WO2024056130A1 - Optical security element having effect regions - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an optical security element for securing valuables with at least two effect areas for producing different optical effects.
- the invention also relates to a data carrier with such a security element, as well as a method for producing such a security element.
- Data carriers such as valuables or identification documents, but also other valuables, such as branded items, are often provided with security elements for security purposes, which allow the authenticity of the data carrier to be checked and which at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
- a combination of several different optical effects is often used to increase the anti-counterfeit security of an optical security element. If effect areas with different optical effects border one another, a boundary line is defined between the effect areas. This boundary line can serve the viewer as a reference for register fluctuations that arise in other work processes. Such fluctuations can have an irritating effect on a viewer. In addition to a lower visual attractiveness, the security against forgery of the optical security element is also reduced, since counterfeits in particular often have register errors and it is therefore more difficult to reliably distinguish between the original and the counterfeit when register fluctuations occur in originals.
- the invention is based on the object of providing an optical security element of the type mentioned at the outset with a high level of protection against forgery and an attractive visual appearance. This task is solved by the features of the independent claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
- the invention provides an optical security element for securing valuables, with at least two effect areas for generating different optical effects, the effect areas adjoining one another along a boundary line.
- at least one of the two effect areas can be formed by a micromirror area with directionally reflecting micromirrors.
- the effect areas each consist of a large number of pixel elements.
- a dithered transition area is formed along the boundary line between a first effect area and a second effect area, in which the area share of the pixel elements of the first effect area decreases from 100% to 0% and the area share of the pixel elements of the second effect area increases from 0% to 100%, so that in the transition area when viewed, the optical effect of the first effect area smoothly transitions into the optical effect of the second effect area.
- the at least two effect areas are formed by micromirror areas with directionally reflecting micromirrors and different micromirror effects.
- one of the micromirror areas can be metallized and another of the micromirror areas cannot be metallized, for example demetalized after metallization.
- one of the effect areas is formed by a micro mirror area with directed reflecting micro mirrors and another of the effect areas is formed by a diffractive relief structure, in particular a hologram, a holographic grid image or a hologram-like diffraction structure.
- the micromirror region(s) each contain non-diffractive mirrors and preferably flat mirrors, concave mirrors and/or Fresnel-like mirrors.
- the effect areas preferably each consist of a large number of pixel elements of the same shape, in particular square or rectangular pixel elements.
- the pixel elements have a maximum dimension that is between 1 gm and 100 gm. The pixel elements themselves are therefore not visible to the naked eye, so that despite the discrete division of the transition area into pixel elements, a smooth transition is created for the viewer.
- the pixel elements advantageously fill the effect areas and the transition area completely without gaps, thus forming a tiling of the layer.
- one of the effect areas forms an outer effect area which surrounds another of the effect areas, which forms an inner effect area, and the boundary line is formed by the outline of the inner effect area.
- two effect areas can be provided, with one effect area surrounding the other effect area.
- the width of the transition region is expediently between 50 gm and 50 mm, preferably between 50 mm and 10 mm, particularly preferably above the resolution limit of the human eye and in particular between 0.5 mm and 5 mm.
- the invention also contains a data carrier with an optical security element of the type described.
- the data carrier can in particular be a document of value, such as a banknote, in particular a paper banknote, a polymer banknote or a film composite banknote, a share, a bond, a certificate, a Voucher, a check, a seal, a tax stamp, a high-quality admission ticket, but also an identification card, such as a credit card, a bank card, a cash payment card, an authorization card, an ID card or a passport personalization page.
- a banknote in particular a paper banknote, a polymer banknote or a film composite banknote, a share, a bond, a certificate, a Voucher, a check, a seal, a tax stamp, a high-quality admission ticket
- an identification card such as a credit card, a bank card, a cash payment card, an authorization card, an ID card or a passport personalization page.
- the security elements described can be present as a separate security element that is applied to a data carrier to be secured, but they can also be part of the data carrier to be secured itself.
- the invention further contains a method for producing an optical security element of the type described, in which at least two effect areas are generated on a carrier for generating different optical effects, which border one another along a boundary line, and the effect areas are each formed from a large number of pixel elements and A dithered transition area is formed along the boundary line between a first effect area and a second effect area, in which the area share of the pixel elements of the first effect area decreases from 100% to 0% and the area share of the pixel elements of the second effect area increases from 0% to 100%, so that in the transition area the optical effect of the first effect area merges smoothly into the optical effect of the second effect area when viewed.
- At least one of the two effect areas is formed by a micromirror area with directionally reflecting micromirrors.
- the dithered transition region is calculated using a dither algorithm, in particular a threshold algorithm, a random dither algorithm, a pattern dither algorithm, ordered dithering or with an error diffusion algorithm.
- a dither algorithm in particular a threshold algorithm, a random dither algorithm, a pattern dither algorithm, ordered dithering or with an error diffusion algorithm.
- Advantageous examples of ordered dither processes are halftone dithering, Bayer matrix and void-and-cluster.
- Advantageous examples of error diffusion algorithms are the Floyd-Steinberg algorithm, minimized average error, Stucki, Burkes, Sierra, two-row Sierra, Filter Lite, Atkinson or gradient-based error diffusion algorithms.
- a continuous course of the size of the transition region is preferably generated, which begins and ends with a discrete value that is assigned to one of the different effect regions, the continuous course is reduced to a desired number of discrete values using a dither algorithm, where each discrete value is assigned to one of the different effect areas, and Each pixel position in the transition area is assigned a pixel element of the assigned effect area in accordance with the discrete value determined for this pixel position in the dither algorithm.
- the continuous course is advantageously monotonous, in particular strictly monotonous.
- the continuous course can be linear, for example, but also non-linear, for example quadratic or following a tanh function.
- FIG. 1 shows a schematic representation of a banknote with a security element according to the invention with two effect areas adjoining one another along a boundary line
- FIG. 5 illustrates a security element in which the first effect area is formed by a metallized micro-mirror area and the second effect area is formed by a demetallized micro-mirror area, whereby (a) the design is given, (b) as a comparative example, a security element not according to the invention without a transition area and ( c) shows a security element according to the invention with a transition area.
- FIG. 1 shows a schematic representation of a banknote 10 with a security element 12 according to the invention.
- the security element 12 contains two effect areas 14, 16 for generating different optical effects, which adjoin one another along a boundary line 18.
- the effect areas 14, 16 are formed by micromirror areas with directionally reflecting micromirrors which show different micromirror effects.
- the effect area 14 shows a 3D effect
- the effect area 16 shows a motion effect.
- a transition area 20 is formed along the boundary line 18 in the two effect areas 14, 16, in which the optical effect of the first effect area 14 smoothly transitions into the optical effect of the second effect area 16 when viewed.
- the two different effect areas 14, 16 typically have certain register fluctuations compared to (structural) features generated in other operations, which, however, are concealed by the transition area.
- register fluctuations reveal weaknesses in production processes and that the visible positional deviations of the effect areas have an irritating effect on a viewer.
