專利名稱：影像表示及微光學(xué)安全系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像表示系統(tǒng)，在一個(gè)典型的實(shí)施例中，該影像表 示系統(tǒng)由聚合物膜中微結(jié)構(gòu)的圖標(biāo)元件形成。本發(fā)明還涉及一種合成放 大的微光學(xué)系統(tǒng)，在一個(gè)典型的實(shí)施例中，該合成放大微光學(xué)系統(tǒng)形成
金、文件、及產(chǎn)品之隱藏的或明顯的認(rèn)證、以及增進(jìn)產(chǎn)品、包裝、印刷 材料、及消費(fèi)品的視覺(jué)效果的安全裝置。
背景技術(shù)：
之前已經(jīng)嘗試了不同的影像表示系統(tǒng)。典型的影像表示系統(tǒng)包括常 規(guī)的印刷技術(shù)。 一些影像表示系統(tǒng)包括全息影像顯示和/或浮雕影像特 征。這些系統(tǒng)關(guān)于要顯示影像的品質(zhì)和質(zhì)量都有缺陷。尤其它們都有^艮 容易被復(fù)制的缺點(diǎn)，因此不能用作認(rèn)證或安全裝置。
已采用不同的光學(xué)材料以提供現(xiàn)金及文件的認(rèn)證，以識(shí)別及區(qū)別真 品與仿冒品、及提供所制造的物品與封裝的視覺(jué)改進(jìn)。實(shí)施例包含全息 顯示，以及有關(guān)透鏡狀結(jié)構(gòu)(lenticular structures )及球面微透鏡陣 列的其它影像系統(tǒng)。全息顯示己流行用于信用卡、駕駛執(zhí)照、及衣服標(biāo) 簽。
授予Kaule等的美國(guó)專利4， 892， 336中，揭示用于文件安全性的透 鏡結(jié)構(gòu)之實(shí)施例，針對(duì)具體實(shí)施于文件中以提供防偽造措施的安全線 (security thread )。安全線是透明的，其一側(cè)上具有印刷圖案而另一 側(cè)上具有與印刷圖案調(diào)和的柱面透鏡結(jié)構(gòu)。透鏡結(jié)構(gòu)被說(shuō)明成包括復(fù)數(shù) 個(gè)平行圓柱透鏡、或是球面或蜂巢透鏡。
授予Drinkwater等的美國(guó)專利5， 712， 731揭示一種安全裝置，其包 含與實(shí)質(zhì)球面微透鏡陣列耦合的微影像陣列。透鏡也可為散光透鏡。每
一透鏡典型地為5 0-250 pm且具有典型地20()|um的焦距。
這些方式均苦于類似缺點(diǎn)。它們?cè)斐上喈?dāng)厚的結(jié)構(gòu)，特別不適用于
文件認(rèn)證。它們使用圓柱或球面透鏡而提供造成模糊影像的窄視野并要
求透鏡的焦點(diǎn)與相關(guān)連影像之正好及困難的對(duì)齊。此外，它們尚未證明
對(duì)安全或反仿冒特別有效。
慮及這些及其它缺點(diǎn)，在此工業(yè)上，需要便于現(xiàn)金、文件、制品、
及產(chǎn)品的隱藏認(rèn)證之安全及視覺(jué)獨(dú)特的光學(xué)材料以及提供制品、產(chǎn)品及
包裝視覺(jué)增強(qiáng)的光學(xué)材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種影像表示系統(tǒng)，例如微影像表示系統(tǒng)。例如，在一 種形式中，合成光影像系統(tǒng)可提供為包括聚焦元件陣列，以及一個(gè)影像 系統(tǒng)，該影像系統(tǒng)包括或由微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的陣列或圖案形成，如下面 描述的那些，其中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件設(shè)計(jì)為集體形成一影像或特定預(yù)期的 信息，且其中聚焦元件的陣列和影像系統(tǒng)合作，例如通過(guò)光耦合形成任 意要放大的合成光影像。在另一種形式中，影像表示系統(tǒng)提供為包括或 由微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的陣列或圖案形成，如下面描述的那些，其中微結(jié)構(gòu) 圖標(biāo)元件設(shè)計(jì)為集體形成一影像或特定選擇的信息，且其中該影像系統(tǒng) 設(shè)計(jì)為獨(dú)立設(shè)置且設(shè)計(jì)為利用放大設(shè)備，諸如獨(dú)立于該影像系統(tǒng)而提供 的放大鏡或顯微鏡可視的影像或者能閱讀的信息。
本發(fā)明公開(kāi)了關(guān)于膜材料，其使用正規(guī)二維陣列的非圓柱透鏡以放 大此處稱為圖標(biāo)(icon)的樣i影4象(micro-image )，以及經(jīng)由多個(gè)個(gè)別 透鏡/圖標(biāo)影像系統(tǒng)的聯(lián)合性能以形成合成的放大影像。合成放大影像 及圍繞它們的背景可以是無(wú)色或有色的、影像或圍繞它們的背景或是二 者可為透明的、半透明的、染色的、熒光、磷光、顯示光學(xué)上可變色、 金屬化的或?qū)嵸|(zhì)上折射的。在透明或上色的背景上顯示有色影像之材料 特別適用于與下層被印刷信息結(jié)合。當(dāng)此材料件施加于被印刷信息上時(shí)， 在空間上或彼此動(dòng)態(tài)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系上，可同時(shí)看見(jiàn)印刷信息及影像。此種 材料也可以;故上覆印刷，亦即，可以在材料的最上(透鏡)表面施加印 刷?；蛘?，在半透明或具有不同顏色之實(shí)質(zhì)不透明的背景上顯示有色影 像(任何顏色，包含白色及黑色)的材料特別適用于單獨(dú)使用的或上覆 印刷的信息，而非與下層被印刷的信息結(jié)合。
藉由選取一些因素，可以控制所取得的合成放大的倍數(shù)，這些因素
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包含透鏡陣列對(duì)稱軸與圖標(biāo)陣列對(duì)稱軸之間的'偏斜'度。正規(guī)的周期 陣列具有限定某些線的對(duì)稱軸，圖案可以圍繞這些線被反射而不會(huì)改變
圖案的基本幾何形狀，以及，限定陣列理想上是無(wú)限延伸的。舉例而言， 方形陣列可以圍繞任何方形的對(duì)角線被反射，而不會(huì)改變陣列的相對(duì)方
向假設(shè)所有的邊是相同且無(wú)法區(qū)別的，如果方形的邊對(duì)齊平面的x及y 軸，則方形的邊在反射之后仍然會(huì)與這些軸對(duì)齊。我們參考具有旋轉(zhuǎn)對(duì) 稱或者是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的陣列。
取代鏡像該方形陣列，陣列可以以等于相同類型的對(duì)稱軸之間的角 度的一個(gè)角度來(lái)旋轉(zhuǎn)。在方形陣列的情形中，陣列可以旋轉(zhuǎn)90度，對(duì)角 線之間的角度，以到達(dá)無(wú)法與原始陣列區(qū)別開(kāi)的陣列方向。類似地，正 六角形陣列可以圍繞一些對(duì)稱軸而被鏡像或旋轉(zhuǎn)，包含六角形的'對(duì)角
線，(連接相對(duì)的頂角之線)或'中點(diǎn)因子，(連接在六角形的相對(duì)邊上 面的中心點(diǎn)之間的線)。任一類型的對(duì)稱軸之間的角度為六十度(60。)， 造成與原始方向無(wú)法區(qū)別的陣列方向。
假使透鏡陣列及圖標(biāo)陣列起初配置有限定它們個(gè)別的x-y平面的平 面維度，對(duì)稱軸之一被選擇成代表第一陣列的x軸，對(duì)稱軸的對(duì)應(yīng)類型 (舉例而言，對(duì)稱的對(duì)角線軸)被選成代表第二陣列的x軸，在z軸方 向上，二陣列以實(shí)質(zhì)均勻的距離分離，則當(dāng)沿著z軸方向觀看陣列時(shí)， 假使陣列的x軸呈現(xiàn)彼此平行時(shí)，陣列可以說(shuō)具有零偏斜。在復(fù)數(shù)個(gè)六 角形陣列的情形中， 一陣列旋轉(zhuǎn)60度角或其倍數(shù)會(huì)使這些陣列再度對(duì)齊， 以致于無(wú)偏斜，正如同復(fù)數(shù)個(gè)方形陣列的情形中，旋轉(zhuǎn)90度或其倍數(shù)時(shí)， 會(huì)無(wú)偏斜一樣。不同于這些"零偏斜旋轉(zhuǎn)"的x軸之間的任何角度不對(duì) 齊被稱為偏斜。例如0. 06度等小的偏斜可以產(chǎn)生超過(guò)1， OOOx之大的放 大，以及，例如20度等大的偏斜可以產(chǎn)生小的放大，可能小至lx。例如 二陣列的相對(duì)比例及透鏡的F#等其它因素可以影響合成影像的放大以 及其旋轉(zhuǎn)、正視差(orthoparallactic )移動(dòng)、及表觀視深(apparent visual depth)。
本材料可以提供很多不同的視覺(jué)效果(隨后將此材料通稱為 "Unison"、或是以"Unison Mot ion( Unison移動(dòng))"、"Unison Deep( Unison 深度)"、"Uni son SuperDeep (Unison超深"、"Uni son Float ( Uni son 浮動(dòng))"、"Unison SuperFloat (Unison超浮動(dòng))"、"Unison Levitate (Unison漂浮)"、"UnisonMorph ( Unison幻影化)"、及"Unison 3-D"
之名代表不同效果的Unison材料)，以及，它們產(chǎn)生這些效果的不同實(shí)
施例將于下概述。
Uni son移動(dòng)呈現(xiàn)的影像顯示了正視差移動(dòng)(0PM ),是當(dāng)材料傾斜時(shí)， 影像在表現(xiàn)為垂直于正常視差所預(yù)期的方向之傾斜方向上移動(dòng)。Unison 深及超深呈現(xiàn)的影像是表現(xiàn)為靜止于視覺(jué)上比材料厚度還深的空間平面 上。Unison浮動(dòng)及超深呈現(xiàn)的影像是表現(xiàn)為靜止于材料表面上方有一距 離的空間平面上，而Unison漂浮呈現(xiàn)的影像，是當(dāng)材料旋轉(zhuǎn)給定的角度 (例如90度)時(shí)，影像從Unison深(或超深)振蕩至Unison浮動(dòng)(或 超深)，接著，當(dāng)材料又以相同的量旋轉(zhuǎn)時(shí)，再度回至Unison深(或超 深)。Unison幻影化呈現(xiàn)的合成影像，是當(dāng)材料旋轉(zhuǎn)時(shí)或從不同視點(diǎn)觀看 時(shí)，形式、形狀、或尺寸會(huì)改變。Unison 3-D呈現(xiàn)的影像是顯示大比例 的三維結(jié)構(gòu)，例如臉部影像。
多種Unison效果可以組合于一膜上，例如，合并可在形式、色彩、 移動(dòng)方向、及放大中不同的多重Unison移動(dòng)影像平面的膜。另一膜可以 組合Unison深影^象平面及Unison浮動(dòng)影-像平面，而又有另一膜可以詔: 計(jì)成組合相同或不同顏色的Unison深、Unison移動(dòng)、及Unison浮動(dòng)層， 這些影像具有相同或不同的圖形元素。多重影像平面的顏色、圖形設(shè)計(jì)、 光學(xué)效果、放大率、及其它視覺(jué)元素大部份是獨(dú)立的，僅有少數(shù)例外， 這些視覺(jué)元素的平面可以以任何方式結(jié)合。
對(duì)于很多現(xiàn)金、文件及產(chǎn)品安全應(yīng)用而言，希望膜的總厚度可以小 于50微米(此后稱為"ju "、或"um")，舉例而言，小于約45微米，以及， 另一實(shí)施例在約10微米至約40微米的范圍。舉例而言，這可以藉由使 用具有小于50微米的有效基部直徑的聚焦元件而完成此點(diǎn)，另一實(shí)施例 可為小于30微米，在又另一實(shí)施例中，從約IO微米至約30微米。關(guān)于 其它實(shí)施例，可以使用具有小于約40微米的焦距的聚焦元件，又另一實(shí) 施例是具有約IO至小于約30微米的焦距的聚焦元件。在特別實(shí)例中， 可以使用具有35微米的基部直徑及30微米的焦距的聚焦元件。替代的、 混合的折射/繞射實(shí)施例可以制成薄至8微米。
此處，由于膜的復(fù)合多層結(jié)構(gòu)及它們的高的縱橫比要素而不易由一 般可取得的制造系統(tǒng)來(lái)再生，所以，它們是高度抗仿冒的。
如此，本系統(tǒng)提供微光學(xué)系統(tǒng)，優(yōu)選地為具有一厚度的聚合物膜形 式，當(dāng)從肉眼觀看時(shí)，其會(huì)以反射或透射光投射呈現(xiàn)下述情形之一個(gè)或
更多的影像
i. 顯示正^見(jiàn)差移動(dòng)(Unison移動(dòng))；
ii. 呈現(xiàn)位于比聚合物膜的厚度更深的空間平面上(Unison深及 Unison超深)；
iii. 呈現(xiàn)位于聚合物膜的表面上方的空間平面上(Unison浮動(dòng)及 Uni son超深)；
iv. 當(dāng)膜是在方位角上旋轉(zhuǎn)時(shí)，在比聚合物膜的厚度更深的空間平面 與膜的表面上方的空間平面之間振蕩(U n i s o n漂浮)；
v. 從一形式、形狀、尺寸、顏色(或這些特性的某些組合)轉(zhuǎn)換成 不同的形式、形狀、尺寸、顏色(或這些特性的某些組合)(Unison幻影 化)；及/或
vi. 表現(xiàn)為具有真實(shí)的三維性(Unison 3-D)。
一種合成放大微光學(xué)系統(tǒng)被公開(kāi)，例如，其能用作安全或認(rèn)證設(shè)備， 該合成放大微光學(xué)系統(tǒng)包括
(a) 由周期性的、多個(gè)影像圖標(biāo)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱平面陣列組成的微影像， 該對(duì)稱平面陣列在其平面中具有對(duì)稱軸；以及
(b) 多個(gè)影像圖標(biāo)聚焦元件的周期性的平面陣列，其旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性和 周期性基本上對(duì)應(yīng)于微影像陣列的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性和周期性，且在其平面中 具有對(duì)稱軸，影像圖標(biāo)聚焦元件陣列的對(duì)稱軸關(guān)于相應(yīng)的微影像平面陣 列的對(duì)稱軸具有一選擇的角度，影像圖標(biāo)聚焦元件包括具有小于50微米 的有效直徑的聚焦元件或者是多邊形基座的多區(qū)聚焦元件，其中影像圖 標(biāo)聚焦元件的平面基本上平行于影像圖標(biāo)的平面設(shè)置，并且相距足夠放 置影像聚焦元件的距離以形成影像圖標(biāo)的合成影像。權(quán)利要求1的合成 放大微光學(xué)系統(tǒng)，其中聚焦元件由下面的組中選擇，該組由非圓柱透鏡 和非圓柱聚焦反射器及其組合組成。
在生產(chǎn)合成放大微光學(xué)系統(tǒng)的方法和生產(chǎn)文件安全設(shè)備的方法的另 一實(shí)施例中，每個(gè)方法包括下列步驟
(a) 提供由周期性的、多個(gè)影像圖標(biāo)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱平面陣列組成的微 影像，該對(duì)稱平面陣列在其平面中具有對(duì)稱軸；以及
(b) 提供多個(gè)影像圖標(biāo)聚焦元件的周期性的平面陣列，其旋轉(zhuǎn)對(duì)稱 性和周期性基本上對(duì)應(yīng)于微影像陣列的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性和周期性，在其平面 中具有對(duì)稱軸，影像圖標(biāo)聚焦元件陣列的對(duì)稱軸關(guān)于相應(yīng)的微影像平面
陣列的對(duì)稱軸具有一選擇的角度，影像圖標(biāo)聚焦元件包括具有小于50微 米的有效直徑的聚焦元件；以及
(c )將影像圖標(biāo)元件的平面設(shè)置為基本上平行于影像圖標(biāo)的平面， 并且相距足夠放置影像條件元件的距離以形成影像圖標(biāo)的合成影像。
在另 一實(shí)施例中，公開(kāi)了 一種控制合成放大微光學(xué)系統(tǒng)中或安全或 認(rèn)證設(shè)備中的光效應(yīng)的方法。該光效應(yīng)包括移動(dòng)效應(yīng)、放大、 一見(jiàn)覺(jué)深度 效應(yīng)或所述效應(yīng)的組合，該方法包括下列步驟
(a )提供由多個(gè)影像圖標(biāo)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱平面陣列組成的微影像，該對(duì) 稱平面陣列在其平面中具有對(duì)稱軸且對(duì)于每個(gè)圖標(biāo)具有選擇的重復(fù)周
期；以及
(b) 提供多個(gè)影像圖標(biāo)聚焦元件的周期性的平面陣列，其旋轉(zhuǎn)對(duì)稱 性基本上對(duì)應(yīng)于微影像陣列的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，且在其平面中具有對(duì)稱軸， 影像圖標(biāo)聚焦元件陣列的對(duì)稱軸關(guān)于相應(yīng)的微影像平面陣列的對(duì)稱軸具 有一選擇的角度，并且對(duì)于聚焦元件具有選擇的重復(fù)周期，該影像圖標(biāo) 聚焦元件包括具有小于50微米的有效直徑的聚焦元件或是多邊形基座的 多區(qū)聚焦元件；以及
(c) 將影像圖標(biāo)元件的平面設(shè)置為基本上平行于影像圖標(biāo)的平面， 并且相距足夠放置影像聚焦元件的距離以形成影像圖標(biāo)的合成影像；
(d) 其中影像圖標(biāo)的重復(fù)周期與聚焦元件的重復(fù)周期的比例從下述 組中選擇，該組由小于1、基本上等于1以及大于1組成，并選擇微影像 的周期的平面陣列的對(duì)稱軸以及影像圖標(biāo)聚焦元件的周期的平面陣列相 應(yīng)的對(duì)稱軸是對(duì)齊還是不對(duì)齊。
在另 一典型的實(shí)施例中，公開(kāi)了 一種用于合成微光學(xué)系統(tǒng)的影像圖 標(biāo)，該合成放大微光學(xué)系統(tǒng)包括
(a) 由具有多個(gè)影像圖標(biāo)的平面陣列的基板組成的微影像；以及
(b) 影像圖標(biāo)聚焦元件的平面陣列，其中影像圖標(biāo)聚焦元件的平面 陣列相對(duì)于影像圖標(biāo)的平面陣列以一定距離設(shè)置，該距離足夠容納影像 聚焦元件以形成影像圖標(biāo)的合成影像；
該影像圖標(biāo)包括在基板上形成為凹槽的影像圖標(biāo)，該凹槽形成隨意 地填充有提供與基板不同的材料的空隙。
還公開(kāi)了 一種合成放大微光學(xué)系統(tǒng)或文件安全設(shè)備及其制造方法， 該系統(tǒng)包才舌
(a) 由多個(gè)影像圖標(biāo)的平面陣列組成的微影像；以及
(b) 影像圖標(biāo)聚焦元件的平面陣列，該聚焦元件包括是多邊形基座 的多區(qū)聚焦元件的聚焦元件。
此外，還公開(kāi)了一種安全或認(rèn)證線程，其包括
(a) 具有微影像或圖標(biāo)的周期性陣列的材料，該圖標(biāo)包括形成在該
材料中的填充凹槽；
(b) 非圓柱的、平面場(chǎng)的、非球面的或多邊形基座的多區(qū)微聚焦元
件的周期性陣列設(shè)置為有足夠距離放置聚焦元件以形成微影像或圖標(biāo)的 合成影像，其中該微聚焦元件包括基座的直徑范圍從大約20微米到大約 30微米的聚焦元件；以及
(c) 覆蓋微影像或圖標(biāo)陣列的、著色的或金屬密封或遮蔽層。 公開(kāi)了 一種尤其用于現(xiàn)金的文件安全設(shè)備或安全線程，其包括
(a) 由周期性的、多個(gè)影像圖標(biāo)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱平面陣列組成的微影像， 該對(duì)稱平面陣列在其平面中具有對(duì)稱軸；以及
(b) 多個(gè)影像圖標(biāo)聚焦元件的周期性的平面陣列，其旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性和 周期性基本上對(duì)應(yīng)于微影像陣列的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性和周期性，在其平面中具 有對(duì)稱軸，影像圖標(biāo)聚焦元件陣列的對(duì)稱軸關(guān)于相應(yīng)的微影像平面陣列 的對(duì)稱軸具有一選擇的角度，影像圖標(biāo)聚焦元件包括具有小于50微米的 有效直徑的聚焦元件或者是多邊形基座的多區(qū)聚焦元件，其中影像圖標(biāo) 聚焦元件的平面基本上平行于影像圖標(biāo)的平面設(shè)置，并且相距足夠放置 影像聚焦元件的距離以形成影像圖標(biāo)的合成影像。
還公開(kāi)了一種合成放大光學(xué)和安全系統(tǒng)，其包括一影像以及多個(gè)影 像聚焦元件，該聚焦元件和該影像相互設(shè)置在一平面中，其中當(dāng)該系統(tǒng) 關(guān)于基本上平行于該系統(tǒng)的平面的軸傾斜時(shí)，該合成影像看起來(lái)沿著平 4亍于該傾殺+軸的方向移動(dòng)。
本發(fā)明更特別地提供合成放大微光學(xué)系統(tǒng)及其制造方法，合成放大 微光學(xué)系統(tǒng)包括
(a) —個(gè)或更多光學(xué)間隔器；
(b) 包括具有復(fù)數(shù)個(gè)影像圖標(biāo)的周期平面陣列的微影像，此周期陣 列具有相對(duì)于其至少一平面軸及位于或相鄰于光學(xué)間隔器的對(duì)稱軸；及
(c) 影像圖標(biāo)聚焦元件的周期平面陣列，具有相對(duì)于其至少一平面 軸的對(duì)稱軸，此對(duì)稱軸是與微影像平面陣列的平面軸相同的平面軸，每
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一聚焦元件或?yàn)槎噙呅位慷鄥^(qū)域聚焦元件、在相關(guān)的影像圖標(biāo)的寬度 上提供放大的視野的透鏡以致相關(guān)影像圖標(biāo)的周邊邊緣不會(huì)落在視野之
外、或是具有小于50微米的有效直徑之非球面聚焦元件。
系統(tǒng)包含一個(gè)或更多上述效果。提供一方法，藉由此方法，這些效
果可以被選擇性地包含于系統(tǒng)之內(nèi)。
本揭示又提供安全裝置，其適用于至少部份地并入于其中或其上、
及用于或相關(guān)連于包括至少一上述微光學(xué)系統(tǒng)的安全文件、標(biāo)簽、撕條、
竄改標(biāo)示裝置、密封裝置、或其它認(rèn)證或安全裝置。更特別地，本揭示
提供文件安全裝置及其制造方法，文件安全裝置包括
(a) —個(gè)或更多光學(xué)間隔器；
(b) 包括具有復(fù)數(shù)個(gè)影像圖標(biāo)的周期平面陣列的微影像，此周期陣 列具有相對(duì)于其至少一平面軸及位于或相鄰于光學(xué)間隔器的對(duì)稱軸；及
