a brightness distribution (grayscale image), a color distribution (color image), a binary distribution (line drawing) or other image properties such as transparency, reflectivity, density or the like ,
  • the transparency step function t j (x, y) is equal to 1 if the section j obscures objects lying behind it at the point (x, y) and otherwise equals 0.
  • the viewing grid can also be a split screen or cylinder lens grid with the gap or cylinder axis spacing be d. If the cylindrical lens axis lies in the y direction, the unit cell of the viewing grid is through given.
  • the motif image with a pinhole diaphragm can also be used here.
  • the viewing elements of the viewing grid are preferably arranged periodically or locally periodically, with the local period parameters preferably changing only slowly in relation to the periodicity length in the latter case.
  • the periodicity length or the local periodicity length is preferably between 3 ⁇ m and 50 ⁇ m, preferably between 5 ⁇ m and 30 ⁇ m, particularly preferably between about 10 ⁇ m and about 20 ⁇ m.
  • An abrupt change in the periodicity length is also possible if it was previously kept constant or nearly constant over a length which is large in comparison to the periodicity length, for example for more than 20, 50 or 100 periodicity lengths.
  • the viewing elements can be formed in all aspects of the invention by non-cylindrical microlenses, in particular by microlenses with a circular or polygonal limited base surface, or by elongated cylindrical lenses whose extension in the longitudinal direction more than 250 microns, preferably more than 300 microns, more preferably more than 500 ⁇ m and in particular more than 1 mm.
  • the viewing elements are provided by pinhole apertures, slotted apertures, apertured apertured or slotted apertures, aspherical lenses, Fresnel lenses, GRIN (Gradient Refraction Index) lenses, zonal plates, holographic lenses, concave mirrors, Fresnel mirrors, zone mirrors or other elements focussing or hiding effect formed.
  • the carrier of the image function it is provided that the carrier of the image function
  • the illustrated three-dimensional image has, in advantageous embodiments, no periodicity, ie is a representation of a single 3D motif.
  • the viewing grid and the motif image of the presentation arrangement are firmly connected to one another and thus form a security element with a viewing grid and motif image arranged at a distance one above the other.
  • the motif image and the viewing grid are advantageously arranged on opposite surfaces of an optical spacer layer.
  • the security element may be, in particular, a security thread, a tear thread, a security tape, a security strip, a patch or a label for application to a security paper, value document or the like.
  • the total thickness of the security element is preferably below 50 ⁇ m, preferably below 30 ⁇ m and particularly preferably below 20 ⁇ m.
  • the viewing grid and the motif image of the presentation arrangement are thus attached to one another. arranged at different locations of a data carrier that the viewing grid and the motif image for self-authentication are superimposed and form a security element in the superimposed state.
  • the viewing grid and the motif image can be superimposed in particular by bending, folding, bending or folding the data carrier.
  • the motif image is displayed by an electronic display device and the viewing grid for viewing the displayed motif image is firmly connected to the electronic display device.
  • the viewing grid can also be a separate viewing grid, which can be brought onto or in front of the electronic display device for viewing the displayed motif image.
  • the security element can thus be formed both as a permanent security element by a viewing grid and motif image fixedly connected to one another, as well as by a spatially separated viewing grid and an associated motif image, wherein the two elements form a temporarily present security element when superimposed.
  • Statements in the description about the movement behavior or the visual impression of the security element relate both to firmly connected permanent security elements and to superimposed temporary security elements.
  • the cell boundaries in the motif image may advantageously be spatially independent, so that the vector (di (x, y), d2 (x, y)) occurring in the image function m (x, y) is constant.
  • the cell boundaries in the motif image may also be spatially dependent.
  • the motif image may have two or more subareas with different, each constant cell grid.
  • a location-dependent vector (d 1 (x, y) / d 2 (x, y)) can also be used to define the outline of the cells in the motif image. For example, instead of parallelogram-shaped cells, it is also possible to use cells with a different uniform shape that match one another in such a way that the area of the motif image is filled up completely (tiling of the surface of the motif image).
  • the location-dependent vector (di (x, y), d2 (x, y))
  • the cell shape can be set as desired. As a result, the designer has particular influence on which viewing angles subject jumps occur.
  • the motif image can also be subdivided into different regions, in which the cells each have identical shape, while the cell shapes differ in the different regions. This causes parts of the motif, which are assigned to different areas, to jump at different tilt angles when tilting the security element. If the areas with different cells are large enough that they can be seen with the naked eye, additional visible information can be accommodated in the security element in this way. On the other hand, if the areas are microscopic, ie can only be seen with magnifying aids, additional hidden information can be accommodated in the security element in this way, which can serve as a higher-level security feature.
  • a location-dependent vector (d 1 (x, y), d 2 (x, y)) can also be used to generate cells, all of which are mutually different in shape differ. As a result, it is possible to generate a completely individual security feature that can be tested, for example, by means of a microscope.
  • the mask function g occurring in the image function m (x, y) of all variants of the invention is advantageously identical in many cases. 1.
  • the mask function g is zero in subareas, in particular in edge regions of the cells of the motif image, and then limited the solid angle area under which the three-dimensional image can be seen.
  • the mask function can also describe an image field limitation in which the three-dimensional image is not visible, as explained in more detail below.
  • the relative position of the center of the viewing elements within the cells of the motif image is location-independent, ie the vector (ci (x, y), C2 (x, y)) is constant. In other embodiments, however, it may also be appropriate to make the relative position of the center of the viewing elements within the cells of the motif image location-dependent, as explained in more detail below.
  • the motif image for enhancing the three-dimensional visual impression is filled with Fresnel structures, blazed gratings or other optically active structures.
  • a viewing grid of a plurality of viewing elements for displaying the predetermined bodies when viewing the motif image using the viewing grid
  • I a l21 (x, y, x m , y m ) a l22 (x, y, x m , y m ) J describe the desired magnification and movement behavior of the given body fi and I is the unit matrix,
  • gi (x, y) are mask functions for adjusting the visibility of the body fi.
  • ZiK (X z Y z Xm Z Ym) ie the z coordinate of a common point of the visual line with the body i u , more than one value can be considered, from which a value is formed or selected according to rules to be determined.
  • a transparency step function (characteristic function) ti (x, y, z) may be given, where ti (x, y, z) is equal to 1 when the body fi (x, y, z) at the location (x, y, z) obscures the background and otherwise equals 0.
  • the values Zi ⁇ (x, y, Xm, ym) may, depending on the position of the body in relation to the plane of the drawing (penetrating behind or in front of the drawing plane or the drawing plane), either assume positive or negative values or be zero.
  • ti (x, y, z) is equal to 1 when the body fi (FIG. x, y, z) obscures the background at the location (x, y, z) and otherwise equals 0.
  • the smallest value for Zi ⁇ (x, y, Xm, ym) for which ti (x, y, z ⁇ ) is not equal to zero is the body front side of the body to look at fi from the outside.
  • the largest value can also be taken for which ti (x, y, z ⁇ ) is not equal to zero in order to view the body back of the body fi from the inside.
  • a depiction arrangement according to a fifth aspect of the invention corresponding to the elevation profile model of the second aspect of the invention contains a raster image arrangement for depicting a plurality of predefined objects.
  • a viewing grid of a plurality of viewing elements for displaying the predetermined bodies when viewing the motif image using the viewing grid
  • magnification terms Vi (x, y) are either scalars
  • each a desired magnification describe the behavior and movement behavior of the given body fi and I is the unit matrix
  • a representation arrangement according to a sixth aspect of the invention corresponding to the sectional plane model of the third aspect of the invention comprises a raster image arrangement for representing a plurality (N ⁇ l) of the invention.
  • a viewing grid of a plurality of viewing elements for displaying the predetermined bodies when viewing the motif image using the viewing grid
  • m (x, y) F (h u, u h, ..., h ln ⁇ , h 2], h 22, ... h 2ni, ..., h m, h N2, ..., h NnN ) / with the descriptive functions
  • Zi j is minimum or maximum
  • 2 described and in the matrix W w 22.
  • the vectors (dii (x, y), di2 (x, y)) with O ⁇ (I 11 (X, y), d l2 (x, y) ⁇ 1 represent respectively a shift of the cell boundaries in the motif image
  • gi j (x, y) are mask functions for adjusting the visibility of the body fi.
  • All embodiments made in the first three aspects of the invention for individual bodies f also apply to the plurality of bodies U of the more general raster image arrangements of the fourth to sixth aspects of the invention.
  • at least one (or all) of the descriptive functions of the fourth, fifth or sixth aspect of the invention may be designed as indicated above for the image function m (x, y) of the first, second or third aspect of the invention.
  • the raster image arrangement represents a change picture, a motion picture or a morph picture.
  • the mask functions gi or gi j can in this case in particular define a strip-like or checkerboard-like change of the visibility of the body fi.
  • An image sequence can advantageously take place when tilting along a predetermined direction; in this case it is useful to use stripe-like mask functions gi and g ,, respectively, ie mask functions which are nonzero for each i only in a strip traveling within the unit cell. In the general case, however, it is also possible to select mask functions which allow a sequence of images to take place by means of curved, meandering or spiral tilting movements.
  • the invention While in alternating images (tilt images) or other motion pictures ideally only one three-dimensional image is simultaneously visible, the invention also includes designs in which for the viewer two or more three-dimensional images (body) fi are visible at the same time.
  • the master function F advantageously represents the sum function, the maximum function, an OR link, an XOR link or another logical link.
  • the motif image is present in particular in an embossed or printed layer.
  • the security element has in all aspects an opaque cover layer for covering the raster image arrangement by area.
  • This cover layer is advantageously in the form of patterns, characters or codes before and / or has recesses in the form of patterns, characters or codes.
  • the spacer layer may comprise, for example, a plastic film and / or a lacquer layer.
  • the permanent security element itself in all aspects of the invention preferably represents a security thread, a tear thread, a security strip, a security strip, a patch or a label for application to a security paper, document of value or the like.
  • the security element can form a transparent or recessed area Span the disk. Different appearances can be realized on different sides of the data carrier. Also two-sided designs come into question, in which both sides of a motif image viewing grid are arranged.
  • the raster image arrangements according to the invention can be combined with other security features, for example with diffractive structures, with hologram structures in all variants, metallized or non-metallized, with sub-wavelength structures, metallized or non-metallized, with subwavelength gratings, with layer systems which show a color change on tilting, semitransparent or opaque , with diffractive optical elements, with refractive optical elements, such as prism beam shaper, with special hole shapes, with safety features with specifically adjusted electrical conductivity, with incorporated materials with magnetic coding, with substances with phosphorescent, fluorescent or luminescent effect, with safety features based on liquid crystals, with matt structures, with micromirrors, with elements with a louvre effect or with sawtooth structures.
  • Further security features with which the inventive grid tersentan angelen can be combined, are given in the document WO 2005/052650 A2 on pages 71 to 73; These are included in the present description.
  • the image contents of individual cells of the motif image can be interchanged with one another after the determination of the image function m (x, y).
  • the invention also includes methods for producing the representational arrangements according to the first to sixth aspects of the invention, in which a motif image is calculated from one or more predetermined three-dimensional bodies.
  • a motif image is calculated from one or more predetermined three-dimensional bodies.
  • the procedure and the required mathematical relationships for the general perspective, the height profile model and the sectional plane model have already been indicated above and are also explained in more detail by the following exemplary embodiments.
  • the size of the motif picture elements and the viewing elements is within the scope of the invention typically about 5 to 50 microns, so that the influence of modulo magnification on the thickness of the security elements can be kept low.
  • the production of such small lens arrays and such small images is described for example in the document DE 10 2005 028162 A1, the disclosure of which is incorporated in the present application in this respect.
  • a typical procedure is as follows: For the production of microstructures (microlenses, micromirrors, microimage elements), techniques of semiconductor structuring can be used, for example photolithography or electron beam lithography.
  • a particularly suitable method is to expose the structures in photoresist by means of a focused laser beam. Subsequently, the structures, which may have binary or more complex three-dimensional cross-sectional profiles, are exposed with a developer.
  • laser ablation can be used.
  • the original obtained in one of these ways can be further processed into a stamping tool with the aid of which the structures can be duplicated, for example, by embossing in UV varnish, thermoplastic embossing or by the microtip printing technique described in document WO 2008/00350 A1.
  • the latter technique is a micro-gravure technique that combines the advantages of printing and embossing technologies. Details of this micro-gravure printing process and the associated advantages can be found in the publication WO 2008/00350 A1, the disclosure content of which is incorporated in the present application in this respect.
  • embossed with metal stamping structures coloring by metallic nanostructures, embossing in colored UV varnish, micro gravure printing according to the document WO 2008/00350 Al, coloring the embossed structures and then scraping the embossed film, or the method described in German Patent Application 10 2007062089.8 for the selective transfer of an imprint material to elevations or depressions of an embossed structure.
  • the subject image may be written directly into a photosensitive layer with a focused laser beam.
  • the microlens array can also be made by laser ablation or grayscale lithography. Alternatively, a binary exposure can be carried out, wherein the lens shape is formed only later by melting of the photoresist ("thermal reflow") .On the original, as in the case of the microstructure array, an embossing tool can be produced with the aid of which mass production can take place, for example by embossing in UV varnish or thermoplastic embossing.
  • the size of the images and lenses to be inserted is about 50 up to 1000 ⁇ m.
  • the motif images to be introduced can be printed in color using conventional printing methods, such as offset printing, gravure printing, letterpress printing, screen printing, or digital printing methods, such as ink jet printing or laser printing.
  • the modulo-magnifier principle or modulo-mapping principle according to the invention can also be used in the case of three-dimensional computer and television Images that are generally displayed on an electronic display device.
  • the size of the images to be introduced and the size of the lenses in the lens array to be mounted in front of the screen in this case is about 50 to 500 microns.
  • the screen resolution should be at least an order of magnitude better, so that high-resolution screens are required for this application.
  • the invention also includes a security paper for the production of security or value documents, such as banknotes, checks, identity cards, documents or the like, with a representation arrangement of the type described above.
  • the invention further includes a data carrier, in particular a branded article, a value document, a decorative article, such as a package, postcards or the like with a representation arrangement of the type described above.
  • the viewing grid and / or the motif image of the presentation arrangement can be arranged over the entire surface, on partial surfaces or in a window region of the data carrier.
  • the invention also relates to an electronic display device having an electronic display device, in particular a computer or television screen, a control device and a display device of the type described above.
  • the control device is designed and configured to display the motif image of the display device on the electronic display device.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a banknote with an embedded security thread and a glued transfer element
  • FIG. 3 schematically shows a side view of a body to be displayed in space, which is to be shown in perspective in a scene image plane, and
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a banknote 10, which is provided with two security elements 12 and 16 according to embodiments of the invention.
  • the first security element represents a security thread 12 that emerges in certain window regions 14 on the surface of the banknote 10 while it is embedded in the intervening areas inside the banknote 10.
  • the second security element is formed by a glued transfer element 16 of any shape.
  • the security element 16 can also be designed in the form of a cover film, which is arranged over a window area or a through opening of the banknote.
  • the security element may be designed for viewing in supervision, review or viewing both in supervision and in review.
  • Both the security thread 12 and the transfer element 16 may include a modulo magnification arrangement according to an embodiment of the invention.
  • the mode of operation and the production method according to the invention for such arrangements will be described in more detail below with reference to the transfer element 16.
  • the transfer element 16 includes a carrier 20 in the form of a transparent plastic film, in the embodiment of an approximately 20 micron thick polyethylene terephthalate (PET) - film.
  • the upper side of the carrier film 20 is provided with a grid-like arrangement of microlenses 22 which form on the surface of the carrier film a two-dimensional Bravais grid with a preselected symmetry.
  • the Bravais lattice may have hexagonal lattice symmetry.
  • other, in particular lower symmetries and thus more general forms, such as the symmetry of a parallelogram grating are also possible.
  • the spacing of adjacent microlenses 22 is preferably chosen as small as possible in order to ensure the highest possible area coverage and thus a high-contrast representation.
  • the spherically or aspherically configured microlenses 22 preferably have a diameter between 5 .mu.m and 50 .mu.m and in particular a diameter between only 10 .mu.m and 35 .mu.m and are therefore not visible to the naked eye. It is understood that in other designs, larger or smaller dimensions come into question.
  • the microlenses can have a diameter of between 50 ⁇ m and 5 mm for decorative purposes, while dimensions of less than 5 ⁇ m can also be used for modulo magnification arrangements which can only be deciphered with a magnifying glass or a microscope.
  • a motif layer 26 is arranged, which contains a divided into a plurality of cells 24 motif image with Motivlag- elements 28.
  • the optical thickness of the carrier film 20 and the focal length of the microlenses 22 are coordinated so that the motif layer 26 is located approximately at a distance of the lens focal length.
  • the carrier film 20 thus forms a optical spacer layer, which ensures a desired, constant distance of the microlenses 22 and the motif layer 26 with the motif image.
  • FIG. 3 shows very diagrammatically a side view of a body 30 in space, which is to be shown in perspective in the motif image plane 32, which is also referred to below as the drawing plane.
  • the body 30 is generally described by a body function f (x, y, z) and a transparency step function t (x, y, z), where the z-axis is perpendicular to the plane of the drawing spanned by the x and y axes 32 stands.
  • the body function f (x, y, z) indicates a characteristic property of the body at the point (x, y, z), for example a brightness distribution, a color distribution, a binary distribution or other body properties, such as transparency, reflectivity, density or similar. In general, therefore, it can represent not only a scalar function but also a vector-valued function of the location coordinates x, y and z.
  • the transparency step function t (x, y, z) is equal to 1 if the body obscures the background at the point (x, y, z) and is otherwise, ie in particular if the body is at the point (x, y, z).
  • y, z) is transparent or absent, equal to 0.
  • the three-dimensional image to be displayed may comprise not only a single object but also a plurality of three-dimensional objects which need not necessarily be related.
  • body used in this description is used in the sense of any three-dimensional structure and includes structures with one or more separate three-dimensional objects.
  • the arrangement of the microlenses in the lens plane 34 is described by a two-dimensional Bravais grating whose unit cell is indicated by vectors wi and W2 (with the components w,, w 21 and w n , W 11, respectively).
  • the unit cell may be indicated in matrix form by a lenticular array W:
  • the lenticular matrix W is often referred to simply as a lens matrix or lenticular array hereinafter.
  • the term pupil plane is also used below.
  • the positions x m , y m in the pupil plane designated below as pupil positions represent the grid points of the W grid in the lens plane 34.
  • lens plane 34 instead of lenses 22, it is also possible, for example, to use pinholes on the principle of the pinhole camera.
  • lenses and imaging systems such as aspherical lenses, cylindrical lenses, slit diaphragms, mirrored apertured or slit diaphragms, Fresnel lenses, GRIN lenses (Gradient Refraction Index), zone plates (diffractive lenses), holographic lenses, concave mirrors, Fresnel mirrors, zone mirrors and other elements with focussing or also fading effect, can be used as viewing elements in the viewing grid.
  • elements with focussing effect are used as viewing elements in the viewing grid.
  • elements with ausblendender effect are used as viewing elements in the viewing grid.
  • the observer gazes through the motif image which in this case is partially transparent, onto the underlying mirror array and sees the individual small mirrors as bright or dark points from which the image to be displayed is built.
  • the motif image is generally so finely structured that it can only be seen as a veil.
  • the formulas described for the relationships between the image to be displayed and the motif image apply, even if this is not mentioned in detail, not only for lenticular, but also for mirror grid. It is understood that in the inventive use of concave mirrors in place of the lens focal length, the mirror focal length occurs.
  • the viewing direction from below is to be considered in FIG. 2, and in FIG. 3 the planes 32 and 34 are interchanged with one another in the case of the mirror array arrangement.
  • the description of the invention is based on lens grids, which are representative of all other viewing grids used in the invention.
  • e denotes the lens focal length (in general, the lens data and the refractive index of the medium between the lens grid and the motif grid are taken into account in the effective distance e).
  • a point (x ⁇ , y ⁇ , z ⁇ ) of the body 30 in space is projected in perspective in the plane of the drawing 32 with the pupil position (x m , y m , 0).
  • the motif image in the motif plane 32 which generates a representation of the desired body when viewed through the lenticular grid W arranged in the lens plane 34, is represented by an image function m (x , y), which according to the invention is given by:
  • the vector (ci, C 2 ), which in the general case can be location-dependent, that is by (ci (x, y), c 2 (x, y)) with 0 ⁇ c, (x, y), c 2 (x , y) ⁇ 1, indicates the relative position of the center of the viewing elements within the cells of the motif image.
  • the coefficients of A are chosen such that the raster image arrangement represents the predetermined body.
  • the height profile is based on a two-dimensional drawing f (x, y) of a body, for each point x, y of the two-dimensional image of the body an additional z-coordinate z (x, y ) indicates how far this point in the real body is from the drawing plane 32.
  • z (x, y) can assume both positive and negative values.
  • Fig. 4 (a) shows a two-dimensional representation 40 of a cube in central projection, wherein at each pixel (x, y) a gray value f (x, y) is given.
  • the two-dimensional representation f (x, y) can also be a fantasy image; what is important is that each pixel has a height in addition to the gray (or more general color, transparency, reflectivity, density, etc.) information - / depth information z (x, y) is assigned.
  • Such a height representation 42 is shown schematically in gray coding in FIG. 4 (b), whereby pixels of the cube lying in front are shown in white and pixels in the background in gray or black.
  • FIG. 4 (c) shows the computation function m (x, y) of the motif image 44 calculated in this way, and the matching scaling when viewed with a lenticular grid the representation of a behind the plane of three-dimensional appearing cube generated.
  • magnification and motion matrix A (x, y) in the general case by
  • the height functions z; i (x, y) and Z2 (x, y) of the displayed body merge into one another.
  • the consideration is also possible with a suitable cylindrical lens grid, for example with a split screen or cylindrical lens grid, the unit cell through given with the gap or cylinder axis distance d, or with a fd O ⁇
  • Aperture or lens array with W with d 2 , ß arbitrary.