- Fig. 2(a) shows a detailed view of the security element 12 with the effect areas 14, 16 and a transition area 20 formed along the boundary line 18 with the idealized assumption of a perfect alignment of the two effect areas 14, 16, in the present case, for example, an orientation in which the Border line 18 between the effect areas is exactly at the height of the structural feature 22 in accordance with the design specification.
- Fig. 2(b) shows a security element 12' not according to the invention without a transition region with such an idealized, perfect alignment of the boundary line 18' to the structural feature 22.
- 3(a) shows the security element 12 of FIG.
- FIG. 2(a) with a typical position deviation A of the effect areas 14, 16 relative to the structural feature 22, which occurs in a separate operation due to the inevitable register fluctuations when producing the structural feature 22.
- Figure 3(b) again shows, for comparison, a security element 12' not according to the invention without a transition area with the same position deviation A.
- FIGS. 2(a) and 3(a) Due to the design of the transition region 20 described in more detail below, the optical effect of the first effect region 14 flows smoothly into the optical effect of the second effect region 16.
- the designs of FIGS. 2(a) and 3(a) therefore do not have a sharp boundary between the two optical effects, so that visually there is no fixed reference point for the correct position of the structural feature 22.
- the differences between the idealized, perfectly aligned position of FIG. 2(a) and a position typically occurring in reality according to FIG. 3(a) are therefore small and are not disturbing when viewed.
- the creation of the transition area 20 between the two effect areas 14, 16 is illustrated in more detail in FIG is shown.
- the two effect areas 14, 16 each consist of a plurality of square pixel elements 34 and 36, respectively, with the pixel elements 34 of the effect area 14 producing a 3D effect as the first optical effect, and the pixel elements 36 of the effect area 16 producing a movement effect as the second optical effect.
- each pixel element 34, 36 is formed by only a single micromirror, but in other designs the pixel elements can also each consist of a group of several, in particular identically aligned, micromirrors.
- the size of the pixel elements is below the resolution limit of the human eye, for example 10
- the pixel elements 34 of the first effect area 14 are shown in white
- the pixel elements 36 of the first effect area 16 are shown in black
- the pixel elements in the more enlarged sections correspond to the generation of the first and second optical Effect with wide hatching (pixel elements 34, first optical effect) or with narrow hatching (pixel elements 36, second optical effect) are shown.
- a transition region 20 of a width B is formed along the boundary line 18 in the effect areas 14, 16, in which the surface area of the pixel elements 34 of the first effect region 14 decreases from 100% to 0% in a direction 32 perpendicular to the boundary line 18 by a dither process and the Area proportion of the pixel elements 36 of the second effect area 16 increases from 0% to 100%. Due to the small dimensions of the pixel elements 34, 36, they cannot be seen separately when viewed. Rather, the optical effect of the first effect area 14 is lost to the viewer. along the direction 32 flowing into the optical effect of the second effect area 16.
- the width B of the transition region 20 can be, for example, a few tenths of a millimeter or even a few millimeters.
- a dither method originally from image processing is used, which controls the occupancy of each pixel position in the area of the security element 12 with one of the pixel elements 34, 36 of the first or second effect area .
- the procedure is explained in detail below using the Floyd-Steinberg algorithm as an example, but it is understood that other dither algorithms can also be used accordingly.
- the size of the finished security element should be 10 mm x 10 mm and the size of the pixel elements 34, 36 should each be 10 gm x 10
- a linear transition is created here.
- the default field is initialized for all 1000 x 1000 pixel elements so that it is equal to 0 in the first effect area when y ⁇ 400, equal to 1 in the second effect area when y > 600, and in a transition area that has a width of 200 in the y direction Pixels (corresponding to 2 mm), grows linearly from 0 to 1.
- V(x,y) newValue
- quantizationError initialValue - newValue
- V(x+l,y) V(x+l,y) + quantizationError x 7 /16;
- V(x-1, y+1) V(xl,y+l) + quantizationError * 3 /16;
- V(x, y+1) V(x, y+1) + quantizationError * 5 /16;
- quantizationError The quantization error generated by this discretization is distributed proportionately to four neighboring pixels that have not yet been treated. The average value of the pixels therefore remains essentially unchanged.
- the area share of the pixel elements 34 of the first effect area 14 in the transition area decreases from 100% to 0%, while the area share of the pixel elements 36 of the second effect area increases from 0% to 100%, as illustrated in Fig. 4.
- the present designs Unlike image processing, in which gray levels are simulated as real intermediate tones between white and black using a dither process, in the present designs there are no intermediate levels between the first and second optical effects whose appearance could be simulated.
- the two optical effects can even be completely dissimilar and even incompatible with each other.
- the dither process creates a smooth transition between two different, discrete optical effects.
- FIG. 5 shows a further exemplary embodiment in which the first effect area is formed by a metallized micromirror area 54 and the second effect area is formed by a demetallized micromirror area 56.
- Fig. 5(a) shows the design specification of an idealized, star-shaped demetallization 46 within a surrounding metallized area 44.
- 5(b) shows, as a comparative example, a security element 52' not according to the invention without a transition region, i.e. with a sharp boundary 58' and with a certain register fluctuation of the demetallization 56' within the metallized region 54'.
- the occurrence of the register fluctuations is clearly noticeable to an observer due to the irregular star shape and the sharply defined boundary 58'.
- 5(c) finally shows a security element 52 according to the invention, in which a dithered transition region 60 is formed at the boundary line between the demetallized micro-mirror region 56 and the metallized micro-mirror region 54.
- the dithered transition region can, for example, have a width of 1 mm and, as described above, can have been calculated from a linear transition using the Floyd-Steinberg algorithm.
- the pixel elements of the first and second effect areas are formed by metallized micromirror elements or by demetallized micromirror elements.
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Abstract
Description
Optisches Sicherheitselement mit Effektbereichen Optical security element with effect areas
Die Erfindung betrifft ein optisches Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen mit zumindest zwei Effektbereichen zur Erzeugung unterschiedlicher optischer Effekte. Die Erfindung betrifft auch einen Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitselements. The invention relates to an optical security element for securing valuables with at least two effect areas for producing different optical effects. The invention also relates to a data carrier with such a security element, as well as a method for producing such a security element.
Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Data carriers, such as valuables or identification documents, but also other valuables, such as branded items, are often provided with security elements for security purposes, which allow the authenticity of the data carrier to be checked and which at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
Oft wird dabei eine Kombination mehrerer unterschiedlicher optischer Effekte eingesetzt, um die Fälschungs Sicherheit eines optischen Sicherheitselements zu erhöhen. Grenzen dabei Effektbereiche mit unterschiedlichen optischen Effekten aneinander, wird dadurch zwischen den Effektbereichen eine Grenzlinie definiert. Diese Grenzlinie kann dem Betrachter als Referenz für Register Schwankungen dienen, welche in anderen Arbeitsgängen entstehen. Solche Schwankungen können irritierend auf einen Betrachter wirken. Neben einer geringeren optischen Attraktivität ist dabei auch die Fälschungssicherheit des optischen Sicherheitselements verringert, da gerade Fälschungen oft Registerfehler aufweisen und es daher beim Auftreten von Registerschwankungen in Originalen schwieriger ist, Original und Fälschung zuverlässig zu unterscheiden. A combination of several different optical effects is often used to increase the anti-counterfeit security of an optical security element. If effect areas with different optical effects border one another, a boundary line is defined between the effect areas. This boundary line can serve the viewer as a reference for register fluctuations that arise in other work processes. Such fluctuations can have an irritating effect on a viewer. In addition to a lower visual attractiveness, the security against forgery of the optical security element is also reduced, since counterfeits in particular often have register errors and it is therefore more difficult to reliably distinguish between the original and the counterfeit when register fluctuations occur in originals.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein optisches Sicherheitselement der eingangs genannten Art mit hoher Fälschungssicherheit und attraktivem visuellem Erscheinungsbild anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Proceeding from this, the invention is based on the object of providing an optical security element of the type mentioned at the outset with a high level of protection against forgery and an attractive visual appearance. This task is solved by the features of the independent claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung stellt ein optisches Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, mit zumindest zwei Effektbereichen zur Erzeugung unterschiedlicher optischer Effekte bereit, wobei die Effektbereiche entlang einer Grenzlinie aneinander grenzen. Insbesondere kann zumindest einer der beiden Effektbereiche durch einen Mikrospiegelbereich mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet sein. The invention provides an optical security element for securing valuables, with at least two effect areas for generating different optical effects, the effect areas adjoining one another along a boundary line. In particular, at least one of the two effect areas can be formed by a micromirror area with directionally reflecting micromirrors.
Die Effektbereiche bestehen dabei jeweils aus einer Vielzahl von Pixelelementen. Entlang der Grenzlinie ist zwischen einem ersten Effektbereich und einem zweiten Effektbereich ein geditherter Übergangsbereich gebildet, in dem der Flächenanteil der Pixelelemente des ersten Effektbereichs von 100% auf 0% abnimmt und der Flächenanteil der Pixelelemente des zweiten Effektbereichs von 0% auf 100% zunimmt, so dass im Übergangsbereich bei der Betrachtung der optische Effekt des ersten Effektbereichs fließend in den optischen Effekt des zweiten Effektbereichs übergeht. The effect areas each consist of a large number of pixel elements. A dithered transition area is formed along the boundary line between a first effect area and a second effect area, in which the area share of the pixel elements of the first effect area decreases from 100% to 0% and the area share of the pixel elements of the second effect area increases from 0% to 100%, so that in the transition area when viewed, the optical effect of the first effect area smoothly transitions into the optical effect of the second effect area.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die zumindest zwei Effektbereiche durch Mikrospiegelbereiche mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln und unterschiedlichen Mikrospiegel-Effekten gebildet. Insbesondere kann einer der Mikrospiegelbereiche metallisiert und ein anderer der Mikrospiegelbereiche nicht metallisiert, beispielsweise nach einer Metallisierung demetalli- siert sein. Bei einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung ist einer der Effektbereiche durch einen Mikro Spiegelbereich mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet und ein anderer der Effektbereiche ist durch eine diffrak- tive Reliefstruktur, insbesondere ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine hologrammähnliche Beugungsstruktur gebildet. In an advantageous embodiment, the at least two effect areas are formed by micromirror areas with directionally reflecting micromirrors and different micromirror effects. In particular, one of the micromirror areas can be metallized and another of the micromirror areas cannot be metallized, for example demetalized after metallization. In another, also advantageous embodiment, one of the effect areas is formed by a micro mirror area with directed reflecting micro mirrors and another of the effect areas is formed by a diffractive relief structure, in particular a hologram, a holographic grid image or a hologram-like diffraction structure.
In allen Gestaltungen kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass der oder die Mikrospiegelbereiche jeweils nicht-diffraktiv wirkende Spiegel und vorzugsweise plane Spiegel, Hohlspiegel und/ oder fresnelartige Spiegel enthalten. In all designs it can advantageously be provided that the micromirror region(s) each contain non-diffractive mirrors and preferably flat mirrors, concave mirrors and/or Fresnel-like mirrors.
Bevorzugt bestehen die Effektbereiche jeweils aus einer Vielzahl von formgleichen Pixelelementen, insbesondere aus quadratischen oder rechteckigen Pixelelementen. Vorzugsweise weisen die Pixelelemente eine maximale Abmessung auf, die zwischen 1 gm und 100 gm liegt. Die Pixelelemente selbst sind daher mit bloßem Auge nicht erkennbar, so dass trotz der diskreten Aufteilung des Übergangsbereichs in Pixelelemente für den Betrachter ein weicher Übergang entsteht. The effect areas preferably each consist of a large number of pixel elements of the same shape, in particular square or rectangular pixel elements. Preferably, the pixel elements have a maximum dimension that is between 1 gm and 100 gm. The pixel elements themselves are therefore not visible to the naked eye, so that despite the discrete division of the transition area into pixel elements, a smooth transition is created for the viewer.
Die Pixelelemente füllen die Effektbereiche und den Übergangsbereich mit Vorteil jeweils lückenlos, bilden also eine Parkettierung der Ebene. The pixel elements advantageously fill the effect areas and the transition area completely without gaps, thus forming a tiling of the layer.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass einer der Effektbereiche einen äußeren Effektbereich bildet, der einen anderen der Effektbereiche, der einen inneren Effektbereich bildet, umgibt und die Grenzlinie durch den Umriss des inneren Effektbereichs gebildet ist. Insbesondere können zwei Effektbereiche vorgesehen sein, wobei ein Effektbereich den anderen Effektbereich umgibt. Die Breite des Übergangsbereichs liegt zweckmäßig zwischen 50 gm und 50 mm, bevorzugt zwischen 50 jun und 10 mm, besonders bevorzugt oberhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges und insbesondere zwischen 0,5 mm und 5 mm. In an advantageous development, it is provided that one of the effect areas forms an outer effect area which surrounds another of the effect areas, which forms an inner effect area, and the boundary line is formed by the outline of the inner effect area. In particular, two effect areas can be provided, with one effect area surrounding the other effect area. The width of the transition region is expediently between 50 gm and 50 mm, preferably between 50 mm and 10 mm, particularly preferably above the resolution limit of the human eye and in particular between 0.5 mm and 5 mm.
Die Erfindung enthält auch einen Datenträger mit einem optischen Sicherheitselement der beschriebenen Art. Bei dem Datenträger kann es sich insbesondere um ein Wertdokument, wie eine Banknote, insbesondere eine Papierbanknote, eine Polymerbanknote oder eine Folienverbundbanknote, um eine Aktie, eine Anleihe, eine Urkunde, einen Gutschein, einen Scheck, ein Siegel, eine Steuerbanderole, eine hochwertige Eintrittskarte, aber auch um eine Ausweiskarte, wie etwa eine Kreditkarte, eine Bankkarte, eine Barzahlungskarte, eine Berechtigungskarte, einen Personalausweis oder eine Passpersonalisierungsseite handeln. The invention also contains a data carrier with an optical security element of the type described. The data carrier can in particular be a document of value, such as a banknote, in particular a paper banknote, a polymer banknote or a film composite banknote, a share, a bond, a certificate, a Voucher, a check, a seal, a tax stamp, a high-quality admission ticket, but also an identification card, such as a credit card, a bank card, a cash payment card, an authorization card, an ID card or a passport personalization page.