(c) 影像圖標(biāo)聚焦元件的周期平面陣列，具有相對(duì)于其至少一平面 軸之對(duì)稱軸，此對(duì)稱軸是與微影像平面陣列的平面軸相同的平面軸，每 一聚焦元件可為多邊形基部多區(qū)域聚焦元件、在相關(guān)的影像圖標(biāo)的寬度 上提供放大的視野的透鏡以致相關(guān)影像圖標(biāo)的周邊邊緣不會(huì)落在視野之 外、或是具有小于50微米的有效直徑的非球面聚焦元件。
此外，本揭示提供視覺(jué)增強(qiáng)裝置，其包括如上述限定般及具有上述 效果的至少一微光學(xué)系統(tǒng)，以用于衣服、皮膚產(chǎn)品、文件、印刷品、制 品、封裝、購(gòu)買點(diǎn)顯示、公告、廣告裝置、運(yùn)動(dòng)貨品、金融文件和交易 卡、以及所有其它貨品的視覺(jué)強(qiáng)化。
也提供具有如上所述的至少一安全裝置的安全文件或標(biāo)簽，此安全 裝置至少部份地嵌入于其中及/或安裝于其上。
從配合附圖的下述詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚可知本揭示 的其它特征及優(yōu)點(diǎn)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在檢視下述附圖及詳細(xì)說(shuō)明后，將清楚其它系 統(tǒng)、裝置、方法、特點(diǎn)、及優(yōu)點(diǎn)。所有這些其它的系統(tǒng)、方法、特點(diǎn)、 及優(yōu)點(diǎn)包含在本說(shuō)明中，在本揭示的范圍之內(nèi)，及受后附的權(quán)利要求所 保護(hù)。
除非另外限定，否則此處所使用的所有技術(shù)及科學(xué)名詞具有與本發(fā) 明所屬的領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所共同了解的相同的意義。此處所述的所 有公開(kāi)、專利申請(qǐng)、專利及其它參考文件將全文引入作為參考。在沖突
的情形中，以包含定義的本說(shuō)明書(shū)為主。此外，材料、方法、及實(shí)例僅 為說(shuō)明之用并非限定之用。


參考附圖，將可更佳地了解本揭示的很多方面。圖中的元件無(wú)需依 照比例，重點(diǎn)在于清楚地顯示本揭示的原理。此外，在圖中，在數(shù)個(gè)視 圖中，類似的代號(hào)代表相對(duì)的構(gòu)件。
圖la是微光學(xué)系統(tǒng)的剖面，舉例說(shuō)明本揭示之一實(shí)施例，提供系統(tǒng)
的影像的正視差移動(dòng)。
圖lb是圖la的實(shí)施例的等距剖視圖。
圖2a顯示圖la-b的實(shí)施例的正視差合成影像移動(dòng)效果。
圖2b-c顯示本系統(tǒng)的深及浮動(dòng)實(shí)施例的^L覺(jué)效果。
圖2d-f顯示本系統(tǒng)的漂浮實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)所取得的視覺(jué)效果。
圖3a-i為平面^f見(jiàn)圖，顯示本系統(tǒng)對(duì)稱的二維陣列透鏡的不同圖案的
填充因數(shù)以及多個(gè)實(shí)施例。
圖4顯示藉由改變圖標(biāo)元件周期/透鏡周期比例而產(chǎn)生的深、
Unison、浮動(dòng)、及漂浮實(shí)施例效果的不同組合的圖。
圖5a-c為平面視圖，顯示圖標(biāo)影像的合成放大如何由本系統(tǒng)的透鏡
陣列與圖標(biāo)陣列軸之間的相對(duì)角度所控制。
圖6a-c為平面視圖，顯示完成本系統(tǒng)的合成放大影像的幻影化效果 (morphing effect)的實(shí)施例。
圖7a-c為剖面視圖，顯示本系統(tǒng)的圖標(biāo)層的不同實(shí)施例。
圖8a-b為平面視圖，顯示'正，及'負(fù)'圖標(biāo)元件實(shí)施例。
圖9為剖面視圖，顯示用于產(chǎn)生具有不同特性的合成放大影像的區(qū)
域的多層材料的實(shí)施例。
圖IO為剖面視圖，用于產(chǎn)生具有不同特性的合成放大影像的區(qū)域的
多層材料的另一實(shí)施例。
圖11a-b為剖面視圖，顯示本系統(tǒng)的反射光學(xué)器件及針孔光學(xué)器件
實(shí)施例。
圖12a-b為剖面圖，比較全折射材料實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與混合折射/反 射材料實(shí)施例。
圖13為剖面圖，顯示'剝離顯示，篡改標(biāo)示材料實(shí)施例。 圖14為剖面視圖，顯示'剝離改變，篡改標(biāo)示材料實(shí)施例。
圖15a-d為剖面^見(jiàn)圖，顯示雙側(cè)系統(tǒng)的不同實(shí)施例。
圖16a-f為剖面圖及對(duì)應(yīng)的平面視圖，顯示用于產(chǎn)生灰度級(jí)或色調(diào)圖標(biāo)元件圖案及接著由本系統(tǒng)合成放大影像的三種不同方法。 圖17a-d為剖面視圖，顯示配合被印刷信息使用本系統(tǒng)。 圖18a-f為剖面視圖，顯示將本系統(tǒng)應(yīng)用于或并入不同基底以及與
被印刷信息組合。
圖19a-b為剖面一見(jiàn)圖，比較當(dāng)一球面透鏡與一平場(chǎng)非球面透鏡均并入于本系統(tǒng)中時(shí)二者的對(duì)焦視野。
圖20a-c為剖面視圖，顯示起因于使用本系統(tǒng)中的厚圖標(biāo)層的效用的二個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
圖21是平面視圖，顯示應(yīng)用本系統(tǒng)于現(xiàn)金作為'有窗的(windowed)'安全線。
圖22顯示與"有窗的"安全線有關(guān)的影像的本系統(tǒng)的正視差移動(dòng)實(shí) 施例。
圖23顯示本系統(tǒng)的合成影像的半色調(diào)。
圖24a顯示使用本系統(tǒng)以產(chǎn)生尺寸上小于個(gè)別合成影像的最小特征的組合合成影像。
圖24b顯示使用本系統(tǒng)以產(chǎn)生圖標(biāo)影像元件之間的間隙的窄圖案。
圖25顯示并入隱密的、隱藏的信息于本系統(tǒng)的圖標(biāo)影像中。
圖26顯示以本系統(tǒng)產(chǎn)生完全的三維影像。
圖27顯示用于設(shè)計(jì)圖26的三維實(shí)施例的圖標(biāo)影像的方法。
圖28顯示起因于圖27的方法的圖標(biāo)影像。
圖29顯示圖27的方法如何應(yīng)用至復(fù)合的三維合成影像。
圖30顯示舉例說(shuō)明的有效直徑為28微米的六角基部多區(qū)域透鏡的中央?yún)^(qū)焦點(diǎn)特性。
圖31顯示具有28微米直徑的球面透鏡的中央?yún)^(qū)焦點(diǎn)特性。
圖32顯示圖30的六角透鏡的側(cè)邊區(qū)的性能。
圖33顯示圖31的球面透鏡的外區(qū)的性能。
圖34a， b顯示微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件可替換的實(shí)施例。
圖35a, b顯示進(jìn)一步包括涂覆材料的圖34a, b的^U吉構(gòu)圖標(biāo)元件。
圖36a, b顯示進(jìn)一步包括層壓涂覆材料的圖34a, b的微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件。
圖37a-c顯示正的和負(fù)的圖標(biāo)元件。 圖38a-c顯示填充的和涂覆的微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的組合。 圖39a-c顯示圖34a， b的微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的圖案化的涂覆材料的應(yīng) 用和組合。
圖40a-c顯示使用圖案化的涂覆材料以創(chuàng)建圖標(biāo)影像元件。 圖41a, b顯示這里公開(kāi)的微光學(xué)系統(tǒng)的"鎖和鍵"實(shí)施例。 圖42顯示圖41的"鎖和一睫"實(shí)施例的一個(gè)可替換實(shí)施例。 圖43顯示圖41的"鎖和鍵"實(shí)施例的另一實(shí)施例。 圖44a， b顯示這里公開(kāi)的孩i光學(xué)系統(tǒng)的可浸入的實(shí)施例。 圖45a， b顯示圖44a， b的可浸入的的實(shí)施例的可替才奐實(shí)施例。 圖46顯示本微光學(xué)系統(tǒng)根據(jù)方位視角的一個(gè)實(shí)施例。 圖47顯示圖46的微光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)可替換實(shí)施例。 圖48a-f顯示用于本微光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中創(chuàng)建填充的微結(jié)構(gòu) 圖標(biāo)元件的方法。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)說(shuō)明圖中所示的實(shí)施例。雖然配合這些附圖而說(shuō)明數(shù)個(gè) 實(shí)施例，但是，并非意圖將本發(fā)明限定于此處所揭示的實(shí)施例。相反地， 是要涵蓋所有替代、修改、及等同物。
為了簡(jiǎn)潔并避免重復(fù)的解釋，接下來(lái)所有對(duì)下列術(shù)語(yǔ)的引用都理解 為這里定義的、解釋并詳細(xì)說(shuō)明的。為了方便，接下來(lái)所定義的術(shù)語(yǔ)在 特定實(shí)施例的描述中第 一次使用時(shí)用粗體打印出來(lái)。
圖標(biāo)填充材料-用于填充微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的任何材料。圖標(biāo)填充材 料可以是氣體、液體、凝膠體、粉末、固態(tài)、乳膠、懸浮物、合成材料 及其組合。圖標(biāo)填充材料通常提供某些特性，這些特性可測(cè)量或者可檢 測(cè)且與圍繞的圖標(biāo)層材料不同。這些不同的特性可以提供光效應(yīng)或它們 可提供能進(jìn)行材料的非接觸檢測(cè)或認(rèn)證，或者材料的非接觸測(cè)量和認(rèn)證 的特性。材料的組合可用于圖標(biāo)填充材料以提供圖標(biāo)元件理想的特性的 多樣性。
可產(chǎn)生理想的光效應(yīng)的圖標(biāo)填充材料的材料特性包括，但不局限于 透明度、不透明度、折射率、色散、散射特性、珠光度、乳白光度、彩 虹度、顏色反射和顏色吸收、反射率、線、圓和橢圓偏振特性、拉曼或 瑞利特性、旋光性、熒光、發(fā)光、磷光、雙光子效應(yīng)、熱致變色效應(yīng)、 壓電致變色效應(yīng)、光致變色效應(yīng)、摩擦發(fā)光效應(yīng)、電致發(fā)光效應(yīng)、電致 變色效應(yīng)以及磁致變色效應(yīng)。圖標(biāo)填充材料可獲得這些與純材料或混合 物、化合物、懸浮物或多種材料的其它組合一樣的特性。
可產(chǎn)生理想的非接觸檢測(cè)或認(rèn)證特性的圖標(biāo)填充材料的材料特性包
括，但是不局限于磁反應(yīng)、磁化、電荷分離、電反應(yīng)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱 性、絕緣強(qiáng)度、熒光、發(fā)光、磷光、雙光子效應(yīng)、核磁共振、透明度、 不透明度、反射率、色散、散射特性、珠光度、乳白光度、彩虹度、顏 色反射和顏色吸收、反射率、線、圓和橢圓偏振特性、拉曼或瑞利特性、 放射性、輻射激活特性、旋光性、熒光、發(fā)光、磷光、雙光子效應(yīng)、熱 致變色效應(yīng)、壓電致變色效應(yīng)、光致變色效應(yīng)、摩纟察發(fā)光效應(yīng)、電致發(fā) 光效應(yīng)、電致變色效應(yīng)以及磁致變色效應(yīng)。
優(yōu)選地，圖標(biāo)填充材料可包括載體材料，例如單體、oligimer、或 聚合物材料及其組合，該載體材料是經(jīng)過(guò)溶劑固化、熱固化、氧化固化、 反應(yīng)固化或輻射固化的。 一種典型的輻射固化的光敏聚合物是Lord公司 的U107光敏聚合物。
圖標(biāo)填充載體材料的光學(xué)、非接觸檢測(cè)和非接觸認(rèn)證特性通過(guò)下述 任何材料的混合或組合得以改進(jìn)(示例但是不局限于這些材料)染料、 著色劑、顏料、粉狀材料、墨水、粉狀礦物、磁材料和顆粒、磁化材料 和顆粒、磁反應(yīng)材料和顆粒、磷、液晶、液晶聚合物、碳黑或其它光吸 收材料、二氧化鈦或其它散光材料、光晶、非線性晶體、乳酸、納米管 (nanotube)、 buckey球(buckeybal1 )、 buckey管(buckeytube )、 有 機(jī)材料、珠光材料、粉狀珍珠、多層干涉材料、乳白色材料、彩虹色材 料、低折射率材料或粉末、高折射率材料或粉末、金剛石粉、結(jié)構(gòu)色材 料、偏振材料、偏振旋轉(zhuǎn)材料、熒光材料、磷光材料、熱致變色材料、 壓電致發(fā)光材料、光致變色材料、摩擦發(fā)光材料、電致發(fā)光材料、電致 變色材料、磁致變色材料和顆粒、放射性材料、輻射激活材料、電荷分 離材料及其組合。 一種典型的圖標(biāo)填充材料包括光聚合物載體，例如Lord 公司的U107,其與亞微米顏料粉末一起研磨以形成厚的"墨水"。
這里不明確說(shuō)明的其它特性、材料、方法、裝置及其組合可理解為 包括對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
涂覆材料-用于涂覆圖標(biāo)層或圖標(biāo)填充材料，或者涂覆云紋放大系 統(tǒng)的任何層的任何材料，其包括但不局限于透鏡、圖標(biāo)平面、圖標(biāo)層、
微結(jié)構(gòu)的圖標(biāo)元件、圖標(biāo)填充材料、或者沉積、層壓或施加于透鏡、圖 標(biāo)層或透鏡、圖標(biāo)層、基板或透明基板內(nèi)部或外部的任何層的任何材料層。
涂覆材料通常提供一些可檢測(cè)的，不同于圖標(biāo)層中的其它材料、圖 標(biāo)填充材料、基板、透明基板或透鏡層的特性的特性。這些不同的特性 可提供光效應(yīng)或者它們能提供能實(shí)現(xiàn)材料的非接觸檢測(cè)或認(rèn)證，或者能 同時(shí)實(shí)現(xiàn)材料的非接觸檢測(cè)和認(rèn)證的特性。材料的組合可用作涂覆材料 以提供多種理想的涂覆材料特性。
產(chǎn)生理想的光效應(yīng)的涂覆材料的材料特性包括，但是不局限于透 明度、不透明度、折射率、色散、散射特性、珠光度、乳白光度、彩虹 度、顏色反射和顏色吸收、反射率、線、圓和橢圓偏振特性、拉曼或瑞 利特性、旋光性、熒光、發(fā)光、磷光、雙光子效應(yīng)、熱致變色效應(yīng)、壓 電致變色效應(yīng)、光致變色效應(yīng)、摩l察發(fā)光效應(yīng)、電致發(fā)光效應(yīng)、電致變 色效應(yīng)以及磁致變色效應(yīng)。涂覆材料可獲得與純材料或混合物、化合物、 懸浮物或多種材料的其它組合 一 樣的特性。
應(yīng)用涂覆材料適當(dāng)?shù)姆椒ㄈQ于包括材料特性和材料預(yù)期的功能或 效應(yīng)等多種因素。通過(guò)濕體研碎反應(yīng)(如在濕體鍍銀中)、非電解鍍層、 電解鍍層、氣相沉積、濺射、等離子體噴涂、分子束外延、熱印、箔轉(zhuǎn) 印(foil transfer),層壓以及其它適當(dāng)?shù)?、已知的方法及其組合可以 應(yīng)用金屬、金屬氧化物、半導(dǎo)體涂覆及其組合。通過(guò)濕法涂覆、噴涂、 印刷、層壓、圖標(biāo)表面的化學(xué)反應(yīng)、噴墨、電印刷、浸漬、彎月面涂覆、 波形涂覆、活性涂覆以及其它適當(dāng)?shù)摹⒁阎姆椒捌浣M合可以應(yīng)用加 入液態(tài)載體材料的涂覆材料。通過(guò)熱印、箔轉(zhuǎn)印、層壓以及其它適當(dāng)?shù)摹?已知的方法及其組合可以應(yīng)用基于薄膜或箔的涂覆材料。
涂覆材料優(yōu)選地可以是蒸發(fā)的或?yàn)R射的金屬，例如鋁、金或銀或金 屬氧化物，例如氧化銦錫或氧化鐵。加入填充材料的涂覆材料優(yōu)選地可 包括載體材料，例如單體、oligimer或聚合物材料及其組合，這些載體 材料是經(jīng)過(guò)溶劑固化、熱固化、氧化固化、反應(yīng)固化或輻射固化的。一 種典型的輻射固化的光敏聚合物是Lord公司的U107光敏聚合物。
涂覆載體材料的光學(xué)、非接觸檢測(cè)和非接觸認(rèn)證特性通過(guò)下述任何 材料的混合或組合得以改進(jìn)(示例，但是不局限于這些材料)染料、著 色劑、顏料、粉狀材料、墨水、粉狀礦物、磁材料和顆粒、磁化材料和
20顆粒、磁反應(yīng)材料和顆粒、磷、液晶、液晶聚合物、碳黑或其它光吸收 材料、二氧化鈦或其它散光材料、光晶、非線性晶體、乳酸、納米管
(nanotube)、 buckey球(buckeybal1)、 buckey管(buckeytube)、 有 機(jī)材料、珠光材料、粉狀珍珠、多層干涉材料、乳白色材料、彩虹色材 料、低折射率材料或粉末、高折射率材料或粉末、金剛石粉、結(jié)構(gòu)色材 料、偏振材料、偏振旋轉(zhuǎn)材料、熒光材料、磷光材料、熱致變色材料、 壓電致變色材料、光致變色材料、摩擦發(fā)光材料、電致發(fā)光材料、電致 變色材料、磁致變色材料和顆粒、放射性材料、輻射激活材料、電荷分 離材料及其組合。 一種典型的涂覆材料包括光聚合物載體，例如Lord公 司的U107,其與亞微米顏料粉末一起研磨以形成厚的"墨水"。
還可選擇涂覆材料以提供物理、化學(xué)、機(jī)械、涂底層或粘合促進(jìn)的 特性。
這里不明確說(shuō)明的其它特性、材料、方法、裝置及其組合可理解為 包括對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
正圖標(biāo)元件-圖標(biāo)設(shè)計(jì)或圖案的圖形元件，其中圖標(biāo)元件的目標(biāo)圖 案，例如特征或標(biāo)志被染色、著色、金屬化或者另外與圖標(biāo)元件的背景 區(qū)分開(kāi)。通常，在制造的過(guò)程中，正圖標(biāo)元件的目標(biāo)圖案將在正圖標(biāo)元 件的背景獲得的或?qū)ζ鋺?yīng)用的任何區(qū)別特征之前獲得區(qū)別特征。
正影像-由正圖標(biāo)元件形成的影像或合成影像。
負(fù)圖標(biāo)元件-圖標(biāo)設(shè)計(jì)或圖案的圖形元件，其中圖標(biāo)元件的背景被 染色、著色、金屬化或者另外與圖標(biāo)元件的目標(biāo)圖案，例如特征或標(biāo)志 區(qū)分開(kāi)。通常，在制造的過(guò)程中，負(fù)圖標(biāo)元件的背景將在負(fù)圖標(biāo)元件的 目標(biāo)圖案獲得的或?qū)ζ鋺?yīng)用的任何區(qū)別特征之前獲得區(qū)別特征。
負(fù)影像-由負(fù)圖標(biāo)元件形成的影像或合成影像。 (這個(gè)/一個(gè))圖標(biāo)元件的目標(biāo)圖案-圖標(biāo)設(shè)計(jì)或圖案，例如特征或 標(biāo)志的獨(dú)立的或綁定的圖形元件。通常，圖標(biāo)元件的目標(biāo)圖案優(yōu)選地綁 定在一個(gè)、兩個(gè)或者三個(gè)圖標(biāo)元件或圖案之內(nèi)，且也可與更多的進(jìn)行綁 定。
(這個(gè)/一個(gè))圖標(biāo)元件的背景-圍繞目標(biāo)圖案的圖標(biāo)設(shè)計(jì)或圖案的 非綁定區(qū)域。通常，圖標(biāo)元件或圖案的背景連續(xù)地越過(guò)多個(gè)圖標(biāo)元件或圖案。
圖標(biāo)層-基板或透明基板的表面可應(yīng)用的微印刷的基本上呈平面的層可以是自立式層。大量的材料可用于圖標(biāo)層，該圖標(biāo)層包括但是不局 限于熱固聚合物、熱形成聚合物、鑄型用聚合物、活性鑄型用聚合物、 輻射固化的聚合物、生物聚合物、凝膠、淀粉、糖、硅樹(shù)脂聚合物、多 層介電聚合物薄膜、溶劑鑄型用聚合物、壓模聚合物、注模聚合物、浮 凸聚合物、玻璃、金屬氧化物、金剛石、氧化鋁、光敏聚合物、光致抗 蝕劑、印刷墨水或圖案涂覆、噴墨印刷涂覆、電印刷涂覆及其組合。
一種示例的圖標(biāo)層材料是光敏聚合物，例如Lord公司的U107光敏 聚合體。圖標(biāo)層可以是一種材料或者它可加入染料、著色劑、顏料、粉 狀材料、墨水、粉狀礦物、磁材料和顆粒、磁化材料和顆粒、^茲反應(yīng)材 料和顆粒、磷、液晶、液晶聚合物、碳黑或其它光吸收材料、二氧化鈦 或其它散光材料、光晶、非線性晶體、乳酸、納米管(nanotube)、 buckey 球(buckeyball )、 buckey管(buckey tube )、有機(jī)材料、珠光材料、粉 狀珍珠、多層干涉材料、乳白色材料、彩虹色材料、低折射率材料或粉 末、高折射率材料或粉末、金剛石粉、結(jié)構(gòu)色材料、偏振材料、偏振旋 轉(zhuǎn)材料、熒光材料、磷光材料、熱致變色材料、壓電致變色材料、光致 變色材料、摩擦發(fā)光材料、電致發(fā)光材料、電致變色材料、磁致變色材 料和顆粒、放射性材料、輻射激活材料、電荷分離材料及其組合，以及 能增強(qiáng)或改變其光、電、磁、核磁共振或其它物理特性的其它合適的材 料。
一種示例的圖標(biāo)層材料是Lord公司的U107光敏聚合體。這里不明 確說(shuō)明的其它特性、材料、方法、裝置及其組合可理解為包括對(duì)于本領(lǐng) 域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件-通過(guò)多種適當(dāng)?shù)姆椒ㄔ趫D標(biāo)層中可形成的具 有物理凸紋或微結(jié)構(gòu)的圖標(biāo)元件，該適當(dāng)方法包括熱形成、鑄造、壓模、 注模、浮凸、圖案化輻射曝光和顯影、激光曝光和顯影、噴墨印刷、電 印刷、印刷、雕飾、電形成、劃線、照相、全息以及與已知的硬化和蝕 刻或膨脹過(guò)程、掩膜和沉積過(guò)程、掩膜和化學(xué)蝕刻、掩膜和反應(yīng)離子蝕 刻、掩膜和離子束研磨、顯微機(jī)械加工、激光機(jī)械加工和激光燒蝕、光 敏聚合物曝光和顯影以及其它適當(dāng)?shù)姆椒捌浣M合相結(jié)合的光敏感光乳 劑的激光曝光。
微結(jié)構(gòu)影像元件優(yōu)選地通過(guò)鑄造聚合物基板(通常為PET )和鎳微結(jié) 構(gòu)圖標(biāo)影像元件的工具之間的液晶光敏聚合物、輻射固化所述的光敏聚
合物以及從所述鎳微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件的工具剝離附著固化的光敏聚合 物的所述聚合物基板而形成。
這里不明確說(shuō)明的其它特性、材料、方法、裝置及其組合可理解為 包括對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件的加工和方法-通過(guò)熱形成、鑄造、壓模、注 模、浮凸、圖案化輻射曝光和顯影、電形成以及光敏聚合物曝光和顯影 用于將微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件形成到圖標(biāo)層中的加工和方法。該加工可通 過(guò)多種類似且適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)創(chuàng)建，該方法包括熱形成、鑄造、壓模、注 模、浮凸、圖案化輻射曝光和顯影、激光曝光和顯影、噴墨印刷、電印 刷、印刷、雕飾、電形成、劃線、照相、全息以及與已知的硬化和蝕刻 或膨脹過(guò)程、掩膜和沉積過(guò)程、掩膜和化學(xué)蝕刻、掩膜和反應(yīng)離子時(shí)刻、 掩膜和離子束研磨、顯微機(jī)械加工、激光機(jī)械加工和激光燒蝕、光敏聚