  • the pattern hereby generated for the print or embossed image to be created behind a lenticular screen W can be viewed not only with the slit diaphragm or cylindrical lens array with axis in the direction ⁇ , but also with a pinhole or lens array
  • W , where d 2 , ß can be arbitrary.
  • the arrangement has an orthoparallactic 3D effect, in which the body, in conventional observation (eye distance direction in x-axis), Direction) and when tilting the arrangement in the x-direction perpendicular to the x-axis moves.
  • the body When rotated by 90 ° viewing (eye distance direction in y-direction) and tilting the arrangement in the y-direction, the body moves in the direction of ⁇ 2 to the x-axis.
  • a three-dimensional effect comes about here in normal observation (eye distance direction in x-direction) only by movement.
  • j 1
  • the A, matrix must then be chosen such that the upper left coefficient is equal to z ⁇ / e.
  • f j (x, y) is the image function of the jth section, which is a brightness distribution (grayscale image), a color distribution (color image), a binary distribution (line drawing) or other image properties, such as transparency, reflectivity, density or the like , can specify.
  • the transparency step function t, (x, y) is equal to 1 if the section j obscures underlying objects at the point (x, y) and is otherwise equal to 0.
  • a woodcut or copper engraving 3D image is obtained, for example, if the sections f j , t j are described by several function values in the following way:
  • magnification and motion matrix is given by. In all viewing directions, all eye distance directions, and when rotating the assembly, the depth remains unchanged.
  • a change factor k other than 0 is specified so that the magnification and motion matrix A j is the shape
  • the depth impression of the illustrated body changes by the change factor k.
  • a change factor k other than 0 and two angles ⁇ i and ⁇ 2 are given, so that the magnification and motion matrix A 1 is the
  • the body moves in the direction ⁇ i to the x-axis, rotated by 90 ° (eye distance direction in y-direction) and tilting of the arrangement in y- direction.
  • Direction is moving the body in the direction of ⁇ j> 2 to the x-axis and is stretched by the factor k in the depth dimension.
  • the consideration is also possible with a suitable cylindrical lens grid, for example with a split screen or cylindrical lens grid, the unit cell through given with the gap or cylinder axis distance d.
  • magnification and motion matrix Aj is the shape
  • the vertical tilting tilts the body in the direction of ⁇ to the x-axis.
  • the body shown always moves independently of the tilt direction in the direction ⁇ i to the x-axis.
  • the image function m (x, y) is generally given by x.
  • m (x, y) f
  • the magnification term V (x, y) is generally a matrix
  • V (x, y) Desired enlargement and movement behavior of the given body 15 describes and I is the unitary matrix.
  • the magnification term is a scalar
  • the vector (ci (x, y), C2 (x, y)) with 0 ⁇ c, (x, y), c 2 (x, y) ⁇ 1 gives the relative position of the center of the observation elements within the Cells of the motif image.
  • the vector d2 (x, y)) Mito ⁇ d (x, y), d 2 (x, y) ⁇ 1 illustrates a shift of the cell boundaries in the motif image
  • g (x, y) is a mask function for adjusting the visibility of the body.
  • an angle constraint may be desirable when viewing the motif images, i.
  • the illustrated three-dimensional image should not be visible from all directions or even be recognized only in a small solid angle range.
  • Such an angle limitation may be particularly advantageous in combination with the alternating images described below, since the switching over from one motif to another is generally not simultaneously perceived by both eyes. This can lead to an unwanted double image being seen as a superimposition of adjacent image motifs during the switchover. If, however, the individual images are bordered by an edge of suitable width, such a visually undesirable overlay can be suppressed.
  • mask functions can also define areas in which the three-dimensional image is not visible as a field constraint.
  • the embodiments with adjacent images mentioned below can be described by such macroscopic mask functions.
  • a masking function for image field limitation is given by 1 in areas where the 3D image should be visible
  • the vector (d 1 (x, y) / d 2 (x, y)) was identical to zero, the cell boundaries were uniformly distributed over the entire area. In some embodiments, however, it may also be advantageous to shift the grid of the cells in the motif plane in a location-dependent manner in order to achieve special optical effects when changing the viewing direction.
  • the image function m (x, y) is then in the form
  • the vector (C 1 (x, y), C 2 (x, y)) may also be a function of the location.
  • the image function m (x, y) is then in the form with 0 ⁇ c, (x, y), c 2 (x, y) ⁇ 1.
  • the vector (d 1 (x, y) / d 2 (x, y)) not equal to zero and the motion matrix A (x, y) be location-dependent, so that for g ⁇ 1 the following general results:
  • the vector (c; ⁇ (x, y), C2 (x, y)) describes the position of the cells in the motif image plane relative to the lens array W, wherein the raster of the lens centers can be considered as the reference point set. If the vector (C 1 (x, y), C 2 (x, y)) is a function of the location, this means that changes in (C 1 (x, y), C 2 (x, y)) are in one Changing the relative positioning between the cells in the scene image plane and the lenses, which leads to fluctuations in the periodicity of the motif picture elements.
  • a location dependency of the vector (ci (x, y), C2 (x, y)) can be advantageously used if a film web is used which carries a lens embossing on the front side with a homogeneous homogeneous pattern W. If a modulo magnification arrangement with location-independent (C 1 (X 1), C 2 (x, y)) is imprinted on the rear side, it is left to chance, under which viewing angles one recognizes which features, if no exact registration between foreground and and backside embossing is possible.
  • the three-dimensional image should not only be visible when viewed through a normal hole / lenticular grid, but also when viewed through a slit grid or cylindrical lens grid, wherein a three-dimensional image can be given in particular a non-periodically repeating individual image.
  • the slit or cylindrical lens grid is described by:
  • the matching matrix A with no magnification or distortion in the y-direction, is then:
  • the matrix (A-1) in the relationship (A-1) W acts only on the first row of W, so that W can represent an infinitely long cylinder.
  • Cell W fits, and is so large that the pattern to be created in the cells does not show complete coherent images.
  • the pattern produced in this way can not be used only with the slit or cylindrical lens
  • Array W view, but also with a pinhole
  • the modulo magnification arrangement usually represents a single three-dimensional image (body) when viewed.
  • the invention also encompasses configurations in which several three-dimensional images are displayed simultaneously or alternately.
  • the three-dimensional images can in particular have different movement behavior when tilting the arrangement.
  • three-dimensional images shown in alternation these can merge into one another in particular when tilting the arrangement.
  • the different images can be independent of each other or content related to each other and represent, for example, a movement.
  • the image function m (x, y) is then generally given by
  • the vectors (c ⁇ (x, y), Ci2 (x, y)) with 0 ⁇ c ,, (x, y), c l2 (x, y) ⁇ 1 give the relative position of the center of the body for the body fi Viewing elements within the cells i of the motif image.
  • the vectors (dn (x, y), di2 (x, y)) with O ⁇ d ,, (x, y), dl2 (x, y) ⁇ 1 represent respectively a shift of the cell boundaries in the motif image, and gi ( X / y) are mask functions for adjusting the visibility of the body fi.
  • a simple example of multi-dimensional image (body) designs is a simple tilt image in which two three-dimensional bodies fi ( ⁇ , y) and f2 ( ⁇ , y) alternate as the security element is tilted in a similar manner. Under which viewing angles the change between the two bodies takes place is defined by the mask functions g ⁇ and g2. In order to prevent - even at observation with only one eye - both images can be seen simultaneously, the carriers of the functions g ⁇ and g2 are chosen disjointly.
  • Master function F is the sum function. This results in the image function of the motif image m (x, y):
  • the boundaries between the image areas in the motif image have been set at 0.5, so that the area sections belonging to the two images f and / 2 are the same size.
  • the limits can be chosen arbitrarily in the general case.
  • the location of the borders determines the solid angle ranges from which the two three-dimensional images can be seen.
  • the images shown can also alternate in strips, for example by using the following mask functions: w u , w 21 ) + t 2 (w 12 , w 22 ) with 0 ⁇ t, ⁇ 0.5 and X 1
  • a change of image information occurs when the security element is tilted along the direction indicated by the vector (w n , W 21 ), whereas tilting along the second vector (w 12 , W 22 ) results in no image change.
  • the border was chosen at 0.5, ie the area of the motif image was divided into strips of equal width, which alternately contain the information of the two three-dimensional images.
  • the boundary between the stripes can of course be arbitrarily set.
  • modulo-morphing or modulo-cinema the various three-dimensional images are directly related, wherein in the case of modulo morphing, a starting image is transformed into a final image over a defined number of intermediate stages, and preferably simple sequences of motion are displayed in the modulo-cinema become.
  • the three-dimensional images are in the elevation profile model through images
  • the stripe width can be selected irregularly.
  • linear tilting movement it is expedient to retrieve the image sequence by tilting along one direction (linear tilting movement), this is not absolutely necessary.
  • the morphing or movement effects can also be played, for example, by meander-shaped or spiral-shaped tilting movements.
  • the relative phase of each displayed image can be set individually, as expressed by the coefficients Ci j in the general formula for m (x, y).
  • the relative phase controls in which viewing directions the motifs can be recognized. If, for the sake of simplicity, the unit function is selected for the mask functions gi, the cell boundaries in the motif image are not spatially dependent, and if the master function F is the sum function, then a series of superimposed three-dimensional images f ,:
  • the use of the sum function as a master function corresponds to an addition of the gray, color, transparency or density values depending on the character of the image function f, the resulting image values typically being set to the maximum value when the maximum value range is exceeded.
  • functions other than the sum function for the master function F for example an OR link, an exclusive-OR (XOR) link or the maximum function.
  • functions other than the sum function for the master function F for example an OR link, an exclusive-OR (XOR) link or the maximum function.
  • Other possibilities are to select the signal with the lowest value of function or, as above, to form the sum of all function values meeting at a certain point. If there is a maximum upper limit, for example the maximum exposure intensity of a laser exposure, then one can cut off the sum at this maximum value.
  • All embodiments discussed in the context of this description can also be arranged side by side or in one another, for example as exchangeable images or as superimposed images.
  • the boundaries between The image parts do not have to run in a straight line, but can be designed as desired. In particular, the boundaries may be chosen to represent the outlines of symbols or lettering, patterns, shapes of any kind, plants, animals or humans.
  • the juxtaposed or nested image parts are considered in preferred embodiments with a uniform lens array.
  • the magnification and movement matrix A of the different image parts may also differ, for example in order to allow specific movement effects of the individual magnified motifs. It may be advantageous to control the phase relationship between the image parts so that the enlarged motifs appear at a defined distance from each other.
  • the microstructure plane can be calculated to render a three-dimensional object when viewed using a lenticular grid. This is basically based on the fact that the magnification factor is location-dependent, which means that the motive fragments in the different cells can have different sizes.
  • This three-dimensional appearance can be enhanced by filling surfaces of different inclinations with blazed gratings whose parameters differ from each other.
  • a blaze grating is defined by specifying the parameters azimuth angle ⁇ , period d and slope a.
  • Fresnel structures for the visual appearance of a three-dimensional structure is the Reflection of the incident light at the surface of the structure crucial. Since the volume of the body is not critical to this effect, it can be eliminated using a simple algorithm. Round surfaces can be approximated by a large number of small flat surfaces.
  • the period d of the saw teeth is sufficiently large in order to largely avoid the formation of colored diffraction effects.
  • This development of the invention is thus based on combining two methods for generating three-dimensional structures with one another: location-dependent magnification factor and filling with Fresnel structures, blazed gratings or other optically active structures, such as sub-wavelength structures.
  • each of the three sides is assigned a blaze grating, which differ in their azimuth angle.
  • the azimuth angles are 0 °, 120 ° and 240 °.
  • All surface areas representing side 1 of the pyramid are equipped with the blaze grating with azimuth 0 ° - regardless of their size defined by the location-dependent A matrix.
  • pages 2 and 3 of the pyramid are used: they are filled with blaze gratings with azimuth angle 120 ° (page 2) or 240 ° (page 3).
  • Another possibility is the use of light-absorbing structures. Instead of blaze grids, it is also possible to use structures that not only reflect light, but also absorb it to a greater extent. This is usually the case when the aspect ratio depth / width (period or quasi-period) is relatively high, for example 1/1 or 2/1 or higher.
  • the period or quasi-period can range from sub-wavelength structures to microstructures - this also depends on the size of the cells. How dark a surface should appear can be regulated, for example, via the surface density of the structures or the aspect ratio. Surfaces of different inclinations can be assigned structures with different absorption properties.
  • the lens elements or generally the viewing elements
  • the lens elements need not be arranged in the form of a regular grid, but may be distributed at random in the space with different distances.
  • the motif image designed for viewing with such a general viewing element arrangement can then no longer be described in the modulo notation, but is the following relationship
  • prxY R 3 -> R 2
  • pr ⁇ (x, y, z) (x, y) is the projection on XY plane
  • X A ( ⁇ ) ⁇ [ n 0 otherwise and the lattice lattice W - ⁇ w,, w 2 , w 3 , ... ⁇ is given by any discrete subset of R 3 .

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Darstellungsanordnung für Sicherheitspapiere, Wertdokumente, elektronische Anzeigeeinrichtungen oder andere Datenträger, mit einer Rasterbildanordnung zur Darstellung eines vorgegebenen dreidimensionalen Körpers (30), der durch eine Körperfunktion f(x, y, z) gegeben ist, mit einem Motivbild, das in eine Mehrzahl von Zellen (24) eingeteilt ist, in denen jeweils abgebildete Bereiche des vorgegebenen Körpers (30) angeordnet sind, einem Betrachtungsraster (22) aus einer Mehrzahl von Betrachtungselementen zur Darstellung des vorgegebenen Körpers (30) bei der Betrachtung des Motivbilds mithilfe des Betrachtungsrasters (22), wobei das Motivbild mit seiner Einteilung in eine Mehrzahl von Zellen (24) eine Bildfunktion m(x, y) aufweist, die gegeben ist durch Formel (I) mit (II) und (III).

Description

Darstellungsanordnung
Die Erfindung betrifft eine Darstellungsanordnung für Sicherheitspapiere, Wertdokumente, elektronische Anzeigeeinrichtungen oder andere Datenträger zur Darstellung eines oder mehrerer vorgegebener dreidimensionaler Kör per (s).
Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertge- genstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des Datenträgers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Datenträger im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, Kreditkarten, Gesundheitskarten sowie Produktsicherungselemente wie Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen. Der Begriff „Datenträger" schließt im Folgenden alle derartigen Gegenstände, Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.
Die Sicherheitselemente können beispielsweise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens, eines Aufreißfadens für Produktverpackungen, eines aufgebrachten Sicherheitsstreifens, einer Abdeckfolie für eine Banknote mit einer durchgehenden Öffnung oder eines selbsttragenden Transferelements ausgebildet sein, wie etwa einem Patch oder einem Etikett, das nach seiner Herstellung auf ein Wertdokument aufgebracht wird.
Eine besondere Rolle spielen Sicherheitselemente mit optisch variablen Elementen, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln, da diese selbst mit hochwertigen Farbkopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicher- heitselemente können dazu mit Sicherheitsmerkmalen in Form beugungsoptisch wirksamer Mikro- oder Nanostrukturen ausgestattet werden, wie etwa mit konventionellen Prägehologrammen oder anderen hologrammähnlichen Beugungsstrukturen, wie sie beispielsweise in den Druckschriften EP 0 330 733 Al oder EP 0 064 067 Al beschrieben sind.
Aus der Druckschrift US 5 712731 A ist die Verwendung einer Moire- Vergrößerungsanordnung als Sicherheitsmerkmal bekannt. Die dort beschriebene Sicherheitsvorrichtung weist eine regelmäßige Anordnung von im Wesentlichen identischen gedruckten Mikrobildern mit einer Größe bis zu 250 μm auf sowie eine regelmäßige zweidimensionale Anordnung von im Wesentlichen identischen sphärischen Mikrolinsen. Die Mikrolinsenanord- nung weist dabei im Wesentlichen dieselbe Teilung wie die Mikrobildanordnung auf. Wird die Mikrobildanordnung durch die Mikrolinsenanord- nung betrachtet, so werden in den Bereichen, in denen die beiden Anordnungen im Wesentlichen im Register stehen, für den Betrachter eine oder mehrere vergrößerte Versionen der Mikrobilder erzeugt.
Die prinzipielle Funktionsweise derartiger Moire-Vergrößerungsanord- nungen ist in dem Artikel „The moire magnifier", M.C. Hutley, R. Hunt, R. F. Stevens and P. Savander, Pure Appl. Opt. 3 (1994), pp. 133-142, beschrieben. Kurz gesagt, bezeichnet Moire- Vergrößerung danach ein Phänomen, das bei der Betrachtung eines Rasters aus identischen Bildobjekten durch ein Linsenraster mit annähernd demselben Rastermaß auftritt. Wie bei jedem Paar ähn- licher Raster ergibt sich dabei ein Moiremuster, das in diesem Fall als vergrößertes und gegebenenfalls gedrehtes Bild der wiederholten Elemente des Bildrasters erscheint. Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere, eine gattungsgemäße Darstellungsanordnung anzugeben, die einen großen Spielraum bei der Gestaltung der zu betrachtenden Motivbilder bietet.
Diese Aufgabe wird durch die Darstellungsanordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Ein Sicherheitspapier sowie ein Datenträger mit solchen Darstellungsanordnungen sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung enthält eine gattungsgemäße Darstellungsanordnung eine Rasterbildanordnung zur Darstellung eines vorgegebenen dreidimensionalen Körpers, der durch eine Körperfunktion f(x,y,z) gegeben ist, mit
einem Motivbild, das in eine Mehrzahl von Zellen eingeteilt ist, in denen jeweils abgebildete Bereiche des vorgegebenen Körpers angeordnet sind,
einem Betrachtungsraster aus einer Mehrzahl von Betrachtungselementen zur Darstellung des vorgegebenen Körpers bei der Betrachtung des Motivbilds mithilfe des Betrachtungsrasters,
- wobei das Motivbild mit seiner Einteilung in eine Mehrzahl von Zellen eine Bildfunktion m(x,y) aufweist, die gegeben ist durch
yK J = I I + F(x,y,xm,ym)- M + wd(x,y) modW - wd(x,y)- wc(x,y)
die Einheitszelle des Betrachtungsrasters durch Gitterzellenvektoren
wi = 11 I und W2 = 12 beschrieben und in der Matrix W = w 21 / w 22.
W|2 zusammengefasst ist, und xm und ym die Gitterpunkte des
,W21 ^22. W-Gitters bezeichnen,
der Vergrößerungsterm V(x,y, xm,ym) entweder ein Skalar
V(x,y, xm,ym) = fZκ(x'y'Xn"ym) - ll ist, mit dem effektiven Abstand
des Betrachtungsrasters vom Motivbild e, oder eine Matrix V(X/V/ Xm,ym) =(A(x,y, xm,ym) - I) ist, wobei die Matrix
A, Λ fail(x'y5 χ m>ym) ^12(X-Y-X1111Y1n)") . ..
A(x,y,xm,ym)= ein gewünschtes
(,a21(x,y,xm,yj a22(x,y,xmJyra)J
Vergrößerungs- und Bewegungsverhalten des vorgegebenen Körpers beschreibt und I die Einheitsmatrix ist,
der Vektor (d(x,y), C2(x,y)) mit 0 < c, (x,y),c2 (x,y) < 1 die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen des Motivbilds angibt , der Vektor (Ci1(X7Y), d2(x,y)) mit 0 < d, (x, y), d2 (x, y) < 1 eine Verschiebung der Zellengrenzen im Motivbild darstellt, und
g(x,y) eine Maskenfunktion zur Einstellung der Sichtbarkeit des Kör- pers ist.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden, soweit möglich, Skalare und Vektoren mit Kleinbuchstaben, Matrizen mit Großbuchstaben bezeichnet. Auf Pfeilsymbole zur Kennzeichnung von Vektoren wurde der übersichtlicheren Darstellung halber verzichtet. Darüber hinaus ist es für den Fachmann aus dem Zusammenhang in der Regel klar, ob eine auftretende Größe einen Ska- lar, einen Vektor oder eine Matrix darstellt, oder ob mehrere dieser Möglichkeiten in Betracht kommen. Beispielsweise kann der Vergrößerungsterm V entweder einen Skalar oder eine Matrix darstellen, so dass keine eindeutige Bezeichnung mit Klein- oder Großbuchstaben möglich ist. Im jeweiligen Zusammenhang wird jedoch stets deutlich, ob ein Skalar, eine Matrix oder beide Alternativen infrage kommen.
Die Erfindung bezieht sich grundsätzlich auf die Erzeugung dreidimensio- naler Bilder und auf dreidimensionale Bilder mit variierenden Bildinhalten bei Änderung der Betrachtungsrichtung. Die dreidimensionalen Bilder werden im Rahmen dieser Beschreibung als Körper bezeichnet. Die Bezeichnung „Körper" bezieht sich dabei insbesondere auf Punktmengen, Liniensysteme oder Flächenstücke im dreidimensionalen Raum, durch die mit mathemati- sehen Mitteln dreidimensionale „Körper" beschrieben werden.
Für zκ(x,y,Xm,ym), also die z-Koordinate eines gemeinsamen Punktes der Sichtgeraden mit dem Körper, können mehr als ein Wert infrage kommen, aus denen nach festzulegenden Regeln ein Wert gebildet oder ausgewählt wird. Diese Auswahl kann beispielsweise durch Vorgabe einer zusätzlichen charakteristischen Funktion erfolgen, wie weiter unten am Beispiel eines undurchsichtigen Körpers und einer zusätzlich zur Körperfunktion f vorgegebenen Transparenz-Stufenfunktion erläutert wird.