Die beschriebenen Sicherheitselemente können als ein separates Sicherheitselement vorliegen, das auf einem abzusichernden Datenträger aufgebracht ist, sie können aber auch Teil des abzusichernden Datenträgers selbst sein. The security elements described can be present as a separate security element that is applied to a data carrier to be secured, but they can also be part of the data carrier to be secured itself.
Die Erfindung enthält weiter ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Sicherheitselements der beschriebenen Art, bei dem auf einem Träger zumindest zwei Effektbereiche zur Erzeugung unterschiedlicher optischer Effekte erzeugt werden, die entlang einer Grenzlinie aneinander grenzen, und die Effektbereiche jeweils aus einer Vielzahl von Pixelelementen gebildet werden und entlang der Grenzlinie zwischen einem ersten Effektbereich und einem zweiten Effektbereich ein geditherter Übergangsbereich gebildet wird, in dem der Flächenanteil der Pixelelemente des ersten Effektbereichs von 100% auf 0% abnimmt und der Flächenanteil der Pixelelemente des zweiten Effektbereichs von 0% auf 100% zunimmt, so dass im Übergangsbereich der optische Effekt des ersten Effektbereichs bei der Betrachtung fließend in den optischen Effekt des zweiten Effektbereichs übergeht. The invention further contains a method for producing an optical security element of the type described, in which at least two effect areas are generated on a carrier for generating different optical effects, which border one another along a boundary line, and the effect areas are each formed from a large number of pixel elements and A dithered transition area is formed along the boundary line between a first effect area and a second effect area, in which the area share of the pixel elements of the first effect area decreases from 100% to 0% and the area share of the pixel elements of the second effect area increases from 0% to 100%, so that in the transition area the optical effect of the first effect area merges smoothly into the optical effect of the second effect area when viewed.
Bevorzugt wird zumindest einer der beiden Effektbereiche durch einen Mikrospiegelbereich mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet. Preferably, at least one of the two effect areas is formed by a micromirror area with directionally reflecting micromirrors.
Bei einer vorteilhaften Verfahrensführung wird der geditherte Übergangsbereich unter Verwendung eines Ditheralgorithmus, insbesondere eines Threshold- Algorithmus, eines Zufalls-Ditheralgorithmus, eines Muster- Ditheralgorithmus, von geordnetem Dithering oder mit einem Fehlerdiffusions-Algorithmus berechnet. In an advantageous procedure, the dithered transition region is calculated using a dither algorithm, in particular a threshold algorithm, a random dither algorithm, a pattern dither algorithm, ordered dithering or with an error diffusion algorithm.
Vorteilhafte Beispiele von geordneten Ditherverfahren sind halftone dithering, Bayer matrix und void-and-cluster. Vorteilhafte Beispiele von Fehlerdiffusions-Algorithmen sind der Floyd-Steinberg- Algorithmus, minimized average error, Stucki, Burkes, Sierra, two-row Sierra, Filter Lite, Atkinson oder gradientenbasierte Fehlerdiffusions- Algorithmen. Advantageous examples of ordered dither processes are halftone dithering, Bayer matrix and void-and-cluster. Advantageous examples of error diffusion algorithms are the Floyd-Steinberg algorithm, minimized average error, Stucki, Burkes, Sierra, two-row Sierra, Filter Lite, Atkinson or gradient-based error diffusion algorithms.
Vorzugweise wird zur Erzeugung des geditherten Übergangsbereichs ein kontinuierlicher Verlauf der Größe des Übergangsbereichs erzeugt, der mit einem diskreten Wert beginnt und endet, der einem der unterschiedlichen Effektbereiche zugeordnet ist, wird der kontinuierliche Verlauf unter Verwendung eines Ditheralgorithmus auf eine gewünschte Anzahl an diskreten Werten reduziert, wobei jeder diskrete Wert einem der unterschiedlichen Effektbereiche zugeordnet ist, und wird jede Pixelposition in dem Übergangs bereich entsprechend dem für diese Pixelposition in dem Ditheralgorithmus ermittelten diskreten Wert mit einem Pixelelement des zu geordneten Effektbereichs belegt. To generate the dithered transition region, a continuous course of the size of the transition region is preferably generated, which begins and ends with a discrete value that is assigned to one of the different effect regions, the continuous course is reduced to a desired number of discrete values using a dither algorithm, where each discrete value is assigned to one of the different effect areas, and Each pixel position in the transition area is assigned a pixel element of the assigned effect area in accordance with the discrete value determined for this pixel position in the dither algorithm.
Vorteilhaft ist der kontinuierliche Verlauf monoton, insbesondere streng monoton. Der kontinuierliche Verlauf kann beispielsweise linear sein, aber auch nichtlinear, beispielsweise quadratisch oder einer tanh-Funktion folgend sein. The continuous course is advantageously monotonous, in particular strictly monotonous. The continuous course can be linear, for example, but also non-linear, for example quadratic or following a tanh function.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen. Further exemplary embodiments and advantages of the invention are explained below with reference to the figures, which are not reproduced to scale and proportions in order to increase clarity.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement mit zwei, entlang einer Grenzlinie aneinander grenzenden Effektbereichen, 1 shows a schematic representation of a banknote with a security element according to the invention with two effect areas adjoining one another along a boundary line,
Fig. 2 in (a) eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements mit Übergangsbereich bei perfekter Ausrichtung der beiden Effektbereiche und in (b) ein nicht erfindungsgemäßes Sicherheitselement ohne Übergangsbereich, Fig. 3 in (a) eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements mit einer typischen Positionsabweichung der Effektbereiche und in (b) ein nicht erfindungsgemäßes Sicherheitselement ohne Übergangsbereich, 2 in (a) a detailed view of a security element according to the invention with a transition area with perfect alignment of the two effect areas and in (b) a security element not according to the invention without a transition area, 3 in (a) a detailed view of a security element according to the invention with a typical position deviation of the effect areas and in (b) a security element not according to the invention without a transition area,
Fig. 4 einen Detailausschnitt des Übergangsbereichs zwischen den beiden Effektbereichen, sowie noch stärker vergrößerte Ausschnitte des ersten Effektbereichs, des Übergangsbereichs und des zweiten Effektbereichs mit den Pixelelementen, 4 shows a detailed section of the transition area between the two effect areas, as well as even more enlarged sections of the first effect area, the transition area and the second effect area with the pixel elements,
Fig. 5 illustriert ein Sicherheitselement, bei dem der erste Effektbereich durch einen metallisierten Mikro Spiegelbereich und der zweite Effektbereich durch einen demetallisierten Mikrospiegelbereich gebildet ist, wobei (a) die Design vor gäbe, (b) als Vergleichsbeispiel ein nicht erfindungsgemäßes Sicherheitselement ohne Übergangsbereich und (c) ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit Übergangsbereich zeigt. 5 illustrates a security element in which the first effect area is formed by a metallized micro-mirror area and the second effect area is formed by a demetallized micro-mirror area, whereby (a) the design is given, (b) as a comparative example, a security element not according to the invention without a transition area and ( c) shows a security element according to the invention with a transition area.
Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. Figur 1 zeigt dazu in schematischer Darstellung eine Banknote 10 mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement 12. The invention will now be explained using the example of security elements for banknotes. Figure 1 shows a schematic representation of a banknote 10 with a security element 12 according to the invention.
Das Sicherheitselement 12 enthält zwei Effektbereiche 14, 16 zur Erzeugung unterschiedlicher optischer Effekte, die entlang einer Grenzlinie 18 aneinander grenzen, hn Ausführungsbeispiel sind die Effektbereiche 14, 16 durch Mikrospiegelbereiche mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet, die unterschiedliche Mikrospiegeleffekte zeigen. Beispielsweise zeigt der Effektbereich 14 einen 3D-Effekt, während der Effektbereich 16 einen Bewegungseffekt zeigt. Als Besonderheit ist entlang der Grenzlinie 18 ein Übergangsbereich 20 in den beiden Effektbereichen 14, 16 gebildet, in dem bei der Betrachtung der optische Effekt des ersten Effektbereichs 14 fließend in den optischen Effekt des zweiten Effektbereichs 16 übergeht. The security element 12 contains two effect areas 14, 16 for generating different optical effects, which adjoin one another along a boundary line 18. In the exemplary embodiment, the effect areas 14, 16 are formed by micromirror areas with directionally reflecting micromirrors which show different micromirror effects. For example, the effect area 14 shows a 3D effect, while the effect area 16 shows a motion effect. As a special feature, a transition area 20 is formed along the boundary line 18 in the two effect areas 14, 16, in which the optical effect of the first effect area 14 smoothly transitions into the optical effect of the second effect area 16 when viewed.
Die beiden unterschiedlichen Effektbereiche 14, 16 weisen typischerweise gegenüber in anderen Arbeitsgängen erzeugten (Struktur-)Merkmalen gewisse Registerschwankungen auf, die allerdings von dem Übergangsbereich kaschiert werden. Wie oben beschrieben, haben herkömmliche Gestaltungen oft das Problem, dass Registerschwankungen Schwächen von Produktionsprozessen offensichtlich werden lassen und dass die sichtbaren Positionsabweichungen der Effektbereiche auf einen Betrachter irritierend wirken. The two different effect areas 14, 16 typically have certain register fluctuations compared to (structural) features generated in other operations, which, however, are concealed by the transition area. As described above, conventional designs often have the problem that register fluctuations reveal weaknesses in production processes and that the visible positional deviations of the effect areas have an irritating effect on a viewer.
Diese Schwierigkeiten werden durch das Vorsehen eines fließenden, weichen Übergangs zwischen den beiden Effektebereichen 14, 16 überwunden, wie anhand der Figuren 2 bis 4 genauer erläutert. These difficulties are overcome by providing a flowing, soft transition between the two effect areas 14, 16, as explained in more detail with reference to Figures 2 to 4.
Zunächst zeigt Fig. 2(a) eine Detailansicht des Sicherheitselements 12 mit den Effektbereichen 14, 16 und einem entlang der Grenzlinie 18 ausgebildeten Übergangsbereich 20 bei der idealisierten Annahme einer perfekten Ausrichtung der beiden Effektbereiche 14, 16, vorliegend beispielsweise einer Ausrichtung, bei der die Grenzlinie 18 zwischen den Effektbereichen entsprechend der Designvorgabe exakt auf der Höhe des Strukturmerkmals 22 liegt. Fig. 2(b) zeigt zum Vergleich ein nicht erfindungsgemäßes Sicherheitselement 12' ohne Übergangsbereich mit einer solchen idealisierten, perfekten Ausrichtung der Grenzlinie 18' auf das Strukturmerkmal 22. Figur 3(a) zeigt dann das Sicherheitselement 12 der Fig. 2(a) mit einer typischen Positionsabweichung A der Effektbereiche 14, 16 relativ zum Strukturmerkmal 22, die aufgrund der unvermeidlichen Registerschwankungen bei der Erzeugung des Strukturmerkmals 22 in einem getrennten Arbeitsgang auftritt. Figur 3(b) zeigt wieder zum Vergleich ein nicht erfindungsgemäßes Sicherheitselement 12' ohne Übergangsbereich mit derselben Positionsabweichung A. First, Fig. 2(a) shows a detailed view of the security element 12 with the effect areas 14, 16 and a transition area 20 formed along the boundary line 18 with the idealized assumption of a perfect alignment of the two effect areas 14, 16, in the present case, for example, an orientation in which the Border line 18 between the effect areas is exactly at the height of the structural feature 22 in accordance with the design specification. For comparison, Fig. 2(b) shows a security element 12' not according to the invention without a transition region with such an idealized, perfect alignment of the boundary line 18' to the structural feature 22. 3(a) then shows the security element 12 of FIG. 2(a) with a typical position deviation A of the effect areas 14, 16 relative to the structural feature 22, which occurs in a separate operation due to the inevitable register fluctuations when producing the structural feature 22. Figure 3(b) again shows, for comparison, a security element 12' not according to the invention without a transition area with the same position deviation A.
Aufgrund der nachfolgend genauer beschriebenen Ausgestaltung des Übergangsbereichs 20 geht dort der optische Effekt des ersten Effektbereichs 14 fließend in den optischen Effekt des zweiten Effektbereichs 16 über. Die Gestaltungen der Fig. 2(a) und 3(a) weisen daher keine scharfe Grenze zwischen den beiden optischen Effekten auf, so dass dort visuell kein fester Bezugspunkt für die korrekte Position des Strukturmerkmals 22 vorliegt. Die Unterschiede zwischen der idealisierten, perfekt ausgerichteten Position der Fig. 2(a) und einer in der Realität typischerweise auftretenden Position nach Fig. 3(a) sind daher gering und fallen bei der Betrachtung nicht störend auf. Due to the design of the transition region 20 described in more detail below, the optical effect of the first effect region 14 flows smoothly into the optical effect of the second effect region 16. The designs of FIGS. 2(a) and 3(a) therefore do not have a sharp boundary between the two optical effects, so that visually there is no fixed reference point for the correct position of the structural feature 22. The differences between the idealized, perfectly aligned position of FIG. 2(a) and a position typically occurring in reality according to FIG. 3(a) are therefore small and are not disturbing when viewed.