激光曝光。
微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件的加工優(yōu)選地由已知的原始微結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生方法 制造出來(lái)，該原始微結(jié)構(gòu)通過(guò)剛性基板或剛性透明基板上的光致抗蝕劑 材料的曝光和顯影、微結(jié)構(gòu)的光致抗蝕劑表面的導(dǎo)電金屬化以及導(dǎo)電表 面上的鎳電成形而形成。
這里不明確說(shuō)明的其它特性、材料、方法、裝置及其組合可理解為 包括對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
透明基板-任何基本上為平面且基本上光學(xué)透明的材料，其包括但 不局限于玻璃、金屬氧化物、聚合物、合成材料、生物聚合物、糖、纖
維素、淀粉、凝膠及其組合，用于支持Unison云紋放大系統(tǒng)的光元件， 所述光元件可選性地包括微透鏡陣列以及一個(gè)或多個(gè)圖標(biāo)影像陣列。PET 聚合物薄膜是示例的本發(fā)明的圖標(biāo)層和云紋放大系統(tǒng)的基板。
這里不明確說(shuō)明的其它特性、材料、方法、裝置及其組合可理解為 包括對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
基板-任何基本上是平面的材料，其包括但不局限于玻璃、金屬、 合成材料、金屬氧化物、聚合物、生物聚合物、糖、纖維素、淀粉、凝 膠、紙、含纖維的材料、不含纖維的材料、箔、非紡織紙?zhí)娲锛捌浣M 合。PET聚合物薄膜是示例的本發(fā)明的基板。
這里不明確說(shuō)明的其它特性、材料、方法、裝置及其組合可理解為
包括對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
共形的涂覆材料-與其應(yīng)用的表面形狀一致的涂覆材料。濺射金屬 涂覆是典型的共形涂覆-其覆蓋垂直表面、微結(jié)構(gòu)側(cè)壁、底切的區(qū)域以 及水平表面。
不共形的涂覆材料-與其應(yīng)用的表面形狀不一致的涂覆材料。氣相 金屬涂覆是典型的不共形涂覆-其優(yōu)先涂覆水平表面且僅涂覆垂直表面 和微結(jié)構(gòu)側(cè)壁，但是不涂覆底切的區(qū)域。
定向涂覆材料- 一種涂覆材料，該涂覆材料優(yōu)先覆蓋水平表面以及 具有指向涂覆源的通常方向的表面法線的表面，但是不覆蓋具有指向遠(yuǎn) 離覆蓋源的通常方向的表面法線的表面。偏移的或阻擋的氣相金屬涂覆
是定向涂覆材料的 一個(gè)示例金屬蒸汽流以基本上偏離的角度被指到表 面，導(dǎo)致微結(jié)構(gòu)的"近"表面被涂覆，但是微結(jié)構(gòu)的"遠(yuǎn)"表面被遮擋
且未被涂覆o
現(xiàn)參考附圖，圖la顯示本微光學(xué)系統(tǒng)12的一實(shí)施例，其提供系統(tǒng) 的影像正視差移動(dòng)。
系統(tǒng)12的微透鏡l具有至少二個(gè)實(shí)質(zhì)上相等的對(duì)稱軸以及以其按二 維周期陣列配置。透鏡直徑2優(yōu)選地小于50 ju且在透鏡3之間的空隙間 隔優(yōu)選地為5ju或更少。(此處，'/i，與'jLim，是可互換的且意指相同 的度量)。微透鏡1會(huì)將圖標(biāo)元件4的影像聚焦以及將此影像10投射向 觀看者。系統(tǒng)通常在具有正常程度的周圍照明的情形中使用，以致于圖 標(biāo)影像的照明從反射或透射的周圍光而產(chǎn)生。圖標(biāo)元件4是圖標(biāo)元件周 期陣列的一個(gè)元件，圖標(biāo)元件周期陣列的周期及尺寸實(shí)質(zhì)上類似包含透 鏡1的透鏡陣列的周期及尺寸。在透鏡1與圖標(biāo)元件4之間是光學(xué)間隔 器5,其可以與透鏡1材料鄰接或是可以可選地為一個(gè)分開(kāi)基底8 -在本 實(shí)施例中，透鏡9會(huì)與基底分開(kāi)。圖標(biāo)元件4可由密封層6可選地保護(hù)， 密封層6優(yōu)選地由聚合物材料制成。密封層6為透明的、半透明的、著 色的、染色的、不透明的、金屬的、磁性的、光學(xué)上可變的、或是其任 何組合，提供安全及認(rèn)證目的所需的光學(xué)效果及/或增加的功能，包含支 援依靠光學(xué)效果、導(dǎo)電性或電容、磁場(chǎng)檢測(cè)等自動(dòng)化現(xiàn)金認(rèn)證、驗(yàn)證、 追蹤、計(jì)數(shù)及檢測(cè)系統(tǒng)。
系統(tǒng)的總厚度7典型地小于50ju;真實(shí)厚度取決于透鏡l的F并及透 鏡2的直徑，以及增加的安全特性或視覺(jué)效果層的厚度。圖標(biāo)元件4的
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重復(fù)周期ll與透鏡l的重復(fù)周期實(shí)質(zhì)相同；'尺度比例，是圖標(biāo)的重復(fù) 周期對(duì)透鏡的重復(fù)周期的比例，用以產(chǎn)生很多不同的視覺(jué)效果。具有實(shí) 質(zhì)上等于i. oooo的尺度比例的軸對(duì)稱值，在透鏡的對(duì)稱軸與圖標(biāo)未對(duì)齊
時(shí)，會(huì)造成Unison移動(dòng)正視差效果，具有實(shí)質(zhì)上小于1. 0000的尺度比 例的軸對(duì)稱值，在透鏡的對(duì)稱軸與圖標(biāo)實(shí)質(zhì)上對(duì)齊時(shí)，會(huì)造成Unison深 和Unison超深效果，以及，具有實(shí)質(zhì)上大于1. 0000的尺度比例的軸對(duì) 稱值，在透鏡的對(duì)稱軸與圖標(biāo)實(shí)質(zhì)上對(duì)齊時(shí)，會(huì)造成Unison浮動(dòng)及 Unison超浮動(dòng)效果。具有例如X方向上為0. 995及Y方向上為1. 005之 尺度比例的軸向不對(duì)稱值，會(huì)造成Unison漂浮效杲。
藉由透鏡重復(fù)周期及圖標(biāo)重復(fù)周期的尺度變形、或是藉由將空間變 化信息并入圖標(biāo)圖案中，可以取得Unison幻影化效杲。藉由將空間變化 信息并入圖標(biāo)圖案中，也可以產(chǎn)生Unison 3-D效果，但是，在本實(shí)施例 中，信息代表從實(shí)質(zhì)上對(duì)應(yīng)于圖標(biāo)位置的特定位置處觀看時(shí)三維物體的 不同觀看點(diǎn)。
圖lb是呈現(xiàn)圖la中的剖面所示的本系統(tǒng)的等距^L圖，本系統(tǒng)具有 有重復(fù)周期11及光學(xué)間隔器厚度5的透鏡1和圖標(biāo)4的方形陣列圖案(圖 la不是特定的方形陣列圖案，而是所有正規(guī)周期陣列圖案的代表性剖 面)。如同前方切開(kāi)剖面清楚可見(jiàn)的，圖標(biāo)元件4顯示為'$，影像。雖 然在透鏡1與圖標(biāo)元件4之間實(shí)質(zhì)上有一對(duì)一的對(duì)應(yīng)性，但是，透鏡陣 列的對(duì)稱軸大致而言將不會(huì)與圖標(biāo)陣列的對(duì)稱軸準(zhǔn)確地對(duì)齊。
在具有1. 0000尺度比例的圖la-b的Unison (正一見(jiàn)差移動(dòng))材^F實(shí) 施例的情形中，當(dāng)透鏡1的軸與圖標(biāo)元件4的軸實(shí)質(zhì)上對(duì)齊時(shí)，所造成 的圖標(biāo)元件的合成影像(在本實(shí)施例中為巨大的'$，)會(huì)'擴(kuò)大，且以 理論上接近無(wú)窮大的因數(shù)放大。透鏡1的軸與圖標(biāo)元件4的軸的稍微角 度不對(duì)齊會(huì)降低圖標(biāo)元件的合成影像的放大因數(shù)并造成放大的合成影像 會(huì)旋轉(zhuǎn)。
由透鏡、光學(xué)間隔器和圖標(biāo)的特定組合產(chǎn)生的移動(dòng)合成影像對(duì)于視 角給定的變化移動(dòng)恒定的量，且該恒定的量是合成影像重復(fù)距離的百分 比。例如，如果產(chǎn)生Unison移動(dòng)材料以提供具有0. 25英寸的重復(fù)距離 的合成影像，當(dāng)視角改變IO度時(shí)這些合成影像看起來(lái)具有0. 1英寸的正 視差移動(dòng)，然后當(dāng)視角改變10度時(shí)，用于創(chuàng)建具有1. O英寸的合成影像 重復(fù)距離的Unison的相同的透鏡、圖標(biāo)和間隔器將顯示出0. 4英寸 - 成
比例的更大的正視差移動(dòng)。度量正視差影像移動(dòng)的量以匹配產(chǎn)生的合成 影像的重復(fù)距離。視角的改變與度量的正視差影像移動(dòng)之間的關(guān)系取決
于所用的透鏡的F#。對(duì)于視角所選的改變，低Ff透鏡相比于較大Ff透鏡 產(chǎn)生較小量的正視差移動(dòng)。
用于Unison移動(dòng)材料的示例性的透鏡可具有0. 8的F井。這是理想的 F井的一個(gè)原因就是其最小化了左眼看到的影像和右眼看到的影像之間的 垂直視差。垂直視差是左眼和右眼影像的垂直偏移- 一幅影像看起來(lái)相 對(duì)于另一幅影像垂直設(shè)置。水平影像視差是一種熟悉且自然的現(xiàn)象這 是眼-腦系統(tǒng)所用的一個(gè)因素以感知三維深度。垂直影像視差通常人們 碰不到-如果他們的光學(xué)系統(tǒng)沒(méi)有對(duì)齊，在雙筒望遠(yuǎn)鏡或雙筒顯微鏡中則 有時(shí)可能看到垂直影像視差。對(duì)于兩眼觀看的人來(lái)說(shuō)水平影像視差是經(jīng) 常發(fā)生的，而垂直影像視差在自然界中幾乎不會(huì)碰到，因此人們具有非 常有限的能力來(lái)適應(yīng)垂直影像視差。這種適應(yīng)需要一視點(diǎn)相對(duì)于另 一眼 鏡稍微偏上或偏下。這是一種不正常的體驗(yàn)，盡管這不會(huì)傷害到人，但 是由于不習(xí)慣的眼鏡肌肉的動(dòng)作將導(dǎo)致觀察者眼睛中即刻物理感知。該 物理感知已經(jīng)通過(guò)各種方式進(jìn)行描述過(guò)，從"其使得我的眼睛感覺(jué)怪異，到"對(duì)于我來(lái)說(shuō)^^艮難看到"。不管觀看的方位角如何該效應(yīng)存在(即Unison 移動(dòng)材料可以在其平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)到任何角度而不損失該效應(yīng))。任何種類的 不常用的印刷會(huì)導(dǎo)致觀察者眼睛中的物理感知。
Unison移動(dòng)材料可設(shè)計(jì)為通過(guò)增強(qiáng)影像的垂直視差來(lái)導(dǎo)致觀察者的 這種感知。垂直影像視差存在于Unison移動(dòng)材料中，因?yàn)橛^察者的眼睛位于水平平面中。左眼的觀察與右眼的觀察具有不同的水平視角，因此 左眼看到的合成影像相對(duì)于右眼看到的合成影像在垂直方向上呈現(xiàn)垂直 視差的位移。對(duì)于低Ff透鏡，垂直影像視差的量較小且通常不被觀察者 注意到。然而，通過(guò)利用較大F并的透鏡，例如Ff2. O或者更大的透鏡可 以增強(qiáng)垂直影像視差，從而有目的地在觀察者眼中創(chuàng)建了垂直視差感知。
在Unison移動(dòng)材料中通過(guò)創(chuàng)建增強(qiáng)的垂直影像視差獲得的一個(gè)優(yōu)勢(shì) 在于由此在觀察者中導(dǎo)致的物理感知是唯一的、即刻的且自動(dòng)的，則因 此能用作新的認(rèn)證方法。沒(méi)有其它已知的材料從所有觀看的方向可以提 供類似的感知。
Unison深、Unison浮動(dòng)、及Unison漂浮實(shí)施例的合成放大因素一見(jiàn) 透鏡1的軸及圖標(biāo)元件4的軸的角度對(duì)齊以及系統(tǒng)的尺度比例而定。當(dāng) 尺度比例不等于1. oooo時(shí)，從這些軸的實(shí)質(zhì)對(duì)齊所取得的最大放大等于 1/( 1.0000 -(尺度比例))的絕對(duì)值。如此，具有0. 995的尺度比例的 Unison深材料將呈現(xiàn)l1/ ( 1. 000 - 0. 995 ) I = 200x的最大放大倍數(shù)。類 似地，具有1.005的尺度比例的Unison浮動(dòng)材料也將呈現(xiàn)l1/ (1.000 -1. 005 ) I = 200x的最大放大倍數(shù)。以類似于Unison移動(dòng)材料實(shí)施例的 方式，Unison深、Unison浮動(dòng)、及Unison漂浮實(shí)施例圖標(biāo)元件4的軸 與透鏡1的軸的稍微的角度不對(duì)齊會(huì)降低圖標(biāo)元件的合成影像的放大因 數(shù)以及造成經(jīng)過(guò)放大的合成影像會(huì)旋轉(zhuǎn)。
由Unison深或超深圖標(biāo)圖案所產(chǎn)生的合成影-像相對(duì)于Unison深或 超深圖標(biāo)圖案的方向而言是豎直的，而Unison浮動(dòng)或超浮動(dòng)圖案所產(chǎn)生 的合成影像相對(duì)于Unison浮動(dòng)或超浮動(dòng)圖標(biāo)圖案是上下顛倒、旋轉(zhuǎn)一百 八十度(180° )。
圖2a是示意性地顯示Unison移動(dòng)實(shí)施例中所看見(jiàn)的反直覺(jué)正^L差 影像移動(dòng)效果。圖2a左側(cè)以平面視圖顯示一件Unison移動(dòng)材料12,其 圍繞水平軸16振蕩。假使合成放大影像14根據(jù)視差移動(dòng)，則當(dāng)材料12 圍繞水平軸16振蕩時(shí)，其會(huì)顯現(xiàn)為上下置換(如圖2a所示)。此明顯的 視差移動(dòng)典型地為真實(shí)物體、傳統(tǒng)印刷、及全息影像。取代展現(xiàn)視差移 動(dòng)，合成放大影像14顯示正視差移動(dòng)20 -其為垂直于一般預(yù)期的視差移 動(dòng)方向的移動(dòng)。圖2a的右側(cè)顯示材料件12的立體視圖，當(dāng)其圍繞水平 旋轉(zhuǎn)軸16振蕩18時(shí)，呈現(xiàn)單一合成放大影像14的正視差移動(dòng)。虛線輪 廓22顯示合成放大影像14以正視差移至右方之后的位置，虛線輪廓24 顯示合成放大影像14以正視差移至左方之后的位置。
圖2b， c是等距地顯示Unison深及Unison浮動(dòng)實(shí)施例的一見(jiàn)覺(jué)效果。 在圖2b中， 一件Unison深材料26呈現(xiàn)合成放大影像28,當(dāng)由觀看者 30的眼睛觀看時(shí)，合成放大影像28立體鏡地呈現(xiàn)在Unison深材料26 的平面之下。在圖2c中， 一件Unison浮動(dòng)材料32呈現(xiàn)合成放大影像34, 當(dāng)由觀看者30的眼睛觀看時(shí)，合成放大影像34立體鏡地呈現(xiàn)在Unison 浮動(dòng)材料34的平面之上。從所有方位角觀看位置及寬廣范圍的仰角位置， 可看見(jiàn)Unison深及Unison浮動(dòng)效果，寬廣范圍的仰角位置是從垂直仰 角(以致于從觀看者30的眼睛至Unison深材料26或Unison浮動(dòng)材料 32的視線是垂直于材料的表面)下達(dá)典型地小于45度的淺仰角。從寬廣 范圍的視角及方位可看見(jiàn)Unison深及Unison浮動(dòng)效果的能力會(huì)提供簡(jiǎn)
單的及方便的方法，使Unison深及Unison浮動(dòng)材料有別于使用圓柱雙 凸透鏡光學(xué)器件或全像技術(shù)的仿真。
圖2d-f顯示Unison漂浮實(shí)施例效果，以等距(isometric ) 一見(jiàn)圖顯 示Unison漂浮材料36的三個(gè)不同的方位角旋轉(zhuǎn)的合成放大影像38的立 體鏡感知的深度位置，以及Unison漂浮材料36的對(duì)應(yīng)平面^見(jiàn)圖及，見(jiàn)看 者30的眼睛所見(jiàn)的合成放大影像38。圖2d是顯示合成放大影像38 (此 后稱為'影像，)，當(dāng)Unison漂浮材料36如同平面視圖中所示般定向時(shí)， 其立體鏡地呈現(xiàn)于Unison漂浮材料36下方的平面中。為了說(shuō)明起見(jiàn)， 平面視圖中的粗黑線作為方位角方向代號(hào)37。注意，在圖2d中，方向代 號(hào)37對(duì)齊于垂直方向，影像38對(duì)齊于水平方向。由于沿著實(shí)質(zhì)上平行 于連接觀看者雙眼瞳孔的線的Unison漂浮材料36的第一軸尺度比例小 于1.000 (此后，這將稱為'立體鏡尺度比例，)，所以，影像38呈現(xiàn)在 Unison深位置。沿著垂直于第一軸的第二軸，Unison漂浮材料36的立 體鏡尺度比例大于1. 000,因此，如圖2f所示，當(dāng)?shù)诙S對(duì)齊成實(shí)質(zhì)上 平行于連接觀看者眼睛的瞳孔的線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生影像38的Unison浮動(dòng)效 果。注意，方向參考37是此圖中的水平位置。圖2e說(shuō)明由于方位角方 向上的立體鏡尺度比例實(shí)質(zhì)上為1.000，所以會(huì)產(chǎn)生Unison移動(dòng)正^L差 影像效果的Unison漂浮材料36的中間方位角方向。
藉由組合Unison漂浮材料36與傳統(tǒng)印制的信息，當(dāng)材料以方位角 旋轉(zhuǎn)時(shí)從Unison漂浮材料36 (圖2d)的下方移至達(dá)到Unison漂浮材料 36水平(圖2e )的程度及進(jìn)一步達(dá)到Unison漂浮材料36 (圖2f)水平 的上方的Unison漂浮影像38的^L覺(jué)效果可以增強(qiáng)。傳統(tǒng)印刷的未改變 的立體鏡深度作為參考平面以更佳地知覺(jué)到影像38的立體深度移動(dòng)。
當(dāng)Unison材料由例如點(diǎn)光源(舉例而言，光點(diǎn)或LED閃光)或經(jīng)過(guò) 準(zhǔn)直的光源(陽(yáng)光)等強(qiáng)的方向性光源照射時(shí)，可以看見(jiàn)圖標(biāo)的'陰影 影像，。這些陰影影像在很多方式上是不平常的。雖然Unison所呈現(xiàn)的 合成影像不會(huì)隨著照明方向而移動(dòng)，但是，所產(chǎn)生的影像確實(shí)移動(dòng)。此 外，雖然Unison合成影像可能位于不同于材料平面的視覺(jué)平面，但是， 陰影影像總是位于材料的平面中。陰影影像的顏色是圖標(biāo)的顏色。所以， 黑色圖標(biāo)會(huì)產(chǎn)生黑色陰影影像，綠色圖標(biāo)會(huì)產(chǎn)生綠色陰影影像，白色圖 標(biāo)會(huì)產(chǎn)生白色陰影影像。
當(dāng)照明角度移動(dòng)時(shí)陰影影像的移動(dòng)是以與合成影像中呈現(xiàn)的視覺(jué)效
果平行的方式與特定的深度或移動(dòng)Unison效果相關(guān)連。如此，隨著光的 角度改變的陰影影像的移動(dòng)會(huì)與視角改變時(shí)合成影像顯示的移動(dòng)相平 行。特別地
當(dāng)光源移動(dòng)時(shí)移動(dòng)陰影影像會(huì)正視差地移動(dòng)。
深陰影影像會(huì)在與光源相同的方向上移動(dòng)。
浮動(dòng)陰影影像會(huì)以相反于光源的方向移動(dòng)。
漂浮陰影影像會(huì)以上述方向之組合移動(dòng)
漂浮深陰影影像在左右方向上以與光相同的方向移動(dòng)，但是在上下 方向上以與光的方向相反的方向移動(dòng)；漂浮浮動(dòng)陰影在左右方向上以與 光相反的方向移動(dòng)，但在上下方向上以與光相同的方向移動(dòng)；漂浮移動(dòng) 陰影影像顯示相對(duì)于光移動(dòng)的正視差移動(dòng)。
Unison幻影化陰影影像顯示當(dāng)光源移動(dòng)時(shí)之幻影化效果。
當(dāng)例如LED光等發(fā)散點(diǎn)光源移向及移離Unison膜時(shí)，會(huì)看見(jiàn)其它不 平常的陰影效果。當(dāng)光源更加遠(yuǎn)離時(shí)，其發(fā)散光線更接近近似經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直 的光，且深，超深、浮動(dòng)、或超浮動(dòng)Unison合成影像呈現(xiàn)幾乎與合成影 像相同的尺寸。當(dāng)使光更接近表面時(shí)，深及超深材料的陰影影像會(huì)因?yàn)?照明的強(qiáng)烈發(fā)散而收縮，而浮動(dòng)及Super浮動(dòng)材料的陰影影像會(huì)膨脹。 以收斂照明來(lái)照明這些材料時(shí)，會(huì)造成深及超深陰影影像放大至大于合 成影像的尺寸，而浮動(dòng)及Super浮動(dòng)陰影影像會(huì)收縮。
當(dāng)照明的發(fā)收斂或發(fā)散改變時(shí)，Un i s on移動(dòng)材料的陰影影像不會(huì)顯 著地改變比例，然而，陰影影像會(huì)圍繞照明的中心旋轉(zhuǎn)。當(dāng)照明的收斂 或發(fā)散改變時(shí)，Unison漂浮陰影影像會(huì)在一方向上收縮且在垂直方向上 放大。當(dāng)照明的收斂或發(fā)散改變時(shí)，Unison幻影化陰影影像會(huì)以對(duì)特別 的圖案特定的方式改變。
所有這些陰影影像效果可以作為用于安全、反仿冒、品牌保護(hù)應(yīng)用、 及其它類似應(yīng)用的Unison材津牛的增加的iU正方法。
圖3a-i為平面視圖，顯示對(duì)稱的二維陣列微透鏡的不同圖案的填充 因數(shù)及不同實(shí)施例。圖3a、 d及g分別顯示以正六角形陣列圖案40配置 的微透鏡46、 52、及60。(虛線陣列圖案線40、 42、及44標(biāo)示透鏡的圖 案的對(duì)稱性但不需要代表透鏡陣列的任何實(shí)體元件。)圖3a的透鏡具有 實(shí)質(zhì)上圓形基部幾何形狀46,圖3g的透鏡具有實(shí)質(zhì)上六角形基部的幾何 形狀60,圖3d具有為圓化(rounded-off )的六角形52的中間基部的幾
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何形狀。透鏡幾何形狀的類似演變可以應(yīng)用至透鏡48、 54、及62的方形 陣列42,其中，這些透鏡具有如圖3b、 e、及h所示的范圍從實(shí)質(zhì)圓形 48、圓化的方形54、至實(shí)質(zhì)方形62的基部幾何形狀。對(duì)應(yīng)地，等邊三角 形陣列44會(huì)保有如同圖如圖3c、 f、及i所示的范圍從實(shí)質(zhì)圓形50、圓 化的三角形58、至實(shí)質(zhì)三角形64之基部幾何形狀的透鏡。