Die erfindungsgemäße Darstellungsanordnung enthält eine Rasterbildanordnung, bei der ein Motiv (der oder die vorgegebenen Körper) einzeln und nicht notwendig als Array vor oder hinter der Bildebene zu schweben scheint oder diese durchdringt. Das dargestellte dreidimensionale Bild be- wegt sich beim Kippen des Sicherheitselements, das durch das übereinander angeordnete Motivbild und das Betrachtungsraster gebildet wird, in durch die Vergrößerungs- und Bewegungsmatrix A vorgegebene Richtungen. Das Motivbild wird nicht photographisch, auch nicht durch Belichtung durch ein Belichtungsraster erzeugt, sondern mathematisch mit einem Modulo-Algo- rithmus konstruiert, wobei eine Vielzahl verschiedener Vergrößerungs- und Bewegungseffekte erzeugt werden können, die nachfolgend genauer beschrieben werden.
Bei dem oben genannten bekannten Moire-Magnifier besteht das darzustel- lende Bild aus Einzelmotiven, die in einem Gitter periodisch angeordnet sind. Das durch die Linsen zu betrachtende Motivbild stellt eine stark verkleinerte Version des darzustellenden Bildes dar, wobei die jedem Einzelmotiv zugeordnete Fläche maximal etwa einer Linsenzelle entspricht. Aufgrund der Kleinheit der Linsenzellen kommen als Einzelmotive nur relativ einfache Gebilde infrage. Im Gegensatz dazu ist das dargestellte dreidimensionale Bild beim hier beschriebenen „Modulo-Mapping" im Allgemeinen ein Einzelbild, es muss sich nicht zwangsläufig aus einem Gitter periodisch wiederholter Einzelmotive zusammensetzen. Das dargestellte dreidimensionale Bild kann ein komplexes Einzelbild mit hoher Auflösung darstellen. Nachfolgend wird der Namensbestandteil „Moire" für Ausgestaltungen verwendet, in denen der Moire-Effekt beteiligt ist, bei der Verwendung des Namensbestandteil „Modulo" ist ein Moire-Effekt nicht notwendig beteiligt. Der Namensbestandteil „Mapping" weist auf beliebige Abbildungen hin, während der Namensbestandteil „Magnifier" darauf hinweist, dass nicht beliebige Abbildungen, sondern nur Vergrößerungen beteiligt sind.
Zunächst sei kurz auf die in der Bildfunktion m(x,y) auftretende Modulo- Operation eingegangen, von der die Modulo- Vergrößerungsanordnung ih- ren Namen herleitet. Für einen Vektor s und eine invertierbare 2x2-Matrix W stellt der Ausdruck s mod W als natürliche Erweiterung der üblichen skala- ren Modulo-Operation eine Reduktion des Vektors s in die Grundmasche des durch die Matrix W beschriebenen Gitters dar (die „Phase" des Vektors s innerhalb des Gitters W).
Formal kann der Ausdruck s mod W wie folgt definiert werden:
Sei q = \ ' = W-1S und q, = ni + pi mit ganzzahligem n, e Z und 0 < p, < 1
(i=l,2), oder sei mit anderen Worten ni = floor(q1) und pi = qi mod 1. Dann ist s=Wq = (n-twi + n2w2) + (P1W1 + p2W2), wobei (niwi + n2w2) ein Punkt auf dem Gitter WZ2 ist und
in der Grundmasche des Gitters liegt und die Phase von s bezüglich des Git- ters W angibt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Darstellungsanordnung des ersten Erfindungsaspekts ist der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V(x,y, xm,ym) =(A(x,y, Xm,ym) - I) mit an(x,y, xm/ym) = zκ(x,y, xm/ym)/e gegeben, so dass die Rasterbildanordnung den vorgegebenen Körper bei Betrachtung des Motivbilds mit Augenabstand in x-Richtung darstellt. Allgemeiner kann der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V(x,y, Xm,ym) =(A(x/y/ xm,ym) - I) mit (an cos2ψ +( a12+ a21) cosψ sinψ + a22 sin2ψ ) = zκ(x,y, xm,ym) / e gegeben sein, so dass die Rasterbildanordnung den vorgegebenen Körper bei Betrachtung des Motivbilds mit Augenabstand in Richtung ψ zur x- Achse darstellt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zusätzlich zur Körper- funktion f(x,y,z) eine Transparenz-Stufenfunktion t(x,y,z) gegeben, wobei t(x,y,z) gleich 1 ist, wenn der Körper f (x,y,z) an der Stelle (x,y,z) den Hintergrund verdeckt und ansonsten gleich 0 ist. Für Blickrichtung im Wesentlichen in Richtung der z- Achse ist dabei für zκ(x,y,Xm,ym) der kleinste Wert zu nehmen, für den t(x,y,zκ) ungleich Null ist, um die Körpervorderseite von außen zu betrachten.
Alternativ kann für zκ(x,y,Xm,ym) auch der größte Wert genommen werden, für den t(x,y,zκ) ungleich Null ist. In diesem Fall entsteht ein tiefenumgekehrtes (pseudoskopisches) Bild, bei dem die Körperrückseite von innen be- trachtet wird.
In allen Varianten können die Werte zκ(x,y,Xm,ym) je nach Lage des Körpers in Bezug auf die Zeichenebene (hinter oder vor der Zeichenebene oder die Zeichenebene durchdringend) positive oder negative Werte annehmen oder auch 0 sein.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung enthält eine gattungsgemäße Darstellungsanordnung eine Rasterbildanordnung zur Darstellung eines vorgegebenen dreidimensionalen Körpers, der durch ein Höhenprofil mit einer zweidimensionalen Darstellung des Körpers f (x,y) und einer Höhenfunktion z(x,y) gegeben ist, die für jeden Punkt (x,y) des vorgegebenen Körpers eine Höhen-/ Tiefeninformation enthält, mit
- einem Motivbild, das in eine Mehrzahl von Zellen eingeteilt ist, in denen jeweils abgebildete Bereiche des vorgegebenen Körpers angeordnet sind,
einem Betrachtungsraster aus einer Mehrzahl von Betrachtungsele- menten zur Darstellung des vorgegebenen Körpers bei der Betrachtung des Motivbilds mithilfe des Betrachtungsrasters,
wobei das Motivbild mit seiner Einteilung in eine Mehrzahl von Zellen eine Bildfunktion m(x,y) aufweist, die gegeben ist durch
wd(x,y)
die Einheitszelle des Betrachtungsrasters durch Gitterzellenvektoren
wi = " und W2 = l2 beschrieben und in der Matrix W =
w 11 l2 zusammengefasst ist,
W 2. W2l ) der Vergrößerungsterm V(x,y) entweder ein Skalar
[ z(x y) λ 'J - 1 ist, mit dem effektiven Abstand des Betrach¬
tungsrasters vom Motivbild e, oder eine Matrix
V(x,y ) =( A(x,y ) - I) ist, wobei die Matrix A(x, y) ein gewünschtes Vergrößerungs- und Bewegungsverhalten des vorgegebenen Körpers beschreibt, und I die Einheitsmatrix ist,
der Vektor (C1 (x,y), C2(x,y)) mit 0 < c, (x,y),c2 (x,y) < 1 die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen des Motivbilds angibt ,
der Vektor d2(x,y)) mit 0 < d, (x, y), d2 (x, y) < 1 eine Verschiebung der Zellengrenzen im Motivbild darstellt, und
- g(x>y) eme Maskenfunktion zur Einstellung der Sichtbarkeit des Körpers ist.
Dieses, als zweiter Erfindungsaspekt vorgestellte Höhenprofil-Modell geht zur Vereinfachung der Berechnung des Motivbilds von einer zweidimensio- nalen Zeichnung f (x,y) eines Körpers aus, wobei zu jedem Punkt x,y des zweidimensionalen Bildes des Körpers eine zusätzliche z-Koordinate z(x,y) eine Höhen-/ Tiefeninformation für diesen Punkt angibt. Die zweidimensionalen Zeichnung f (x,y) ist eine Helligkeitsverteilung (Graustufenbild), eine Farbverteilung (Farbbild), eine Binärverteilung (Strichzeichnung) oder eine Verteilung anderer Bildeigenschaften, wie Transparenz, Reflektivität, Dichte oder dergleichen. In einer vorteilhaften Weiterbildung sind beim Höhenprofil-Modell sogar zwei Höhenfunktionen Z1(X7V) und Z2(x,y) und zwei Winkel $(x,y) und φ2 (x,y) vorgegeben und ist der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V(x,y) =(A(x,y) - 1) mit (x,y) gegeben.
Nach einer Variante kann vorgesehen sein, dass zwei Höhenfunktionen z;ι(x,y) und Z2(x,y) vorgegeben sind und dass der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V(x,y) =(A(x,y) - I) mit
gegeben ist, so dass beim Drehen der Anordnung bei der Betrachtung die Höhenfunktionen Zϊ(x,y) und z2(x,y) des dargestellten Körpers ineinander übergehen.
Bei einer weiteren Variante sind eine Höhenfunktion z(x,y) und ein Winkel φi vorgegeben, und ist der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V(x,y) =(A(x,y) - 1) mit
gegeben. Der dargestellte Körper bewegt sich in dieser Variante bei Betrachtung mit Augenabstand in x-Richtung und Kippen der Anordnung in x- Richtung in Richtung φi zur x-Achse. Beim Kippen in y-Richtung erfolgt keine Bewegung.
In der letztgenannten Variante kann das Betrachtungsraster auch ein Spaltraster, Zylinderlinsenraster oder Zylinderhohlspiegelraster sein, dessen Einheitszelle durch mit dem Spalt- bzw. Zylinderachsenabstand d gegeben ist. Die Zylinderlinsenachse liegt dabei in y-Richtung. Alternativ kann das Motivbild auch mit einem Lochblenden- bzw. Linsenarray mit
W mit d2 , ß beliebig
betrachtet werden.
Liegt allgemein die Zylinderlinsen- Achse in beliebiger Richtung γ und bezeichnet d wieder den Achsenabstand der Zylinderlinsen, so ist das Linsenraster durch
w fcos γ -sin γyfd Oλ gegeben, und die passende Matrix A, bei der in Richtung γ keine Vergrößerung oder Verzerrung vorliegt, lautet:
Das hiermit für das hinter einem Linsenraster W anzulegende Druck- oder Prägebild erzeugte Muster lässt sich nicht nur mit dem Spaltblenden- bzw. Zylinderlinsen- Array mit Achse in Richtung γ betrachten, sondern auch mit einem Lochblenden- bzw. Linsenarray mit
cos γ - sin γ 0
W = sin γ cos γ J I d - tan/? d, ) '
wobei d2 , ß beliebig sein können.
Eine weitere Variante beschreibt einen orthoparallaktischen 3D-Effekt. Bei dieser Variante sind zwei Höhenfunktionen Z1(X^) und z2(x,y) und ein Winkel φ2 vorgegeben und ist der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V(x,y) =(A(x,y) - 1) mit
A(x,y) = wenn φ2 = 0
Zi (χ» y)
gegeben, so dass sich der dargestellte Körper bei Betrachtung mit Augenabstand in x-Richtung und Kippen der Anordnung in x-Richrung senkrecht zur x-Achse bewegt. Bei Betrachtung mit Augenabstand in y-Richtung und Kip- pen der Anordnung in y-Richtung bewegt sich der Körper in Richtung φ2 zur x-Achse.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung enthält eine gattungsgemäße Dar- Stellungsanordnung eine Rasterbildanordnung zur Darstellung eines vorgegebenen dreidimensionalen Körpers, der durch n Schnitte^ (x,y) und n Transparenz-Stufenfunktionen t} (x,y) mit j = 1,...n, gegeben ist, wobei die Schnitte bei Betrachtung mit Augenabstand in x-Richrung jeweils in einer Tiefe Zj , Zj > Zj-i liegen. Z1 kann je nach Lage des Körpers in Bezug auf die Zeichenebene (hinter oder vor der Zeichenebene oder die Zeichenebene durchdringend) positiv oder negativ oder auch 0 sein. fj(x,y) ist die Bildfunktion des j-ten Schnitts und die Transparenz-Stufenfunktion tj(x,y) ist gleich 1, wenn der Schnitt j an der Stelle (x,y) dahinter liegende Objekte verdeckt und ist ansonsten gleich 0. Die Darstellungsanordnung enthält
ein Motivbild, das in eine Mehrzahl von Zellen eingeteilt ist, in denen jeweils abgebildete Bereiche des vorgegebenen Körpers angeordnet sind, und
- ein Betrachtungsraster aus einer Mehrzahl von Betrachtungselementen zur Darstellung des vorgegebenen Körpers bei der Betrachtung des Motivbilds mithilfe des Betrachtungsrasters,
wobei das Motivbild mit seiner Einteilung in eine Mehrzahl von ZeI- len eine Bildfunktion m(x,y) aufweist, die gegeben ist durch
m(x,y) = fJ| X κ \ g(χ,y), mmiit UJ - wd(x,y) - wc(x,y) |, und A d ,er
kleinste oder der größte Index zu nehmen ist, für den
Null ist, und wobei
die Einheitszelle des Betrachtungsrasters durch Gitterzellenvektoren
wi = I " und W2 = W'2 beschrieben und in der Matrix W = w 22 .
12 zusammengefasst ist,
- der Vergrößerungsterm V1 entweder ein Skalar Vj = ist, mit dem effektiven Abstand des Betrachtungsrasters vom Motivbild e, oder eine Matrix V1 =(Aj - 1) ist, wobei die Matrix A1 = ein laj2. gewünschtes Vergrößerungs- und Bewegungsverhalten des vorgegebenen Körpers beschreibt, und I die Einheitsmatrix ist,
der Vektor (ci(x,y), C2(x,y)) mit 0 < c, (x,y),c2 (x,y) < 1 die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen des Motivbilds angibt ,
- der Vektor (di(x,y), d2(x,y)) mitO < d,(x,y),d2(x,y) < 1 eine Verschiebung der Zellengrenzen im Motivbild darstellt, und g(x,y) eine Maskenfunktion zur Einstellung der Sichtbarkeit des Körpers ist.
Wird bei der Auswahl des Index j der kleinste Index genommen, für den
t κ ungleich Null ist, so erhält man ein Bild, das die Körpervorderseite
von außen zeigt. Wird dagegen der größte Index genommen, für den
t κ ungleich Null ist, so erhält man ein tiefenumgekehrtes (pseudoskopi-
sches) Bild, das die Körperrückseite von innen zeigt.
Beim Schnittebenen-Modell des dritten Erfindungsaspekts wird der dreidimensionale Körper zur Vereinfachung der Berechnung des Motivbilds durch n Schnitte^ (x,y) und n Transparenz-Stufenfunktionen I1 (x,y) mit j = 1,...n, vorgegeben, die bei Betrachtung mit Augenabstand in x-Richtung jeweils in einer Tiefe z] , Zj > Z1-1 liegen. fj(x,y) ist dabei die Bildfunktion des j-ten Schnitts, die eine Helligkeitsverteilung (Graustufenbild), eine Farbverteilung (Farbbild), eine Binärverteilung (Strichzeichnung) oder auch andere Bildeigenschaften, wie Transparenz, Reflektivität, Dichte oder dergleichen angeben kann. Die Transparenz-Stufenfunktion tj(x,y) ist gleich 1, wenn der Schnitt j an der Stelle (x,y) dahinter liegende Objekte verdeckt und ist an- sonsten gleich 0.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Schnittebenen-Modells ist ein Änderungsfaktor k ungleich 0 vorgegeben und ist der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V, =(A, - I) mit
-± 0 A . =
0 k -1 e J gegeben, so dass sich beim Drehen der Anordnung der Tiefeneindruck des dargestellten Körpers um den Änderungsfaktor k ändert.
Bei einer vorteilhaften Variante sind ein Änderungsfaktor k ungleich 0 und zwei Winkel φi und φ2 vorgegeben und ist der Vergrößerungsterm durch eine Matrix Vj =(Aj - I) mit
gegeben, so dass sich der dargestellte Körper bei Betrachtung mit Augenabstand in x-Richtung und Kippen der Anordnung in x-Richtung in Richtung φi zur x-Achse bewegt und bei Betrachtung mit Augenabstand in y-Richtung und Kippen der Anordnung in y-Richtung in Richtung φ2 zur x- Achse bewegt und um den Änderungsfaktor k in der Tiefendimension gedehnt ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Variante ist ein Winkel φi vorgegeben und ist der Vergrößerungsterm durch eine Matrix Vj =(A, - I) mit
-± 0
A, =
— • tan φx 1
gegeben, so dass sich der dargestellte Körper bei Betrachtung mit Augenabstand in x-Richtung und Kippen der Anordnung in x-Richtung in Richtung φi zur x-Achse bewegt und beim Kippen in y-Richtung keine Bewegung erfolgt.
In der letztgenannten Variante kann das Betrachtungsraster auch ein Spaltraster oder Zylinderlinsenraster mit dem Spalt- bzw. Zylinderachsenabstand d sein. Liegt die Zylinderlinsenachse in y-Richtung so ist die Einheitszelle des Betrachtungsrasters durch gegeben. Wie bereits oben in Zusammenhang mit dem zweiten Erfindungsaspekt beschrieben, kann auch hier das Motivbild mit einem Lochblenden-
( d O λ bzw. Linsenarray mit W = mit d2 , ß beliebig,
^d - tan/? d2 ] betrachtet werden, oder mit einem Zylinderlinsenraster, bei dem die Zylinderlinsen-Achsen in beliebiger Richtung γ liegen. Die durch Drehung um einen Winkel γ erhaltene Gestalt von W und A wurde oben bereits explizit angegeben.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante sind ein Änderungsfaktor k ungleich 0 und ein Winkel φ vorgegeben und ist der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V, =(A, - I) mit
gegeben, so dass sich der dargestellte Körper beim waagrechten Kippen senkrecht zur Kipprichtung und beim senkrechten Kippen in Richtung φ zur x-Achse bewegt.
Bei einer weiteren Variante sind ein Änderungsfaktor k ungleich 0 und ein Winkel φi vorgegeben und ist der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V, =(A, - I) mit gegeben, so dass sich der dargestellte Körper unabhängig von der Kipprichtung stets in Richtung φi zur x- Achse bewegt.
In allen genannten Erfindungsaspekten sind die Betrachtungselemente des Betrachtungsrasters vorzugsweise periodisch oder lokal periodisch angeordnet, wobei sich im letzteren Fall die lokalen Periodenparameter im Verhältnis zur Periodizitätslänge vorzugsweise nur langsam ändern. Die Perio- dizitätslänge bzw. die lokale Periodizitätslänge liegt vorzugsweise zwischen 3 μm und 50 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 30 μm, besonders bevorzugt zwischen etwa 10 μm und etwa 20 μm. Möglich ist auch eine abrupte Änderung der Periodizitätslänge, wenn diese zuvor über eine im Vergleich zur Periodizitätslänge große Strecke, beispielsweise für mehr als 20, 50 oder 100 Periodizitätslängen, konstant oder nahezu konstant gehalten wurde.
Die Betrachtungselemente können in allen Erfindungsaspekten durch nichtzylindrische Mikrolinsen, insbesondere durch Mikrolinsen mit einer kreisförmigen oder polygonal begrenzten Basisfläche gebildet sein, oder auch durch lang gestreckte Zylinderlinsen, deren Ausdehnung in Längsrichtung mehr als 250 μm, bevorzugt mehr als 300 μm, besonders bevorzugt mehr als 500 μm und insbesondere mehr als 1 mm beträgt. In weiteren bevorzugten Erfindungsvarianten sind die Betrachtungselemente durch Lochblenden, Schlitzblenden, mit Spiegeln versehene Loch- oder Schlitzblenden, asphärische Linsen, Fresnellinsen, GRIN-Linsen (Gradient Refraction Index), Zo- nenplatten, holographische Linsen, Hohlspiegel, Fresnelspiegel, Zonenspiegel oder andere Elemente mit fokussierender oder auch ausblendender Wirkung gebildet. In bevorzugten Ausgestaltungen des Höhenprofil-Modells ist vorgesehen, dass der Träger der Bildfunktion
größer ist als die E;inheitszelle des Betrachtungsrasters W. Der Träger einer Funktion bezeichnet dabei in üblicher Weise die abgeschlossene Hülle des Bereichs, in dem die Funktion nicht Null ist. Auch für das Schnittebenen- Modell sind die Träger der Schnittbilder
vorzugsweise- gr>ößer als die Einheitszelle des Betrachtungsrasters W.
Das dargestellte dreidimensionale Bild weist in vorteilhaften Ausgestaltungen keine Periodizität auf, ist also eine Darstellung eines Einzel-3D-Motivs.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante sind das Betrachtungsraster und das Motivbild der Darstellungsanordnung fest miteinander verbunden und bilden so ein Sicherheitselement mit beabstandet übereinander angeordnetem Betrachtungsraster und Motivbild. Das Motivbild und das Betrachtungsraster sind dabei mit Vorteil an gegenüberliegenden Flächen einer optischen Abstandsschicht angeordnet. Das Sicherheitselement kann insbeson- dere ein Sicherheitsfaden, ein Aufreißfaden, ein Sicherheitsband, ein Sicherheitsstreifen, ein Patch oder ein Etikett zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen sein. Die Gesamtdicke des Sicherheitselements liegt vorzugsweise unterhalb von 50 μm, bevorzugt unterhalb von 30 μm und besonders bevorzugt unterhalb von 20 μm.
Nach einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante sind das Betrachtungsraster und das Motivbild der Darstellungsanordnung so an ver- schiedenen Stellen eines Datenträgers angeordnet, dass das Betrachtungsraster und das Motivbild zur Selbstauthentifizierung übereinanderlegbar sind und im übereinandergelegten Zustand ein Sicherheitselement bilden. Das Betrachtungsraster und das Motivbild sind insbesondere durch Biegen, FaI- ten, Knicken oder Klappen des Datenträgers übereinanderlegbar.