Im Gegensatz dazu ist die Fehlausrichtung der scharfen Grenzlinie 18' zum Strukturmerkmal 22 in dem Vergleichs-Sicherheitselement 12' der Fig. 3(b) aufgrund der klar erkennbaren Position der Grenzlinie 18' gegenüber der perfekt aus gerichteten Position der Fig. 2(b) deutlich wahrnehmbar und führt zu den oben genannten nachteiligen Wirkungen. In contrast, the misalignment of the sharp boundary line 18' with the structural feature 22 in the comparative security element 12' of Figure 3(b) is due to the clearly visible position of the boundary line 18' compared to the perfectly aligned position of Figure 2(b). clearly noticeable and leads to the adverse effects mentioned above.
Die Erzeugung des Übergangsbereichs 20 zwischen den beiden Effektbereichen 14, 16 ist in Fig. 4 genauer illustriert, in dem ein Detailausschnitt 30 (siehe Fig. 2(a) und Fig. 3(a)) eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in einer Umgebung der Grenzlinie genauer dargestellt ist. Die beiden Effektbereiche 14, 16 bestehen jeweils aus einer Vielzahl quadratischer Pixelelemente 34 bzw. 36, wobei die Pixelelemente 34 des Effektbereichs 14 als ersten optischen Effekt einen 3D-Effekt, und die Pixelelemente 36 des Effektbereichs 16 als zweiten optischen Effekt einen Bewegungseffekt erzeugen. Im Ausführungsbeispiel ist jedes Pixelelement 34, 36 durch nur einen einzigen Mikrospiegel gebildet, die Pixelelemente können in andern Gestaltungen aber auch jeweils aus einer Gruppe von mehreren, inbesondere gleich ausgerichteten Mikrospiegeln bestehen. Die Größe der Pixelelemente liegt unterhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges, beispielsweise bei 10 |im x 10 m. The creation of the transition area 20 between the two effect areas 14, 16 is illustrated in more detail in FIG is shown. The two effect areas 14, 16 each consist of a plurality of square pixel elements 34 and 36, respectively, with the pixel elements 34 of the effect area 14 producing a 3D effect as the first optical effect, and the pixel elements 36 of the effect area 16 producing a movement effect as the second optical effect. In the exemplary embodiment, each pixel element 34, 36 is formed by only a single micromirror, but in other designs the pixel elements can also each consist of a group of several, in particular identically aligned, micromirrors. The size of the pixel elements is below the resolution limit of the human eye, for example 10 |im x 10 m.
In der Übersichtsskizze der rechten Hälfte der Fig. 4 sind der Einfachheit halber die Pixelelemente 34 des ersten Effektbereichs 14 weiß, die Pixelelemente 36 des ersten Effektbereichs 16 schwarz dargestellt, während die Pixelelemente in den stärker vergrößerten Ausschnitten entsprechend der Erzeugung des ersten bzw. zweiten optischen Effekt mit weiter Schraffierung (Pixelelemente 34, erster optischer Effekt) bzw. mit enger Schraffierung (Pixelelemente 36, zweiter optischer Effekt) dargestellt sind. In the overview sketch of the right half of Fig. 4, for the sake of simplicity, the pixel elements 34 of the first effect area 14 are shown in white, the pixel elements 36 of the first effect area 16 are shown in black, while the pixel elements in the more enlarged sections correspond to the generation of the first and second optical Effect with wide hatching (pixel elements 34, first optical effect) or with narrow hatching (pixel elements 36, second optical effect) are shown.
Entlang der Grenzlinie 18 ist in den Effektbereichen 14, 16 ein Übergangsbereich 20 einer Breite B ausgebildet, in dem durch ein Ditherverfahren der Flächenanteil der Pixelelemente 34 des ersten Effektbereichs 14 in einer Richtung 32 senkrecht zur Grenzlinie 18 von 100% auf 0% abnimmt und der Flächenanteil der Pixelelemente 36 des zweiten Effektbereichs 16 von 0% auf 100% zunimmt. Aufgrund der geringen Abmessungen der Pixelelemente 34, 36 sind diese bei der Betrachtung selbst nicht separat erkennbar. Vielmehr geht der optische Effekt des ersten Effektbereichs 14 für den Betrachter ent- lang der Richtung 32 fließend in den optischen Effekt des zweiten Effektbereichs 16 über. Die Breite B des Übergangsbereichs 20 kann beispielsweise einige zehntel Millimeter oder auch einige Millimeter betragen. A transition region 20 of a width B is formed along the boundary line 18 in the effect areas 14, 16, in which the surface area of the pixel elements 34 of the first effect region 14 decreases from 100% to 0% in a direction 32 perpendicular to the boundary line 18 by a dither process and the Area proportion of the pixel elements 36 of the second effect area 16 increases from 0% to 100%. Due to the small dimensions of the pixel elements 34, 36, they cannot be seen separately when viewed. Rather, the optical effect of the first effect area 14 is lost to the viewer. along the direction 32 flowing into the optical effect of the second effect area 16. The width B of the transition region 20 can be, for example, a few tenths of a millimeter or even a few millimeters.
Um den Flächenanteil der Pixelelemente im Übergangsbereich wie beschrieben abnehmend bzw. zunehmend auszubilden, wird ein ursprünglich aus der Bildverarbeitung stammendes Ditherverfahren eingesetzt, das die Belegung jeder Pixelposition in der Fläche des Sicherheitselements 12 mit einem der Pixelelemente 34, 36 des ersten bzw. zweiten Effektbereichs steuert. Die Vorgehens weise wird nachfolgend am Beispiel des Floyd-Steinberg- Algorithmus im Detail erläutert, es versteht sich aber, dass auch andere Ditheral- gorithmen entsprechend eingesetzt werden können. In order to make the surface area of the pixel elements in the transition area decreasing or increasing as described, a dither method originally from image processing is used, which controls the occupancy of each pixel position in the area of the security element 12 with one of the pixel elements 34, 36 of the first or second effect area . The procedure is explained in detail below using the Floyd-Steinberg algorithm as an example, but it is understood that other dither algorithms can also be used accordingly.
Konkret soll beispielsweise die Größe des fertigen Sicherheitselements 10 mm x 10 mm und die Größe der Pixelelemente 34, 36 jeweils 10 gm x 10 |im betragen, so dass das Sicherheitselement aus 1000 x 1000 Pixelelementen besteht. Eine horizontale Grenzlinie bei y = 5 mm soll einen ersten Effektbereich 14, der sich von y = 0 bis zur Grenzlinie erstreckt, von einem zweiten Effektbereich 16 trennen, der sich von der Grenzlinie bis zu y = 10 mm erstreckt. Um Registerschwankungen zu kaschieren, soll um die Grenzlinie herum ein Übergangsbereich mit einer Breite von B = 2 mm erzeugt werden, in dem ein weicher Übergang zwischen den optischen Effekten der Effektbereiche 14, 16 erkennbar ist. Specifically, for example, the size of the finished security element should be 10 mm x 10 mm and the size of the pixel elements 34, 36 should each be 10 gm x 10 |im, so that the security element consists of 1000 x 1000 pixel elements. A horizontal boundary line at y = 5 mm is intended to separate a first effect area 14, which extends from y = 0 to the boundary line, from a second effect area 16, which extends from the boundary line to y = 10 mm. In order to conceal register fluctuations, a transition area with a width of B = 2 mm should be created around the boundary line, in which a soft transition between the optical effects of the effect areas 14, 16 can be seen.