圖3a-i的透鏡圖案是代表可以用于本系統(tǒng)的透鏡。透鏡之間的空隙 間隔不會(huì)直接有助于影像的合成合大。使用這些透鏡圖案之一所產(chǎn)生的 材料也將包含以相同幾何形狀及幾乎相同的尺寸配置之圖標(biāo)元件陣列， 允許用以產(chǎn)生Unison移動(dòng)、Unison深、Unison浮動(dòng)、及Unison漂浮效
果的尺寸差異。假使如圖3c所示般空隙間隔大，則透鏡可說(shuō)具有低填充 因數(shù)且影像與背景之間的對(duì)比將會(huì)因來(lái)自圖標(biāo)元件散射的光而縮小。假 使空隙間隔小，則在透鏡本身具有良好的聚焦特性及圖標(biāo)元件是在透鏡 的聚焦平面上的條件下，透鏡可說(shuō)具有高填充因數(shù)且影像與背景之間的 對(duì)比將會(huì)高。通常以圓形或近乎圓形的基部會(huì)比方形或三角形的基部更 容易形成高光學(xué)品質(zhì)的微透鏡。透鏡性能與空隙間隔最小化的良好平衡 顯示于圖3d中；具有為圓化的六角形的基部幾何形狀的六角形陣列透鏡。
具有低F并(F數(shù))的透鏡特別有用于本系統(tǒng)。低Ff意指小于4,特 別對(duì)于Un i s on移動(dòng)而言近似為2或更低。低F并透鏡具有高曲率及對(duì)應(yīng)的 大的垂度、或中心厚度，作為它們的直徑的一部份。具有O. 8的F并的典 型Unison透鏡具有28微米寬及10. 9微米中心厚度的六角形基部。直徑 為5(M鼓米及焦距為20(M敖米的典型Drinkwater透鏡具有4的Ff及3. 1 微米的中心厚度。假使比例化成相同的基本尺寸，則Unison透鏡具有幾 乎為Drinkwater透鏡的六倍的垂度。
我們已發(fā)現(xiàn)多邊形基部多區(qū)域透鏡，例如六角形基部的多區(qū)域透鏡， 相較于圓形基部的球面透鏡，其具有重要及超乎預(yù)期的優(yōu)點(diǎn)。如同上述， 六角形基部多區(qū)域透鏡由于它們的應(yīng)力釋放幾何形狀而顯著地改進(jìn)制造 力，但是，經(jīng)由使用六角形基部多區(qū)域透鏡而取得其它未預(yù)期的光學(xué)優(yōu) 點(diǎn)。
由于這些透鏡處理三個(gè)光學(xué)區(qū)，每一光學(xué)區(qū)提供不同的及獨(dú)特的優(yōu) 點(diǎn)給本發(fā)明，所以，我們將這些透鏡稱為多區(qū)域的。三個(gè)區(qū)域是中心區(qū) (幾乎構(gòu)成透鏡的面積的一半)、側(cè)區(qū)及角落區(qū)。這些多邊形透鏡具有有 效直徑，有效直徑是繪制于圍繞中心區(qū)的角落區(qū)之內(nèi)且包含側(cè)區(qū)的圓之直徑。
本發(fā)明的六角形基部多區(qū)域透鏡的中心區(qū)具有將光至少導(dǎo)至焦點(diǎn)的
非球面形狀(舉例而言，對(duì)于具有28微米額定焦距的28微米直徑透鏡 而言，具有[y-(5. 1316E)X4-(0. 01679)X3+(0. 124931) X+11. 24824]所限 定的形狀)，以及具有相同的直徑及焦距的球面表面。圖30顯示聚合物 基底786中具有28孩i米額定焦距的28孩i米額定直徑的六角形基部的多 區(qū)域透鏡784的中心區(qū)780的聚焦特性782(透鏡及基底n-l. 51 ),以及， 圖31顯示聚合物基底794中具有30微米額定焦距的28微米直徑的球面 透鏡792的中心區(qū)788的聚焦特性790 (透鏡及基底n=l. 51 )。比較這二 個(gè)圖形，清楚地顯示本主題揭示的六角形基部的多區(qū)域透鏡784至少表 現(xiàn)如同球面透鏡792。該六角形基部多區(qū)域透鏡780的中心區(qū)域789提供 了從很大數(shù)量視角的高的影像分辨率和淺的視場(chǎng)深度。
本發(fā)明的六角形基部的多區(qū)域透鏡784的六側(cè)區(qū)796中的每一側(cè)區(qū) 具有以復(fù)雜方式取決于具有該區(qū)域位置的焦距，但是，如圖32所示，效 果是造成側(cè)區(qū)域796的焦點(diǎn)散布于中心區(qū)域焦點(diǎn)的約+/-10百分比的值 范圍798。此焦點(diǎn)的垂直;f莫糊798有效地增加這些區(qū)域796中的透鏡的寺見(jiàn) 場(chǎng)的深度，以及提供等同于具有平場(chǎng)透鏡的優(yōu)點(diǎn)。球面透鏡792的外區(qū) 800的性能見(jiàn)于圖33中。對(duì)于球面透鏡792而言，焦點(diǎn)802的垂直模糊 顯著地小于對(duì)于六角形基部多區(qū)域透鏡784而言的焦點(diǎn)802的垂直模糊。
對(duì)于離位(off-normal )觀看而言，這是特別重要的增加的^L場(chǎng) 深度，以及有效的高精場(chǎng)(flatter field )、減輕球面透鏡的曲線聚焦 平面與圖標(biāo)平面分離時(shí)發(fā)生于球面透鏡的急遽影像散焦、結(jié)果，使用六 角形基部多區(qū)域透鏡的Unison材料會(huì)顯示合成影像，此合成影像以高于 使用球面透鏡的等同Unison材料的一見(jiàn)角從焦點(diǎn)更柔和地衰減。由于這會(huì) 增加材料的有效視角并因而增加其作為安全裝置或影像演示裝置的可用 性，所以，這是所希望的。
圖32的六角形基部的多區(qū)域透鏡784的角落區(qū)806具有發(fā)散聚焦特
性，提供將周遭照明散射808至圖標(biāo)平面的預(yù)期外的優(yōu)點(diǎn)并因而降低 Unison材料的靈敏度至照明條件。圖33的球面透鏡792不會(huì)使周遭照明 散射于寬廣區(qū)域(如同散射至圖標(biāo)平面區(qū)804的光線不存在時(shí)所見(jiàn)的)， 所以，當(dāng)從不同的角度觀看時(shí)，使用球面透鏡制造的Unison材料比使用 六角形基部的多區(qū)域透鏡制造的Unison材料，具有更大的合成影像亮度
變化。
由于六角形基部的多區(qū)域透鏡比球面透鏡具有更高的填充因數(shù)(涵 蓋平面的能力)，所以，從舉例說(shuō)明的六角形基部多區(qū)域透鏡取得的優(yōu)點(diǎn) 會(huì)被進(jìn)一步放大。球面透鏡之間的空隙間隔實(shí)際上未提供周遭光的散射， 而此非散射區(qū)在六角形基部的多區(qū)域透鏡的情形中是更加小的。
因此，可以看到，即使在以傳統(tǒng)的光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估時(shí)，六角形基部的 多區(qū)域透鏡的聚焦特性比球面透鏡的聚焦特性差，但是，在本發(fā)明的上 下文中，六角形基部的多區(qū)域透鏡仍然提供優(yōu)于球面透鏡的超乎預(yù)期的 好處及優(yōu)點(diǎn)。
任一型式的透鏡可以從被導(dǎo)入或并入透鏡空隙間隔中以增強(qiáng)周遭照 明的散射至圖標(biāo)平面的添加的散射微結(jié)構(gòu)或散射材料而得利。此外，透 鏡空隙間隔可以由會(huì)形成具有收斂或發(fā)散聚焦特性的小半徑凹凸透鏡
(meniscus)的材料所填充，以將周遭光導(dǎo)至圖標(biāo)平面。舉例而言，藉 由合并光散射粒子至透鏡空隙凹凸透鏡填充材料中，可以組合這些方法。 或者，以適當(dāng)?shù)纳⑸渫哥R空隙區(qū)，初始地制造透鏡空隙區(qū)。
由于膜表面與透鏡邊緣之間的高接觸角作為制造期間施加以從工具 分離透鏡的力量的應(yīng)力凝聚器，所以，具有這些比例的球面透鏡是非常 難以制造。這些高應(yīng)力傾向于造成透鏡對(duì)這些膜的附著失敗及透鏡從工 具移除會(huì)失敗。此外，對(duì)于遠(yuǎn)離透鏡的中心的徑向區(qū)低F并球面透鏡的光 學(xué)性能逐漸地受損低M球面透鏡除了它們的中心區(qū)附近外無(wú)法良好聚 焦。
六角形基部透鏡相較于具有更加實(shí)質(zhì)圓形基部的透鏡，具有超乎預(yù) 期的及顯著的優(yōu)點(diǎn)六角形透鏡比具有實(shí)質(zhì)圓形基部的光學(xué)上等效的透 鏡，以更少的剝離力量從它們的工具釋放。六角形透鏡具有的形狀是從 接近它們中心的實(shí)質(zhì)軸向?qū)ΨQ過(guò)渡至六角形對(duì)稱，在它們的基部上具有 作為應(yīng)力凝聚器的轉(zhuǎn)角。由尖銳的基本轉(zhuǎn)角所造成的應(yīng)力凝聚會(huì)降低制 造期間分離透鏡與模所需的整體剝離力。此效果的量值是實(shí)質(zhì)的一-相較 于實(shí)質(zhì)上圓形基部的透鏡，在制造期間，六角形基部的透鏡的剝離力可 以以二或更大的因數(shù)降低。
以吸光(深色的)的不透明顏料來(lái)填充透鏡空隙間隔而有效地形成 透鏡掩罩，可以增強(qiáng)材料的影像對(duì)比。這將消除起因于經(jīng)由透鏡空隙間 隔而從圖標(biāo)層散射的光的對(duì)比度降低。此空隙填充的增加效果是整體影
像會(huì)因進(jìn)入的周遭照明被阻擋通過(guò)空隙間隔至圖標(biāo)平面而變得更暗。藉 由不透明的著色空隙填充，倘使該填充會(huì)堵塞偏離常規(guī)的周邊透鏡區(qū)， 也可增進(jìn)在周邊處具有偏離常規(guī)的聚焦的透鏡所產(chǎn)生的影像的清晰度。
以白色或淡色材料、或是顏色與要用于Unison材料的基底相匹配的 材料填充透鏡空隙間隔，可以取得不同的效果。假使淡色透鏡空隙填充 夠稠密且圖標(biāo)平面在圖標(biāo)元件與背景之間具有強(qiáng)的對(duì)比，則當(dāng)以反射光 觀看時(shí)，Unison合成影像實(shí)質(zhì)上是不可見(jiàn)的，然而，當(dāng)以來(lái)自透鏡側(cè)的 透射光觀看時(shí)，卻是明顯可見(jiàn)，但從圖標(biāo)側(cè)觀看時(shí)是不可見(jiàn)的。這提供 具有單向透射影像的新穎安全效果，此單向透射影像僅在透射光中是可 見(jiàn)的，且僅從一側(cè)是可見(jiàn)的。
在透鏡空隙涂敷中可以使用熒光材料以取代、或是附加于可見(jiàn)光顏 料，以提供增加的認(rèn)證方式。
圖4是顯示沿著本材料的軸，改變立體鏡尺度比例SSR (圖標(biāo)元件重 復(fù)周期/透鏡陣列重復(fù)周期)的效果。具有大于1. 0000的SSR的系統(tǒng)的 區(qū)域?qū)a(chǎn)生Unison浮動(dòng)以及超浮動(dòng)效果，具有實(shí)質(zhì)上為1. 0000的SSR 的區(qū)域?qū)a(chǎn)生Unison移動(dòng)正^見(jiàn)差移動(dòng)(OPM )效果，具有小于1. 0000的 SSR的區(qū)域?qū)a(chǎn)生Unison深以及Unison超深效果。沿著系統(tǒng)膜的軸，可 以產(chǎn)生所有這些效果，以及以不同方式彼此轉(zhuǎn)移。此圖顯示這些組合的 無(wú)窮變化之一。虛線66表示實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于1. 0000的SSR值、Unison深 和Unison超深與Unison浮動(dòng)和Unison超浮動(dòng)之間的分隔線、及展示OPM 的SSR值。在區(qū)域68中，Unison材料的SSR是0. 995，產(chǎn)生Unison深 效果。
與此相鄰的是區(qū)域70，其中，SSR是從0.995突升至1. 005，產(chǎn)生 從Unison深至Unison浮動(dòng)效果的空間轉(zhuǎn)移。在下一區(qū)域72中，SSR是 1.005,產(chǎn)生Unison浮動(dòng)效果。下一區(qū)74產(chǎn)生從Unison浮動(dòng)效果向下 平滑轉(zhuǎn)移至Unison深效果。區(qū)域76會(huì)從Unison深效果逐步地向上至 OPM、 Unison浮動(dòng)效果，區(qū)域78會(huì)向下步進(jìn)回至0PM。完成這些效杲所 需的重復(fù)周期變化通常最容易在圖標(biāo)元件層中實(shí)施。除了改變每一區(qū)的 SSR之外，可能希望改變陣列的每一區(qū)的旋轉(zhuǎn)角度，優(yōu)選地在圖標(biāo)元素陣 列之內(nèi)，以使合成的放大影像在尺寸上實(shí)質(zhì)上類似。
解釋此圖形的最容易的方法是將其視為橫越一件系統(tǒng)材料的這個(gè)軸 所認(rèn)知的立體鏡深度的剖面。因此，藉由SSR本地控制及可選地藉由陣
列旋轉(zhuǎn)角度的對(duì)應(yīng)的本地控制，能夠產(chǎn)生立體鏡雕塑的影像場(chǎng)、輪廓虛 擬表面。此立體鏡雕塑表面可以用以代表無(wú)限的形狀范圍，包含人臉。 會(huì)產(chǎn)生立體鏡雕塑柵、或周期點(diǎn)的效果的圖標(biāo)元件的圖案可以是虛擬地 顯示復(fù)雜表面的特別有效的方式。
圖5a-c是平面視圖，顯示在具有本系統(tǒng)的材料的產(chǎn)品中，以一陣列 圖案相對(duì)于另一陣列圖案旋轉(zhuǎn)的效果。圖5a顯示透鏡陣列80,其具有正 規(guī)的周期陣列間隔82，但在陣列軸的角度上無(wú)實(shí)質(zhì)改變。圖5b顯示具有 逐漸改變的陣列軸方向角86的圖標(biāo)元件陣列84。假使如同繪示般藉由在 圖標(biāo)陣列上平移透鏡陣列而使透鏡陣列80與圖標(biāo)元件陣列84相組合， 則產(chǎn)生圖5c中所示的近似視覺(jué)效果。在圖5c中，藉由組合透鏡陣列80 與像素陣列84而產(chǎn)生的材料88會(huì)在材料上產(chǎn)生合成放大影像89、 90、 91，這些影像在比例上及旋轉(zhuǎn)上是不同的。朝向材料88的上部邊緣，影 像89較大，且顯示一個(gè)小的旋轉(zhuǎn)。朝向材料88的上中部分，影像90較 小且通過(guò)相對(duì)影像89的一個(gè)有效角度旋轉(zhuǎn)。影像89和91之間的不同比 例和旋轉(zhuǎn)是透鏡圖案82和圖標(biāo)元件圖案86的角度不對(duì)齊中差異的結(jié)果。
圖6a-c顯示當(dāng)?shù)谝挥跋裢ㄟ^(guò)圖標(biāo)元件圖案92及94中的邊界104時(shí) 使一合成放大的OPM影像98幻影化成另一合成放大影像102的方法。圖 標(biāo)元件圖案92具有圓形的圖標(biāo)元件98,顯示于放大圖96中。圖標(biāo)元件 圖案94具有星形圖標(biāo)元件102,顯示于放大圖100中。圖標(biāo)元件圖案92 及94并非分開(kāi)的對(duì)象，而是在它們的邊界104處接合。當(dāng)使用此合并的 圖標(biāo)元件圖案以組接材料時(shí)，所造成的OPM影像將顯示圖6b及c中所示 的幻影化效果。圖6b顯示當(dāng)星形影像102也向右移時(shí)，通過(guò)邊界104而 移至右方107以及從該邊界合并的OPM圓形影像98。影像106處于過(guò)渡 中，當(dāng)其越過(guò)邊界時(shí)，部份為圓形，部份為星形。圖6c顯示影像進(jìn)一步 移至右方后的情形影像98現(xiàn)在較接近邊界104且影像106已幾乎完全 越過(guò)邊界以完成其從圓形變成星形之幻影化。藉由產(chǎn)生從一圖標(biāo)元件圖 案轉(zhuǎn)變至另一圖標(biāo)元件圖案的轉(zhuǎn)變區(qū)，取代硬邊界104,可以以較不急遽 的方式完成幻影化效果。在轉(zhuǎn)變區(qū)中，圖標(biāo)會(huì)經(jīng)由一系列階段，從圓形 逐漸地變成星形。所造成的OPM影像的視覺(jué)幻影化的平滑度取決于用于 轉(zhuǎn)變的階段數(shù)目。圖形可能性的范圍是無(wú)窮盡的。舉例而言轉(zhuǎn)變區(qū)可 以設(shè)計(jì)成使得圓形呈現(xiàn)收縮，而尖銳的星點(diǎn)向上突出穿過(guò)它，或者，圓 形的邊可以呈現(xiàn)向內(nèi)凹陷以產(chǎn)生矮胖的星形，矮胖的星形會(huì)逐漸地變成
愈來(lái)愈尖直到它到達(dá)最后的設(shè)計(jì)為止。
圖7a-c是本系統(tǒng)的材料的剖面圖，顯示圖標(biāo)元件的替代實(shí)施例。圖 7a顯示材料，其具有以光學(xué)間隔器5而與圖標(biāo)元件108分離的透鏡1。 圖標(biāo)元件108是由施加至光學(xué)間隔器5的下表面的無(wú)色的圖案、有色的、 上色的、或染色的材料所形成。只要印刷解析度足夠，則例如噴墨、激 光、凸版印刷、膠版印刷、照相凹版印刷、及凹版印刷等眾多一般印刷 方法中的任一者可以用以淀積此種圖標(biāo)元件108。
圖7b顯示具有不同的圖標(biāo)元件112的不同實(shí)施例的類似材料系統(tǒng)。 在本實(shí)施例中，圖標(biāo)元件是由嵌入于支撐材料110中的顏料、染料、或 粒子所形成。本實(shí)施例的支撐材料110中圖標(biāo)元件112的示例包含作 為照相乳劑的凝膠中的銀粒子、吸入于墨水接受器涂敷中的著色或染色 的墨水、轉(zhuǎn)換成染料接收器涂敷中的染料升華、及成像膜中的光致變色 或熱致變色的影像。
圖7c顯示形成圖標(biāo)元件114的微結(jié)構(gòu)方式。此方法具有幾乎無(wú)限空 間解析度的優(yōu)點(diǎn)。圖標(biāo)元件114可以由微結(jié)構(gòu)113中的空隙(void)或 實(shí)體區(qū)115單獨(dú)地或組合地形成?？障?13可以由例如蒸鍍金屬、具有 不同折射率的材料、或是染色的材料或著色的材料等其它材料可選地填 充或涂敷。
圖8a,b顯示圖標(biāo)元件的正性及負(fù)性實(shí)施例。圖8a顯示相對(duì)于透明 背景118之有色的、染色的、或著色的正性圖標(biāo)元件116。圖8b顯示相 對(duì)于有色的、染色的、或著色的背景120之負(fù)性圖標(biāo)元件122。本系統(tǒng)的 材料可以可選地具有正性及負(fù)性圖標(biāo)元件。此產(chǎn)生正性及負(fù)性圖標(biāo)元件 的方法特別適用于圖7c的微結(jié)構(gòu)元件。
圖9顯示本系統(tǒng)的像素區(qū)材料之一實(shí)施例的剖面。本實(shí)施例包含具 有短焦距透鏡124的區(qū)域以及具有長(zhǎng)焦距透鏡136的其它區(qū)域。短焦距 透鏡124會(huì)將圖標(biāo)元件129的影像123投射在布置于透鏡124的聚焦平 面處的圖標(biāo)平面128中。長(zhǎng)焦距透鏡136會(huì)將圖標(biāo)元件137的影像134 投射在布置于透鏡136的聚焦平面處的圖標(biāo)平面132。光學(xué)分隔器126 會(huì)將短焦距透鏡124與它們相關(guān)的圖標(biāo)平面128分離。長(zhǎng)焦距透鏡136 會(huì)以光學(xué)分隔器126、圖標(biāo)平面128、及第二光學(xué)分隔器130的厚度總和， 與它們相關(guān)的像素平面132相分離。在第二圖標(biāo)平面132中的圖標(biāo)元件 137是在短焦距透鏡124的聚焦深度之外并因而不會(huì)在短焦距透鏡區(qū)中
形成不同的合成放大影像。依類似方式，圖標(biāo)元件129太接近長(zhǎng)焦距透 鏡136而不會(huì)形成明顯的合成放大影像。因此，載有短焦距透鏡124的 材料的區(qū)域?qū)@示圖標(biāo)元件129的影像123，而載有長(zhǎng)焦距透鏡136的材 料的區(qū)域?qū)@示圖標(biāo)元件137的影像134。凈皮投影的影像123和134可以 在設(shè)計(jì)上、顏色上、0PM方向上、合成放大因數(shù)、及包含上述深、Unison、 浮動(dòng)、及漂浮等效果上是不同的。
圖IO是本系統(tǒng)的像素區(qū)材料的替代實(shí)施例的剖面圖。本實(shí)施例包含 具有透鏡140的區(qū)域，透鏡140會(huì)由透鏡支撐平臺(tái)144升高于未^皮升高 的透鏡148的基部之上方。升高的透鏡140的焦距為距離158,將這些透 鏡的焦點(diǎn)置于第一圖標(biāo)平面152中。未被升高的透鏡148的焦距為距離 160,將這些透鏡的焦點(diǎn)置于第二圖標(biāo)表面156中。這二個(gè)焦距158和160 可以被選擇成類似的或不類似的。被升高的透鏡140會(huì)將圖標(biāo)元件162 的影像138投影于配置在透鏡140的聚焦平面的圖標(biāo)平面152中。未被 升高的透鏡148會(huì)將圖標(biāo)元件164的影像146投影于配置在透鏡148的 聚焦平面的圖標(biāo)平面156中。升高的透鏡140與相關(guān)連的圖標(biāo)元件162 是以透鏡支撐平臺(tái)144及光學(xué)分離150的厚度總和互相分開(kāi)。未升高的 透鏡148與相關(guān)連的圖標(biāo)元件164是以光學(xué)分離150、圖標(biāo)層152、及圖 標(biāo)分隔器154的厚度總和互相分開(kāi)。第二圖標(biāo)平面156中的圖標(biāo)元件164 是在升高的透鏡140的聚焦深度之外并因而不會(huì)在升高的透鏡區(qū)中形成 明顯的合成放大影像。依類似方式，圖標(biāo)元件152太接近未升高的透鏡 148而不會(huì)形成明顯的合成放大影像。因此，具有升高的透鏡140的材料 的區(qū)域?qū)@示圖標(biāo)元件162的影像138,而具有未升高的透鏡148的材料 的區(qū)域?qū)@示圖標(biāo)元件156的影像146j皮投影的影像138和146可以在 設(shè)計(jì)上、顏色上、OPM方向上、合成放大因數(shù)、及包含上述深、Unison、 浮動(dòng)、及漂浮等效果上是不同的。
圖lla、 b是剖面圖，顯示本系統(tǒng)的非折射實(shí)施例。圖lla顯示使用 聚焦反射器166取代折射透鏡以投射圖標(biāo)元件172的影像174的實(shí)施例。 圖標(biāo)層170位于觀看者的眼睛與聚焦光學(xué)器件之間。聚焦反射器166可 以被金屬化167以取得高聚焦效率。圖標(biāo)層170是藉由光學(xué)分隔器168 而維持在等于反射器的焦距的距離處。圖lib揭示本材料的針孔光學(xué)器 件實(shí)施例。不透明的上層176，優(yōu)選地在顏色上為黑色的以增強(qiáng)對(duì)比，其 會(huì)被孔徑178穿透。光學(xué)分隔器元件180會(huì)控制系統(tǒng)的視場(chǎng)。圖標(biāo)層182
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中的圖標(biāo)元件184會(huì)以類似于針孔相機(jī)的針孔光學(xué)器件之方式，經(jīng)由孔 徑178而成像。由于通過(guò)孔徑的少量光，所以，當(dāng)為背光照明，光首先 通過(guò)圖標(biāo)平面182，接著經(jīng)過(guò)孔徑178時(shí)，本實(shí)施例是最有效的。使用反 射系統(tǒng)設(shè)計(jì)或是針孔光學(xué)器件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以產(chǎn)生上述每一實(shí)施例的效 果、OPM、深、浮動(dòng)、及漂浮效果。