Gemäß einer weiteren, ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante ist das Motivbild von einer elektronischen Anzeigeeinrichtung angezeigt und ist das Betrachtungsraster zur Betrachtung des angezeigten Motivbilds fest mit der elektronischen Anzeigeeinrichtung verbunden. Statt mit der elektronischen Anzeigeeinrichtung fest verbunden zu sein, kann das Betrachtungsraster auch ein separates Betrachtungsraster sein, das zur Betrachtung des angezeigten Motivbilds auf oder vor die elektronische Anzeigeeinrichtung bringbar ist.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann das Sicherheitselement also sowohl als permanentes Sicherheitselement durch ein fest miteinander verbundenes Betrachtungsraster und Motivbild gebildet sein, als auch durch ein räumlich getrennt vorliegendes Betrachtungsraster und ein zugehöriges Motivbild, wobei die beiden Elemente bei Übereinanderlegen ein temporär vorliegendes Sicherheitselement bilden. Aussagen in der Beschreibung über das Bewegungsverhalten oder den visuellen Eindruck des Sicherheitselements beziehen sich sowohl auf fest verbundene permanente Sicherheitselemente als auch auf durch Übereinanderlegen gebildete temporäre Sicherheitselemente.
In allen Erfindungsvarianten können die Zellengrenzen im Motivbild mit Vorteil ortsunabhängig verschoben sein, so dass der in der Bildfunktion m(x,y) auftretende Vektor (di(x,y), d2(x,y)) konstant ist. Alternativ können die Zellengrenzen im Motivbild auch ortsabhängig verschoben sein. Insbe- sondere kann das Motivbild zwei oder mehr Teilbereiche mit unterschiedlichem, jeweils konstantem Zellenraster aufweisen.
Ein ortsabhängiger Vektor (d1(x,y)/ d2(x,y)) kann auch dazu genutzt werden, die Umrissform der Zellen im Motivbild zu definieren. Beispielsweise können anstelle parallelogrammf örmiger Zellen auch Zellen mit einer anderen einheitlichen Form verwendet werden, die so zueinander passen, dass die Fläche des Motivbilds lückenlos aufgefüllt wird (Parkettierung der Fläche des Motivbilds). Durch die Wahl des ortsabhängigen Vektors (di(x,y), d2(x,y)) lässt sich die Zellenform dabei nach Wunsch festlegen. Dadurch hat der Designer insbesondere Einfluss darauf, unter welchen Betrachtungswinkeln Motivsprünge auftreten.
Das Motivbild kann auch in verschiedene Bereiche unterteilt sein, in denen die Zellen jeweils identische Form aufweisen, während sich die Zellenformen in den unterschiedlichen Bereichen unterscheiden. Dies bewirkt, dass beim Kippen des Sicherheitselements Teile des Motivs, die verschiedenen Bereichen zugeordnet sind, bei unterschiedlichen Kippwinkeln springen. Sind die Bereiche mit unterschiedlichen Zellen groß genug, dass sie mit blo- ßem Auge erkennbar sind, so kann auf diese Weise eine zusätzliche sichtbare Information in dem Sicherheitselement untergebracht werden. Sind die Bereiche dagegen mikroskopisch, also nur mit vergrößernden Hilfsmitteln erkennbar, so kann auf diese Weise eine zusätzliche versteckte Information in dem Sicherheitselement untergebracht werden, die als Sicherheitsmerkmal höherer Stufe dienen kann.
Weiter kann ein ortsabhängiger Vektor (d1(x,y), d2(x,y)) auch zur Erzeugung von Zellen genutzt werden, die sich alle hinsichtlich ihrer Form voneinander unterscheiden. Dadurch lässt sich ein ganz individuelles Sicherheitsmerkmal erzeugen, das beispielsweise mittels eines Mikroskops geprüft werden kann.
Die in der Bildfunktion m(x,y) aller Erfindungsvarianten auftretende Mas- kenfunktion g ist in vielen Fällen mit Vorteil identisch 1. In anderen, ebenfalls vorteilhaften Gestaltungen ist die Maskenfunktion g in Teilbereichen, insbesondere in Randbereichen der Zellen des Motivbilds Null und beschränkt dann den Raumwinkelbereich, unter dem das dreidimensionale Bild zu sehen ist. Neben einer Winkelbeschränkung kann die Maskenfunk- tion auch eine Bildfeldbeschränkung beschreiben, in denen das dreidimensionale Bild nicht sichtbar wird, wie weiter unten genauer erläutert.
In vorteilhaften Ausgestaltungen aller Erfindungsvarianten ist weiter vorgesehen, dass die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen des Motivbilds ortsunabhängig ist, der Vektor (ci(x,y), C2(x,y)) also konstant ist. In anderen Gestaltungen kann es sich allerdings auch anbieten, die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen des Motivbilds ortsabhängig zu gestalten, wie weiter unten genauer ausgeführt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Motivbild zur Verstärkung des dreidimensionalen visuellen Eindrucks mit Fresnel-Strukturen, Blazegit- tern oder anderen optisch wirksamen Strukturen gefüllt.
Bei den bisher beschriebenen Erfindungsaspekten stellt die Rasterbildanordnung der Darstellungsanordnung stets ein einzelnes dreidimensionales Bild dar. In weiteren Aspekten umfasst die Erfindung auch Gestaltungen, in denen mehrere dreidimensionale Bilder gleichzeitig oder im Wechsel dargestellt werden. Eine der allgemeinen Perspektive des ersten Erfindungsaspekts entsprechende Darstellungsanordnung nach einem vierten Erfindungsaspekt enthält dazu eine Rasterbildanordnung zur Darstellung einer Mehrzahl vorgegebener dreidimensionaler Körper, die durch Körperfunktionen fi(x,y,z), i=l,2, ... N, mit N≥l gegeben sind, mit
einem Motivbild, das in eine Mehrzahl von Zellen eingeteilt ist, in denen jeweils abgebildete Bereiche der vorgegebenen Körper angeordnet sind,
einem Betrachtungsraster aus einer Mehrzahl von Betrachtungselementen zur Darstellung der vorgegebenen Körper bei der Betrachtung des Motivbilds mithilfe des Betrachtungsrasters,
wobei das Motivbild mit seiner Einteilung in eine Mehrzahl von Zellen eine Bildfunktion m(x,y) aufweist, die gegeben ist durch
m(x,y) = F{hx ,h2 ,...hN ), mit den beschreibenden Funktionen
h(x,y) X, y) , mit
+ F, (x,y,xm,yJ + wdl (x, y) modW | - wdl (x, y) - wcι (x, y)
wd, /(x,y ,) wobei F{hλ ,h2 ,...hN ) eine Masterfunktion ist, die eine Verknüpfung der N beschreibenden Funktionen hi(x,y) angibt, und wobei
die Einheitszelle des Betrachtungsrasters durch Gitterzellenvektoren
W1 = I " und W2 = i l2 beschrieben und in der Matrix W =
zusammengefasst ist, und xm und ym die Gitterpunkte des )
W-Gitters bezeichnen,
die Vergrößerungsterme Vi(x,y, xm,ym) entweder Skalare V,(x,y, xm,ym) = | z'* (χ'y'x" 'y" ) _ λ sind/ mit dem Abstand
des Betrachtungsrasters vom Motivbild e, oder Matrizen Vi(x,y, Xm,ym) =(Aj(x,y, xm,ym) - I) sind, wobei die Matrizen
A , v ra,ii (x>y>χ m >ym ) a112 (x,y,xm ,yπi )>) . .
A, (x,y,xm ,ym ) = jeweils ein ge-
I,al21 (x,y,xm ,ym ) al22 (x,y,xm ,ym )J wünschtes Vergrößerungs- und Bewegungsverhalten des vorgegebe- nen Körpers fi beschreiben und I die Einheitsmatrix ist,
die Vektoren (cα(x,y), Ci2(x,y)) mit 0 < c,, (x,y),cl2 (x,y) < 1 für den Körper fi jeweils die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen i des Motivbilds angeben,
die Vektoren (du(x,y), di2(x,y)) mitO < d„ (x,y),dl2(x,y) < 1 jeweils eine Verschiebung der Zellengrenzen im Motivbild darstellen, und
gi(x,y) Maskenfunktionen zur Einstellung der Sichtbarkeit des Kör- pers fi sind. Für ZiK(XzYzXmZYm), also die z-Koordinate eines gemeinsamen Punktes der Sichtgeraden mit dem Körper iu können mehr als ein Wert infrage kommen, aus denen nach festzulegenden Regeln ein Wert gebildet oder ausgewählt wird. Bei einem undurchsichtigen Körper kann beispielsweise zusätzlich zur Körperfunktion fi(x,y,z) eine Transparenz-Stufenfunktion (charakteristische Funktion) ti(x,y,z) vorgegeben sein, wobei ti(x,y,z) gleich 1 ist, wenn der Körper fi(x,y,z) an der Stelle (x,y,z) den Hintergrund verdeckt und ansonsten gleich 0 ist. Für Blickrichtung im Wesentlichen in Richtung der z- Achse ist nun für Ziκ(x,y,Xm,ym) jeweils der kleinste Wert zu nehmen für den ti(x,y,Ziκ) ungleich 0 ist, falls man die Körpervorderseite betrachten will.
Die Werte Ziκ(x,y,Xm,ym) können je nach Lage des Körpers in Bezug auf die Zeichenebene (hinter oder vor der Zeichenebene oder die Zeichenebene durchdringend) positive oder negative Werte annehmen oder auch 0 sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zusätzlich zu den Körperfunktionen fi(x,y,z) Transparenz-Stufenfunktionen ti(x,y,z) gegeben, wobei ti(x,y,z) gleich 1 ist, wenn der Körper fi(x,y,z) an der Stelle (x,y,z) den Hintergrund verdeckt und ansonsten gleich 0 ist. Für Blickrichtung im We- sentlichen in Richtung der z- Achse ist dabei für Ziκ(x,y,Xm,ym) der kleinste Wert zu nehmen, für den ti (x,y,zκ) ungleich Null ist, um die Körpervorderseite des Körpers fi von außen zu betrachten. Alternativ kann für Ziκ(x,y,Xm,ym) auch der größte Wert genommen werden, für den ti(x,y,zκ) ungleich Null ist, um die Körperrückseite des Körpers fi von innen zu be- trachten.
Eine dem Höhenprofil-Modell des zweiten Erfindungsaspekts entsprechende Darstellungsanordnung nach einem fünften Erfindungsaspekt enthält dazu eine Rasterbildanordnung zur Darstellung einer Mehrzahl vorgegebe- ner dreidimensionaler Körper, die durch Höhenprofile mit zweidimensionalen Darstellungen der Körper fi(x,y), i=l,2,...N, mit N≥l und durch Höhenfunktionen Zi(x,y) gegeben sind, die jeweils für jeden Punkt (x,y) des vorgegebenen Körpers fi eine Höhen-/ Tiefeninformation enthalten, mit
einem Motivbild, das in eine Mehrzahl von Zellen eingeteilt ist, in denen jeweils abgebildete Bereiche der vorgegebenen Körper angeordnet sind,
- einem Betrachtungsraster aus einer Mehrzahl von Betrachtungselementen zur Darstellung der vorgegebenen Körper bei der Betrachtung des Motivbilds mithilfe des Betrachtungsrasters,
wobei das Motivbild mit seiner Einteilung in eine Mehrzahl von ZeI- len eine Bildfunktion m(x,y) aufweist, die gegeben ist durch
m(x,y) = F(h\ ,h2 ,...hN ), mit den beschreibenden Funktionen
modW | - wdl(x,y) - wcl(x,y)
w, <(x,y , Λ,7 fd,ι(χ>y)"l , dΛ 'y); = W - Ul2(χ,y)J und
- wobei F^1 ,h2 ,...hN ) eine Masterfunktion ist, die eine Verknüpfung der N beschreibenden Funktionen K(X7V) angibt, und wobei die Einheitszelle des Betrachtungsrasters durch Gitterzellenvektoren
W1 = w" und W2 = \ Wn \ beschrieben und in der Matrix W =
wii wi2 zusammengefasst ist,
- die Vergrößerungsterme Vi(x,y) entweder Skalare
(z (x y) ^
Vi(x,y) = ' - 1 sind, mit dem effektiven Abstand des Betrach¬
tungsrasters vom Motivbild e, oder Matrizen Vi(x,y) =(Ai(x,y) - I) sind, wobei die Matrizen
jeweils ein gewünschtes Vergr öße- rungs- und Bewegungsverhalten des vorgegebenen Körpers fi beschreiben und I die Einheitsmatrix ist,
die Vektoren (cii(x,y), Ci2(x,y)) mit 0 < c(1 (x,y),cl2 (x,y) < 1 für den Körper fi jeweils die relative Position des Zentrums der Betrachtungsele- mente innerhalb der Zellen i des Motivbilds angeben,
die Vektoren di2(x,y)) mitO < dü (x,y),dl2 (x,y) < 1 jeweils eine Verschiebung der Zellengrenzen im Motivbild darstellen, und
- gi(χ / v) Maskenfunktionen zur Einstellung der Sichtbarkeit des Körpers fi sind.
Eine dem Schnittebenen-Modell des dritten Erfindungsaspekts entsprechende Darstellungsanordnung nach einem sechsten Erfindungsaspekt enthält eine Rasterbildanordnung zur Darstellung einer Mehrzahl (N≥l) vorgege- bener dreidimensionaler Körper, die jeweils durch ni Schnitte fij(x,y) und n, Transparenz-Stufenfunktionen ti,(x,y) mit i=l,2,...N und j = 1,2,... ni, gegeben sind, wobei die Schnitte des Körpers i bei Betrachtung mit Augenabstand in x-Richtung jeweils in einer Tiefe Zi1 liegen und wobei fij(x,y) die Bildfunkti- on des j-ten Schnitts des i-ten Körpers ist und die Transparenz-Stufenfunktion ti)(x,y) gleich 1 ist, wenn der Schnitt j des Körpers i an der Stelle (x,y) dahinterliegende Objekte verdeckt und ansonsten gleich 0 ist, mit
einem Motivbild, das in eine Mehrzahl von Zellen eingeteilt ist, in de- nen jeweils abgebildete Bereiche der vorgegebenen Körper angeordnet sind,
einem Betrachtungsraster aus einer Mehrzahl von Betrachtungselementen zur Darstellung der vorgegebenen Körper bei der Betrachtung des Motivbilds mithilfe des Betrachtungsrasters,
wobei das Motivbild mit seiner Einteilung in eine Mehrzahl von Zellen eine Bildfunktion m(x,y) aufweist, die gegeben ist durch
m(x,y) = F(hu ,hu,...,hlnι ,h2] ,h22,...,h2ni ,...,hm,hN2,...,hNnN ) / mit den beschreibenden Funktionen
wώ (x,y) = W - und wcl (x,y) = W , wobei für ij je
Zij minimal bzw. maximal ist, und
wobei F(Tz1 , ,ZJ12 , . .., AJ111 , ZZ21 , H22,..., A2111 ,..., hNλ,hN2,..., hN„s ) eine Masterfunktion ist, die eine Verknüpfung der beschreibenden Funktionen hij(x,y) angibt, und wobei
die Einheitszelle des Betrachtungsrasters durch Gitterzellenvektoren
W1 = W" und W2 = W|2 beschrieben und in der Matrix W = w 22 .
zusammengefasst ist, .
die Vergrößerungsterme Vi, entweder Skalare Vi, = sind, mit dem effektiven Abstand des Betrachtungsrasters vom Motivbild e,
oder Matrizen Vi, =(Ai, - 1) sind, wobei die Matrizen A jeweils ein gewünschtes Vergrößerungs- und Bewegungsverhalten des vorgegebenen Körpers fi beschreiben und I die Einheitsmatrix ist,
die Vektoren (cn(x,y), Ci2(x,y)) mit 0 < c,, (x,y),cl2 (x,y) < 1 für den Kör- per fi jeweils die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen i des Motivbilds angeben, die Vektoren (dii(x,y), di2(x,y)) mitO ≤ (I11 (X, y),dl2 (x,y) < 1 jeweils eine Verschiebung der Zellengrenzen im Motivbild darstellen, und
gij(x,y) Maskenfunktionen zur Einstellung der Sichtbarkeit des Kör- pers fi sind.
Alle bei den ersten drei Erfindungsaspekten für Einzel-Körper f gemachten Ausführungen gelten auch für die Mehrzahl an Körpern U der allgemeineren Rasterbildanordnungen des vierten bis sechsten Erfindungsaspekts. Insbe- sondere kann zumindest eine (oder auch alle) der beschreibenden Funktionen des vierten, fünften oder sechsten Erfindungsaspektes wie oben für die Bildfunktion m(x,y) des ersten, zweiten oder dritten Erfindungsaspekts angegeben, gestaltet sein.
Mit Vorteil stellt die Rasterbildanordnung ein Wechselbild, ein Bewegungsbild oder ein Morphbild dar. Die Maskenfunktionen gi bzw. gij können dabei insbesondere ein streifenartiges oder schachbrettartiges Wechseln der Sichtbarkeit der Körper fi festlegen. Eine Bilderfolge kann mit Vorteil beim Kippen entlang einer vorgegebenen Richtung ablaufen; in diesem Fall werden zweckmäßig streifenartige Maskenfunktionen gi bzw. g,, verwendet, also Maskenfunktionen, die für jedes i nur in einem innerhalb der Einheitszelle wandernden Streifen ungleich Null sind. Im allgemeinen Fall können allerdings auch Maskenfunktionen gewählt werden, die eine Bilderfolge durch gekrümmte, mäanderförmige oder spiralförmige Kippbewegungen ablaufen lassen.
Während bei Wechselbildern (Kippbildern) oder anderen Bewegungsbildern idealerweise jeweils nur ein dreidimensionales Bild gleichzeitig sichtbar ist, enthält die Erfindung auch Gestaltungen, bei denen für den Betrachter gleichzeitig zwei oder mehr dreidimensionale Bilder (Körper) fi sichtbar sind. Dabei stellt die Masterfunktion F mit Vorteil die Summenfunktion, die Maximumsfunktion, eine ODER- Verknüpfung, eine XOR- Verknüpfung oder eine andere logische Verknüpfung dar.
Das Motivbild liegt insbesondere in einer geprägten oder gedruckten Schicht vor. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Sicherheitselement in allen Aspekten eine opake Abdeckschicht zur bereichsweisen Abdeckung der Rasterbildanordnung auf. Innerhalb des abgedeckten Bereichs tritt somit kein Modulo- Vergrößerungseffekt auf, so dass der optisch variable Effekt mit herkömmlichen Informationen oder mit anderen Effekten kombiniert werden kann. Diese Abdeckschicht liegt mit Vorteil in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen vor und/ oder weist Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen auf.
Sind das Motivbild und das Betrachtungsraster an gegenüberliegenden Flächen einer optischen Abstandsschicht angeordnet, kann die Abstandsschicht beispielsweise eine Kunststoff folie und/ oder eine Lackschicht umfassen.
Das permanente Sicherheitselement selbst stellt in allen Erfindungsaspekten bevorzugt einen Sicherheitsfaden, einen Aufreißfaden, ein Sicherheitsband, einen Sicherheitsstreifen, einen Patch oder ein Etikett zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen dar. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Sicherheitselement einen transparenten oder ausgesparten Bereich eines Datenträgers überspannen. Dabei können auf unterschiedlichen Seiten des Datenträgers unterschiedliche Erscheinungsbilder realisiert werden. Auch beidseitige Gestaltungen kommen infrage, bei denen beiderseits eines Motivbilds Betrachtungsraster angeordnet sind. Die erfindungsgemäßen Rasterbildanordnungen können mit anderen Sicherheitsmerkmalen kombiniert werden, beispielsweise mit diffraktiven Strukturen, mit Hologrammstrukturen in allen Ausführungsvarianten, metallisiert oder nicht metallisiert, mit Subwellenlängenstrukturen, metallisiert oder nicht metallisiert, mit Subwellenlängengittern, mit Schichtsystemen, die beim Kippen einen Farbwechsel zeigen, semitransparent oder opak, mit diffraktiven optischen Elementen, mit refraktiven optischen Elementen, wie etwa Prismenstrahlformern, mit speziellen Lochformen, mit Sicherheitsmerkmalen mit gezielt eingestellter elektrischer Leitfähigkeit, mit eingearbei- teten Stoffen mit magnetischer Codierung, mit Stoffen mit phosphoreszierender, fluoreszierender oder lumineszierender Wirkung, mit Sicherheitsmerkmalen auf Grundlage von Flüssigkristallen, mit Mattstrukturen, mit Mikrospiegeln, mit Elementen mit Jalousie-Effekt oder mit Sägezahnstrukturen. Weitere Sicherheitsmerkmale, mit denen die erfindungsgemäßen Ras- terbildanordnungen kombiniert werden können, sind in der Druckschrift WO 2005/052650 A2 auf Seiten 71 bis 73 angegeben; diese werden insoweit in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
In allen Erfindungsaspekten können die Bildinhalte einzelner Zellen des Mo- tivbilds nach der Bestimmung der Bildfunktion m(x,y) miteinander vertauscht sein.
Die Erfindung enthält auch Verfahren zur Herstellung der Darstellungsanordnungen nach dem ersten bis sechsten Erfindungsaspekt, bei dem aus ei- nem oder mehreren vorgegebenen dreidimensionalen Körpern ein Motivbild berechnet wird. Die Vorgehensweise und die benötigten rechnerischen Beziehungen für die allgemeine Perspektive, das Höhenprofil-Modell und das Schnittebene-Modell wurden bereits weiter oben angegeben und werden auch durch die nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Größe der Motivbildelemente und der Betrachtungselemente liegt im Rahmen der Erfindung typischerweise bei etwa 5 bis 50 μm, so dass auch der Einfluss der Modulo- Vergrößerungsanordnung auf die Dicke der Sicherheitselemente gering gehalten werden kann. Die Herstellung derart kleiner Linsenarrays und derart kleiner Bilder ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2005 028162 Al beschrieben, deren Offenbarung insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Eine typische Vorgehensweise ist dabei folgende: Zur Herstellung von Mik- rostrukturen (Mikrolinsen, Mikrospiegel, Mikrobildelemente) können Techniken der Halbleiterstrukturierung verwendet werden, beispielsweise Photolithographie oder Elektronenstrahllithographie. Ein besonders geeignetes Verfahren besteht darin, die Strukturen mithilfe eines fokussierten Laserstrahls in Photolack zu belichten. Anschließend werden die Strukturen, die binäre oder komplexere dreidimensionale Querschnittsprofile aufweisen können, mit einem Entwickler freigelegt. Als alternatives Verfahren kann Laserablation eingesetzt werden.