Das Sicherheitselement 12 enthält dann in x- und y-Richtung jeweils 1000 Pixelelemente, wobei sich der Übergangsbereich in y-Richtung ausgedrückt in Pixelelementen von ymin = 400 bis zu ymax = 600 erstrecken soll. Der Einfachheit halber wird vorliegend ein linearer Übergang erzeugt. Konkret wird dazu ein Vorgabefeld V(x,y) in Pseudocode wie folgt initialisiert: for y = 1 to 1000 for x = 1 to 1000 if y < 400 then V(x,y) = 0; else if y > 600 then V(x,y) = 1; else V (x, y) = (y-400)/200; The security element 12 then contains 1000 pixel elements in the x and y directions, whereby the transition area in the y direction, expressed in pixel elements, should extend from ymin = 400 to ymax = 600. For the sake of simplicity, a linear transition is created here. Specifically, a default field V(x,y) is initialized in pseudocode as follows: for y = 1 to 1000 for x = 1 to 1000 if y < 400 then V(x,y) = 0; else if y > 600 then V(x,y) = 1; else V (x, y) = (y-400)/200;
Das Vorgabefeld ist dadurch für alle 1000 x 1000 Pixelelemente so initialisiert, dass es im ersten Effektbereich bei y < 400 gleich 0, im zweiten Effektbereich bei y > 600 gleich 1 ist, und in einem Übergangsbereich, der in y- Richtung eine Breite von 200 Pixeln (entsprechend 2 mm) aufweist, linear von 0 auf 1 anwächst. Beispielsweise ist V(x, 450) = (450-400)/200 = 0,25, V(x, 500) = (500-400)/200 = 0,5 und V(x, 550) = (550-400)/200 = 0,75, jeweils für alle Werte x = 1...1000. The default field is initialized for all 1000 x 1000 pixel elements so that it is equal to 0 in the first effect area when y < 400, equal to 1 in the second effect area when y > 600, and in a transition area that has a width of 200 in the y direction Pixels (corresponding to 2 mm), grows linearly from 0 to 1. For example, V(x, 450) = (450-400)/200 = 0.25, V(x, 500) = (500-400)/200 = 0.5 and V(x, 550) = (550- 400)/200 = 0.75, each for all values x = 1...1000.
Um nun im Übergangsbereich zwischen 400 und 600 ebenfalls nur die diskreten Werte 0 und 1 zu erhalten, wird ein Ditherverfahren, vorliegend der Floyd-Steinberg- Algorithmus auf das Vorgabefeld V(x,y) angewandt. Im Pseudocode: for y = 1 to 1000 for x = 1 to 1000 initialV alue = V (x,y ) ; newValue = findClosestValue (initialValue); In order to only obtain the discrete values 0 and 1 in the transition range between 400 and 600, a dither process, in this case the Floyd-Steinberg algorithm, is applied to the default field V(x,y). In pseudocode: for y = 1 to 1000 for x = 1 to 1000 initialV alue = V (x,y ) ; newValue = findClosestValue(initialValue);
V(x,y) = newValue; quantizationError = initialValue - newValue; V(x,y) = newValue; quantizationError = initialValue - newValue;
V(x+l,y) = V(x+l,y) + quantizationError x 7 /16; V(x+l,y) = V(x+l,y) + quantizationError x 7 /16;
V(x-1, y+1) = V(x-l,y+l) + quantizationError * 3 /16; V(x, y+1) = V(x, y+1) + quantizationError * 5 /16; V(x-1, y+1) = V(xl,y+l) + quantizationError * 3 /16; V(x, y+1) = V(x, y+1) + quantizationError * 5 /16;
V(x+1, y+1) = V(x+l,y+l) + quantizationError * 1 /16; wobei findClosestV alue (val) = 1, wenn val > 0,5 V(x+1, y+1) = V(x+l,y+l) + quantizationError * 1 /16; where findClosestV alue (val) = 1 if val > 0.5
= 0, sonst. = 0, else.
Wie aus dem Pseudocode ersichtlich, werden in dem Floyd-Steinberg -Algorithmus alle 1000 x 1000 Pixel im Sicherheitselement durchgegangen und durch Anwendung der Funktion findClosestV alue() wird jedes Pixel entsprechend dem Wert von initialValue entweder auf den Wert 0 oder den Wert 1 gesetzt. As can be seen from the pseudocode, in the Floyd-Steinberg algorithm all 1000 x 1000 pixels in the security element are scanned and by applying the function findClosestV alue() each pixel is set to either the value 0 or the value 1 according to the value of initialValue.
Der durch diese Diskretisierung erzeugte Quantisierungsfehler ("quantizationError") wird auf vier benachbarte, noch nicht behandelte Pixel anteilig verteilt. Der mittlere Wert der Pixel bleibt dadurch im Wesentlichen unverändert. Nach Durchlaufen des Floyd-Steinberg- Algorithmus enthält das Vorgabefeld V(x,y) nur noch die Werte 0 und 1, wobei im Übergangs bereich die Flächendichte der Pixel mit V(x,y) = 0 linear von 100% auf 0% abnimmt, während die Flächendichte der Pixel mit V(x,y) = 1 linear von 0% auf 100% ansteigt. The quantization error (“quantizationError”) generated by this discretization is distributed proportionately to four neighboring pixels that have not yet been treated. The average value of the pixels therefore remains essentially unchanged. After running through the Floyd-Steinberg algorithm, the default field V(x,y) only contains the values 0 and 1, whereby in the transition area the area density of the pixels with V(x,y) = 0 decreases linearly from 100% to 0% , while the area density of the pixels increases linearly from 0% to 100% with V(x,y) = 1.
Dann werden in einem weiteren Schritt alle 1000 x 1000 Pixelpositionen des Sicherheitselements 12 durchgegangen und an einer Pixelposition (x,y) ein Pixelelement 34 mit dem ersten optischen Effekt erzeugt, wenn V(x,y) = 0 ist, und ein Pixelelement 36 mit dem zweiten optischen Effekt erzeugt, wenn V(x,y) = 1 ist. Durch den Ditheralgorithmus ist sichergestellt, dass V(x,y) nach Anwendung des Ditheralgorithmus für jedes Wertepaar (x,y) entweder 0 oder 1 ist. Im ersten Effektbereich 14 ist dabei V(x,y) stets 0, im zweiten Effektbereich 16 ist V(x,y) stets 1, und im Übergangs bereich nimmt die Dichte der Pixelelemente mit V(x,y) = 0 von 100% auf 0% ab, während die Dichte der Pixelelemente mit V(x,y) = 1 entsprechend von 0% auf 100% zunimmt. Then, in a further step, all 1000 x 1000 pixel positions of the security element 12 are gone through and a pixel element 34 with the first optical effect is generated at a pixel position (x,y) when V(x,y) = 0, and a pixel element 36 with the second optical effect is generated when V(x,y) = 1. The dither algorithm ensures that V(x,y) is either 0 or 1 for each pair of values (x,y) after applying the dither algorithm. In the first effect area 14 V(x,y) is always 0, in the second effect area 16 V(x,y) is always 1, and in the transition area the density of the pixel elements with V(x,y) = 0 increases from 100% to 0%, while the density of the pixel elements with V(x,y) = 1 increases accordingly from 0% to 100%.