圖12a、 b是剖面圖，比較所有折射材料188與混合的折射/反射材 料199的結(jié)構(gòu)。圖12a顯示舉例說(shuō)明的結(jié)構(gòu)，微透鏡192藉由光學(xué)分隔 器198而與圖標(biāo)平面194相分離。可選的密封層195有助于總折射系統(tǒng) 厚度196。透鏡192會(huì)將圖標(biāo)影像190投射向觀看者(未顯示)?；旌系?折射/反射材料199包含微透鏡210，以及圖標(biāo)平面208直接位于微透鏡 210之下。光學(xué)間隔器220會(huì)將透鏡210及圖標(biāo)平面208與反射層202 相分離。藉由例如蒸鍍或?yàn)R射的鋁、金、銠、鉻、鋨、貧化鈾或銀、化 學(xué)淀積的銀、或多層干涉膜，可以金屬化反射層202。從圖標(biāo)層208散射 的光會(huì)從反射層202反射，通過(guò)圖標(biāo)層208及進(jìn)入透鏡210,透鏡210 會(huì)將影像206投射向觀看者(未顯示)。這二個(gè)圖示是以幾乎相同的比例 繪制從視覺(jué)比較，可知混合的折射/反射系統(tǒng)199的總系統(tǒng)厚度212 約為所有折射系統(tǒng)188的全部系統(tǒng)厚度196的一半。舉例說(shuō)明的等同系 統(tǒng)的尺寸為29 p的全部折射系統(tǒng)188厚度196及17 ju的全部混合的折射 /反射系統(tǒng)199厚度212。藉由比例化，折射/反射系統(tǒng)的厚度可以進(jìn)一步 降低。如此，具有直徑15ju的透鏡的混合系統(tǒng)可以制成為具有總厚度約 8 m 。使用混合的折射/繞射設(shè)計(jì)，可以產(chǎn)生上述每一實(shí)施例的效杲、opm、 深、浮動(dòng)、漂浮、幻影化、及3D的效果。
圖13是剖面圖，顯示本系統(tǒng)的'剝離顯示，篡改標(biāo)示材料實(shí)施例。 本實(shí)施例直到其被竄改時(shí)才會(huì)顯示影像。未被竄改的結(jié)構(gòu)顯示于區(qū)域224 中，其中，折射系統(tǒng)214在光學(xué)上是被掩埋在可選的基底218及可剝離 層220組成的上層216之下，可剝離層220對(duì)透鏡215是保形的?？蓜?離層220有效地形成負(fù)性透鏡結(jié)構(gòu)220,其套在正性透鏡215上及抵消它 們的光功率。透鏡215無(wú)法在未經(jīng)竄改的區(qū)域中形成圖標(biāo)層的影像，且 從圖標(biāo)平面散射的光222未被聚焦。上層216包含可選的膜基底218。區(qū) 域226中所示的竄改會(huì)造成上層216從折射系統(tǒng)214釋放，使透鏡215 曝露，以致于它們可以形成影像228。圖13的'剝離顯示，系統(tǒng)的竄改 標(biāo)示可以包含上述每一實(shí)施例的效果、opm、深、浮動(dòng)、漂浮、幻影化、
及3D的效果。
圖14是剖面圖，顯示本系統(tǒng)的'剝離改變，篡改標(biāo)示材料的實(shí)施例。 本實(shí)施例顯示遭竄改252前的第一圖標(biāo)平面242的第一影像248,然后顯 示其被竄改后在區(qū)域254的第二影像258。未被竄改的結(jié)構(gòu)顯示于區(qū)域 252中，其中，二折射系統(tǒng)232和230是堆疊的。第一圖標(biāo)平面242位于 第二系統(tǒng)的透鏡240之下。在竄改區(qū)域252之前，第一或上方系統(tǒng)232 會(huì)呈現(xiàn)第一圖標(biāo)平面242的影像。第二圖標(biāo)平面246在透鏡234的聚焦 深度外部太遠(yuǎn)而無(wú)法形成清楚影像。第一透鏡234會(huì)以可選的基底236 及可剝離層238而與第二透鏡240分開(kāi)，可剝離層238對(duì)第二透鏡240 是保形的?？蓜冸x層232有效地形成負(fù)性透鏡結(jié)構(gòu)238，負(fù)性透鏡結(jié)構(gòu) 238套在正性透鏡240上及抵消它們的光功率。上層232可包含可選的膜 基底236。竄改會(huì)造成區(qū)域254中所示的上層232從第二折射系統(tǒng)230 剝離層"6，曝露第二透鏡240以致于它們可以形成第二圖標(biāo)層246的影 像258。由于圖標(biāo)層太接近透鏡240,所以，第二透鏡240不會(huì)形成第一 圖標(biāo)層242的影像。
篡改標(biāo)示材料的本實(shí)施例良好地適于作為施加至物體上的標(biāo)簽或標(biāo) 示。竄改會(huì)釋放上層232,留下附著至物品的第二系統(tǒng)。在竄改之前，本 實(shí)施例呈現(xiàn)第一影像248。在竄改254之后，仍然附著至物品的第二系統(tǒng) "0呈現(xiàn)第二影像258，而剝離層256完全未呈現(xiàn)影像。上述每一實(shí)施例 的效果、OPM、深、浮動(dòng)、漂浮、幻影化、及3D的效果可以包含在第一 系統(tǒng)232或第二系統(tǒng)230中。
注意，完成類似于圖14的實(shí)施例效果的替代實(shí)施例具有彼此層的二 個(gè)分開(kāi)的系統(tǒng)。在本實(shí)施例中，當(dāng)上層剝離時(shí)，其會(huì)帶去第一圖標(biāo)平面 及其影像，從而顯露第二系統(tǒng)及其影像。
圖15a-d為剖面^見(jiàn)圖，顯示本系統(tǒng)不同的二側(cè)實(shí)施例。圖15a顯示 二側(cè)材料260，其包含單一圖標(biāo)平面264,圖標(biāo)平面264是由透鏡262于 一側(cè)上成像以及于相對(duì)側(cè)上由第二組透鏡266成像。從左側(cè)觀看(如同 繪制所示)的影像268是從右側(cè)觀看的影像270的鏡像。圖標(biāo)平面264 包含以類似鏡像出現(xiàn)的符號(hào)或影像的圖標(biāo)元件、或是以不同于鏡像出現(xiàn) 的圖標(biāo)元件、或是圖標(biāo)元件的組合，其中，當(dāng)從一側(cè)觀看時(shí)圖標(biāo)元件的 部份是正確讀取的，當(dāng)從另一側(cè)讀取時(shí)，其它圖標(biāo)元件才是正確讀取的。 從根據(jù)本實(shí)施例的二側(cè)材料之任一側(cè)可以顯示上述每一實(shí)施例的效果、0PM、深、浮動(dòng)、及漂浮效果。
圖15b顯示另一二側(cè)實(shí)施例272,其具有二個(gè)圖標(biāo)平面276和278， 二圖標(biāo)平面276和278是分別由二組透鏡274及280所成<象282和286。 本實(shí)施例基本上是二個(gè)分別的系統(tǒng)287和289,如圖la所示的，它們以 圖標(biāo)層間隔器277介于它們之間而接合在一起。此圖標(biāo)層間隔器277的 厚度將決定'錯(cuò)誤，圖標(biāo)層由一組透鏡成像284和288的程度。舉例而 言，假使圖標(biāo)層277的厚度為零，以致于圖標(biāo)層276和278相接觸，則 此二個(gè)圖標(biāo)層將由二組透鏡274和280成像。在另一實(shí)施例中，假使圖 標(biāo)層間隔器277的厚度實(shí)質(zhì)上大于透鏡274和280的聚焦深度，則'錯(cuò) 誤，圖標(biāo)層將不會(huì)由透鏡274和280成像。在又有的另一實(shí)施例中，假 使一組透鏡274的聚焦深度大，但是另一組透鏡的聚焦深度小(由于透 鏡274及280具有不同的F#),則圖標(biāo)平面276和278均會(huì)經(jīng)由透鏡274 而被成像282,但是僅有一圖標(biāo)平面278會(huì)經(jīng)由透鏡280而被成像，所以， 此型式的材料將從一側(cè)顯示二個(gè)影像但這些影像中僅有一影像是從相對(duì) 側(cè)鏡像的。上述每一實(shí)施例的效果、0PM、深、浮動(dòng)、及漂浮效果可以從 根據(jù)本實(shí)施例的二側(cè)材料之任一側(cè)顯示，且投射的影像282和286可以 具有相同或不同的顏色。
圖15c顯示又有的另一二側(cè)材料290,其具有著色的圖標(biāo)層間隔器 298,會(huì)阻擋從材料的一側(cè)看見(jiàn)'錯(cuò)誤，圖標(biāo)組。由于著色的圖標(biāo)層298 的存在，所以，透鏡292會(huì)于圖標(biāo)層296上成像294,但是無(wú)法于圖標(biāo)層 300上成像。同樣地，由于著色圖標(biāo)層298的存在，所以，透鏡302會(huì)于 圖標(biāo)層300上成像304,但是無(wú)法于圖標(biāo)層296上成像。上述每一實(shí)施例 的效果、0PM、深、浮動(dòng)、及漂浮效果可以從才艮據(jù)本實(shí)施例的二側(cè)材料之 任一側(cè)顯示，且投射的影像294和304可以具有相同或不同的顏色。
圖15d揭示又一二側(cè)材料306的實(shí)施例，其具有透鏡308及在相對(duì) 側(cè)上具有透鏡316,透鏡308會(huì)成像于圖標(biāo)層314上，透鏡316會(huì)于圖標(biāo) 層310上成像322。圖標(biāo)層310接近或?qū)嵸|(zhì)上接觸透鏡316的基部。圖標(biāo) 310太接近透鏡308而無(wú)法形成影像，以致于它們的光會(huì)散射320而非聚 焦。圖標(biāo)314太接近透鏡316而無(wú)法形成影像，以致于它們的光會(huì)散射 324而非聚焦。上述每一實(shí)施例的效果、OPM、深、浮動(dòng)、及漂浮效果可 以從才艮據(jù)本實(shí)施例的二側(cè)材料之任一側(cè)顯示，且投射的影^象318和322 可以具有相同或不同的顏色。
圖16a-f是剖面圖及對(duì)應(yīng)的平面視圖，顯示以本系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生灰度級(jí) 或色調(diào)圖標(biāo)元件圖案及后續(xù)合成放大影像的三種不同方法。圖16a-c是 材料307的圖標(biāo)側(cè)的剖面細(xì)節(jié)，包含光學(xué)分隔器309及透明微結(jié)構(gòu)圖標(biāo) 層311的部份。圖標(biāo)元件是形成為淺浮雕表面313、 315、 317,這些表面 接著會(huì)分別被填以著色的材料或染色的材料323、 325、 327。圖標(biāo)層的下 側(cè)可以由密封層321可選地密封，密封層321可為透明的、上色的、有 色的、染色的或著色的、或?yàn)椴煌该鞯?。圖標(biāo)元件的淺浮雕微結(jié)構(gòu)313、 315和317分別在染色的或著色的填充材料323、 325、及327中提供厚 度變化，而如同平面視圖中所見(jiàn)的，產(chǎn)生圖標(biāo)元件的光學(xué)密度變化。對(duì) 應(yīng)于圖標(biāo)元件323、 325、及327的平面一見(jiàn)圖是平面一見(jiàn)圖337、 339、及341。 使用本方法以產(chǎn)生灰度級(jí)或色調(diào)合成放大影像不限于此處所揭示的實(shí)施 例的具體細(xì)節(jié)，而是大體上可應(yīng)用以產(chǎn)生無(wú)限的各種灰度級(jí)影像。
圖16包含圖標(biāo)元件313、染色的或著色的圖標(biāo)元件填充料323、以 及對(duì)應(yīng)的平面視圖337。在本圖的上方之圖標(biāo)平面的剖面視圖僅顯示一切 割圖標(biāo)元件的切割平面。切割平面的位置是由經(jīng)過(guò)平面視圖337、 339、 和341的虛線319所標(biāo)示。因此，圖標(biāo)元件313的剖面是經(jīng)過(guò)實(shí)質(zhì)上半 球狀圖標(biāo)元件的一個(gè)平面。藉由適當(dāng)?shù)叵薅ㄌ畛淞?23的整體染料或顏 料密度，染色或著色的填充料323之厚度變化可以產(chǎn)生平面視圖337中 所代表的色調(diào)的、或灰度級(jí)的光學(xué)密度變化。此型式的圖標(biāo)元件陣列可
圖16b包含圖標(biāo)元件315、染色的或著色的圖標(biāo)元件填充料325、以 及對(duì)應(yīng)的平面^L圖339。平面^L圖339顯示圖標(biāo)元件315是面的淺浮雕表 示。如同剖面視圖中復(fù)雜的厚度變化325所示的，面部的影像中的色調(diào) 變化是復(fù)雜的。如同有關(guān)圖標(biāo)元件313的揭示的，如同315、 325、及339 所示的此型式的圖標(biāo)元件陣列可以在本材料系統(tǒng)內(nèi)合成地放大，以產(chǎn)生 顯示本實(shí)施例中代表面部影像的等同灰度級(jí)變化的影像。
圖16c包含圖標(biāo)元件317、染色的或著色的填充料327、以及對(duì)應(yīng)的 平面^L圖341。以類似于上述圖16a、 b所述的方式，此圖標(biāo)元件結(jié)構(gòu)的 淺浮雕形狀會(huì)在染色的及著色的填充料327的外觀中和在本材料系統(tǒng)所 產(chǎn)生的合成放大影像中，產(chǎn)生色調(diào)變化。與在圓化表面中產(chǎn)生暗中心的 圖標(biāo)元件313的效果相比較，圖標(biāo)元件317顯示用于在圓化表面中產(chǎn)生 明亮中心的方法。
圖16d、 e揭示透明的淺浮雕微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)層311的另一實(shí)施例，其包 含涂敷有高折射率材料328的圖標(biāo)元件338和331。圖標(biāo)層311可以由可 選的密封層321密封，密封層321會(huì)分別填充圖標(biāo)元件329及311、 330 及332。高折射率層328會(huì)藉由全內(nèi)反射以從斜表面產(chǎn)生反射，而加強(qiáng)斜 表面的可視性。平面視圖342和344呈現(xiàn)圖標(biāo)元件329和311的外觀的 代表影像以及它們的合成放大影像。此高折射率涂敷實(shí)施例提供某種邊 緣增強(qiáng)效果，不用添加染料或顏料以使圖標(biāo)及其影像為可見(jiàn)的。
圖16f揭示透明淺浮雕微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)335的又有的另一實(shí)施例333,其 使用空氣、氣體或液體體積336以提供用于此相界面334微結(jié)構(gòu)的視覺(jué) 清晰度?？蛇x的密封層340可以添加或不添加可選的粘合劑338以^使空 氣、氣體、或液體體積336陷于其中。相界面圖標(biāo)元件的視覺(jué)效果類似 于高折射率涂敷的圖標(biāo)元件329和331的視覺(jué)效果。
圖17a-d是剖面視圖，顯示使用本系統(tǒng)作為配合印刷信息的疊層膜， 例如可用于識(shí)別卡及駕駛執(zhí)照的制造，其中，材料348 (由上述協(xié)調(diào)的微 透鏡陣列及影像所組成)遮蓋表面的實(shí)質(zhì)部份。圖17a顯示用作印刷品 347上的疊層的Unison的實(shí)施例。在圖標(biāo)層中具有至少某些光學(xué)透明度 的材料348會(huì)通過(guò)疊層粘合劑350層疊至例如紙或紙?zhí)娲锏睦w維基底 354,遮蓋或部分地遮蓋先前施加至纖維基底354的印刷元件352。由于 材料348至少部份地透明，所以，可以透過(guò)它而看到印刷元件352，以及， 此組合的效果是提供本系統(tǒng)配合靜態(tài)印刷的動(dòng)態(tài)影像效果。
圖17b顯示系統(tǒng)材料的實(shí)施例，其作為施加至例如聚合物膜等非纖 維基底358的印刷元件352之上的疊層。如圖17a所示的，在圖標(biāo)層中 具有至少部份透光性的材料348會(huì)藉由疊層粘合劑350而層疊至例如聚 合物、金屬、玻璃、或陶瓷替代物等非纖維基底358,遮蓋或部份地遮蓋 先前施加至非纖維基底354的印刷元件352。由于材料348是至少部份透 明的，所以，通過(guò)它可以看見(jiàn)印刷元件352且此組合效果會(huì)提供結(jié)合靜 態(tài)印刷的動(dòng)態(tài)影像效果。
圖17c顯示印刷元件直接用于材料360的透鏡側(cè)上。在本實(shí)施例中， 材料348具有直接施加至透鏡上表面的印刷元件352。本實(shí)施例未要求材 料為至少部份透明的印刷元件352設(shè)于材料的之上以及在印刷元件周 圍可以看見(jiàn)動(dòng)態(tài)影像效杲。在本實(shí)施例中，材料348作為用于例如現(xiàn)金、 識(shí)別卡、及其它需要認(rèn)證或提供認(rèn)證給另一物品的物品等最終產(chǎn)品的基
底。
圖17d顯示印刷材料直接用于至少部份地透明的材料362的圖標(biāo)側(cè) 上。印刷元件352直接施加至至少部份透明的系統(tǒng)材料348的圖標(biāo)層或 密封層。由于系統(tǒng)材料348是至少部份透明的，所以，可以通過(guò)它而看 見(jiàn)印刷元件352且此組合的效果會(huì)提供結(jié)合靜態(tài)影像的動(dòng)態(tài)影像效杲。 在本實(shí)施例中，系統(tǒng)材料348作為用于例如現(xiàn)金、識(shí)別卡、及其它需要 認(rèn)證或提供認(rèn)證給另 一物品的物品等最終產(chǎn)品的基底。
可以單獨(dú)地或組合地使用圖17a-d的每一實(shí)施例。如此，舉例而言， 系統(tǒng)材料348可以被添印(圖17c)及印刷于背面(圖17d),接著可選 地層疊于基底上的印刷上(圖17a、 b)。例如這些的組合可以進(jìn)一步增加 本系統(tǒng)的材料抗仿冒、抗模仿、和抗竄改的能力。
圖18a-f是剖面圖，顯示施加本系統(tǒng)至或并入不同基底以及結(jié)合被 印刷的信息。圖18a-f的實(shí)施例與圖17a-d的實(shí)施例不同之處在于后者 揭示遮蓋大部份或全部物品的系統(tǒng)材料348,而圖18a-f是揭示系統(tǒng)材料
或其光學(xué)效果實(shí)質(zhì)上不會(huì)遮蓋整個(gè)表面而是僅遮蓋部份表面的實(shí)施例。 圖18a顯示至少部份透明的一件系統(tǒng)材料364,其藉由粘著元件366而粘 著至纖維或非纖維基底368?？蛇x的印刷元件370直接施加至材料364 的上方、透鏡、表面。印刷元件370可為延伸至該件材料364之外的較 大圖案的部份。該件材料364可選地層疊于印刷元件372上，印刷元件 372在施加材料364之前施加至纖維或非纖維基底。
圖18b是顯示并入于非光學(xué)基底378中作為窗的單側(cè)系統(tǒng)材料364 的實(shí)施例，其中，系統(tǒng)材料364的至少某些邊緣會(huì)被非光學(xué)基底378捕 捉、遮蓋、或包圍。印刷元件380可以可選地施加至系統(tǒng)材料透鏡之上， 以及，這些印刷元件可以與施加至與印刷元件380相鄰的區(qū)域中的非光 學(xué)基底378的印刷元件382相對(duì)齊或相對(duì)應(yīng)。同樣地，印刷元件384可 以施加至非光學(xué)基底的相對(duì)側(cè)上，非光學(xué)基底是與施加至系統(tǒng)材料364 的圖標(biāo)或密封層388的印刷元件386相對(duì)齊或?qū)?yīng)的。當(dāng)從透鏡側(cè)觀看 材料時(shí)，此種窗的效果將呈現(xiàn)明顯的影像，但是，當(dāng)從圖標(biāo)側(cè)觀看時(shí)， 提供單向影像效果。
除了系統(tǒng)材料306為雙側(cè)材料306 (或上述雙側(cè)實(shí)施例)之外，圖 18c顯示類似于圖18b的實(shí)施例。印刷元件390、 392、 394、及396在功 能上實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于先前所述的印刷元件380、 382、 384、 386。當(dāng)從相反
側(cè)觀看材料時(shí)，此種材料窗的效果將呈現(xiàn)不同的明顯影像。舉例而言， 當(dāng)從鈔票的正面?zhèn)扔^看時(shí)，并入紙鈔中的窗將能顯示紙鈔面額的數(shù)值，
例如'10，，但是，當(dāng)從紙鈔的背側(cè)觀看時(shí)，Unison窗將顯示不同的信息， 例如'USA，，其可以以與第一影^隊(duì)相同或不同的顏色。
圖18d顯示透鏡基底373,其作為用于有限程度的透鏡374的區(qū)域與 實(shí)質(zhì)上延伸至透鏡374的區(qū)域周圍以外的像素層376所形成的材料的光 學(xué)間隔器。在本實(shí)施例中，本效果僅在包含透鏡與圖標(biāo)(對(duì)應(yīng)于此圖中 的透鏡區(qū)374 )二者的區(qū)域中是可見(jiàn)的。透鏡374與相鄰的基底可以可選 地為#皮印刷375，以及，印刷元件也可以施加至圖標(biāo)層376或一個(gè)遮蓋圖 標(biāo)的可選密封層(未標(biāo)示于此圖中--請(qǐng)參見(jiàn)圖1)。依本實(shí)施例的方式， 多重透鏡區(qū)可以用于物品上；透鏡區(qū)無(wú)論置于何處，將可看見(jiàn)Unison效 果；影像的尺寸、旋轉(zhuǎn)、立體鏡深度位置、及0PM特性對(duì)于每一透鏡區(qū) 可以不同。本實(shí)施例可良好地適用于識(shí)別卡、信用卡、駕駛執(zhí)照、及類 似應(yīng)用。
除了圖標(biāo)平面402未實(shí)質(zhì)延伸至透鏡區(qū)400的范圍之外，圖18e顯 示類似于圖18d的實(shí)施例。光學(xué)間隔器398會(huì)將透鏡400與圖標(biāo)402分 開(kāi)。印刷元件404和406對(duì)應(yīng)于圖18d中的印刷元件375和377。多個(gè)區(qū) 域400可以依本實(shí)施例的方式用于物品上；每一區(qū)可以具有分別的效果。 本實(shí)施例可良好地適用于識(shí)別卡、信用卡、駕駛執(zhí)照、及類似應(yīng)用。
圖18f顯示類似于圖18d的實(shí)施例，只是本實(shí)施例并入了會(huì)分開(kāi)透 鏡413與圖標(biāo)平面410的光學(xué)間隔器408。透鏡413實(shí)質(zhì)上延伸至圖標(biāo)區(qū) 412的周界之外。印刷元件414及416對(duì)應(yīng)于圖18d中的印刷元件375 和377。多個(gè)透鏡區(qū)可以依本實(shí)施例的方式用于物品上；透鏡區(qū)無(wú)論置于 何處，將可看見(jiàn)本效果；影像的尺寸、旋轉(zhuǎn)、立體鏡深度位置、及OPM 特性對(duì)于每一透鏡區(qū)可以不同。本實(shí)施例可良好地適用于識(shí)別卡、信用 卡、駕駛執(zhí)照、及類似應(yīng)用。
圖19a、 b顯示剖面視圖，比較球面透鏡與非球面透鏡并入上述型式 的結(jié)構(gòu)時(shí)，球面透鏡的聚焦視場(chǎng)與平場(chǎng)非球面透鏡的聚焦視場(chǎng)。圖19a 顯示應(yīng)用于如上述系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)球面透鏡。實(shí)質(zhì)球面透鏡418藉由光學(xué)間 隔器420而與圖標(biāo)平面422分離。垂直于材料表面投射出去的影像424 是起始于圖標(biāo)層422之內(nèi)的焦點(diǎn)。由于焦點(diǎn)426是在圖標(biāo)層422之內(nèi)， 所以，影像424是靈敏地對(duì)焦。當(dāng)從歪斜角度觀看透鏡時(shí)，則由于對(duì)應(yīng)