Das auf einem dieser Wege erhaltene Original kann zu einem Prägewerk- zeug weiterverarbeitet werden, mit dessen Hilfe die Strukturen beispielsweise durch Prägen in UV-Lack, thermoplastisches Prägen oder durch die in der Druckschrift WO 2008/00350 Al beschriebene Mikrotief drucktechnik vervielfältigt werden können. Bei der letztgenannten Technik handelt es sich um eine Mikrotiefdrucktechnik, die die Vorteile von Druck- und Prägetech- nologien vereint. Details dieses Mikrotiefdruckverfahrens und der damit verbundenen Vorteile können der Druckschrift WO 2008/00350 Al entnommen werden, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Für das Endprodukt kommen eine Reihe verschiedener Ausführungsvarianten infrage: mit Metall bedampfte Prägestrukturen, Farbgebung durch metallische Nanostrukturen, Prägen in farbigen UV-Lack, Mikrotiefdruck nach der Druckschrift WO 2008/00350 Al, das Einfärben der Prägestrukturen und anschließendes Abrakeln der geprägten Folie, oder auch das in der deutschen Patentanmeldung 10 2007062089.8 beschriebene Verfahren zum selektiven Übertragen eines Aufdruckstoffs auf Erhebungen oder Vertiefungen einer Prägestruktur. Alternativ kann das Motivbild mit einem fokussierten Laserstrahl direkt in eine lichtempfindliche Schicht geschrieben werden.
Das Mikrolinsenarray kann ebenfalls mittels Laserablation oder Graustufen- Lithographie hergestellt werden. Alternativ kann eine Binärbelichtung erfolgen, wobei die Linsenform erst nachträglich durch Aufschmelzen von Photolack entsteht („thermal reflow"). Aus dem Original kann - wie im Falle des Mikrostruktur- Arrays - ein Prägewerkzeug gefertigt werden, mit dessen Hilfe die Massenproduktion erfolgen kann, beispielsweise durch Prägen in UV-Lack oder thermoplastisches Prägen.
Wird bei dekorativen Artikeln (z.B. Glückwunschkarten, Bilder als Wand- schmuck, Vorhänge, Tischauflagen, Schlüsselanhänger, usw.) oder der Dekoration von Produkten das Modulo-Magnifierprinzip bzw. Modulo- Mappingprinzip angewandt, liegt die Größe der einzubringenden Bilder und Linsen bei etwa 50 bis 1000 μm. Hierbei können die einzubringenden Motivbilder mit konventionellen Druckverfahren, wie etwa Offsetdruck, Tief- druck, Hochdruck, Siebdruck, oder digitalen Druckverfahren, wie etwa Tin- tenstrahldruck oder Laserdruck, farbig gedruckt werden.
Das erfindungsgemäße Modulo-Magnifierprinzip bzw. Modulo-Mapping- prinzip kann auch bei dreidimensional wirkenden Computer- und Fernseh- Bildern angewandt werden, die allgemein auf einer elektronischen Anzeigeeinrichtung gezeigt werden. Die Größe der einzubringenden Bilder und die Größe der Linsen in dem vor dem Bildschirm anzubringenden Linsenarray liegt in diesem Fall bei etwa 50 bis 500 μm. Die Bildschirmauflösung soll mindestens eine Größenordnung besser sein, so dass für diese Anwendung hochauflösende Bildschirme erforderlich sind.
Schließlich enthält die Erfindung auch ein Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks, Ausweiskarten, Urkunden oder dergleichen, mit einer Darstellungsanordnung der oben beschriebenen Art. Die Erfindung enthält weiter einen Datenträger, insbesondere einen Markenartikel, ein Wertdokument, einen dekorativen Artikel, wie eine Verpackung, Postkarten oder dergleichen mit einer Darstellungsanordnung der oben beschriebenen Art. Das Betrachtungsraster und/ oder das Motivbild der Darstellungsanordnung können dabei vollflächig, auf Teilflächen oder in einem Fensterbereich des Datenträgers angeordnet sein.
Die Erfindung betrifft auch eine elektronische Anzeigeanordnung mit einer elektronischen Anzeigeeinrichtung, insbesondere einem Computer- oder Fernsehbildschirm, einer Steuereinrichtung und einer Darstellungsanordnung der oben beschriebenen Art. Die Steuereinrichtung ist dabei ausgelegt und eingerichtet, das Motivbild der Darstellungsanordnung auf der elektronischen Anzeigeeinrichtung anzuzeigen. Das Betrachtungsraster zur Be- trachtung des angezeigten Motivbilds kann dabei mit der elektronischen Anzeigeeinrichtung verbunden sein oder kann ein separates Betrachtungsraster sein, das zur Betrachtung des angezeigten Motivbilds auf oder vor die elektronische Anzeigeeinrichtung bringbar ist. AlIe beschriebenen Varianten können mit zweidimensionalen Linsenrastern in Gitteranordnungen beliebiger niederer oder höherer Symmetrie oder in Zylinderlinsen- Anordnungen ausgeführt werden. Alle Anordnungen können auch für gekrümmte Flächen berechnet werden, wie grundsätzlich in der Druckschrift WO 2007/076952 A2 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Darstellung verzichtet.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem eingebetteten Sicherheitsfaden und einem aufgeklebten Transferelement,
Fig. 2 schematisch den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Si- cherheitselements im Querschnitt,
Fig. 3 schematisch eine Seitenansicht eines darzustellenden Körpers im Raum, der perspektivisch in einer Motivbildebene dargestellt werden soll, und
Fig. 4 für das Höhenprofil-Modell in (a) eine zweidimensionale Darstellung f(x,y) eines darzustellenden Würfels in Zentralprojektion, in (b) die zugehörige Höhen/ Tiefeninformation z(x,y) in Graucodierung und in (c) die mithilfe dieser Vorgaben berechnete Bildfunktion m(x,y).
Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Bankno- ten erläutert. Fig. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die mit zwei Sicherheitselementen 12 und 16 nach Ausführungsbeispielen der Erfindung versehen ist. Das erste Sicherheitselement stellt einen Sicherheitsfaden 12 dar, der in bestimmten Fensterbereichen 14 an der Oberfläche der Banknote 10 hervortritt, während er in den dazwischen liegenden Berei- chen im Inneren der Banknote 10 eingebettet ist. Das zweite Sicherheitselement ist durch ein aufgeklebtes Transferelement 16 beliebiger Form gebildet. Das Sicherheitselement 16 kann auch in Form einer Abdeckfolie ausgebildet sein, die über einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung der Banknote angeordnet ist. Das Sicherheitselement kann für Betrachtung in Aufsicht, Durchsicht oder für Betrachtung sowohl in Aufsicht als auch in Durchsicht ausgelegt sein.
Sowohl der Sicherheitsfaden 12 als auch das Transferelement 16 können eine Modulo- Vergrößerungsanordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Er- findung enthalten. Die Funktionsweise und das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für derartige Anordnungen werden im Folgenden anhand des Transferelements 16 näher beschrieben.
Fig. 2 zeigt dazu schematisch den Schichtaufbau des Transferelements 16 im Querschnitt, wobei nur die für die Erläuterung des Funktionsprinzips erforderlichen Teile des Schichtaufbaus dargestellt sind. Das Transferelement 16 enthält einen Träger 20 in Form einer transparenten Kunststofffolie, im Ausführungsbeispiel einer etwa 20 μm dicken Polyethylenterephthalat(PET)- Folie. Die Oberseite der Trägerfolie 20 ist mit einer rasterförmigen Anordnung von Mikrolinsen 22 versehen, die auf der Oberfläche der Trägerfolie ein zweidimensionales Bravais-Gitter mit einer vorgewählten Symmetrie bilden. Das Bravais-Gitter kann beispielsweise eine hexagonale Gittersymmetrie aufwei- sen. Möglich sind jedoch auch andere, insbesondere niedrigere Symmetrien und damit allgemeinere Formen, wie etwa die Symmetrie eines Parallelogramm-Gitters .
Der Abstand benachbarter Mikrolinsen 22 ist vorzugsweise so gering wie möglich gewählt, um eine möglichst hohe Flächendeckung und damit eine kontrastreiche Darstellung zu gewährleisten. Die sphärisch oder asphärisch ausgestalteten Mikrolinsen 22 weisen vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 5 μm und 50 μm und insbesondere einen Durchmesser zwischen lediglich 10 μm und 35 μm auf und sind daher mit bloßem Auge nicht zu erken- nen. Es versteht sich, dass bei anderen Gestaltungen auch größere oder kleinere Abmessungen infrage kommen. Beispielsweise können die Mikrolinsen bei Modulo- Vergrößerungsanordnungen für Dekorationszwecke einen Durchmesser zwischen 50 μm und 5 mm aufweisen, während bei Modulo- Vergrößerungsanordnungen, die nur mit einer Lupe oder einem Mikroskop entschlüsselbar sein sollen, auch Abmessung unterhalb von 5 μm zum Einsatz kommen können.
Auf der Unterseite der Trägerfolie 20 ist eine Motivschicht 26 angeordnet, die ein in eine Mehrzahl von Zellen 24 eingeteiltes Motivbild mit Motivbild- elementen 28 enthält.
Die optische Dicke der Trägerfolie 20 und die Brennweite der Mikrolinsen 22 sind so aufeinander abgestimmt, dass sich die Motivschicht 26 etwa im Abstand der Linsenbrennweite befindet. Die Trägerfolie 20 bildet somit eine optische Abstandsschicht, die einen gewünschten, konstanten Abstand der Mikrolinsen 22 und der Motivschicht 26 mit dem Motivbild gewährleistet.
Zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Modulo-Ver- größerungsanordnungen zeigt Fig. 3 stark schematisch eine Seitenansicht eines Körpers 30 im Raum, der perspektivisch in der Motivbildebene 32, die nachfolgend auch Zeichenebene genannt wird, dargestellt werden soll.
Der Körper 30 wird ganz allgemein durch eine Körperfunktion f (x,y,z) und eine Transparenz-Stufenfunktion t(x,y,z) beschrieben, wobei die z- Achse senkrecht zu der durch die x- und y- Achse aufgespannten Zeichenebene 32 steht. Die Körperfunktion f(x,y,z) gibt eine charakteristische Eigenschaft des Körpers an der Stelle (x,y,z) an, beispielsweise eine Helligkeitsverteilung, eine Farbverteilung, eine Binärverteilung oder auch andere Körpereigen- Schäften, wie Transparenz, Reflektivität, Dichte oder dergleichen. Sie kann im Allgemeinen somit nicht nur eine skalare, sondern auch eine vektorwer- tige Funktion der Ortskoordinaten x, y und z darstellen. Die Transparenz- Stufenfunktion t(x,y,z) ist gleich 1, wenn der Körper an der Stelle (x,y,z) den Hintergrund verdeckt und ist ansonsten, also insbesondere, wenn der Kör- per an der Stelle (x,y,z) transparent oder nicht vorhanden ist, gleich 0.
Es versteht sich, dass das darzustellende dreidimensionale Bild nicht nur ein einziges Objekt, sondern auch mehrere dreidimensionale Objekte umfassen kann, die nicht notwendigerweise zusammenhängen müssen. Die im Rah- men dieser Beschreibung verwendete Bezeichnung „Körper" wird im Sinne einer beliebigen dreidimensionalen Struktur gebraucht und schließt Strukturen mit einem oder mehreren getrennten dreidimensionalen Objekten ein. Die Anordnung der Mikrolinsen in der Linsenebene 34 wird durch ein zweidimensionales Bravais-Gitter beschrieben, dessen Einheitszelle durch Vektoren wi und W2 (mit den Komponenten w, , , w21 bzw. wn , W11 ) angegeben wird. In kompakter Schreibweise kann die Einheitszelle in Matrixform durch eine Linsenrastermatrix W angegeben werden:
W21
Die Linsenrastermatrix W wird nachfolgend oft auch einfach Linsenmatrix oder Linsenraster genannt. Anstelle der Bezeichnung Linsenebene wird nachfolgend auch der Begriff Pupillenebene gebraucht. Die weiter unten als Pupillenpositionen bezeichneten Positionen xm, ym in der Pupillenebene stellen die Gitterpunkte des W-Gitters in der Linsenebene 34 dar.
In der Linsenebene 34 können anstelle von Linsen 22 beispielsweise auch Lochblenden nach dem Prinzip der Lochkamera eingesetzt werden.
Auch alle anderen Arten von Linsen und abbildenden Systemen, wie asphärische Linsen, Zylinderlinsen, Schlitzblenden, mit Spiegeln versehene Lochoder Schlitzblenden, Fresnellinsen, GRIN-Linsen (Gradient Refraction In- dex), Zonenplatten (Beugungslinsen), holographische Linsen, Hohlspiegel, Fresnelspiegel, Zonenspiegel und andere Elemente mit fokussierender oder auch ausblendender Wirkung, können als Betrachtungselemente im Betrachtungsraster eingesetzt werden.
Grundsätzlich können neben Elementen mit fokussierender Wirkung auch Elemente mit ausblendender Wirkung (Loch- oder Spaltblenden, auch Spiegelflächen hinter Loch- oder Spaltblenden) als Betrachtungselemente im Betrachtungsraster eingesetzt werden. Bei Anwendung eines Hohlspiegelarray und bei anderen erfindungsgemäß eingesetzten spiegelnden Betrachtungsrastern blickt der Betrachter durch das in diesem Fall teildurchlässige Motivbild auf das dahinterliegende Spie- gelarray und sieht die einzelnen kleinen Spiegel als helle oder dunkle Punk- te, aus denen sich das darzustellende Bild aufbaut. Das Motivbild ist dabei im Allgemeinen so fein strukturiert, dass es nur als Schleier zu sehen ist. Die beschriebenen Formeln für die Zusammenhänge zwischen dem darzustellenden Bild und dem Motivbild gelten, auch wenn dies im Einzelnen nicht erwähnt wird, nicht nur für Linsenraster, sondern auch für Spiegelraster. Es versteht sich dass bei erfindungsgemäßem Einsatz von Hohlspiegeln an die Stelle der Linsenbrennweite die Spiegelbrennweite tritt.
Bei erfindungsgemäßer Anwendung eines Spiegelarray anstelle eines Lin- senarray ist in Fig. 2 die Betrachtungsrichtung von unten zu denken, und in Fig. 3 sind bei der Spiegelarray- Anordnung die Ebenen 32 und 34 miteinander vertauscht. Die Beschreibung der Erfindung erfolgt anhand von Linsenrastern, welche stellvertretend für alle anderen erfindungsgemäß eingesetzten Betrachtungsraster stehen.
Mit Bezug wieder auf Fig. 3 bezeichnet e die Linsenbrennweite (im Allgemeinen sind in dem effektiven Abstand e die Linsendaten und die Brechzahl des Mediums zwischen Linsenraster und Motivraster berücksichtigt). Ein Punkt (xκ,yκ,zκ) des im Raum befindlichen Körpers 30 wird in die Zeichenebene 32 mit der Pupillenposition (xm, ym, 0) perspektivisch abgebildet.
An die Stelle (x,y,e) in der Zeichenebene 32 wird der im Körper zu entnehmende Wert f(xκ,yκ,zκ(x,y,xm,ym)) eingetragen, wobei (xκ,yκ,zκ(x,y,xm,ym)) der gemeinsame Punkt des Körpers 30 mit der charakteristischen Funktion t(x,y,z) und Sichtgerade [(xm, ym,0), (x, y, e)] mit dem kleinsten z-Wert ist. Dabei wird ein eventuelles Vorzeichen von z berücksichtigt, so dass nicht der Punkt mit dem betragsmäßig kleinsten z-Wert, sondern der Punkt mit dem negativsten z-Wert ausgewählt wird.
Betrachtet man zunächst nur einen im Raum stehenden Körper ohne Bewegungseffekte bei Kippen der Vergrößerungsanordnung, so ist das Motivbild in der Motivebene 32, das bei Betrachtung durch das in der Linsenebene 34 angeordnete Linsenraster W eine Darstellung des gewünschten Körpers erzeugt, durch eine Bildfunktion m(x,y) beschrieben, die erfindungsgemäß gegeben ist durch:
lzκ(χ>y>χ m .yJ
wobei für zκ(x,y,Xm,ym) der kleinste Wert zu nehmen ist, für den t(x,y,zκ) ungleich 0 ist .
Der Vektor (ci, C2), der im allgemeinen Fall ortsabhängig sein kann, also durch (ci(x,y), c2(x,y)) mit 0 < c, (x,y),c2 (x,y) < 1 gegeben sein kann, gibt dabei die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen des Motivbilds an.
Die Berechnung von zκ(x,y,Xm,ym) ist im Allgemeinen sehr aufwendig, da im Linsenrasterbild 10 000 bis 1 000 000 und mehr Positionen (xm,ym) zu berücksichtigen sind. Weiter unter werden daher einige Verfahren aufgezeigt, bei denen ZK unabhängig von (xm,Vm) wird (Höhenprofil-Modell) bzw. sogar unabhängig von (x,y,Xm,ym) wird (Schnittebenen-Modell). Zunächst wird jedoch noch eine Verallgemeinerung zu obiger Formel vorgestellt, bei der nicht nur im Raum stehende Körper dargestellt werden, sondern bei der sich der in der Linsenrastervorrichtung erscheinende Körper bei Änderung der Betrachtungsrichtung in der Tiefe verändert. Dazu wird an- stelle der skalaren Vergrößerung v = Z(XxYxXmZyIn)Ze eine Vergrößerungsund Bewegungsmatrix A(XxYxXmxYm) verwendet, in der der Term v = z(xxyxxmχym)/e enthalten ist.
Für die Bildfunktion m(xxy) ergibt sich dann
Mit
aπ(xxyxxmxym) = zκ(xxyxxmxym)/e
stellt die Rasterbildanordnung den vorgegebenen Körper bei Betrachtung des Motivbilds mit Augenabstand in x-Richtung dar. Soll die Rasterbildanordnung den vorgegebenen Körper bei Betrachtung des Motivbilds mit Augenabstand in Richtung ψ zur x- Achse darstellen, so werden die Koeffizien- ten von A so gewählt, dass
(an cos2ψ +( Ά\I+ &I\) cosψ sinψ + ΆTI sin2ψ ) = zκ(xxy, Xm,ym) / e
erfüllt ist. Höhenprofil-Modell
Um die Berechnung des Motivbilds zu vereinfachen, geht man beim Höhenprofil von einer zweidimensionalen Zeichnung f(x,y) eines Körpers aus, wo- bei zu jedem Punkt x,y des zweidimensionalen Bildes des Körpers eine zusätzliche z-Koordinate z(x,y) angibt, wieweit sich dieser Punkt im wirklichen Körper von der Zeichenebene 32 entfernt befindet. z(x,y) kann dabei sowohl positive als auch negative Werte annehmen.
Zur Illustration zeigt Fig. 4(a) eine zweidimensionale Darstellung 40 eines Würfels in Zentralprojektion, wobei an jedem Bildpunkt (x,y) ein Grauwert f(x,y) vorgegeben ist. Anstelle einer Zentralprojektion kann selbstverständlich auch eine besonders einfach zu erzeugende Parallelprojektion oder ein anderes Projektionsverfahren verwendet werden. Bei der zweidimensionalen Darstellung f(x,y) kann es sich auch um ein Fantasiebild handeln, wichtig ist nur, dass jedem Bildpunkt neben der Grau- (oder allgemeiner Färb-, Transparenz-, Reflektivitäts-, Dichte- etc.) Information eine Höhen-/ Tiefeninformation z(x,y) zugeordnet ist. Eine solche Höhendarstellung 42 ist in Fig. 4(b) schematisch in Graucodierung gezeigt, wobei vorne liegende Bildpunkte des Würfels weiß, weiter hinten liegende Bildpunkte grau bzw. schwarz dargestellt sind.
Im Fall einer reinen Vergrößerung ergibt sich aus den Angaben von f (x,y) und z(x,y) für die Bildfunktion
Fig. 4(c) zeigt die so berechnete Büdfunktion m(x,y) des Motivbilds 44, das bei passender Skalierung bei Betrachtung mit einem Linsenraster die Darstellung eines hinter der Zeichenebene dreidimensional erscheinenden Würfels erzeugt.
Sollen nicht nur im Raum stehende Körper dargestellt werden, sondern sollen sich die in der Linsenrastervorrichtung erscheinenden Körper bei Änderung der Betrachtungsrichtung in der Tiefe verändern, so tritt anstelle der Vergrößerung v = z(x,y)/e eine Vergrößerungs- und Bewegungsmatrix A(χ,y):
wobei die Vergrößerungs- und Bewegungsmatrix A(x,y) im allgemeinen Fall durch
gegeben ist. Zur Illustration seien einige Spezialfälle behandelt:
Beispiel 1:
Es werden zwei Höhenfunktionen Z1(X7V) und Z2(x,y) vorgegeben, so dass die Vergrößerungs- und Bewegungsmatrix A(x,y) die Gestalt
erhält. Beim Drehen der Anordnung bei der Betrachtung gehen die Höhenfunktionen z;i(x,y) und Z2(x,y) des dargestellten Körpers ineinander über.