Entsprechend nimmt im fertigen Sicherheitselement der Flächenanteil der Pixelelemente 34 des ersten Effektbereichs 14 im Übergangsbereich von 100% auf 0% ab, während der Flächenanteil der Pixelelemente 36 des zweiten Effektbereichs von 0% auf 100% zunimmt, wie in Fig. 4 illustriert. Correspondingly, in the finished security element, the area share of the pixel elements 34 of the first effect area 14 in the transition area decreases from 100% to 0%, while the area share of the pixel elements 36 of the second effect area increases from 0% to 100%, as illustrated in Fig. 4.
Anders als bei der Bildbearbeitung, bei der durch ein Ditherverfahren Graustufen als reale Zwischentöne zwischen Weiß und Schwarz simuliert werden, gibt es bei den vorliegenden Gestaltungen keine Zwischenstufen zwischen dem ersten und zweiten optischen Effekt, deren Erscheinungsbild simuliert werden könnte. Die beiden optischen Effekte können sogar vollkommen unähnlich und sogar unvereinbar miteinander sein. Vorliegend wird durch das Ditherverfahren vielmehr ein weicher Übergang zwischen zwei unterschiedlichen, diskreten optischen Effekten geschaffen. Unlike image processing, in which gray levels are simulated as real intermediate tones between white and black using a dither process, in the present designs there are no intermediate levels between the first and second optical effects whose appearance could be simulated. The two optical effects can even be completely dissimilar and even incompatible with each other. In the present case, the dither process creates a smooth transition between two different, discrete optical effects.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der erste Effektbereich durch einen metallisierten Mikrospiegelbereich 54 und der zweite Effektbereich durch einen demetallisierten Mikrospiegelbereich 56 gebildet ist. Zur Illustration zeigt Fig. 5(a) die Designvorgabe einer idealisierten, sternförmigen Demetallisierung 46 innerhalb eines umgebenden metallisierten Bereichs 44. Figur 5(b) zeigt als Vergleichsbeispiel ein nicht erfindungsgemäßes Sicherheitselement 52' ohne Übergangsbereich, also mit einer scharfen Grenze 58' und mit einer gewissen Registerschwankung der Demetallisierung 56' innerhalb des metallisierten Bereichs 54'. Wie in Fig. 5(b) illustriert, ist das Auftreten der Registerschwankungen für einen Betrachter durch die unregelmäßige Sternform und die scharf definierte Grenze 58' deutlich wahrnehmbar. 5 shows a further exemplary embodiment in which the first effect area is formed by a metallized micromirror area 54 and the second effect area is formed by a demetallized micromirror area 56. For illustration, Fig. 5(a) shows the design specification of an idealized, star-shaped demetallization 46 within a surrounding metallized area 44. 5(b) shows, as a comparative example, a security element 52' not according to the invention without a transition region, i.e. with a sharp boundary 58' and with a certain register fluctuation of the demetallization 56' within the metallized region 54'. As illustrated in Fig. 5(b), the occurrence of the register fluctuations is clearly noticeable to an observer due to the irregular star shape and the sharply defined boundary 58'.
Figur 5(c) zeigt schließlich ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 52, bei dem an der Grenzlinie zwischen dem demetallisierten Mikro Spiegelbereich 56 und dem metallisierten Mikrospiegelbereich 54 ein geditherter Übergangsbereich 60 ausgebildet ist. 5(c) finally shows a security element 52 according to the invention, in which a dithered transition region 60 is formed at the boundary line between the demetallized micro-mirror region 56 and the metallized micro-mirror region 54.
Der geditherte Übergangsbereich kann beispielsweise eine Breite von 1 mm aufweisen und kann, wie oben beschrieben, mit dem Floyd-Steinberg- Algorithmus aus einem linearen Übergang berechnet worden sein. Die Pixelelemente des ersten und zweiten Effektbereichs sind in diesem Fall durch metallisierte Mikrospiegelelemente bzw. durch demetallisierte Mikrospiegelelemente gebildet. The dithered transition region can, for example, have a width of 1 mm and, as described above, can have been calculated from a linear transition using the Floyd-Steinberg algorithm. In this case, the pixel elements of the first and second effect areas are formed by metallized micromirror elements or by demetallized micromirror elements.
Auf diese Weise ergibt sich ein weicher, fließender Übergang zwischen dem metallisierten Bereich 54 und dem demetallisierten Bereich 56, der das Vorliegen von Registerschwankungen kaschiert, wie in Fig. 5(c) illustriert. This results in a smooth, flowing transition between the metallized region 54 and the demetallized region 56, which conceals the presence of register fluctuations, as illustrated in FIG. 5(c).
Bezugszeichenliste Reference symbol list
10 Banknote 10 banknote
12 Sicherheitselement 12 security element
12' Vergleichs beispiel 12' comparison example
14, 16 Effektbereiche 14, 16 effect areas
18 Grenzlinie 18 boundary line
18' Grenzlinie im Vergleichsbeispiel 18' boundary line in the comparison example
20 Übergangsbereich 20 transition area
22 Strukturmerkmal 22 structural feature
30 Detailausschnitt 30 detailed section
32 Richtung senkrecht zur Grenzlinie 32 Direction perpendicular to the boundary line
34, 36 Pixelelemente 34, 36 pixel elements
44 metallisierter Bereichs in Designvorgabe44 metallized area in design specification
46 Demetallisierung in Designvorgabe 46 Demetallization in design specification
52 Sicherheitselement 52 security element
52' Vergleichs beispiel 52' comparison example
54 metallisierten Mikrospiegelbereich 54 metallized micromirror area
54' metallisierter Bereich im Vergleichsbeispiel54' metallized area in the comparative example
56 demetallisierten Mikrospiegelbereich 56 demetallized micromirror area
56' Demetallisierung im Vergleichsbeispiel56' demetallization in the comparative example
58' scharf definierte Grenze im Vergleichsbeispiel58' sharply defined border in the comparison example
60 Übergangsbereich 60 transition area
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| WIKIPEDIA: "Dithering (Bildverarbeitung)", 22 June 2021 (2021-06-22), XP002810588, Retrieved from the Internet <URL:https://web.archive.org/web/20210622041118/https://de.wikipedia.org/wiki/Dithering_%28Bildbearbeitung%29> [retrieved on 20231129] * |
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