的焦點(diǎn)430不再處于圖標(biāo)平面中，而在其上方實(shí)質(zhì)上一段距離處，所以， 影像428是模糊的且散焦的。箭頭432顯示此透鏡的場(chǎng)曲率，等同于從 426至430的焦點(diǎn)掃描。焦點(diǎn)是在整個(gè)區(qū)434的圖標(biāo)平面之內(nèi)，然后，移 至區(qū)436中的圖標(biāo)平面之外?？闪己玫剡m用于結(jié)合印刷影像或圖標(biāo)的平 面應(yīng)用的透鏡典型地具有F#，典型地小于1,從而造成非常淺的聚焦深 度，可以有效地使用更高的F并透鏡，具有深及浮動(dòng)效果，但是，當(dāng)用于 Unison移動(dòng)效果時(shí)，會(huì)造成對(duì)于上述效果的成比例的垂直雙眼^見(jiàn)差。只 要聚焦深度的下限一移至圖標(biāo)平面的外部，影像清晰度會(huì)快速變差。從 此圖中可看見(jiàn)實(shí)質(zhì)球面透鏡的場(chǎng)曲率會(huì)限制影像的視場(chǎng)影像僅在聚焦 區(qū)434之內(nèi)是清楚的，對(duì)于更大的歪斜視角而言會(huì)快速地散焦。實(shí)質(zhì)上 的球面透鏡不是平場(chǎng)透鏡，且這些透鏡的場(chǎng)曲率對(duì)于低Ff透鏡會(huì)祐:放大。
圖19b顯示應(yīng)用于本系統(tǒng)的非球面透鏡。關(guān)于非球面透鏡，其曲率 不由球來(lái)近似。非球面透鏡438會(huì)以光學(xué)間隔器440而與圖標(biāo)層442相 分開(kāi)。非球面透鏡438會(huì)投射正交于材料平面的圖標(biāo)平面442的影像444。 影像起始于焦點(diǎn)446。由于非球面透鏡438的焦距具有平場(chǎng)452,所以， 其在從法線444至歪斜線448的視角的寬廣范圍內(nèi)位于圖標(biāo)平面442之 內(nèi)。透鏡的焦距會(huì)根據(jù)經(jīng)過(guò)它的視角而變。對(duì)于正面觀看444而言，焦 距是最短的，且焦距會(huì)隨著視角變成更加歪斜而增加。在歪斜視角448 時(shí)，焦點(diǎn)450仍然在圖標(biāo)平面的厚度之內(nèi)，且對(duì)于此歪斜;觀角448而言， 歪斜影像因此仍然聚焦。用于非球面透鏡438的聚焦區(qū)454遠(yuǎn)大于用于 實(shí)質(zhì)球面透鏡418的聚焦區(qū)434。相較于球面透鏡41,非球面透鏡438 在相關(guān)的影像圖標(biāo)寬度上如此提供放大的視場(chǎng)，以致于相關(guān)的影像圖標(biāo) 的周界邊緣不會(huì)掉至枧野之外。非球面透鏡由于提供更大的視場(chǎng)且因而 增加相關(guān)影像的可見(jiàn)度，所以，對(duì)于本系統(tǒng)而言，非球面透鏡是較佳的。
圖20a-c是剖面視圖，顯示起因于使用厚圖標(biāo)層的優(yōu)點(diǎn)。無(wú)論用以 觀看的透鏡456是否為實(shí)質(zhì)球面418或非球面438,這些優(yōu)點(diǎn)都適用，但 是在與非球面透鏡438相結(jié)合時(shí)優(yōu)點(diǎn)最大。圖20a顯示薄的圖標(biāo)層460 系統(tǒng)材料，其包含以光學(xué)間隔器458與圖標(biāo)層460相分開(kāi)的透鏡456。相 較于透鏡463的場(chǎng)曲率，圖標(biāo)元件462是薄的461,從而將聚焦區(qū)限制于 小角度，此角度在投射于法線方向464的影像與具有位于圖標(biāo)層460之 內(nèi)的焦點(diǎn)470的最高歪斜角影像468之間。藉由將正影像焦點(diǎn)466設(shè)計(jì) 成位于圖標(biāo)平面的底部，取得最大的視場(chǎng)，由此使歪斜的視場(chǎng)角度最大，
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其由焦點(diǎn)470位于圖標(biāo)平面頂部的點(diǎn)所限制。圖20a的系統(tǒng)的-見(jiàn)場(chǎng)限于 30度。
圖20b顯示得自于并入圖標(biāo)平面471的優(yōu)點(diǎn)，圖標(biāo)平面471相較于 透鏡456的場(chǎng)曲率是厚的472。透鏡456會(huì)以光學(xué)間隔器458而與厚圖標(biāo) 元件474相分離。厚圖標(biāo)元件474會(huì)比圖20a的薄圖標(biāo)元件462,在55 度的更大視場(chǎng)維持聚焦475。從焦點(diǎn)478經(jīng)由透鏡456投射的正影像476 處于清楚聚焦，且視角一直增加至55度時(shí)，聚焦仍然維持清楚，在55 度時(shí)，歪斜影像480焦點(diǎn)482位于厚圖標(biāo)平面471的頂部。對(duì)于例如圖 19b的非球面透鏡438而言，增加的視場(chǎng)是最大的。
圖20c顯示厚圖標(biāo)平面492的又有的另一優(yōu)點(diǎn)降低本系統(tǒng)材料對(duì) 于可能起因于制造差異的厚度變化的靈敏度。透鏡484離厚度i的圖標(biāo) 層的底部表面間隔一距離S。透鏡484從配置于圖標(biāo)層492的底部的焦點(diǎn) 498來(lái)投射影像496。此圖繪制成顯示透鏡與圖標(biāo)層之間的光學(xué)空間S中 的變化可以在等于圖標(biāo)層i的厚度的范圍上變化而不會(huì)損失影像496、 500、 504聚焦。在透鏡486,光學(xué)間隔器厚度約為(S+i/2 )及影像500 的焦點(diǎn)502仍然在圖標(biāo)層492的厚度i之內(nèi)。在透鏡488，光學(xué)間隔器的 厚度增加至(S+i ) 490且影像504的焦點(diǎn)506位于厚圖標(biāo)元件494的頂 部。光學(xué)間隔器厚度因此可以在對(duì)應(yīng)于圖標(biāo)層i的厚度的范圍內(nèi)變化 薄圖標(biāo)層因而對(duì)光學(xué)間隔器厚度變化提供小的容限，而厚圖標(biāo)層對(duì)光學(xué) 間隔器厚度提供較大的容限。
厚圖標(biāo)層492可以提供其它優(yōu)點(diǎn)。例如實(shí)質(zhì)球面透鏡等不完美的透 鏡朝向它們的邊緣比在它們的中心處具有更短的焦距493。這是一般的實(shí) 質(zhì)球面透鏡的球形像差缺陷的一個(gè)方面。厚圖標(biāo)層提供可以在498至495 的焦距范圍上清楚聚焦的圖標(biāo)元件，藉以改進(jìn)由具有焦距變化的透鏡484 所產(chǎn)生的影像的整體清楚度及對(duì)比。
圖21是平面視圖，顯示本系統(tǒng)應(yīng)用至現(xiàn)金及其它安全文件作為'有 窗的，安全線。圖21顯示包含系統(tǒng)材料508的有窗的線結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)材料 是被分割成稱為'線，的條帶，其典型地在0. 5mm至10mm的寬度范圍。 線508會(huì)并入于纖維文件基底510中并提供有窗的區(qū)514。線508可以可 選地并入著色的、染色的、填充的、或涂敷的密封層516以增加影像對(duì) 比及/或提供增加的安全及認(rèn)證特征，例如導(dǎo)電性、磁性、核磁共振檢測(cè) 及認(rèn)證，或是在從基底的背面(與呈現(xiàn)Unison合成影像的側(cè)相反之側(cè))
觀看時(shí)，將材料隱藏免于以反射的照明觀看，以及并入粘著層517以強(qiáng) 化線508與纖維基底510之間的接合。線508是維持在一方向上以將透 鏡保持在最高，以致于在有窗的區(qū)514中可以看見(jiàn)影像效果。纖維基底面上。
圖21顯示線及其影像效果522僅可從有窗的區(qū)514中基底510的上 表面521看見(jiàn)。線508由在內(nèi)部區(qū)512的纖維基底材料所遮蓋且影像效 杲522在這些區(qū)中并非實(shí)質(zhì)上可見(jiàn)的。當(dāng)并入線508中時(shí)，OPM效果特別 顯著(請(qǐng)參見(jiàn)圖22)。當(dāng)纖維基底510在不同方向上傾斜時(shí)，可以使OPM 影像掃描通過(guò)線的寬度524,從而產(chǎn)生令人驚訝及引人注目的枧覺(jué)效果。 此OPM影像的掃描特征能夠呈現(xiàn)大于線508寬度的影像522。檢查含有有 窗的線508的文件的使用者可以接著傾斜文件以掃描橫越線的整個(gè)影像， 如同字幕符號(hào)般地滾動(dòng)它。深、浮動(dòng)、及漂浮實(shí)施例的效果也可以用以 在有窗的線格式中產(chǎn)生優(yōu)點(diǎn)。
可以藉由造紙工業(yè)中通常采用的技術(shù)，于制造期間，將線508至少 部份地并入于安全紙中。舉例而言，如同此處一并列入作為參考的美國(guó) 專利4， 534， 398所揭示的，當(dāng)纖維是未經(jīng)強(qiáng)化且柔軟時(shí)，線508可以被 壓制在濕紙之內(nèi)。
本系統(tǒng)的有窗的線特別良好地適于應(yīng)用至現(xiàn)金。線材料的典型總厚 度是在22 ju至34 ju的范圍內(nèi)，而現(xiàn)金用紙的總厚度范圍可以達(dá)到88 ju 。 通過(guò)局部地將紙的厚度減少一個(gè)等同于線厚度的量，能夠?qū)⒈鞠到y(tǒng)的有 窗的安全線并入現(xiàn)金用紙中，卻不會(huì)實(shí)質(zhì)地改變紙的總厚度。
在舉例說(shuō)明的實(shí)施例中，線508包括
(a) —個(gè)或更多光學(xué)間隔器；
(b) —個(gè)或更多可選的微影像或圖標(biāo)周期平面陣列，其位于光學(xué)間 隔器內(nèi)、光學(xué)間隔器上或鄰接于光學(xué)間隔器；及
(c) 一個(gè)或更多可選的非圓柱微透鏡的周期平面陣列，其位于或鄰 接于光學(xué)間隔器或平面圖標(biāo)陣列上，每一微透鏡具有小于50微米的基部直徑。
在另 一 實(shí)施例中，微影像或圖標(biāo)構(gòu)成形成于 一 個(gè)或更多光學(xué)間隔器 的表面上的填充空隙或凹陷，而非圓柱微透鏡是非球面微透鏡，每一非 球面微透鏡具有從約15至約35微米范圍上的基部直徑。至少一著色的
密封或模糊層516可以設(shè)于微影像或圖標(biāo)的平面陣列上，以用于增加對(duì) 比度并因而增加圖標(biāo)的視敏度，而且，當(dāng)線至少部份地嵌入于安全文件 中時(shí)也可用于掩罩線508的存在。
在本發(fā)明的又有的另一實(shí)施例中，線508包括
(a) 具有相反的上及下平面表面的一個(gè)或更多光學(xué)間隔器；
(b) 微影像或圖標(biāo)的周期陣列，包括形成在光學(xué)間隔器的下平面表 面上的;故填充凹陷；
(c) 非圓柱、平場(chǎng)、非球面或多邊形基部多區(qū)域微透鏡的周期陣列， 位于光學(xué)間隔器的上平面表面上，其中，每一微透鏡具有從約20至約30 微米范圍的基部直徑；及
(d) 位于圖標(biāo)陣列上的著色的密封或模糊層516。
可使用 一個(gè)或更多基本無(wú)色的聚合物以形成光學(xué)間隔器，無(wú)色的聚 合物包括但不限于聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚偏 二氯乙烯、等等。在舉例說(shuō)明的實(shí)施例中，使用聚酯或聚對(duì)苯二甲酸乙 二酯以形成光學(xué)間隔器，以及光學(xué)間隔器具有約8至約25微米范圍的厚 度。
使用實(shí)質(zhì)上透明的或澄明的照射可固化的材料，以形成圖標(biāo)及微透 鏡陣列，這些材料包含但不限于丙烯酸樹(shù)脂、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂、氨基甲 酸乙酯、等等。優(yōu)選地，使用可從Lord Chemical取得的商品號(hào)U107的 丙基酸脂氨基甲酸乙酯(acrylated urethane)以形成陣列。
形成于光學(xué)間隔器的下平面表面上的圖標(biāo)凹陷的各自量測(cè)深度在約 0. 5至約8微米且微影像或圖標(biāo)寬度典型地為30微米。凹陷可以由任何 適當(dāng)?shù)牟牧咸畛?，例如，著色?shù)脂、墨水、染料、金屬、或磁性材料。 在舉例說(shuō)明的實(shí)施例中，凹陷會(huì)由著色的樹(shù)脂所填充，著色樹(shù)脂包括亞 孩吏米顏料，其可/人Sun Chemical公司取得，產(chǎn)品4戈號(hào)Spectra Pac。
使用不同的不透明涂料或墨水中的一個(gè)或更多，以形成著色的密封 或模糊層516,不同的不透明涂料或墨水包含但不限于著色的涂料，著色 涂料是包括散布于可固化的聚合材料的接合劑或載體之內(nèi)的例如二氧化 鈦等顏料。優(yōu)選地，使用照射可固化聚合物以形成密封或模糊層516,以 及，密封或模糊層516具有從約0. 5至約3微米的范圍的厚度。
可以根據(jù)下述方法，制備上述線508。
(a )將實(shí)質(zhì)透明或澄明的照射可固化樹(shù)脂施加至光學(xué)間隔器的上及下表面；
(b) 在上表面上形成微透鏡陣列，以及，在光學(xué)間隔器的下表面上，
形成凹陷形式的圖標(biāo)陣列；
(c) 使用照射源，將實(shí)質(zhì)透明或澄明的樹(shù)脂固化；
(d) 以著色樹(shù)脂或墨水，填充圖標(biāo)陣列凹陷；
(e) 從光學(xué)間隔器的下表面移除過(guò)量的樹(shù)脂或墨水；及
(f )將著色的密封或模糊涂料或?qū)邮┘又凉鈱W(xué)間隔器的下表面。
在很多情形中，希望以例如電容傳感器、磁場(chǎng)傳感器、光學(xué)透射及 不透明傳感器、熒光、及/或核磁共振等等高速非接觸傳感器，檢測(cè)及 認(rèn)證用于現(xiàn)金及其它高價(jià)值財(cái)務(wù)和識(shí)別文件中的安全線。
將熒光材料并入U(xiǎn)nison膜的圖標(biāo)填充元件、透鏡、基底、或圖標(biāo)矩 陣中，藉由觀測(cè)熒光的存在及頻譜特性，能夠?qū)nison材料作隱藏的或 法律上的認(rèn)i正。熒光Unison膜可以設(shè)計(jì)成具有可乂人材料的兩側(cè)或僅從材 料的一側(cè)看見(jiàn)其熒光特性。在圖標(biāo)層之下的材料中無(wú)光學(xué)隔離層的情形 中，將可從Unison材料的任一側(cè)看見(jiàn)其任何一部份的熒光。并入光學(xué)隔 離層，有能夠使熒光的可見(jiàn)性與其兩側(cè)分開(kāi)。如此，在圖標(biāo)平面之下并 入一個(gè)光學(xué)隔離層的Unison材料可以設(shè)計(jì)成以數(shù)種不同方式呈現(xiàn)熒光 可從透鏡側(cè)看見(jiàn)的熒光色A、從光學(xué)隔離層側(cè)看不見(jiàn)熒光、從光學(xué)隔離層 可看見(jiàn)但從透鏡側(cè)無(wú)法看見(jiàn)熒光色A或B、以及從透鏡側(cè)可看見(jiàn)熒光色A 及從光學(xué)隔離層可看見(jiàn)熒光色A或B。由不同的熒光簽名所提供的獨(dú)特性 可以用以進(jìn)一步加強(qiáng)Unison材料的安全性。光學(xué)隔離層可以為著色或染 色的材料層、金屬層、或著色層與金屬層二者的結(jié)合，其可以吸收或反 射來(lái)自材料的一側(cè)之熒光發(fā)光以及防止從另 一側(cè)看到此光。
由成形的空隙及其相反所形成的圖標(biāo)、由成形的柱(post)所形成 的圖標(biāo)特別能夠?qū)C(jī)器可讀取的認(rèn)證特征加至用于現(xiàn)金及其它高價(jià)值文 件的Unison材料安全線。圖標(biāo)矩陣、圖標(biāo)填充、及任何數(shù)目的背面涂敷 (密封涂敷)都可以分別地及/或以所有組合來(lái)并入非熒光顏料、非熒 光染料、熒光顏料、熒光染料、金屬粒子、磁性粒子、核磁共振簽名材 料、激光粒子、有機(jī)LED材料、光學(xué)可變材料、蒸鍍金屬、薄膜干涉材 料、液晶聚合物、光學(xué)上變頻及下變頻材料、二向色材料、光學(xué)活性材 料(擁有光學(xué)旋轉(zhuǎn)能力)、光學(xué)極化的材料、及其它聯(lián)合(allied)材料。
在某些情形中，舉例而言，當(dāng)暗色或有色的涂料(例如磁性材料或
傳導(dǎo)層)已添加至Unison材料時(shí)，或是當(dāng)經(jīng)由基底的背面觀看時(shí)圖標(biāo)平 面的顏色會(huì)令人不悅，希望以反射光觀看時(shí)，從紙基底的一側(cè)掩罩或隱 藏嵌入的、部份嵌入的、或有窗的的Unison材料安全線，但從基底的相 反側(cè)可看見(jiàn)線。其它型式的現(xiàn)金安全線通常并入典型為鋁的金屬層以將 經(jīng)過(guò)表面基底過(guò)濾的光反射，藉以提供類似的亮度給周圍基底?？梢砸?類似方式，使用鋁或其它有色中性反射金屬，藉由施加金屬層于Unison 材料的背面上及接著可選地將其原地密封，以從紙基底的背面掩罩 Unison材料的出現(xiàn)。為了從文件的'背面，側(cè)隱藏或模糊安全線的相同 目的，可以使用著色層，以取代金屬化層，或是與其配合。著色層可以 具有任何顏色，包含白色，但是，最有效的顏色是匹配于纖維基底之內(nèi) 內(nèi)部地散射及之外散射的光的顏色及強(qiáng)度。
金屬化層添加至Unison材料可以以數(shù)種方式完成，包含以蒸鍍、濺 射、化學(xué)淀積、或其它適當(dāng)方式的Unison材料的圖標(biāo)或密封層的直接金 屬化、或是Unison材料的圖標(biāo)或密封層層疊至第二聚合物膜的金屬化表 面。產(chǎn)生現(xiàn)金安全線的一般實(shí)踐是藉由將膜金屬化、使此膜脫金屬化 (demetallized)以留下金屬化區(qū)的狹窄'條帶，圖案、將金屬化表面 層疊至第二聚合物膜、然后將疊層材料狹縫化以致于金屬條會(huì)以疊層粘 合劑而與狹縫線的邊緣隔離，藉以保護(hù)該金屬免于在線的邊緣受到化學(xué) 攻擊。在本發(fā)明的情形中，也可以應(yīng)用此方法Unison材料可以簡(jiǎn)單地 取代第二疊層膜。如此，藉由添加構(gòu)圖或未構(gòu)圖的金屬層，可以加強(qiáng) Unison材料。
合成影像可以設(shè)計(jì)成二進(jìn)制圖案，具有限定圖標(biāo)的一顏色(或缺色) 以及限定背景的不同顏色(或缺色)；在此情形中，每一圖標(biāo)區(qū)包含利用 完全開(kāi)或完全關(guān)的影像'像素'的完整單色調(diào)影像。藉由提供所選取的 圖標(biāo)顏色的色調(diào)變化，可以產(chǎn)生更復(fù)雜的合成影像。藉由控制每一圖標(biāo) 影像中的顏色密度、或是藉由在選取的圖標(biāo)組中包含或排除設(shè)計(jì)元件而 有效地'半色調(diào)化，合成影像，可以產(chǎn)生合成的影像色調(diào)變化。
第一方法是藉由控制產(chǎn)生微印刷的圖標(biāo)影像的材料的光學(xué)密度，控 制每一圖標(biāo)影像中的顏色密度。執(zhí)行此點(diǎn)的一方便方法的利用先前已述 的^^填充空隙圖標(biāo)實(shí)施例。
第二方法是藉由在等于所需的顏色密度的圖標(biāo)區(qū)的部份中包含影像 設(shè)計(jì)，而完全在如圖23所示的選取的圖標(biāo)組中包含或排除設(shè)計(jì)元件的'
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半色調(diào)化，合成影像。圖23是以一實(shí)施例顯示此點(diǎn)，其使用會(huì)與類似的 透鏡的六角形重復(fù)圖案相協(xié)調(diào)的六角形重復(fù)圖案，用于圖標(biāo)區(qū)570。每一 圖標(biāo)區(qū)570未包含相同的信息。所有這些圖標(biāo)影像元件572、 574、 576、 及578是以實(shí)質(zhì)上相同的顏色密度呈現(xiàn)。圖標(biāo)影像元件572和574出現(xiàn) 在某些圖標(biāo)區(qū)中，不同的圖標(biāo)影像元件出現(xiàn)在其它圖標(biāo)區(qū)。某些圖標(biāo)區(qū) 包含單一影像元件570。具體而言，圖標(biāo)影像元件572出現(xiàn)在一半圖標(biāo)區(qū) 中，圖標(biāo)影像元件574出現(xiàn)在四分之三的圖標(biāo)區(qū)中，圖標(biāo)影像元件578 出現(xiàn)在一半的圖標(biāo)區(qū)中，圖標(biāo)影像元件576出現(xiàn)在三分之一的圖標(biāo)區(qū)中。 出現(xiàn)在每一 圖標(biāo)區(qū)中的信息決定其相關(guān)連的透鏡是否將從特定觀看方向 來(lái)顯示圖標(biāo)影像圖案的顏色或圖標(biāo)影像背景的顏色。在所有與此圖標(biāo)圖 案相關(guān)連的透鏡中，將可看見(jiàn)影像元件572或578,但是，圖標(biāo)影像元件 572的合成影像580空間會(huì)重疊圖標(biāo)影像元件578的合成影像空間。由于 每一透鏡會(huì)將圖標(biāo)影像顏色投射于此區(qū)域中，所以，此意指圖標(biāo)572和 578的合成影像的重疊區(qū)582將會(huì)以100%顏色密度出現(xiàn)。這二個(gè)合成影 像的非重疊部份588僅在50%的透鏡中可見(jiàn)，以致于其以50 / 顏色密度出 現(xiàn)。圖標(biāo)元件576的合成影像586僅在三分之一的透鏡中出現(xiàn)，所以， 其以33, 3…y。密度出現(xiàn)。圖標(biāo)影像元件576的合成影像584對(duì)應(yīng)地以75% 顏色密度出現(xiàn)。在此指示的范圍中清楚可知，經(jīng)由在圖標(biāo)區(qū)的選取百分 比中選擇性地省略圖標(biāo)影像元件，可以在合成影像中取得廣大的色調(diào)變 化范圍。為了最大的有效性，圖標(biāo)影像元件跨該圖標(biāo)影像的分布應(yīng)該相 對(duì)均勻。
圖24a中所示的相關(guān)圖標(biāo)影像設(shè)計(jì)方法可以用以產(chǎn)生組合的合成影 像元件，它們?cè)诔叽缟媳葌€(gè)別合成影像元件的最小特征還小。在圖標(biāo)影 像的最小特征尺寸大于該特征的安置精度的一般情形中，這是可能的。 如此，圖標(biāo)影像可以具有尺寸上為二微米等級(jí)的最小特征，但是，這些 特征可以準(zhǔn)確地配置于具有0. 25微米間隔的柵上的任一點(diǎn)。在此情形中，
圖標(biāo)影像的最小特征為該特征的安置精度的八倍。雖然如同先前的圖標(biāo) 所示的，此方法使用六角形圖標(biāo)圖案594，但是，其均等地良好應(yīng)用至任 何其它可使用的圖案對(duì)稱性。以類似于圖23的方法的方式，此方法依靠 在至少一個(gè)圖標(biāo)區(qū)中使用不同的信息。在圖24a的實(shí)施例中，二個(gè)不同 的圖標(biāo)圖案596和598均出現(xiàn)在一半的圖標(biāo)區(qū)中(為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，此圖中 僅顯示一圖案)。這些圖標(biāo)影像產(chǎn)生復(fù)合合成影像600,復(fù)合合成影像600
并入圖標(biāo)影像元件596所產(chǎn)生的合成影像602、及圖標(biāo)影像元件598所產(chǎn) 生的合成影像604。 二個(gè)合成影像602和604會(huì)設(shè)計(jì)成具有重疊區(qū)606 和608,重疊區(qū)606和608呈現(xiàn)具有100°/。顏色密度，而非重疊區(qū)605具 有50。/ 顏色密度。復(fù)合的合成影像中重疊區(qū)的最小尺寸可以與圖標(biāo)影像元 件的合成放大比例定位精度一樣小，因此，可以小于設(shè)計(jì)成在小區(qū)域重 疊的二個(gè)構(gòu)成合成影像的最小特征尺寸。在圖23的實(shí)例中，重疊區(qū)被用