Beispiel 2:
Es werden zwei Höhenfunktionen Z1(X^) und Z2(x,y) und zwei Winkel φi und φ2 vorgegeben, so dass die Vergrößerungs- und Bewegungsmatrix A(x,y) die Gestalt
z, (x,y) z2(x,y)
COt ^
A(x,y) = ι (χ=y) tan φλ > (χ> y)
erhält. Beim Drehen der Anordnung bei der Betrachtung gehen die Höhen- funktionen des dargestellten Körpers ineinander über. Die beiden Winkel φi und φ2 haben folgende Bedeutung:
Bei normaler Betrachtung (Augenabstandsrichtung in x-Richtung) sieht man den Körper im Höhenrelief z;i(X,y) und beim Kippen der Anordnung in x- Richtung bewegt sich der Körper in Richtung φi zur x- Achse.
Bei um 90° gedrehter Betrachtung (Augenabstandsrichtung in y-Richtung) sieht man den Körper im Höhenrelief z2(x,y) und beim Kippen der Anordnung in y-Richtung bewegt sich der Körper in Richtung φ2 zur x- Achse . Beispiel 3:
Es werden eine Höhenfunktion z(x,y) und ein Winkel φi vorgegeben, so dass die Vergrößerungs- und Bewegungsmatrix A(x,y) die Gestalt
ι (χ>y)
A(x,y) = ι (χ>y) tan φx 1
erhält. Bei normaler Betrachtung (Augenabstandsrichtung in x-Richtung) und Kippen der Anordnung in x-Richtung bewegt sich der Körper in Rich- tung φi zur x- Achse. Beim Kippen in y-Richtung erfolgt keine Bewegung.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Betrachtung auch mit einem passenden Zylinderlinsenraster möglich, beispielsweise mit einem Spaltraster oder Zylinderlinsenraster, dessen Einheitszelle durch mit dem Spalt- bzw. Zylinderachsenabstand d gegeben ist, oder mit einem f d O ^
Lochblenden- bzw. Linsenarray mit W = mit d2 , ß beliebig.
3 [d - tan/? dj ö
Bei einer Zylinderlinsen- Achse in beliebiger Richtung γ und mit Achsenab- stand d, also einem Linsenraster
ist die passende Matrix A, bei der in Richtung γ keine Vergrößerung oder Verzerrung vorliegt:
sin γN cos γ,
Das hiermit für das hinter einem Linsenraster W anzulegende Druck- oder Prägebild erzeugte Muster lässt sich nicht nur mit dem Spaltblenden- bzw. Zylinderlinsen- Array mit Achse in Richtung γ betrachten, sondern auch mit einem Lochblenden- bzw. Linsenarray mit
W = , wobei d2 , ß beliebig sein können.
Beispiel 4:
Es werden zwei Höhenfunktionen Z1(X^) und Z2(x,y) und ein Winkel φ2 vorgegeben, so dass die Vergrößerungs- und Bewegungsmatrix A(x,y) die Ge- stalt
erhält. Beim Drehen der Anordnung bei der Betrachtung gehen die Höhenfunktionen des dargestellten Körpers ineinander über.
Weiter weist die Anordnung einen orthoparallaktischen 3D-Effekt auf, wobei sich der Körper bei üblicher Betrachtung (Augenabstandsrichtung in x- Richtung) und beim Kippen der Anordnung in x-Richtung senkrecht zur x- Achse bewegt.
Bei um 90° gedrehter Betrachtung (Augenabstandsrichtung in y-Richtung) und beim Kippen der Anordnung in y-Richtung bewegt sich der Körper in Richtung φ2 zur x- Achse.
Eine dreidimensionale Wirkung kommt hier bei üblicher Betrachtung (Augenabstandsrichtung in x-Richtung) allein durch Bewegung zustande.
Schnittebenen-Modell
Beim Schnittebenen-Modell wird der dreidimensionale Körper zur Vereinfachung der Berechnung des Motivbilds durch n Schnitte^ (x,y) und n Trans- parenz-Stufenfunktionen t} (x,y) mit j = 1,...n, vorgegeben, die zum Beispiel bei Betrachtung mit Augenabstand in x-Richtung jeweils in einer Tiefe Zj , z, > Z1-1 liegen. Die A,-Matrix muss dann so gewählt werden, dass der linke obere Koeffizient gleich z} /e ist.
Dabei ist fj(x,y) die Bildfunktion des j-ten Schnitts, die eine Helligkeitsverteilung (Graustufenbild), eine Farbverteilung (Farbbild), eine Binärverteilung (Strichzeichnung) oder auch andere Bildeigenschaften, wie Transparenz, Re- flektivität, Dichte oder dergleichen, angeben kann. Die Transparenz-Stufenfunktion t,(x,y) ist gleich 1, wenn der Schnitt j an der Stelle (x,y) dahinter- liegende Objekte verdeckt und ist ansonsten gleich 0.
Für die Bildfunktion m(x,y) ergibt sich dann mod W - W , wobei j der kleinste Index ist, für den
modW | - W -| Cl ungleich Null ist.
Ein holzschnittartiges oder kupferstichartiges 3D-BiId erhält man beispielsweise, wenn die Schnitte fj, tj in folgender Weise durch mehrere Funktionswerte beschrieben werden:
= Schwarz- Weiß- Wert (bzw. Graustufenwert) auf der Konturlinie oder Schwarz- Weiß- Werte (bzw. Graustufenwerte) in unterschiedlich ausgedehnten, an den Rand anschließenden Bereichen der Schnittfigur, und
11 Opazität (Deckkraft) innerhalb der Schnittfigur des Körpers t , = J l θ Opazität (Deckkraft) außerhalb der Schnittfigur des Körpers
Zur Illustration des Schnittebenen-Modells seien auch hier einige Spezialfälle behandelt:
Beispiel 5:
Im einfachsten Fall ist die Vergrößerungs- und Bewegungsmatrix gegeben durch . Bei allen Betrachtungsrichtungen, allen Augenabstandsrichtungen und beim Drehen der Anordnung bleibt die Tiefe unverändert.
Beispiel 6:
Es wird ein Änderungsfaktor k ungleich 0 vorgegeben, so dass die Vergröße- rungs- und Bewegungsmatrix Aj die Gestalt
erhält. Beim Drehen der Anordnung ändert sich der Tiefeneindruck des dargestellten Körpers um den Änderungsfaktor k.
Beispiel 7:
Es wird ein Änderungsfaktor k ungleich 0 und zwei Winkel φi und φ2 vorgegeben, so dass die Vergrößerungs- und Bewegungsmatrix A1 die
Gestalt
erhält. Bei normaler Betrachtung (Augenabstandsrichtung in x-Richtung) und Kippen der Anordnung in x-Richtung bewegt sich der Körper in Richtung φi zur x-Achse, bei um 90° gedrehter Betrachtung (Augenabstandsrichtung in y-Richtung) und Kippen der Anordnung in y-Richtung bewegt sich der Körper in Richtung <j>2 zur x- Achse und ist um den Faktor k in der Tiefendimension gedehnt.
Beispiel 8:
Es wird ein Winkel φi vorgegeben, so dass die Vergrößerungs- und Bewegungsmatrix Aj die Gestalt
erhält. Bei normaler Betrachtung (Augenabstandsrichtung in x-Richtung) und Kippen der Anordnung in x-Richtung bewegt sich der Körper in Richtung φi zur x-Achse. Beim Kippen in y-Richtung erfolgt keine Bewegung.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Betrachtung auch mit einem passenden Zylinderlinsenraster möglich, beispielsweise mit einem Spaltraster oder Zylinderlinsenraster, dessen Einheitszelle durch mit dem Spalt- bzw. Zylinderachsenabstand d gegeben ist.
Beispiel 9:
Er werden ein Änderungsfaktor k ungleich 0 und ein Winkel φ vorgegeben, so dass die Vergrößerungs- und Bewegungsmatrix Aj die Gestalt
erhält. Beim waagrechten Kippen kippt der dargestellte Körper senkrecht zur Kipprichtung, beim senkrechten Kippen kippt der Körper in Richtung φ zur x-Achse.
Beispiel 10:
Er werden ein Änderungsfaktor k ungleich 0 und ein Winkel φi vorgegeben, so dass die Vergrößerungs- und Bewegungsmatrix A, die Gestalt
erhält. Der dargestellte Körper bewegt sich unabhängig von der Kipprich- tung stets in Richtung φi zur x-Achse.
Gemeinsame Ausgestaltungen
Nachfolgend werden weitere Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt, die jeweils am Beispiel des Höhenprofil-Modells erläutert werden, bei dem der darzustellende Körper entsprechend der obigen Erläuterung durch eine zweidimensionale Zeichnung f(x,y) und eine Höhenangabe z(x,y) dargestellt ist. Es versteht sich, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen jedoch auch im Rahmen der allgemeinen Perspektive und des Schnitt- ebenen-Modells eingesetzt werden können, wobei die zweidimensionale Funktion f(x,y) dann entsprechend durch die dreidimensionalen Funktionen f(x,y,z) und t(x,y,z) bzw. die Schnittbilder fj(x,y) und tj(x,y) ersetzt werden.
5 Für das Höhenprofil-Modell ist die Bildfunktion m(x,y) allgemein gegeben durch x. m(x,y) = f| " κ \ - g(x,y) , mit
wd (x, y) I modW | - wd (x, y) - wc (x, y)
- 1i n0 wd( ,x, -
Der Vergrößerungsterm V(x,y) ist im Allgemeinen eine Matrix
V(x,y) das ge- wünschte Vergrößerungs- und Bewegungsverhalten des vorgegebenen Kör- 15 pers beschreibt, und I die Einheitsmatrix ist. Im Spezialfall einer reinen Vergrößerung ohne Bewegungseffekt ist der Vergrößerungsterm ein Skalar
Der Vektor (ci(x,y), C2(x,y)) mit 0 < c, (x,y),c2 (x,y) < 1 gibt die relative Positi- 20 on des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen des Motivbilds an. Der Vektor d2(x,y)) mitO < d,(x,y),d2(x,y) < 1 stellt eine Verschiebung der Zellengrenzen im Motivbild dar, und g(x,y) ist eine Maskenfunktion zur Einstellung der Sichtbarkeit des Körpers. Beispiel 11:
Für manche Anwendungen kann eine Winkelbeschränkung bei der Betrachtung der Motivbilder erwünscht sein, d.h. das dargestellte dreidimensionale Bild soll nicht aus allen Richtungen sichtbar oder sogar nur in einem kleinen Raumwinkelbereich zu erkennen sein.
Eine solche Winkelbeschränkung kann insbesondere in Kombination mit den weiter unten beschriebenen Wechselbildern von Vorteil sein, da das Um- schalten von einem Motiv zum anderen im Allgemeinen nicht von beiden Augen gleichzeitig wahrgenommen wird. Dies kann dazu führen, dass während des Umschaltens ein unerwünschtes Doppelbild als Überlagerung benachbarter Bildmotive zu sehen ist. Werden die Einzelbilder jedoch durch einen Rand geeigneter Breite gesäumt, kann eine solche visuell unerwünsch- te Überlagerung unterdrückt werden.
Weiter hat sich gezeigt, dass die Abbildungsqualität bei schräger Aufsicht auf das Linsenarray unter Umständen deutlich nachlassen kann: Während bei senkrechter Betrachtung der Anordnung ein scharfes Bild zu erkennen ist, wird das Bild in diesem Fall bei zunehmendem Kippwinkel unschärfer und wirkt verschwommen. Aus diesem Grund kann eine Winkelbeschränkung auch bei der Darstellung einzelner Bilder vorteilhaft sein, wenn sie insbesondere die Flächenbereiche zwischen den Linsen, die erst bei relativ hohen Kippwinkeln durch die Linsen sondiert werden, ausblendet. Dadurch verschwindet das dreidimensionale Bild für den Betrachter beim Kippen, ehe es verschwommen wahrgenommen werden kann. Eine solche Winkelbeschränkung kann durch eine Maskenfunktion g ≠ 1 in der allgemeinen Formel für das Motivbild m(x,y) erreicht werden. Ein einfaches Beispiel für eine solche Maskenfunktion ist
1 für (x, y) modW - 1, (Wn , W21 ) + t2 (W12 , W22 ) mit kπ < t, < k,2 und k2, < t2 < k2
0 sonst
mit 0 <= kij < 1. Dadurch wird von der Gitterzelle (W11, W21), (wi2, W22) nur ein Ausschnitt genutzt, und zwar der Bereich kn ■ (wn, w21) bis k12 • (W11, W21) in Richtung des ersten Gittervektors und der Bereich k21 • (w12,w22) bis k22 • (W12 , W22) in Richtung des zweiten Gittervektors. Als Summe der beiden Randbereiche beträgt die Breite der ausgeblendeten Streifen (kπ+(l-k12)) •
(W11, W21) bzw. (k21 + (l-k22)) • (W12, W22).
Es versteht sich, dass die Funktion g(x,y) im Allgemeinen die Verteilung be- legter und freier Flächen innerhalb einer Zelle beliebig vorgeben kann.
Neben einer Winkelbeschränkung können Maskenfunktionen als Bildfeldbeschränkung auch Bereiche definieren, in denen das dreidimensionale Bild nicht sichtbar wird. Die Bereiche in denen g=0 ist, können sich in diesem Fall über eine Vielzahl von Zellen erstrecken. Beispielsweise können die weiter unten genannten Ausgestaltungen mit nebeneinanderliegenden Bildern durch solche makroskopische Maskenfunktionen beschrieben werden. Allgemein ist eine Maskenfunktion zur Bildfeldbeschränkung gegeben durch 1 in Bereichen in denen das 3D - Bild sichtbar sein soll
0 in Bereichen in denen das 3D - Bild nicht sichtbar sein soll
Bei der Verwendung einer Maskenfunktion g ≠ 1 erhält man für den Fall von ortsunabhängigen Zellengrenzen im Motivbild aus der Formel für die BiId- funktion m(x,y):
m(χ>y) ■ g(χ,y)
Beispiel 12:
Bei den bisher beschriebenen Beispielen war der Vektor (d1(x,y)/ d2(x,y)) identisch Null, die Zellengrenzen waren über die ganze Fläche gleichförmig verteilt. In manchen Ausgestaltungen kann es jedoch auch von Vorteil sein, das Raster der Zellen in der Motivebene ortsabhängig zu verschieben, um beim Ändern der Betrachtungsrichtung spezielle optische Effekte zu erzielen. Mit g≡ 1 stellt sich die Bildfunktion m(x,y) dann in der Form
/ - x l ( d.(x,y) ϊ ] fd,(x,y)
J) + W U2 ' (x, y) J J modW - W U2 '(x, Jyt), - W - mit 0 < d,(x,y),d2(x,y) < 1 dar.
Beispiel 13:
Auch der Vektor (C1 (x,y), C2(x,y)) kann eine Funktion des Ortes sein. Mit g≡ 1 stellt sich die Bildfunktion m(x,y) dann in der Form mit 0 < c,(x,y),c2(x,y) < 1 dar. Selbstverständlich können auch hier der Vektor (d1(x,y)/ d2(x,y)) ungleich Null und die Bewegungsmatrix A(x,y) ortsabhängig sein, so dass sich für g ≡ 1 allgemein ergibt:
mit 0 < c, (x, y), C2 (x, y) ; d, (x, y), d2 (x, y) < 1 .
Wie weiter oben erläutert, beschreibt der Vektor (c;ι(x,y), C2(x,y)) die Position der Zellen in der Motivbildebene relativ zum Linsenarray W, wobei als Bezugspunktemenge das Raster der Linsenzentren betrachtet werden kann. Ist der Vektor (C1 (x,y), C2(x,y)) eine Funktion des Ortes, so bedeutet dies, dass Änderungen von (C1 (x,y), C2(x,y)) sich in einer Änderung der relativen Positionierung zwischen den Zellen in der Motivbildebene und den Linsen mani- festieren, was zu Schwankungen in der Periodizität der Motivbildelemente führt.
Beispielsweise kann eine Ortsabhängigkeit des Vektors (ci(x,y), C2(x,y)) vorteilhaft eingesetzt werden, wenn eine Folienbahn verwendet wird, die auf der Vorderseite eine Linsenprägung mit vollflächig homogenem Raster W trägt. Prägt man auf der Rückseite eine Modulo- Vergrößerungsanordnung mit ortsunabhängigem (C1(X^), C2(x,y)) ein, so bleibt es dem Zufall überlassen, unter welchen Betrachtungswinkeln man welche Features erkennt, wenn keine exakte Registrierung zwischen Vorder- und Rückseitenprägung möglich ist. Variiert man hingegen (C1 (x,y), c2(x,y)) quer zur Folienlaufrichtung, so findet sich ein streifenförmiger Bereich in Laufrichtung der Folie, der die geforderte Positionierung zwischen Vorder- und Rückseitenprägung erfüllt.
Darüber hinaus kann man (Ci(XxY), C2(x,y)) beispielsweise auch in Laufrich- tung der Folie variieren, um in jedem Streifen in Längsrichtung der Folie Abschnitte vorzufinden, welche die richtige Registrierung aufweisen. Dadurch lässt sich verhindern, dass metallisierte Hologrammstreifen oder Sicherheitsfäden von Banknote zu Banknote unterschiedlich aussehen.
Beispiel 14:
In einem weiteren Ausführungsbeispiel soll das dreidimensionale Bild nicht nur bei Betrachtung durch ein normales Loch/ Linsenraster, sondern auch bei Betrachtung durch ein Spaltraster oder Zylinderlinsenraster sichtbar sein, wobei als dreidimensionales Bild insbesondere ein sich nicht periodisch wiederholendes Einzelbild vorgegeben sein kann.
Auch dieser Fall kann durch die allgemeine Formel für m(x,y) beschrieben werden, wobei man, wenn das anzulegende Motivbild in Spalt/ Zylinder- richtung nicht gegenüber dem darzustellenden Bild transformiert ist, eine spezielle Matrix A benötigt, die folgendermaßen ermittelt werden kann:
Liegt die Zylinderachsenrichtung in y-Richtung und ist der Zylinderachsen- abstand d, so wird das Spalt- oder Zylinderlinsenraster beschrieben durch:
(ά QΛ W = Io ∞)
Die passende Matrix A, bei der in y-Richtung keine Vergrößerung oder Verzerrung vorliegt, ist dann:
Dabei wirkt die Matrix (A-I) in der Beziehung (A-I)W nur auf die erste Zeile von W, so dass W einen unendlich langen Zylinder darstellen kann.
Das anzulegende Motivbild mit der Zylinderachse in y-Richtung ergibt sich dann zu:
UJ IU+ a2. -((x modcO-d -c,),
wobei auch möglich ist, dass der Träger von eine
Zelle W passt, und dabei so groß ist, dass das anzulegende Muster in den Zellen keine kompletten zusammenhängenden Bilder zeigt. Das so erzeugte Muster lässt sich nicht nur mit dem Spaltblenden- bzw. Zylinderlinsen-
Array W = betrachten, sondern auch mit einem Lochblenden- bzw.
Linsenarray mit W , wobei d2 und ß beliebig sind.
Gemeinsame Ausgestaltungen für die Darstellung mehrerer Körper
Bei den bisherigen Ausführungen stellt die Modulo- Vergrößerungsanordnung bei der Betrachtung meist ein einzelnes dreidimensionales Bild (Körper) dar. Die Erfindung umfasst jedoch auch Gestaltungen, bei denen mehrere dreidimensionale Bilder gleichzeitig oder im Wechsel dargestellt werden. Bei der gleichzeitigen Darstellung können die dreidimensionalen Bilder insbesondere verschiedenes Bewegungsverhalten beim Kippen der Anordnung aufweisen. Bei im Wechsel dargestellten dreidimensionalen Bildern können diese insbesondere beim Kippen der Anordnung ineinander übergehen. Die verschiedenen Bilder können voneinander unabhängig sein oder inhaltlich aufeinander bezogen sein und beispielsweise einen Bewegungsablauf darstellen.
Auch hier wird das Prinzip am Beispiel des Höhenprofil-Modells erläutert, wobei sich wieder versteht, dass die beschriebenen Ausführungsformen bei entsprechender Anpassung bzw. Ersetzung der Funktionen fi(x,y) auch im Rahmen der allgemeinen Perspektive mit Körperfunktionen fi(x,y,z) und Transparenz-Stufenfunktionen ti(x,y,z) bzw. im Rahmen des Schnittebenen- Modells mit Schnittbildern fij(x,y) und Transparenz-Stufenfunktionen tij(x,y) eingesetzt werden können.
Es soll eine Mehrzahl N>1 vorgegebener dreidimensionaler Körper dargestellt werden, die durch Höhenprofile mit zweidimensionalen Darstellungen der Körper fi(x,y), i=l,2,...N und durch Höhenfunktionen Zi(x,y) gegeben sind, die jeweils für jeden Punkt (x,y) des vorgegebenen Körpers U eine Höhen-/ Tiefeninformation enthalten. Für das Höhenprofil-Modell ist die Bildfunktion m(x,y) dann allgemein gegeben durch
m(x, y) = F(^ ,h2,...hN ), mit den beschreibenden Funktionen
und wc,(x,y) = W -
Dabei ist F(h{ ,h2 ,...hN ) eine Masterfunktion, die eine Verknüpfung der N beschreibenden Funktionen hi(x,y) angibt. Die Vergrößerungsterme Vi(x,y) sind entweder Skalare mit dem effektiven Abstand des Betrachtungsrasters vom Motivbild e, oder Matrizen
Vi(x,y) - 1), wobei die Matrizen
jeweils das gewünschtes Vergrößerungs- und
Bewegungsverhalten des vorgegebenen Körpers fi beschreiben und I die Einheitsmatrix ist. Die Vektoren (cα(x,y), Ci2(x,y)) mit 0 < c,, (x,y),cl2 (x,y) < 1 geben für den Körper fi jeweils die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen i des Motivbilds an. Die Vektoren (dn(x,y), di2(x,y)) mitO < d,, (x,y),dl2 (x,y) < 1 stellen jeweils eine Verschiebung der Zellengrenzen im Motivbild dar, und gi(X/y) sind Maskenfunktionen zur Einstellung der Sichtbarkeit des Körpers fi.