以產(chǎn)生數(shù)字'10，的字符，其具有比其它可能情形還窄的線。
如圖24b所示，此方法也可以用以產(chǎn)生圖標(biāo)影像元件之間狹窄的間 隙圖案。六角形圖標(biāo)區(qū)609可以為方形或任何其它適當(dāng)形狀以造成空間 填充陣列，但是，六角形是較佳的。在本實(shí)施例中， 一半的圖標(biāo)圖案是 圖標(biāo)影像610，它們中的另一半是圖標(biāo)影像611。理想上，這二種圖案相 當(dāng)均勻地分布于圖標(biāo)區(qū)之間。所有這些圖案的元件系被說(shuō)明成具有實(shí)質(zhì) 上相等及均勻的顏色密度。在隔離中，這二個(gè)圖案不會(huì)清楚地建議最后 影像的形式，且這可作為安全元件，影像要直到由設(shè)于上方的透鏡陣列 形成為止，才會(huì)明顯。由圖標(biāo)元件610的合成影像與圖標(biāo)元件611的合 成影像的組合所形成的合成影像612的一實(shí)施例是顯示成維持在分開(kāi)的 合成影像之間的間隙會(huì)形成數(shù)字'10，。在此情形中，二合成影像會(huì)結(jié)合 以形成最后的合成影像，以致于此影像613的有色部份顯示50%顏色密 度。此方法不受限于本實(shí)施例的細(xì)節(jié)可以使用三個(gè)圖標(biāo)以取代二個(gè)圖 標(biāo)，限定復(fù)合合成影像中的所需元件的間隙可以具有可變寬度及無(wú)限的 形狀變異，以及，此方法可以與圖23、 24a、 b、或25的4壬一方法或我們 已揭示的其它圖標(biāo)影像設(shè)計(jì)方法相結(jié)合。
隱藏的、隱蔽的信息可以并入無(wú)法在所造成的合成影像中看見(jiàn)的圖 標(biāo)影像中。具有此隱藏于圖標(biāo)影像中的隱藏信息可以用于例如物體的隱 藏認(rèn)證。用于完成此點(diǎn)的二個(gè)方法由圖25顯示。藉由使用匹配的圖標(biāo)影 像616及618,說(shuō)明第一方法。圖標(biāo)影像616顯示實(shí)線邊框圖案及包含于 邊框之內(nèi)的數(shù)字'42'。圖標(biāo)影像618顯示實(shí)線形狀，其在該形狀中具有 數(shù)字'42，作為圖形孔。在本實(shí)施例中，圖標(biāo)影像616和618的周界形 狀實(shí)質(zhì)上相同且它們?cè)趥€(gè)別圖標(biāo)區(qū)634和636之內(nèi)的相對(duì)位置也實(shí)質(zhì)上 相同。當(dāng)從這些圖標(biāo)影像產(chǎn)生復(fù)合的合成影像620時(shí)，由于所有的圖標(biāo) 影像在該對(duì)應(yīng)區(qū)中具有圖案，所以，復(fù)合的合成影像622的邊框?qū)@示 100%的顏色密度，以致于從圖標(biāo)影像616和618產(chǎn)生的合成影像中會(huì)有
完全重疊。由于圍繞'42，的空間的影像來(lái)自于僅填充一半圖標(biāo)區(qū)的圖 標(biāo)影像618，以及，有色的'42，的影像來(lái)自也填充一半圖標(biāo)區(qū)的圖標(biāo)影 像616,所以，復(fù)合合成影像620的內(nèi)部624的顏色密度將為50 / 。結(jié)果， 在'42，與其背景之間沒(méi)有色調(diào)差，以致于所觀測(cè)到的復(fù)合合成影像626 將顯示具有100%顏色密度邊框628及50%顏色密度內(nèi)部630的影像。隱 藏地存在于所有圖標(biāo)影像616及618中的'42'因而會(huì)'中性化，且在 被觀測(cè)的復(fù)合合成影像626中不會(huì)被看見(jiàn)。
用于將隱藏信息并入影像中的第二方法由圖25中的三角形632所 示。三角形632可以隨機(jī)地配置于圖標(biāo)區(qū)之內(nèi)(未顯示于此圖中)或者 它們可以配置在未實(shí)質(zhì)匹配圖標(biāo)區(qū)634、632的周期的陣列或其它圖案中。 從對(duì)應(yīng)的規(guī)律微透鏡陣列所成像的多個(gè)規(guī)律的陣列圖標(biāo)影像中，產(chǎn)生合 成影像，未實(shí)質(zhì)對(duì)應(yīng)于微透鏡陣列的周期的圖標(biāo)平面中的圖案將不會(huì)形 成完整的合成影像。三角形632的圖案因而不會(huì)產(chǎn)生協(xié)調(diào)的合成影像且 在受觀測(cè)的合成影像626中將是看不見(jiàn)的。此方法不限于例如三角形632 等簡(jiǎn)單的幾何設(shè)計(jì)以此方法，可以將例如字母數(shù)字信息、條碼、數(shù)據(jù) 位、及大比例圖案等其它隱藏信息并入于圖標(biāo)平面之內(nèi)。
圖26顯示在Unison材料(Unison 3-D )中產(chǎn)生完全三維整體影像 的一般方式。單一圖標(biāo)區(qū)640含有圖標(biāo)影像642，其代表從圖標(biāo)區(qū)640 的良好位置點(diǎn)觀看時(shí)，要以3-D顯示的物體的一個(gè)比例失真的^見(jiàn)圖。在 此情形中，圖標(biāo)影像642設(shè)計(jì)成形成中空立方體674的合成影像670。圖 標(biāo)影像642具有前景框644，代表中空立方體672的最近邊674，具有尾 端漸細(xì)的間隙圖案646,代表中空立方體672的角落676，以及，具有背 景框648,代表中空立方體672的最遠(yuǎn)邊678?？梢钥吹綀D標(biāo)影像642中 前景框644與背景框648的相對(duì)比例并未對(duì)應(yīng)于合成影像中空立方體672 的最近邊674與最遠(yuǎn)邊678的比例。比例上差異的理由在于影像要出現(xiàn) 在更遠(yuǎn)離Unison材料的平面會(huì)遭受更大的放大率，以致于它們?cè)趫D標(biāo)影 像中的尺寸必須降低以便提供放大時(shí)的正確比例而形成合成影像672。
在Unison 3-D材料上的不同位置處，我們發(fā)現(xiàn)圖標(biāo)區(qū)650,其包含 不同的圖標(biāo)影像652。如同圖標(biāo)影像642那樣，圖標(biāo)影像652代表從此圖 標(biāo)區(qū)650的不同良好位置點(diǎn)觀看時(shí)合成影像672的比例失真的視圖。前 景框654與背景框658的相對(duì)比例類似于圖標(biāo)影像642的對(duì)應(yīng)元件(但 是， 一般而言，這將不為真)，但是，背景框658的位置伴隨著角落圖案656的尺寸及方向而偏移。圖標(biāo)區(qū)660位于更遠(yuǎn)離Unison 3-D材才牛的-巨 離處且其代表又另一比例失真的圖標(biāo)影像662,包含具有前景框664、錐 形間隙圖案667、及背景框668。
一般而言，Unison 3-D材料中每一圖標(biāo)區(qū)中的圖標(biāo)影像將會(huì)稍微不 同于其近處的鄰居且顯著不同于其遠(yuǎn)方的鄰居?？梢钥吹綀D標(biāo)影像652 代表圖標(biāo)影像642與662之間的過(guò)渡階段。 一般而言，Unison 3-D材料 中每一圖標(biāo)影像可以是獨(dú)特的，但是每一圖標(biāo)影像將代表在該圖標(biāo)影像 至其任一邊之間的過(guò)渡階段。
合成影像670由例如圖標(biāo)影像640、 650、及660等多個(gè)圖標(biāo)影像在 經(jīng)由相關(guān)透鏡陣列而合成地成像時(shí)所形成。中空立方體674的合成影像 顯示不同的合成放大因數(shù)的效果，其是起因于每一 圖標(biāo)影像的不同元件 的有效重復(fù)周期。讓我們假定中空立體影像674是打算要被視為超深影 像。在此情形中，假使圖標(biāo)區(qū)640配置成離圖標(biāo)區(qū)650的左下方有一距 離，且圖標(biāo)區(qū)660配置成離圖標(biāo)區(qū)650的右上方有一距離，則可以看到 前景框644、 654、及664的有效周期將小于背景框648、 658、 668的有 效周期，因而造成立方體的最接近面(對(duì)應(yīng)于前景框644、 654、及664 ) 位于較接近Unison材料的平面，及立方體的最遠(yuǎn)面678位于離Unison 材料的平面更深及更遠(yuǎn)處，且以更大因數(shù)放大。角落元件646、 656、及 667會(huì)與前景及背景元件相協(xié)調(diào)以在它們之間產(chǎn)生平滑改變深度的效果。
圖27更完整地說(shuō)明設(shè)計(jì)用于Unison 3-D的圖標(biāo)影像的方法。此圖 隔離出單一影像投影器680的方法。如同先前所述的，單一影像投影器 包含透鏡、光學(xué)間隔器、及圖標(biāo)影像；圖標(biāo)影像具有實(shí)質(zhì)上相同于透鏡 的重復(fù)周期的尺寸(允許比例上的小差異及產(chǎn)生Unison視覺(jué)效果)。用 于透鏡的視野及其相關(guān)圖標(biāo)被顯示為圓錐形682:這也相當(dāng)于透鏡的聚焦 圓錐的反轉(zhuǎn)，以致于^L場(chǎng)圓錐682的比例是由透鏡的F并所決定。雖然圖 形顯示此圓錐具有圓形基部，但是，基部形狀將實(shí)際與圖標(biāo)區(qū)的形狀相 同，例如六角形。
在本實(shí)施例中，我們希望產(chǎn)生Unison 3-D合成影像，其并入在三個(gè) 不同超深影像平面684、 690、及692的相同一見(jiàn)覺(jué)尺寸的三個(gè)'UNISON， 字的拷貝686、 690、及694。影像平面684、 688、及692的直徑會(huì)隨著 圓錐視場(chǎng)而擴(kuò)展換言之，隨著影像深度增加，由圓錐視場(chǎng)所遮蓋的面 積會(huì)增加。如此，在較淺深度平面684的觀看場(chǎng)僅包圍字UNISON的'NIS，
部份，而中間深度平面688包圍所有'NIS，以及'U，和'0，的部份， 最深深度平面692包含幾乎所有的'UNISON，，僅缺少最后的'N，部份。
由這些合成影像平面684、 688、及692中的每一合成影像平面所呈 現(xiàn)的信息(UNISON 686、 690和694 )必須最終并入影像投影器680中的 單一圖標(biāo)影像。藉由捕捉每一深度平面684、 688和692的圓錐視場(chǎng)686 中的信息，接著將所造成的圖標(biāo)影像圖案按比例定為相同的尺度。圖標(biāo) 影像696代表深度平面684處所看見(jiàn)的UNISON影像686的一見(jiàn)場(chǎng)，圖標(biāo)影 像704代表深度平面688處所看見(jiàn)的UNISON影像690的視場(chǎng)，圖標(biāo)影像 716代表深度平面692處所看見(jiàn)的UNISON影像694的—見(jiàn)場(chǎng)。
在圖標(biāo)影像696之內(nèi)，圖標(biāo)影像元件698起源于UNISON影像686的 第一 'N，部份，圖標(biāo)影像元件700起源于UNISON影像686的'1，部份， 圖標(biāo)影像元件702起源于冊(cè)ISON影像686的'S，部份。在圖標(biāo)影像704 之內(nèi)，圖標(biāo)影像元件706起源于UNISON影像690的'U'部份，圖標(biāo)影 像元件708起源于UNISON影像690的第一 'N，部份，圖標(biāo)影像元件710 起源于UNISON影像690的'S，，圖標(biāo)影像元件714起源于UNISON影像 690的'0，部份。注意，雖然合成影像686、 690、及694以類似比例出 現(xiàn)，但是，用于中間深度平面688的圖標(biāo)影像704以比圖標(biāo)影像696還 小的比例，呈現(xiàn)其UNISON字。這說(shuō)明圖標(biāo)影像704將遭受到更高的合成 放大(當(dāng)對(duì)相同深度平面而與多個(gè)圍繞的圖標(biāo)影像合成地結(jié)合時(shí))。以類 似方式，圖標(biāo)影像716并入起源于UNISON影像694之圖標(biāo)影像元件718, 并入于其圖標(biāo)影像中的UNISON字母是以更進(jìn)一步縮小的比例。
如圖28所示，藉由合并這三個(gè)圖標(biāo)影像696、 704、和716于單一圖 標(biāo)影像730中，以產(chǎn)生用于此影像投影器的最后圖標(biāo)影像。經(jīng)過(guò)組合的 圖標(biāo)元件732并入所有圖形及深度信息，這些信息是影像投影器680所 需的，以使其本身能對(duì)多個(gè)影像投影器形成的合成影像有所貢獻(xiàn)，每一 影像投影器并入由其自己的、以影像投影器為中心的圓錐視場(chǎng)與要產(chǎn)生 的合成影像的水平及元件相交會(huì)而產(chǎn)生的具體圖標(biāo)影像信息。由于每一 影像投影器是以至少 一透鏡重復(fù)周期而與每一其它影像投影器相分離， 所以，每一影像投影器將攜帶由其圓錐視場(chǎng)與合成影像空間的交會(huì)而產(chǎn) 生的不同信息。
可以從知道的合成影像的三維數(shù)字模型、要出現(xiàn)于合成影像中所需 的深度位置及深度跨距、透鏡重復(fù)周期、透鏡視場(chǎng)、及圖標(biāo)影像的最終
圖形分辨率，以計(jì)算出要呈現(xiàn)所選取的3-D影像所需的每一圖標(biāo)影像。 此后一因素會(huì)對(duì)可以出現(xiàn)在每一深度平面的細(xì)節(jié)程度設(shè)限。由于位于離 Unison材料的平面更遠(yuǎn)的深度平面攜帶有更大量的信息(由于增加的視 場(chǎng))，所以，圖標(biāo)的圖形分辨率極限對(duì)于這些合成影像深度平面的分辨率 具有最大的沖擊。
圖29顯示圖27的方法如何應(yīng)用至復(fù)合的三維合成影像，例如，無(wú) 價(jià)的冰河時(shí)期雕刻的猛犸象牙制品Lady of Brassempouy的影像742。 并入至少一透鏡、光學(xué)間隔元件、及圖標(biāo)影像(未顯示于此點(diǎn)中)的個(gè) 別的影像投影器738位于Unison材料的平面740中，平面740將浮動(dòng)合 成影像空間與深合成影像空間分離開(kāi)。在本實(shí)施例中，合成影像空間跨 越Unison材料，以致于影像的一部份位于浮動(dòng)合成影像空間中， 一部份 位于深合成影像空間中。影像投影器738具有實(shí)質(zhì)的圓錐視場(chǎng)，其會(huì)延 伸至深合成影像空間744及浮動(dòng)合成影像空間746中。以取得所需的深 合成影像空間分辨率所要求的任何間距，選取深影像平面的數(shù)目748及 752-762。同樣地，以取得所需的浮動(dòng)合成影像空間分辨率所要求的任何 間距，選取浮動(dòng)影像平面的數(shù)目750及764-774。這些平面中的某些平面， 例如深平面748及浮動(dòng)平面750將會(huì)延伸至合成影像之外，且將不會(huì)有 助于圖標(biāo)影像中的最后信息。為了清楚起見(jiàn)，圖29中所示的影像平面的 數(shù)目限制在小數(shù)目，但是，所選取的影像平面的真實(shí)數(shù)目可以是高的， 例如，50或100個(gè)平面，或者更多，以取得所需的合成影像深度分辨率。
接著，應(yīng)用圖27及28的方法，藉由決定物體742的表面與選取的 深度平面756-774的交會(huì)的形狀，以取得在每一深度平面的圖標(biāo)影像。 所造成的分別的圖標(biāo)影像會(huì)按比例定為結(jié)合的圖標(biāo)影像的最后尺寸。所 有的浮動(dòng)圖標(biāo)影像會(huì)首先旋轉(zhuǎn)180度(由于當(dāng)它們,皮投影時(shí)會(huì)再度進(jìn)行 該旋轉(zhuǎn)，藉以使它們返回至它們?cè)诤铣捎跋裰械恼_方向)，然后，它們 會(huì)與深圖標(biāo)影像相結(jié)合以形成用于此影像投射器738的最后圖標(biāo)影像。 對(duì)影像投射器的每一位置，重復(fù)此處理，以取得形成完全的合成影像742 所要求的完整圖標(biāo)影像圖案。
合成影像的分辨率取決于光學(xué)投影器的分辨率及圖標(biāo)影像的圖形分 辨率。我們?nèi)〉眯∮?.1微米的圖標(biāo)影像圖形分辨率，超過(guò)放大光學(xué)器 件的理論光學(xué)分辨率極限(0. 2微米)。典型的圖標(biāo)影像是由0. 25微米的 分辨率產(chǎn)生。
藉由使用分別地并入透鏡及圖標(biāo)微結(jié)構(gòu)的工具的片或網(wǎng)處理，以制
造Unison材料。透鏡工具及圖標(biāo)工具均產(chǎn)生于使用光掩膜及光致抗蝕劑 方法。
透鏡工具最初設(shè)計(jì)成半導(dǎo)體型掩膜，典型地為玻璃上的鉻。藉由光 致還原、電子束寫(xiě)入、或激光寫(xiě)入，可以產(chǎn)生具有足夠分辨率的掩膜。 用于透鏡工具的典型掩膜將并入重復(fù)的不透明六角形圖案，此重復(fù)圖案 依例如30微米的選取周期重復(fù)，具有小于2微米寬的用于使六角形分離 開(kāi)的清楚的線。接著，使用此掩膜，以傳統(tǒng)的半導(dǎo)體UV曝光系統(tǒng)，將玻 璃板上的光致抗蝕劑曝光。抗蝕劑的厚度經(jīng)過(guò)選取以取得所需的透鏡垂 度。舉例而言，藉由例如旋轉(zhuǎn)涂敷、浸漬涂敷、彎月形涂敷、或噴涂等 適當(dāng)方式，將5微米厚的AZ 4620正性光致抗蝕劑涂敷至玻璃板上，以 形成具有額定的30微米重復(fù)及額定的35微米焦距的透鏡。以傳統(tǒng)方式， 以掩膜圖案來(lái)將光致抗蝕劑曝光，以及，顯影于玻璃上，接著，在100 。C下干燥及脫氣30分鐘。根據(jù)本領(lǐng)域中所公知的標(biāo)準(zhǔn)方法，以熱回流 (thermal reflow)形成透鏡。所得到的光致抗蝕劑樣i透鏡會(huì)^皮涂敷以 例如金或銀等導(dǎo)電金屬，以及，藉由電形成方式來(lái)產(chǎn)生負(fù)性鎳工具。
以類似方式，產(chǎn)生圖標(biāo)工具。典型地藉由CAD軟體以設(shè)計(jì)圖標(biāo)工具， 且此設(shè)計(jì)會(huì)被傳送給半導(dǎo)體掩膜制造商。除了要曝光的抗蝕劑的厚度典 型地在0. 5微米至8微米的范圍之外，取決于所需的合成影像的光學(xué)密 度，以類似方式，將此掩膜用于透鏡掩膜。以傳統(tǒng)方式，以掩膜圖案將 光致抗蝕劑曝光，將光致抗蝕劑顯影至玻璃上，涂敷以導(dǎo)電金屬，以及， 以電形成方式產(chǎn)生負(fù)性鎳工具。根據(jù)原始掩膜設(shè)計(jì)的選擇以及所使用的 抗蝕劑類型的選擇(正性或負(fù)性)，可以抗蝕劑圖案中空隙的形式，產(chǎn)生 圖標(biāo)，或者，可以抗蝕劑圖案中的'凸形，或柱、或二者的形式，產(chǎn)生 圖標(biāo)。
可以以不同的材料以及微光學(xué)及微結(jié)構(gòu)的技術(shù)中所公知的多種方 法，制造Unison材料，這些方法包含擠制壓印、輻射固化鑄造、軟式壓 印、及注入成型、反應(yīng)式注入成型、及反應(yīng)式鑄造。舉例i兌明的制造方 法是在鑄造于(例如75量規(guī)(gage )附著力促進(jìn)的PET膜的)基膜上的 輻射固化的液體聚合物中，形成作為圖標(biāo)的空隙，然后，以相對(duì)于圖標(biāo) 的正確的對(duì)齊或歪斜，在基膜的相反面上從輻射固化的聚合物形成透鏡， 接著，以類似照相凹版的刮刀來(lái)相對(duì)膜表面刮伊，而用亞微米粒子著色
的有色材料填充該圖標(biāo)空隙，以適當(dāng)方式實(shí)體化填充物(例如，溶劑移 除、輻射固化、或化學(xué)反應(yīng))，以及，最后施加可選的密封層，密封層可 為清澈的、染色的、著色的、或并入隱藏的安全材料。
Unison移動(dòng)材料的制造需要圖標(biāo)工具及透鏡工具并入二陣列的對(duì)稱 軸的選取的不對(duì)齊度。此圖標(biāo)及圖案的對(duì)稱軸的不對(duì)齊會(huì)控制所產(chǎn)生材 料中合成的影像尺寸及合成的影像旋轉(zhuǎn)。通常希望提供實(shí)質(zhì)上與網(wǎng)方向 或交合網(wǎng)(cross web)方向相對(duì)齊的合成影像，且在這些情形中，圖標(biāo) 與透鏡的總的角度不對(duì)齊會(huì)在透鏡圖案與圖標(biāo)圖案之間均分。所需的角 度不對(duì)齊的度數(shù)通常相當(dāng)小。舉例而言，在Unison移動(dòng)材料中，0. 3度 等級(jí)的總的角度不對(duì)齊適于將30微米的圖標(biāo)影像放大至5. 7mm的尺寸。 在本實(shí)施例中，總的角度不對(duì)齊在二個(gè)工具之間會(huì)均分，以致于每一工 具在相同方向上對(duì)這兩個(gè)工具以0. 15度的角度歪斜。由于這些工具在基 膜的相反表面上形成微結(jié)構(gòu)，所以，歪斜是在相同方向上，以致于工具 的歪斜是彼此相加，而非彼此抵消。
可以在工具的原始設(shè)計(jì)時(shí)，藉由將整個(gè)圖案于寫(xiě)入前旋轉(zhuǎn)所需角度， 以將歪斜并入工具中。也可以以數(shù)控機(jī)床，以適當(dāng)角度切割平坦鎳工具， 而將歪斜以機(jī)械方式并入平坦的鎳工具中。然后該歪斜的工具使用歪斜 切割的邊緣而形成到一個(gè)圓柱工具中以將該工具與一個(gè)壓印滾筒的旋轉(zhuǎn) 軸對(duì)齊。
此處，合成的放大微光學(xué)系統(tǒng)可以與其它的特征相組合，這些特征 包含但不限于下述單一元件或不同組合的實(shí)施例，例如圖標(biāo)填充材料、 背面涂料、表面涂料、透鏡中構(gòu)圖的及不構(gòu)圖的填充物或雜物、光學(xué)間 隔器或圖標(biāo)材料、疊層或涂附、包含正性或負(fù)性材料形式的含水的、溶 劑的或可輻射固化的、光學(xué)上透明的、半透明的或不透明的、染色的或 著色的標(biāo)記物(Indicia )的墨水及/或粘合劑、或是包含但不限于墨水、 金屬、熒光、或磁性材料、X射線、紅外線、或吸收或發(fā)射紫外線的材料 的印刷物包含鋁、鎳、鉻、銀、及金的磁性及非磁性的金屬；用于檢 測(cè)或信息儲(chǔ)存的磁性涂料及粒子；作為涂料及粒子的熒光染料和顏料； IR熒光涂料、填充物、染料或粒子；UV熒光涂料、填充物、染料或粒子； 作為涂料及粒子的磷光染料及顏料；占板(planchette)、 DNA、 RM、或 其它高分子示蹤劑(taggant)、 二向色纖維(fiber )、放射性同位素、 印刷受涂料、上漿、或底漆、化學(xué)反應(yīng)材料、微膠嚢成份、場(chǎng)影響材料、
金屬及非金屬的導(dǎo)電粒子及涂料、微穿孔的洞、有色線或纖維、嵌入于
文件、標(biāo)簽表面或材料表面中的Unison貼片，其^L接合于紙或者聚合物
作為一個(gè)載體以在制造期間粘著至紙、熒光二向色線或粒子、拉曼散射 涂料或粒子、色移涂料或粒子、層疊至紙、紙板、卡板、塑料、陶瓷、 織物、或金屬基底的Unison、作為線、貼片、標(biāo)簽、外包裝、火印箔、 或可撕膠帶的Unison、全息的、繞射的、繞射顯像圖、等值線、照相或 折射光學(xué)元件、液晶材料、上變頻及下變頻材料。