Beispiel 14:
Ein einfaches Beispiel für Gestaltungen mit mehreren dreidimensionalen Bildern (Körpern) ist ein einfaches Kippbild, bei dem sich zwei dreidimensionale Körper fi(χ,y) und f2(χ,y) abwechseln, sobald das Sicherheitselement in entsprechender Weise gekippt wird. Unter welchen Betrachtungswinkeln der Wechsel zwischen den beiden Körpern stattfindet, wird durch die Maskenfunktionen gϊ und g2 festgelegt. Um zu verhindern, dass - selbst bei Be- trachtung mit nur einem Auge - beide Bilder gleichzeitig zu sehen sind, werden die Träger der Funktionen gϊ und g2 disjunkt gewählt.
Als Masterfunktion F wird die Summenfunktion gewählt. Damit ergibt sich für die Bildfunktion des Motivbilds m(x,y):
wobei für ein schachbrettartiges Wechseln der Sichtbarkeit der beiden Bilder
I1(W115W21) + t2(w12, W22) mit 0≤t],t2 < 0.5 oder 0.5<t,,t2 <1
0 für (x, y)modW - 1, (W11, W21 ) + t2 (W12, W22) mit 0≤tι,t2 <0.5 oder 0.5 <t,,t2 <l
1 sonst
gewählt wird. In diesem Beispiel wurden die Grenzen zwischen den Bildbereichen im Motivbild bei 0,5 gewählt, so dass die zu den beiden Bildern f und /2 gehörigen Flächenabschnitte gleich groß sind. Natürlich können die Grenzen im allgemeinen Fall beliebig gewählt werden. Die Lage der Grenzen bestimmt die Raumwinkelbereiche, von denen aus die beiden dreidimensionalen Bilder zu sehen sind.
Statt schachbrettartig können sich die dargestellten Bilder auch streifenweise abwechseln, beispielsweise durch Verwendung der folgenden Maskenfunktionen: wu ,w21 ) + t2(w12 , w22) mit 0 < t, < 0.5 und X1 beliebig
(W11 , W21) + t2 (w12, W22) mit 0 < t, < 0.5 und X1 beliebig
In diesem Fall tritt ein Wechsel der Bildinformation auf, wenn das Sicherheitselement entlang der durch den Vektor (wn , W21) angegebenen Richtung gekippt wird, wohingegen Kippen entlang des zweiten Vektors (w12, W22) zu keinem Bild Wechsel führt. Auch hier wurde die Grenze bei 0,5 gewählt, d.h. die Fläche des Motivbilds wurde in Streifen gleicher Breite aufgeteilt, die abwechselnd die Informationen der beiden dreidimensionalen Bilder enthalten.
Liegen die Streifengrenzen exakt unter den Linsenmittelpunkten bzw. den Linsengrenzen, so sind die Raumwinkelbereiche, unter denen die beiden Bilder zu sehen sind, gleich verteilt: beginnend bei senkrechtem Aufblick sieht man von der rechten Hälfte der Hemisphäre aus betrachtet zunächst das eine der beiden dreidimensionalen Bilder, von der linken Hälfte der Hemisphäre zunächst das andere dreidimensionale Bild. Im Allgemeinen kann die Grenze zwischen den Streifen natürlich beliebig gelegt werden.
Beispiel 15:
Bei dem nunmehr beschriebenen Modulo-Morphing oder Modulo-Cinema stehen die verschiedenen dreidimensionalen Bilder in direktem Sinnzusammenhang, wobei sich im Fall des Modulo-Morphing ein Startbild über eine definierte Anzahl von Zwischenstadien in ein Endbild verwandelt, und beim Modulo-Cinema vorzugsweise einfache Bewegungsabläufe gezeigt werden.
Die dreidimensionalen Bilder seien im Höhenprofil-Modell durch Bilder
/, / Z2 /J und zi(x,y) ... zn(x,y) gegeben, die beim Kippen
entlang der durch den Vektor (wπ , w2l ) vorgegebenen Richtung nacheinan- der erscheinen sollen. Um dies zu erreichen, wird mithilfe der Maskenfunktionen gi eine Einteilung in Streifen gleicher Breite vorgenommen. Wird auch hier Wdi = 0 für i=l ...n gewählt, und als Masterfunktion F die Summenfunktion verwendet, so ergibt sich für die Bildfunktion des Motivbilds
und t2 beliebig
Verallgemeinernd kann auch hier anstelle der in der Formel ausgedrückten regelmäßigen Aufteilung die Streifenbreite unregelmäßig gewählt werden. Es ist zwar zweckmäßig, die Bilderfolge durch Kippen entlang einer Richtung (lineare Kippbewegung) abzurufen, zwingend erforderlich ist dies allerdings nicht. Stattdessen können die Morph- bzw. Bewegungseffekte beispielsweise auch durch mäanderförmige oder spiralenförmige Kippbewe- gungen abgespielt werden.
Beispiel 16:
Bei den Beispielen 14 und 15 war grundsätzlich das Ziel, aus einer bestimm- ten Betrachtungsrichtung immer nur ein einziges dreidimensionales Bild erkennen zu lassen, nicht jedoch zwei oder mehrere gleichzeitig. Die gleichzeitige Sichtbarkeit mehrerer Bilder ist im Rahmen der Erfindung jedoch ebenfalls möglich und kann zu attraktiven optischen Effekten führen. Die verschiedenen dreidimensionalen Bilder fi können dabei völlig unabhängig voneinander behandelt werden. Dies gilt sowohl für die jeweiligen Bildinhalte, als auch für die scheinbare Lage der dargestellten Objekte und deren Bewegung im Raum.
Während die Bildinhalte mithilfe von Zeichnungen wiedergegeben werden können, werden Lage und Bewegung der dargestellten Objekte in den Dimensionen des Raums mithilfe der Bewegungsmatrizen Ai beschrieben. Auch die relative Phase der einzelnen dargestellten Bilder kann individuell eingestellt werden, wie durch die Koeffizienten Cij in der allgemeinen Formel für m(x,y) ausgedrückt. Die relative Phase steuert, bei welchen Betrach- tungsrichtungen die Motive zu erkennen sind. Wird der Einfachheit halber für die Maskenfunktionen gi jeweils die Einheitsfunktion gewählt, sind die Zellengrenzen im Motivbild nicht ortsabhängig verschoben, und wird als Masterfunktion F die Summenfunktion gewählt, so ergibt sich für eine Reihe übereinandergelegter dreidimensionaler Bilder f,:
Bei der Überlagerung mehrerer Bilder entspricht die Verwendung der Summenfunktion als Masterfunktion je nach Charakter der Bildfunktion f einer Addition der Grau-, Färb-, Transparenz- oder Dichte-Werte, wobei die resultierenden Bildwerte bei Überschreiten des maximalen Wertebereichs typischerweise auf den Maximalwert gesetzt werden.
Es kann jedoch auch günstiger sein, andere Funktionen als die Summenfunk- tion für die Masterfunktion F zu wählen, beispielsweise eine ODER- Verknüpfung, eine Exklusiv-Oder- (XOR)-Verknüpfung oder die Maximumsfunktion. Weitere Möglichkeiten bestehen darin, das Signal mit dem geringsten Funktionswert zu wählen, oder wie oben die Summe aller an einem bestimmten Punkt zusammentreffender Funktionswerte zu bilden. Gibt es eine maximale Obergrenze, beispielsweise die maximale Belichtungsintensität eines Laserbelichters, so kann man die Summe bei diesem Maximalwert abschneiden.
Durch passende Sichtbarkeitsverknüpfungen, Mischung und Überlagerung mehrerer Bilder können z.B. auch „SD-Röntgenbilder" dargestellt werden, wobei eine „Außenhaut" und ein „Innenskelett" gemischt und überlagert werden
Beispiel 17:
Alle im Rahmen dieser Beschreibung diskutierten Ausgestaltungen können auch nebeneinander oder ineinander angeordnet werden, beispielsweise als Wechselbilder oder als übereinandergelegte Bilder. Die Grenzen zwischen den Bildteilen müssen dabei nicht geradlinig verlaufen, sondern können beliebig gestaltet werden. Insbesondere können die Grenzen so gewählt werden, dass sie die Umrisslinien von Symbolen oder Schriftzügen, Muster, Formen jedweder Art, Pflanzen, Tieren oder Menschen darstellen.
Die neben- oder ineinander angeordneten Bildteile werden in bevorzugten Ausgestaltungen mit einem einheitlichen Linsenarray betrachtet. Zusätzlich kann sich auch die Vergrößerungs- und Bewegungsmatrix A der verschiedenen Bildteile unterscheiden, um beispielsweise spezielle Bewegungseffek- te der einzelnen vergrößerten Motive zu ermöglichen. Es kann von Vorteil sein, die Phasenbeziehung zwischen den Bildteilen zu steuern, damit die vergrößerten Motive in definiertem Abstand zueinander erscheinen.
Weiterbildungen für alle Ausgestaltungen
Mithilfe der oben beschriebenen Formeln für das Motivbild m(x,y) lässt sich die Mikrostrukturebene so berechnen, dass sie bei Betrachtung mithilfe eines Linsenrasters ein dreidimensional wirkendes Objekt wiedergibt. Dies beruht im Grunde darauf, dass der Vergrößerungsfaktor ortsabhängig ist, die Mo- tivfragmente in den verschiedenen Zellen also unterschiedliche Größen aufweisen können.
Diese dreidimensionale Anmutung lässt sich verstärken, indem man Flächen unterschiedlicher Neigung mit Blazegittern (Sägezahn-Gittern) füllt, deren Parameter sich voneinander unterscheiden. Ein Blazegitter ist dabei durch Angabe der Parameter Azimutwinkel Φ, Periode d und Neigung a definiert.
Anschaulich erklären lässt sich dies anhand sogenannter Fresnel-Strukturen: Für das optische Erscheinungsbild einer dreidimensionalen Struktur ist die Reflexion des auftreffenden Lichts an der Oberfläche der Struktur entscheidend. Da das Volumen des Körpers für diesen Effekt nicht ausschlaggebend ist, kann es mithilfe eines einfachen Algorithmus eliminiert werden. Dabei können runde Flächen durch eine Vielzahl kleiner ebener Flächen angenä- hert werden.
Bei der Elimination des Volumens ist darauf zu achten, dass die Tiefe der Strukturen in einem Bereich liegt, der mithilfe der beabsichtigten Herstellungsprozesse zugänglich ist und innerhalb des Fokusbereichs der Linsen liegt. Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn die Periode d der Sägezähne ausreichend groß ist, um die Entstehung von farbig wirkenden Beugungseffekten weitgehend zu vermeiden.
Diese Weiterbildung der Erfindung beruht also darauf, zwei Methoden zur Erzeugung dreidimensional anmutender Strukturen miteinander zu kombinieren: ortsabhängiger Vergrößerungsfaktor und Füllung mit Fresnel-Struk- ruren, Blazegittern oder anderen optisch wirksamen Strukturen, wie etwa Subwellenlängenstrukturen.
Bei der Berechnung eines Punktes in der Mikrostrukturebene wird nicht nur der Wert des Höhenprofils an dieser Stelle berücksichtigt (der in die Vergrößerung an dieser Stelle einfließt), sondern auch optische Eigenschaften an dieser Stelle. Im Gegensatz zu den bisher diskutierten Fällen, in denen auch binäre Muster in der Mikrostrukturebene ausreichten, ist zur Realisierung dieser Weiterbildung der Erfindung eine dreidimensionale Strukturierung der Mikrostrukturebene erforderlich. Beispiel: dreiseitige Pyramide
Aufgrund der ortsabhängigen Vergrößerung sind in den Zellen der Mikro- strukturebene unterschiedlich große Fragmente der dreiseitigen Pyramide untergebracht. Jeder der drei Seiten wird ein Blazegitter zugeordnet, die sich hinsichtlich ihres Azimutwinkels unterscheiden. Im Falle einer geraden gleichseitigen Pyramide betragen die Azimutwinkel 0°, 120° und 240°. Alle Flächenbereiche, welche Seite 1 der Pyramide darstellen, werden mit dem Blazegitter mit Azimut 0° ausgestattet - unabhängig von ihrer durch die ortsabhängige A-Matrix definierten Größe. Entsprechend wird mit den Seiten 2 und 3 der Pyramide verfahren: sie werden mit Blazegittern mit Azimutwinkel 120° (Seite 2) bzw. 240° (Seite 3) gefüllt. Durch Bedampfen der so entstehenden dreidimensionalen Mikrostrukturebene mit Metall (z.B. 50 nm Aluminium) wird die Reflektivität der Oberfläche erhöht und der 3D-Effekt zusätzlich verstärkt.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung Licht absorbierender Strukturen. Anstelle von Blazegittern können auch Strukturen verwendet werden, die Licht nicht nur reflektieren, sondern in verstärktem Maße auch absorbieren. Dies ist in der Regel dann der Fall, wenn das Aspektverhältnis Tiefe / Breite (Periode bzw. Quasiperiode) relativ hoch ist, beispielsweise 1/1 oder 2/1 oder höher. Die Periode bzw. Quasiperiode kann sich vom Bereich der Subwellenlängenstrukturen bis hin zu Mikrostrukturen erstrecken - dies hängt auch von der Größe der Zellen ab. Wie dunkel eine Fläche er- scheinen soll, kann beispielsweise über die Flächendichte der Strukturen oder das Aspektverhältnis geregelt werden. Flächen unterschiedlicher Neigung können Strukturen mit unterschiedlich starken Absorptionseigenschaften zugeordnet werden. Zuletzt sei eine Verallgemeinerung der Modulo- Vergrößerungsanordnung erwähnt, bei der die Linsenelemente (bzw. allgemein die Betrachtungselemente) nicht in Form eines regelmäßigen Gitters angeordnet sein müssen, sondern mit unterschiedlichen Abständen beliebig im Raum verteilt sein können. Das auf Betrachtung mit einer solchen allgemeinen Betrachtungselement-Anordnung ausgelegte Motivbild lässt sich dann nicht mehr in der Modulo-Schreibweise beschreiben, ist jedoch durch folgende Beziehung
m(x'v) = ∑#w(,o (*» JO - (Z2 ° /C )(*»^m^/\. (/T1 O)) n prπ (x>y)>ez )) weiV
eindeutig festgelegt. Dabei ist prxY : R3 -> R2 , prχγ(x, y, z) = (x, y) die Projektion auf XY-Ebene,
<a,b> stellt das Skalarprodukt dar, wobei <(x, y, z), ez >, das Skalarprodukt von (x, y, z) mit ez = (0, 0, 1) die z-Komponente ergibt, und die Mengenschreibweise (A,x) = {(a,x)\ a e A } zur Abkürzung eingeführt wurde. Weiter wird die charakteristische Funktion verwendet, die für eine Menge A gegeben ist durch f 1 falls x e A
XA (χ) = \ [n0 sonst und das Lochraster bzw. Linsenraster W - { w, , w2 , w3 , ... } ist durch eine beliebige diskrete Teilmenge von R3 gegeben.
Die Perspektivenabbildung zum Rasterpunkt wm = (xm, ym, zm) ist gegeben durch , pwm(x, y, Z) = (( Zm X - Xm z)/(zm-z), ( Zm y - ym z)/(zm-z), ( Zm Z )/(zm-z) ) Jedem Rasterpunkt w e W wird eine Teilmenge M{w) der Zeichenebene zugeordnet. Hierbei seien für verschiedene Rasterpunkte die zugehörigen Teilmengen disjunkt.
Der zu modellierende Körper K werde durch die Funktion f = (fi, f2): R3 -> R2 definiert, wobei
Jl falls x ≡ K [0 sonst f2 (JC, y, z) = Helligkeit des Körpers K an der Stelle (x,y,z) ist.
Dann lässt sich die oben genannte Formel wie folgt verstehen:
Körpers Bildzelle von \v

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Darstellungsanordnung für Sicherheitspapiere, Wertdokumente, elektronische Anzeigeeinrichtungen oder andere Datenträger, mit einer Ras- terbildanordnung zur Darstellung eines vorgegebenen dreidimensionalen Körpers, der durch eine Körperfunktion f (x,y,z) gegeben ist, mit
einem Motivbild, das in eine Mehrzahl von Zellen eingeteilt ist, in denen jeweils abgebildete Bereiche des vorgegebenen Körpers angeord- net sind,
einem Betrachtungsraster aus einer Mehrzahl von Betrachtungselementen zur Darstellung des vorgegebenen Körpers bei der Betrachtung des Motivbilds mithilfe des Betrachtungsrasters,
wobei das Motivbild mit seiner Einteilung in eine Mehrzahl von Zellen eine Bildfunktion m(x,y) aufweist, die gegeben ist durch
wd(x,y) = W - und wc(x,y) = W - , wobei
Wx»y)J lc2(x,y)J die Einheitszelle des Betrachtungsrasters durch Gitterzellenvektoren
wi = w" und W2 = i 12 beschrieben und in der Matrix W =
[ " l2 zusammengefasst ist, und Xm und ym die Gitterpunkte des W2\ W2l )
W-Gitters bezeichnen, 5 der Vergrößerungsterm V(x,y, xm,ym) entweder ein Skalar
V(x,y, xm,ym) = [ 2κ (x'y'X""ym ) - 1 J ist, mit dem effektiven Abstand
des Betrachtungsrasters vom Motivbild e, oder eine Matrix V(x,y, Xm,ym) =(A(x,y, xm,ym) - I) ist, wobei die Matrix i n κ , Λ fan (x,y,xm ,ym ) a12 (x,y,xm ,ym )>) . ..
10 A(x,y,xm,ym ) = ein gewünschtes
Ia21 (x,y,xra ,ym ) a22(x,y,xm ,ym )J
Vergrößerungs- und Bewegungsverhalten des vorgegebenen Körpers beschreibt und I die Einheitsmatrix ist,
der Vektor (ci(x,y), C2(x,y)) mit 0 < c, (x,y),c2 (x,y) < 1 die relative Posi- 15 tion des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen des
Motivbilds angibt ,
der Vektor (d;ι(x,y), d2(x,y)) mitO < d,(x,y),d2(x,y) < 1 eine Verschiebung der Zellengrenzen im Motivbild darstellt, und 20 g(x,y) eine Maskenfunktion zur Einstellung der Sichtbarkeit des Körpers ist.
2. Darstellungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 25 dass der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V(x,y, xm,ym) =(A(x,y, xm,ym) - I) mit a;n(x,y, xm/ym) = zκ(x,y, Xm,ym)/e gegeben ist, so dass die Rasterbildanordnung den vorgegebenen Körper bei Betrachtung des Motivbilds mit Augenabstand in x-Richtung darstellt.
3. Darstellungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V(XxV, xm,ym) =(A(x,y, xm,ym)
- I) mit (an cos2ψ +( ai2+ a2i) cosψ sinψ + a22 sin2ψ ) = zκ(x,y, Xm,ym) / e gegeben ist, so dass die Rasterbildanordnung den vorgegebenen Körper bei Betrachtung des Motivbilds mit Augenabstand in Richtung ψ zur x- Achse darstellt.
4. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Körperfunktion f(x,y,z) eine Transparenz-Stufenfunktion t(x,y,z) gegeben ist, wobei t(x,y,z) gleich 1 ist, wenn der Körper f(x,y,z) an der Stelle (x,y,z) den Hintergrund verdeckt und ansonsten gleich 0 ist, und wobei für Blickrichtung im Wesentlichen in Richtung der z- Achse für zκ(X/y,Xm,ym) der kleinste Wert zu nehmen ist, für den t(x,y,zκ) ungleich Null ist, um die Körpervorderseite von außen zu betrachten, und wobei für Blickrichtung im Wesentlichen in Richtung der z- Achse für zκ(x,y,Xm,ym) der größte Wert zu nehmen ist, für den t(x,y,zκ) ungleich Null ist, um die Körperrückseite von innen zu betrachten.
5. Darstellungsanordnung für Sicherheitspapiere, Wertdokumente, elektronische Anzeigeeinrichtungen oder andere Datenträger, mit einer Ras- terbildanordnung zur Darstellung eines vorgegebenen dreidimensionalen Körpers, der durch ein Höhenprofil mit einer zweidimensionalen Darstellung des Körpers f (x,y) und einer Höhenfunktion z(x,y) gegeben ist, die für jeden Punkt (x,y) des vorgegebenen Körpers eine Höhen-/ Tiefeninformation enthält, mit einem Motivbild, das in eine Mehrzahl von Zellen eingeteilt ist, in denen jeweils abgebildete Bereiche des vorgegebenen Körpers angeordnet sind,
einem Betrachtungsraster aus einer Mehrzahl von Betrachtungselementen zur Darstellung des vorgegebenen Körpers bei der Betrachtung des Motivbilds mithilfe des Betrachtungsrasters,
wobei das Motivbild mit seiner Einteilung in eine Mehrzahl von ZeI- len eine Bildfunktion m(x,y) aufweist, die gegeben ist durch
wobei
die Einheitszelle des Betrachtungsrasters durch Gitterzellenvektoren
W1 = I " und W2 = I 12 beschrieben und in der Matrix W =
zusammengefasst ist,
der Vergrößerungsterm V(x,y) entweder ein Skalar
( z(x v) ^
V(X/y) = - 1 ist, mit dem effektiven Abstand des Betrach¬
tungsrasters vom Motivbild e, oder eine Matrix V(x,y) =(A(x,y) - I) ist, wobei die Matrix A(x,y) = ein gewünschtes Vergrößerungs- und Bewegungsverhalten des vorgegebenen Körpers beschreibt, und I die Einheitsmatrix ist,
- der Vektor (ci(x,y), C2(x,y)) mit 0 < c, (x,y),c2 (x,y) < 1 die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen des Motivbilds angibt ,
der Vektor (di(x,y), d2(x,y)) mitO < d, (x,y),d2(x,y) < 1 eine Verschie- bung der Zellengrenzen im Motivbild darstellt, und
g(x,y) eine Maskenfunktion zur Einstellung der Sichtbarkeit des Körpers ist.
6. Darstellungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Höhenfunktionen z;i(x,y) und Z2(x,y) und zwei Winkel $(x,y) und ^2(x, y) vorgegeben sind und dass der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V(x,y) =(A(x,y) - I) mit
Zι(x.y) z2(x,y)
'a„ (x,y) a12(x,y)N cot<z>2 (x,y) A(x, y) = ,a21 (x, y) B22 (X, y), z, (x,y) tan φχ (x,y) z2(χ»y)
gegeben ist.
7. Darstellungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Höhenfunktionen Zϊ(x,y) und Z2(x,y) vorgegeben sind und dass der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V(x,y) =(A(x,y) - I) mit , (χ=y)
A(x,y) = e 0 > (χ> y)
gegeben ist.
8. Darstellungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhenfunktion z(x,y) und ein Winkel φi vorgegeben sind und dass der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V(x,y) =(A(x,y) - I) mit
gegeben ist, so dass sich der dargestellte Körper bei Betrachtung mit Augenabstand in x-Richtung und Kippen der Anordnung in x-Richtung in Richtung φi zur x-Achse bewegt und beim Kippen in y-Richtung keine Bewegung erfolgt.
9. Darstellungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Betrachtungsraster ein Spaltraster, Zylinderlinsenraster oder Zylinderhohlspiegelraster ist, dessen Einheitszelle durch
W =
0 oo mit dem Spalt- bzw. Zylinderachsenabstand d gegeben ist.
10. Darstellungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhenfunktion z(x,y), ein Winkel φi und durch einen Winkel γ eine Richtung vorgegeben sind und dass der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V(x,y) =(A(x,y) - I) mit
gegeben ist.
11. Darstellungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Betrachtungsraster ein Spaltraster, Zylinderlinsenraster oder Zylin- derhohlspiegelraster ist, dessen Einheitszelle durch gegeben ist, wobei d den Spalt- bzw. Zylinderachsenabstand und γ die Richtung der Spalt- bzw. Zylinderachse angibt.
12. Darstellungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Höhenfunktionen Z1(X^) und Z2(x,y) und ein Winkel φ2 vorgegeben sind und dass der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V(x,y) =(A(x,y) - 1) mit
A(x,y) = wenn φ2 = 0
gegeben ist, so dass sich der dargestellte Körper bei Betrachtung mit Augenabstand in x-Richtung und Kippen der Anordnung in x-Richtung senkrecht zur x-Achse bewegt und bei Betrachtung mit Augenabstand in y-Richtung und Kippen der Anordnung in y-Richtung in Richtung φ2 zur x- Achse bewegt.
13. Darstellungsanordnung für Sicherheitspapiere, Wertdokumente, elektronische Anzeigeeinrichtungen oder andere Datenträger, mit einer Rasterbildanordnung zur Darstellung eines vorgegebenen dreidimensionalen Körpers, der durch n Schnitte^ (x,y) und n Transparenz-Stufenfunktionen tt (x,y) mit j = 1,...n, gegeben ist, wobei die Schnitte bei Betrachtung mit Au- genabstand in x-Richtung jeweils in einer Tiefe z, , Zj > Zj-1 liegen und wobei fj(x,y) die Bildfunktion des j-ten Schnitts ist und die Transparenz-Stufenfunktion tj(x,y) gleich 1 ist, wenn der Schnitt j an der Stelle (x,y) darunterliegende Objekte verdeckt und ansonsten gleich 0 ist, mit
- einem Motivbild, das in eine Mehrzahl von Zellen eingeteilt ist, in denen jeweils abgebildete Bereiche des vorgegebenen Körpers angeordnet sind,
einem Betrachtungsraster aus einer Mehrzahl von Betrachrungsele- menten zur Darstellung des vorgegebenen Körpers bei der Betrachtung des Motivbilds mithilfe des Betrachtungsrasters,
wobei das Motivbild mit seiner Einteilung in eine Mehrzahl von Zellen eine Bildfunktion m(x,y) aufweist, die gegeben ist durch
m™it wd(x,y) der
kleinste oder der größte Index zu nehmen ist, für den t κ ungleich
Null ist, und wobei
die Einheitszelle des Betrachtungsrasters durch Gitterzellenvektoren
Wl = \ Wu und W2 = I 12 beschrieben und in der Matrix W =
zusammengefasst ist,
- der Vergrößerungsterm Vj entweder ein Skalar Vj ist, mit dem effektiven Abstand des Betrachtungsrasters vom Motivbild e,
oder eine Matrix V1- =(Aj - I) ist, wobei die Matrix A ein gewünschtes Vergrößerungs- und Be wegungs verhalten des vorgegebenen Körpers beschreibt, und I die Einheitsmatrix ist,
der Vektor (d(x,y), C2(x,y)) mit 0 < c, (x,y),c2(x,y) < 1 die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen des Motivbilds angibt ,
- der Vektor d2(x,y)) mit 0 < d, (x, y), d2 (x, y) < 1 eine Verschiebung der Zellengrenzen im Motivbild darstellt, und g(x,y) eine Maskenfunktion zur Einstellung der Sichtbarkeit des Körpers ist.
14. Darstellungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Änderungsfaktor k ungleich 0 vorgegeben ist und der Vergröße- rungsterm durch eine Matrix V, =(Aj - 1) mit
gegeben ist, so dass sich beim Drehen der Anordnung der Tiefeneindruck des dargestellten Körpers um den Änderungsfaktor k ändert.
15. Darstellungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Änderungsfaktor k ungleich 0 und zwei Winkel φi und φ2 vorgegeben sind und der Vergrößerungsterm durch eine Matrix Vj =(A, -
I) mit (Z)- gegeben ist, so dass sich der dargestellte Körper bei Betrachtung mit Augenabstand in x-Richtung und Kippen der Anordnung in x-Richtung in Richtung φi zur x-Achse bewegt und bei Betrachtung mit Augenabstand in y- Richtung und Kippen der Anordnung in y-Richtung in Richtung φ2 zur x- Achse bewegt und um den Änderungsfaktor k in der Tiefendimension gedehnt ist.
16. Darstellungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel φi vorgegeben ist und dass der Vergrößerungsterm durch eine Matrix Vj =(Aj - I) mit
gegeben ist, so dass sich der dargestellte Körper bei Betrachtung mit Augenabstand in x-Richtung und Kippen der Anordnung in x-Richtung in Richtung φi zur x-Achse bewegt und beim Kippen in y-Richtung keine Bewegung erfolgt.
17. Darstellungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Betrachtungsraster ein Spaltraster, Zylinderlinsenraster oder Zylinderhohlspiegelraster ist, dessen Einheitszelle durch mit dem Spalt- bzw. Zylinderachsenabstand d gegeben ist.
18. Darstellungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel φi und durch einen Winkel γ eine Richtung vorgegeben sind und dass der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V) =(Aj - I) mit
gegeben ist.
19. Darstellungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Betrachtungsraster ein Spaltraster, Zylinderlinsenraster oder Zylinderhohlspiegelraster ist, dessen Einheitszelle durch gegeben ist, wobei d den Spalt- bzw. Zylinderachsenabstand und γ die Richtung der Spalt- bzw. Zylinderachse angibt.
20. Darstellungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Änderungsfaktor k ungleich 0 und ein Winkel φ vorgegeben sind und dass der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V, =(A, - I) mit
gegeben ist, so dass sich der dargestellte Körper beim waagrechten Kippen senkrecht zur Kipprichtung und beim senkrechten Kippen in Richtung φ zur x-Achse bewegt.
21. Darstellungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Änderungsfaktor k ungleich 0 und ein Winkel φi vorgegeben sind und dass der Vergrößerungsterm durch eine Matrix V1 =(A, - I) mit
gegeben ist, so dass sich der dargestellte Körper unabhängig von der Kipprichtung stets in Richtung φi zur x- Achse bewegt.
22. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellengrenzen im Motivbild ortsabhängig verschoben sind, vorzugsweise, dass das Motivbild zwei oder mehr Teilbereiche mit unterschiedlichem, jeweils konstantem Zellenraster aufweist.
23. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskenfunktion g identisch 1 ist.
24. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskenfunktion g in Teilbereichen, insbesondere in Randbereichen, der Zellen des Motivbilds Null ist und so eine Winkelbeschränkung bei der Betrachtung des dargestellten Bilds beschreibt.
25. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen des Motivbilds ortsunabhängig, der Vektor (C1, C2) also konstant ist.
26. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen des Motivbilds ortsabhängig ist.
27. Darstellungsanordnung für Sicherheitspapiere, Wertdokumente, elektronische Anzeigeeinrichtungen oder andere Datenträger, mit einer Rasterbildanordnung zur Darstellung einer Mehrzahl vorgegebener dreidimen- sionaler Körper, die durch Körperfunktionen fi(x,y,z), i=l,2,...N, mit N≥l, gegeben sind, mit einem Motivbild, das in eine Mehrzahl von Zellen eingeteilt ist, in denen jeweils abgebildete Bereiche der vorgegebenen Körper angeordnet sind,
- einem Betrachtungsraster aus einer Mehrzahl von Betrachtungselementen zur Darstellung der vorgegebenen Körper bei der Betrachtung des Motivbilds mithilfe des Betrachtungsrasters,
wobei das Motivbild mit seiner Einteilung in eine Mehrzahl von ZeI- len eine Bildfunktion m(x,y) aufweist, die gegeben ist durch
m(x,y) = F{hx ,h2 ,...hN ), mit den beschreibenden Funktionen
K(X1J) = (x, y) , mit
modW - wdl(x,y) - wc, (x,y)
- wobei F{hx ,h2 ,...hN ) eine Masterfunktion ist, die eine Verknüpfung der N beschreibenden Funktionen hi(x,y) angibt, und wobei
die Einheitszelle des Betrachtungsrasters durch Gitterzellenvektoren
wi = w" und W2 = W|2 beschrieben und in der Matrix W =
,W22 . zusammengefasst ist, und xm und ym die Gitterpunkte des
W-Gitters bezeichnen,
die Vergrößerungsterme Vi(x,y, xm,ym) entweder Skalare
Vi(x,y, xm,ym) = [ Zllc (x'y; Xm 'ym ) - I j sind, mit dem effektiven Abstand
des Betrachtungsrasters vom Motivbild e, oder Matrizen V1(X^, xm,ym) =(Ai(x,y, xm,ym) - I) sind, wobei die Matrizen
Λ * , fa,π (x>y>χ m >yJ a,l2 (x,y,xm ,ym )>) . .
A, (x,y,xm ,ym ) = jeweils ein ge-
^a121 (x,y,xm ,yj a,22 (x,y,xm ,ym)J wünschtes Vergrößerungs- und Bewegungsverhalten des vorgegebe- nen Körpers fi beschreiben und I die Einheitsmatrix ist,
die Vektoren (cπ(x,y), Ci2(x,y)) mit 0 < c,, (x,y),cl2 (x,y) < 1 für den Körper fi jeweils die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen i des Motivbilds angeben,
die Vektoren (d!i(x,y), di2(x,y)) mitO < d,, (x,y),dl2 (x,y) < 1 jeweils eine Verschiebung der Zellengrenzen im Motivbild darstellen, und
g,(x,y) Maskenfunktionen zur Einstellung der Sichtbarkeit des Kör- pers fi sind.
28. Darstellungsanordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Körperfunktionen fi(x,y,z) Transparenz-Stufenfunktionen ti(x,y,z) gegeben sind, wobei ti(x,y,z) gleich 1 ist, wenn der Körper fi(x,y,z) an der Stelle (x,y,z) den Hintergrund verdeckt, und ansonsten gleich 0 ist, und wobei für Blickrichtung im Wesentlichen in Richtung der z- Achse für Ziκ(x,y,Xm,ym) der kleinste Wert zu nehmen ist, für den ti (x,y,zκ) ungleich Null ist, um die Körpervorderseite des Körpers fi von außen zu betrachten, und wobei für Blickrichtung im Wesentlichen in Richtung der z- Achse für Ziκ(x,y,Xm,ym) der größte Wert zu nehmen ist, für den ti(x,y,zκ) ungleich Null ist, um die Körperrückseite des Körpers fi von innen zu betrachten.
29. Darstellungsanordnung für Sicherheitspapiere, Wertdokumente, elektronische Anzeigeeinrichtungen oder andere Datenträger, mit einer Rasterbildanordnung zur Darstellung einer Mehrzahl vorgegebener dreidimen- sionaler Körper, die durch Höhenprofile mit zweidimensionalen Darstellungen der Körper fi(x,y), i=l,2,...N, mit N≥l und durch Höhenfunktionen Zi(x,y) gegeben sind, die jeweils für jeden Punkt (x,y) des vorgegebenen Körpers fi eine Höhen-/ Tiefeninformation enthalten, mit
- einem Motivbild, das in eine Mehrzahl von Zellen eingeteilt ist, in denen jeweils abgebildete Bereiche der vorgegebenen Körper angeordnet sind,
einem Betrachtungsraster aus einer Mehrzahl von Betrachtungsele- menten zur Darstellung der vorgegebenen Körper bei der Betrachtung des Motivbilds mithilfe des Betrachtungsrasters,
wobei das Motivbild mit seiner Einteilung in eine Mehrzahl von Zellen eine Bildfunktion m(x,y) aufweist, die gegeben ist durch
m(x,y) = F(/J, ,h2,...hN ), mit den beschreibenden Funktionen
h,(x,y) gι (x, y) , mit
wobei F(Ä, ,h2,...hN ) eine Masterfunktion ist, die eine Verknüpfung der N beschreibenden Funktionen hi(x,y) angibt, und wobei
die Einheitszelle des Betrachtungsrasters durch Gitterzellenvektoren
W1 = w" 1 und W2 = W|2 beschrieben und in der Matrix W = w 22 .
"" ' zusammengefasst ist, w, w 22 .
die Vergrößerungsterme V1(XxV) entweder Skalare
( z Cx y) ^ Vi(x,y) = ' - 1 sind, mit dem effektiven Abstand des Betrach-
tungsrasters vom Motivbild e, oder Matrizen
Vi(x,y) =(Ai(x,y) - I) sind, wobei die Matrizen
jeweils ein gewünschtes Vergröße- rungs- und Bewegungsverhalten des vorgegebenen Körpers fi beschreiben und I die Einheitsmatrix ist,
die Vektoren (cn(x,y), ct2(x,y)) mit 0 < c„ (x,y),cl2 (x,y) < 1 für den Körper fi jeweils die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen i des Motivbilds angeben, die Vektoren (di;i(x,y), da(x,y)) mitO < dll (x,y),dl2(x,y) < 1 jeweils eine Verschiebung der Zellengrenzen im Motivbild darstellen, und
gi(x,y) Maskenfunktionen zur Einstellung der Sichtbarkeit des Kör- pers fi sind.
30. Darstellungsanordnung für Sicherheitspapiere, Wertdokumente, elektronische Anzeigeeinrichtungen oder andere Datenträger, mit einer Rasterbildanordnung zur Darstellung einer Mehrzahl (N>1) vorgegebener drei- dimensionaler Körper, die jeweils durch ni Schnitte fij(x,y) und ni Transparenz-Stufenfunktionen tXJ(x,y) mit i=l,2,...N und j = 1,2,. ^n1, gegeben sind, wobei die Schnitte des Körpers i bei Betrachtung mit Augenabstand in x- Richtung jeweils in einer Tiefe zn liegen und wobei fij(x,y) die Bildfunktion des j-ten Schnitts des i-ten Körpers ist und die Transparenz-Stufenfunktion t,,(x,y) gleich 1 ist, wenn der Schnitt j des Körpers i an der Stelle (x,y) dahin- terliegende Objekte verdeckt und ansonsten gleich 0 ist, mit
einem Motivbild, das in eine Mehrzahl von Zellen eingeteilt ist, in denen jeweils abgebildete Bereiche der vorgegebenen Körper angeord- net sind,
einem Betrachtungsraster aus einer Mehrzahl von Betrachtungselementen zur Darstellung der vorgegebenen Körper bei der Betrachtung des Motivbilds mithilfe des Betrachtungsrasters,
wobei das Motivbild mit seiner Einteilung in eine Mehrzahl von Zellen eine Bildfunktion m(x,y) aufweist, die gegeben ist durch
m(x,y) = F(hu,hn,...,thnι ,h2],h22,...,h2„2 ,...,hm,hN2,...,hNnJ / mit den beschreibenden Funktionen
- wcl(x,y)
wobei für ij je-
weils das Indexpaar und
Zi, minimal oder maximal ist, und
wobei F{\λ,\1,...,\nκ ,hιχ,hn,...,hln^...,hm,hN1,...,hNnN ) eine Master- funktion ist, die eine Verknüpfung der beschreibenden Funktionen hij(x,y) angibt, und wobei
die Einheitszelle des Betrachtungsrasters durch Gitterzellenvektoren
W1 = i " und W2 = W|2 beschrieben und in der Matrix W =
I w" W]2 zusammengefasst ist,
1 W21 w2j
die Vergrößerungsterme Vij entweder Skalare Vi,- sind, mit dem effektiven Abstand des Betrachtungsrasters vom Motivbild e,
oder Matrizen Vi1 =(Aij - I) sind, wobei die Matrizen A11 = jeweils ein gewünschtes Vergrößerungs- und Bewegungsverhalten des vorgegebenen Körpers fi beschreiben und I die Einheitsmatrix ist, die Vektoren (Ci1(XxY), Ci2(x,y)) mit 0 < c(1 (x,y),cl2 (x,y) < 1 für den Körper fi jeweils die relative Position des Zentrums der Betrachtungselemente innerhalb der Zellen i des Motivbilds angeben,
- die Vektoren (dα^y), di2(x,y)) mitO ≤ Cl11 (X, y),dl2 (x,y) < 1 jeweils eine Verschiebung der Zellengrenzen im Motivbild darstellen, und
&)(X'Y) Maskenfunktionen zur Einstellung der Sichtbarkeit des Körpers fi sind.
31. Darstellungsanordnung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beschreibenden Funktionen hi(x,y) bzw. hij(x,y) wie in den Ansprüchen 1 bis 21 für die Bildfunktion m(x,y) angegeben gestaltet ist.
32. Darstellungsanordnung nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasterbildanordnung ein Wechselbild, ein Bewegungsbild oder ein Morphbild darstellt.
33. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 27 bis
32, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskenfunktionen gi bzw. gη ein streifenartiges oder schachbrettartiges Wechseln der Sichtbarkeit der Körper fi festlegen.
34. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 27 bis
33, dadurch gekennzeichnet, dass die Masterfunktion F die Summenfunktion darstellt.
35. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 27 bis
34, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr dreidimensionale Körper fi gleichzeitig sichtbar sind.
36. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
35, dadurch gekennzeichnet, dass das Betrachtungsraster und das Motivbild fest miteinander verbunden sind um ein Sicherheitselement mit beabstandet übereinander angeordnetem Betrachtungsraster und Motivbild zu bilden.
37. Darstellungsanordnung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Motivbild und das Betrachtungsraster an gegenüberliegenden Flächen einer optischen Abstandsschicht angeordnet sind.
38. Darstellungsanordnung nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Sicherheitselement ein Sicherheitsfaden, ein Aufreißfaden, ein Sicherheitsband, ein Sicherheitsstreifen, ein Patch oder ein Etikett zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen ist.
39. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 36 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtdicke des Sicherheitselements unterhalb von 50 μm, bevorzugt unterhalb von 30 μm und besonders bevorzugt unterhalb von 20 μm liegt.
40. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Betrachtungsraster und das Motivbild so an verschiedenen Stellen eines Datenträgers angeordnet sind, dass das Betrachtungsraster und das Motivbild zur Selbstauthentifizierung überein- anderlegbar sind und im übereinandergelegten Zustand ein Sicherheitselement bilden.
41. Darstellungsanordnung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Betrachtungsraster und das Motivbild durch Biegen, Falten, Knicken oder Klappen des Datenträgers übereinanderlegbar sind.
42. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Motivbild zur Verstärkung des drei- dimensionalen visuellen Eindrucks mit Fresnel-Strukturen, Blazegittern oder anderen optisch wirksamen Strukturen, wie etwa Subwellenlängenstruktu- ren, gefüllt ist.
43. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildinhalte einzelner Zellen des Motivbilds nach der Bestimmung der Bildfunktion m(x,y) miteinander vertauscht sind.
44. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 35 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass das Motivbild von einer elektronischen Anzeigeeinrichtung angezeigt ist, und das Betrachtungsraster zur Betrachtung des angezeigten Motivbilds fest mit der elektronischen Anzeigeeinrichtung verbunden ist.
45. Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 35 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass das Motivbild von einer elektronischen Anzeigeeinrichtung angezeigt ist, und dass das Betrachtungsraster als ein separates Betrachtungsraster zur Betrachtung des angezeigten Motivbilds auf oder vor die elektronische Anzeigeeinrichtung bringbar ist.
46. Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks, Ausweiskarten, Urkunden oder dergleichen, mit einer Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 43.
47. Datenträger, insbesondere Markenartikel, Wertdokument, dekorativer Artikel oder dergleichen, mit einer Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 43.
48. Datenträger nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass das Betrachtungsraster und/ oder das Motivbild der Darstellungsanordnung in einem Fensterbereich des Datenträgers angeordnet ist.
49. Elektronische Anzeigeanordnung mit einer elektronische Anzeigeein- richtung, insbesondere einem Computer- oder Fernsehbildschirm, einer
Steuereinrichtung und einer Darstellungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 35 oder 43 bis 45, wobei die Steuereinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, das Motivbild der Darstellungsanordnung auf der elektronischen Anzeigeeinrichtung anzuzeigen.
50. Elektronische Anzeigeanordnung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass das Betrachtungsraster zur Betrachtung des angezeigten Motivbilds fest mit der elektronischen Anzeigeeinrichtung verbunden ist.
51. Elektronische Anzeigeanordnung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass das Betrachtungsraster ein separates Betrachtungsraster ist, das zur Betrachtung des angezeigten Motivbilds auf oder vor die elektronische Anzeigeeinrichtung bringbar ist.
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