盡管已經(jīng)結(jié)合聚焦元件前述的陣列詳細(xì)描述了影像圖標(biāo)組件，但是 影像圖標(biāo)組件可用于將影像"印刷"提供在其它的應(yīng)用中。例如，圖34 是支撐微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件，例如微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件陣列的材料的一個(gè)實(shí)施例 通過(guò)圖標(biāo)層821的截面圖。示出的圖標(biāo)層821可構(gòu)成本合成放大微光學(xué) 影像投影系統(tǒng)、云紋放大系統(tǒng)的圖標(biāo)層，"鎖和鍵"云紋放大系統(tǒng)的圖標(biāo) 層(下面描述)、微影像或有效的"微印刷"的獨(dú)立層、微圓柱透鏡影像 薄膜系統(tǒng)的圖標(biāo)層，或者另 一微光學(xué)系統(tǒng)的影像或圖標(biāo)層。
圖標(biāo)層821可以是獨(dú)立式的或者其可選地被提供在基板820或透明 基板820上(如果該圖標(biāo)層構(gòu)成云紋放大系統(tǒng)中的一個(gè)元件則需要后者， 其中圖標(biāo)層821通過(guò)透明基板820光學(xué)連接到微透鏡陣列)。任選基板或 透明基板820支撐圖標(biāo)層821或與圖標(biāo)層821接觸，該圖標(biāo)層821加入 到用作圖標(biāo)影像元件的多種微結(jié)構(gòu)中。該微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件在材料層，例 如圖標(biāo)層821或基板中可形成為凹陷或者突起的區(qū)域。微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件 可采用多種形式和幾何形狀，其包括但是不局限于不對(duì)稱空隙圖案822、 對(duì)稱空隙圖案823、光阱圖案824、全息表面浮雕圖案825、廣義衍射表 面浮雕圖案826、 二進(jìn)制結(jié)構(gòu)的圖案827、 "二進(jìn)制光學(xué)"、"結(jié)構(gòu)顏色" 和通常的階梯狀浮雕圖案828、隨機(jī)粗糙以及偽隨機(jī)粗糙的圖案829、標(biāo) 稱的平面的圖案830以及凹陷831和突起832圖案(從下側(cè)看去，如所 示的，圖標(biāo)層的圖案)。
圖標(biāo)層821可加入到均勻的微結(jié)構(gòu)的陣列或圖案，例如完全不對(duì)稱 的空隙圖案822中。可替換地，圖標(biāo)層821可加入到兩個(gè)或多個(gè)微結(jié)構(gòu) 實(shí)施例822-832的陣列或圖案中。該微結(jié)構(gòu)用作能形成為微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元 件的陣列的圖標(biāo)元件，該微圖標(biāo)元件集體形成了類似于形成常規(guī)印刷的 影像的像素的組或陣列的一幅影像。例如，能夠結(jié)合聚焦元件前述的陣 列創(chuàng)建具有微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的陣列的系統(tǒng)，其中兩個(gè)陣列合作以形成可以或者不可以放大的合成光學(xué)影像。也可創(chuàng)建具有微圖標(biāo)元件陣列的系 統(tǒng)，這些微圖標(biāo)元件陣列集體形成旨在看起來(lái)放大的"微印刷"影像， 例如通過(guò)放大鏡或借助顯微鏡看到的影像。
當(dāng)圖標(biāo)元件插入或接觸真空、氣體(包括混合氣體，例如空氣)、液
體或固體時(shí)，圖34的微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件822-832可設(shè)計(jì)為在它們的部件中 和在它們的部件之間以及圍繞圖標(biāo)層821的未構(gòu)造的區(qū)域中展示出光學(xué) 對(duì)比度。該光學(xué)對(duì)比度可從折射、全內(nèi)反射、表面反射、色散、部分偏 振、偏振、旋光性、衍射、光干涉以及其它光效應(yīng)得出。 微結(jié)構(gòu)的圖標(biāo)元件
圖35是示出加入到多個(gè)微結(jié)構(gòu)的圖標(biāo)影像元件的實(shí)施例中的涂覆圖 標(biāo)層777的截面圖。圖標(biāo)層777類似于圖34的圖標(biāo)層821，且也可以是 獨(dú)立式的或者其可選性地被提供在基板775或透明基板775上。示出的 圖標(biāo)元件的實(shí)施例可包括圖34中的圖標(biāo)元件，其包括不對(duì)稱空隙圖案 779、對(duì)稱空隙圖案781、光阱圖案783、全息表面浮雕圖案785、廣義衍 射表面浮雕圖案787、 二進(jìn)制結(jié)構(gòu)的圖案789、 "二進(jìn)制光學(xué)"、"結(jié)構(gòu)顏 色，，和通常的階梯狀浮雕圖案791、隨機(jī)粗糙以及偽隨機(jī)粗糙的圖案795、 標(biāo)稱的平面的圖案797以及凹陷799和突起801圖案(從下側(cè)看去，如 所示的，圖標(biāo)層的圖案)。
利用上述微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件的加工和方法中的任意一種可將微結(jié) 構(gòu)圖標(biāo)影像元件形成在圖標(biāo)層中。
任何圖標(biāo)元件的微結(jié)構(gòu)可涂覆有共形的、不共形的和/或定向涂覆材 料793。
圖案式涂覆
涂覆材料793可以是共形的、不共形的、連續(xù)的、不連續(xù)的、圖案 式的、非圖案式的、定向涂覆，或其可具有不同于圖標(biāo)層777的材料和 特性，或其組合。涂覆材料793的圖案化可提供與微結(jié)構(gòu)影像元件的圖 案一致或者獨(dú)立于微結(jié)構(gòu)影像元件圖案，或者兩者的圖標(biāo)影像元件。不 論圖標(biāo)層777是否加入到任何微結(jié)構(gòu)圖案中，都可圖案化涂覆材料793 以將圖標(biāo)影像元件提供在圖標(biāo)層777的表面上。不論圖案化或未圖案化 的涂覆材料793都不必覆蓋圖標(biāo)層777的整個(gè)表面。涂覆材料可施加于 圖標(biāo)層777中僅被選擇的部分。
例如，可通過(guò)創(chuàng)建圖案脫金屬鋁層作為聚酯圖標(biāo)層的區(qū)域中的聚酯
圖標(biāo)層(作為圖標(biāo)層777的一個(gè)示例)上的涂覆材料(作為涂覆材料793 的一個(gè)示例)而形成圖標(biāo)影像元件，上述聚酯圖標(biāo)層的區(qū)域不具有形成 于其中的微結(jié)構(gòu)(例如下述的圖40中所示的)。在該示例中，圖案脫金 屬鋁層在不使用圖標(biāo)層上的微結(jié)構(gòu)表面的情況下提供圖標(biāo)影像。該圖案 脫金屬鋁層還可結(jié)合聚酯圖標(biāo)層的另 一 區(qū)域中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件一起 使用。圖案脫金屬鋁層可與微結(jié)構(gòu)的圖標(biāo)影像元件一致，使得它們預(yù)定 的外觀通過(guò)圖案脫金屬的鋁層得以增強(qiáng)，或者圖案脫金屬的鋁層提供的 圖標(biāo)影像可獨(dú)立于圖標(biāo)層的微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件，使得圖案脫金屬鋁層 圖標(biāo)影像用于創(chuàng)建一個(gè)合成影像，而微結(jié)構(gòu)的圖標(biāo)影像元件用于創(chuàng)建第 二合成影像。
包括圖案化的涂覆的正影像和負(fù)影像
微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件以及圖案化的圖標(biāo)層涂覆可用于形成正影像或 負(fù)影像(也參見(jiàn)下面的圖40),使得這些影像元件中的任一個(gè)可采取選擇 的"前景，，特性或者選擇的"背景，，特性，而圍繞區(qū)域采取其余的特性。 因此圖標(biāo)影像元件可用于形成正像或顏色反轉(zhuǎn)的影像，以及相應(yīng)的正合 成影像或顏色反轉(zhuǎn)的合成影像。
作為一個(gè)示例，這些圖標(biāo)影像元件方法的任何一種可用于提供模糊
的或者與透明背景或第二顏色的背景相反的第 一顏色的影像(例如現(xiàn)金 面值-"50")，而在圖標(biāo)層777的不同區(qū)域中可以反轉(zhuǎn)該顏色圖案，使 得影像是透明的或是第二顏色的，而背景是模糊的或是第 一顏色的。 用于微印刷的圖標(biāo)影像元件實(shí)施例
盡管本發(fā)明任意的以及所有的圖標(biāo)影像元件實(shí)施例可用作云紋放大 系統(tǒng)的元件，但是對(duì)于大范圍的應(yīng)用它們也可單獨(dú)用作超高分辨率的微 印刷。本發(fā)明的圖標(biāo)影像元件的方法可用于對(duì)于緊密信息存儲(chǔ)、現(xiàn)金、 文件、包裝以及制造的產(chǎn)品的隱藏的認(rèn)證，現(xiàn)金、文件、包裝以及制造 的產(chǎn)品的條形碼和數(shù)字標(biāo)記，以及能從超高分辨率的印刷或信息標(biāo)記中 獲利的所有應(yīng)用而創(chuàng)建微印刷。在該實(shí)施例中，提供一種微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元 件的圖案或陣列，其集體形成一幅影像或者提供觀察起來(lái)需要放大的特 定的信息。
圖36(a，b)顯示穿過(guò)具有附加的涂覆材料層838和840的材料的圖 標(biāo)層836的截面圖，該材料采用與圖34和35類似的一組微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影 像元件。示出的圖標(biāo)層836可構(gòu)成云紋放大系統(tǒng)的圖標(biāo)層、"鎖和鍵"云
紋放大系統(tǒng)的圖標(biāo)層(下面描述)、微影像或有效的"微印刷"的獨(dú)立層、 微圓柱透鏡影像薄膜的圖標(biāo)層，或者另 一微光學(xué)系統(tǒng)的影像或圖標(biāo)層。
圖標(biāo)層836可以是獨(dú)立式的或者其可隨意地提供在基板834或透明 基板834上。任選基板或透明基板834支撐圖標(biāo)層836或與圖標(biāo)層836 接觸，該圖標(biāo)層836加入到單獨(dú)或者組合用作圖標(biāo)影像的元件的多種微 結(jié)構(gòu)中。微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件可采用多種形式和幾何形狀，其包括但是不局 限于圖34中的那些對(duì)應(yīng)的實(shí)施例844—864。
如圖36(a)所示，示出支撐微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件844—856的圖標(biāo)層836 通過(guò)層壓粘合劑838被層壓到涂覆材料層840上，該涂覆材料層840可 由基板或透明基板842支撐。首先層壓粘合劑838可施加于圖標(biāo)層836, 然后與涂覆材料層838接觸，如對(duì)于微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件844和846所示的 層壓粘合劑中的間隙所示，或者首先將層壓粘合劑838也可或者替代地 施加于涂覆材料層840,然后與圖標(biāo)層836接觸，如對(duì)于微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像 元件848-856所示的層壓粘合劑838的連續(xù)層所示。
在該實(shí)施例中，涂覆材料層840與微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件844-856接 近或與之接觸。該涂覆層類似于圖34的涂覆層793并具有與關(guān)于涂覆層 793描述為相同的效應(yīng)。
在圖36(b)中，示出了支撐微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件858-864的圖標(biāo)層 837的截面圖，微結(jié)構(gòu)影像元件858-864被示出為利用層壓粘合劑839 被層壓以便層壓支撐涂覆材料層841的基板843。而層壓粘合劑839 ;故示 出為已經(jīng)應(yīng)用于圖標(biāo)層837，且然后開(kāi)始與層壓基板843接觸，應(yīng)該理解 層壓粘合劑839也可以或者替代地首先施加于層壓基板843,且然后開(kāi)始 與圖標(biāo)層837接觸。
在該實(shí)施例中，涂覆材料層841通過(guò)層壓基板843與圖標(biāo)層837分 開(kāi)。涂覆層841可以是前面所列的用于涂覆層840和793的材料的任何 一種。
盡管圖36(a)示出微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件844--864為未填充的，但是 微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件844-864的至少一部分可隨意地;故填充有圖標(biāo)填充 材料，或者在層壓之前進(jìn)行共形、不共形或定向涂覆材料的涂覆。微結(jié) 構(gòu)圖標(biāo)元件不需要完全被填充。當(dāng)填充時(shí)它們可以僅部分被填充，或者 按份額填充。
微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)影像元件表現(xiàn)為正影像或者負(fù)影像，或者此兩者。在圖
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37 (a-c)中；圖標(biāo)層868可以是獨(dú)立式的或者其可選地提供在基板866或 透明基板866上。圖標(biāo)層868可選地提供有可局部或完全覆蓋圖標(biāo)層868 的涂覆材料層870。
在圖37 (a)中，圖標(biāo)層868支撐微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的兩個(gè)區(qū)域正圖標(biāo) 元件872和負(fù)圖標(biāo)元件874。出于說(shuō)明的目的，負(fù)圖標(biāo)元件872通常的形 式與正圖標(biāo)元件874的形式是鏡像的。任選涂覆材料870被示出為在正 圖標(biāo)872上進(jìn)行共形涂覆，在負(fù)圖標(biāo)874上進(jìn)行不共形涂覆，例如只有 結(jié)合正圖標(biāo)872和負(fù)圖標(biāo)874能同時(shí)利用共形和不共形涂覆。
正圖標(biāo)影像元件872的目標(biāo)圖案可一皮提供為圖標(biāo)層868中的凹槽或 空隙871,而正圖標(biāo)影像元件872的背景區(qū)域被提供為正圖標(biāo)區(qū)域872 中的突起區(qū)域。負(fù)圖標(biāo)影像元件874的背景區(qū)域被提供為圖標(biāo)層868中 的凹陷875,以及負(fù)圖標(biāo)影像元件874的目標(biāo)圖案,皮提供為圖標(biāo)層中的突 起區(qū)域。
圖37(b)示出了當(dāng)圖標(biāo)被填充有具有與圖標(biāo)層868的材料不同特性 的圖標(biāo)填充材料時(shí)，正、負(fù)圖標(biāo)元件以及圖案的效果是如何特別引人注 意的。圖標(biāo)層868和任意的基板866的不同的區(qū)域被示出為填充了正圖 標(biāo)876和負(fù)圖標(biāo)880。圖標(biāo)填充材料878形成了正圖標(biāo)元件876的目標(biāo)圖 案886以及填充的負(fù)圖標(biāo)元件880的背景。
參見(jiàn)圖37 (c),填充正圖標(biāo)元件890以及填充負(fù)圖標(biāo)元件892的詳細(xì) 的平面圖882示出了看起來(lái)與圍繞的背景外觀884不同888的正圖標(biāo)元 件886。例如填充正圖標(biāo)元件與圍繞它的背景的外觀之間一個(gè)共同的差 別在于顏色。如果圖標(biāo)填充材料878支撐顏料、染料、或其它著色材料， 然后填充正圖標(biāo)元件886將顯示出高濃度89 3的圖標(biāo)填充材料886,而圍 繞的背景區(qū)域884將不顯示。同樣，填充負(fù)圖標(biāo)元件892的背景將顯示 出高濃度的圖標(biāo)填充材料886,而填充負(fù)圖標(biāo)元件892的目標(biāo)圖案將顯示 出圖標(biāo)填充材料的缺乏894。
通過(guò)這些方法以及結(jié)合這里的其它教導(dǎo)，可以看出能夠產(chǎn)生正和負(fù) 影像圖標(biāo)元件。當(dāng)這些正和負(fù)影像圖標(biāo)元件用作云紋放大系統(tǒng)的元件時(shí)， 它們可用來(lái)產(chǎn)生正和負(fù)合成影像。正和負(fù)影像元件可單獨(dú)或者組合起來(lái) 使用。
圖38 (a-c)中示出了組合填充圖標(biāo)和涂覆的實(shí)施例的代表性樣品。圖 標(biāo)層898可以是獨(dú)立式的或者其可任意地提供在基板896或透明基板896
上。任選基板或透明基板896支撐或接觸加入多種微結(jié)構(gòu)的圖標(biāo)層898, 該微結(jié)構(gòu)與圖標(biāo)影像的元件一樣可單獨(dú)或者組合使用。
圖38(a)示出通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒?如圖35描述)將涂覆材料900施加 于圖標(biāo)層898的至少部分表面。在該圖中涂覆材料900被示出為與圖標(biāo) 層898表面共形，但是其也可以是不共形、不連續(xù)、圖案化的，或者由 具有不同的特性和/或材料的涂覆區(qū)域組成。正圖標(biāo)元件904具有它們的 填充有圖標(biāo)填充材料902的目標(biāo)圖案微結(jié)構(gòu)以及它們未填充的背景元件。 負(fù)圖標(biāo)元件906具有它們的填充有圖標(biāo)填充材料902的背景微結(jié)構(gòu)，而 它們的目標(biāo)圖案微結(jié)構(gòu)908是未填充的。
圖38(a)中所示的實(shí)施例可通過(guò)涂覆材料900和圖標(biāo)填充材料902 的不同視角產(chǎn)生的不同光效應(yīng)提供圖標(biāo)影像的視覺(jué)改進(jìn)。例如，如果涂 覆材料900是鋁的薄膜層，使得當(dāng)從垂直于圖標(biāo)層898的平面方向看去 其基本上是透明的，填充圖標(biāo)元件的中間區(qū)域?qū)⒒旧铣尸F(xiàn)與它們未涂 覆時(shí)一樣的顏色。薄鋁層的反射率隨著入射角的增加而增加，因此填充 的、涂覆的圖標(biāo)元件的斜邊表現(xiàn)為更反光，從而呈現(xiàn)出具有高對(duì)比度的 輪廓線的圖標(biāo)元件。如果涂覆材料900是單層或多層介電涂覆，則涂覆 的顏色可以根據(jù)不同的視角而不同，由此對(duì)于圖標(biāo)元件的側(cè)面增加了顏 色著色或顏色高亮效應(yīng)。其它類型的涂覆材料可用于粘合促進(jìn)以產(chǎn)生額 外的視覺(jué)效果，或者能給材料提供隱蔽的、機(jī)器可讀的或者法庭的認(rèn)證 特征。可以理解圖標(biāo)元件不必填充或涂覆?？梢詢H局部填充某些圖標(biāo)元 件。
圖38(b)所示的實(shí)施例顛倒了圖38(a)所示的圖標(biāo)填充和涂覆的順 序，其中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)首先被填充了圖標(biāo)填充材料902,然后被涂覆了涂覆 材料900。圖標(biāo)層898可任意地提供在基板896或透明基板896上或者可 以是獨(dú)立式的。圖標(biāo)元件910和912被填充有圖標(biāo)填充材料902,然后隨 意地被覆蓋有涂覆材料900。
即使相同的材料用于涂覆材料900和圖標(biāo)填充材料902,圖38(b)的 實(shí)施例的視覺(jué)效果通常也不同于圖38 (a)的視覺(jué)效果。涂覆材料900通過(guò) 圖標(biāo)填充材料902為可視或不可視，這取決于圖標(biāo)填充材料902的光學(xué) 特性。涂覆材料9 00在填充的圖標(biāo)之間的區(qū)域中是直接可視的。
假定圖標(biāo)元件基本上完全被填充了圖標(biāo)填充材料902,在涂覆材料 900是可視的所有地方，無(wú)論通過(guò)圖標(biāo)填充材料902能看到或直接能看
到，涂覆材料900基本上平行于圖標(biāo)層898的表面。因此涂覆材料900 的存在可以改變圖標(biāo)填充材料902的整體外觀，但是其不提供如圖38(a) 所示的輪廓或邊緣增強(qiáng)功能?？梢栽O(shè)計(jì)涂覆材料900使得其具有除了或 者替代光效應(yīng)之外的其它效應(yīng)或功能-例如，涂覆材料900能提供非接 觸認(rèn)證、檢測(cè)或者對(duì)于圖標(biāo)層898所附著的目標(biāo)的認(rèn)證。
如果圖標(biāo)元件未充滿圖標(biāo)填充材料9 02 ，則涂覆材料9 0 0基本上不平 行于圖標(biāo)層898的表面。在這種情況下(未示出)，可能存在由涂覆材料 900在其接觸圖標(biāo)填充材料902且基本上不是平面的區(qū)域中提供的另外 的光效應(yīng)。
圖38(c)的實(shí)施例是圖38(b)的實(shí)施例的延伸以包括多個(gè)圖標(biāo)填充 材料。(盡管這里沒(méi)有示出，多個(gè)圖標(biāo)填充材料也可用于圖38(a)所示的 實(shí)施例中，且下面的描述也應(yīng)用于該實(shí)施例。)圖標(biāo)層898支撐填充有第 一圖標(biāo)填充材料916的正微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件9 2 6和負(fù)^L結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件928。 微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件926和928未填滿第一圖標(biāo)元件916。這可以通過(guò)多種方 法得以實(shí)現(xiàn)，該方法包括將第一圖標(biāo)材料916散布在溶劑中，用散布在 溶劑中的第一圖標(biāo)填充材料916填充圖標(biāo)微結(jié)構(gòu)，干燥該溶劑以及接下 來(lái)收縮第一圖標(biāo)填充材料916的體積。未填滿圖標(biāo)微結(jié)構(gòu)的另一方法是 用第一圖標(biāo)填充材料916填充它們，且然后通過(guò)擦拭或刮削方法，例如 通過(guò)拋光或刮墨刀高壓擦拭來(lái)除去一些圖標(biāo)填充材料916。
第一圖標(biāo)填充材料916可通過(guò)干燥、化學(xué)反應(yīng)(例如雙組份環(huán)氧樹(shù) 脂樹(shù)脂(two-part epoxy)或樹(shù)脂以及硬化聚合反應(yīng))、輻射固化、氧化 或者其它適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ袝r(shí)可得以穩(wěn)定化、固化或干燥。第一圖標(biāo)填充材 料916可選地也可以不被穩(wěn)定化，因此其以某種方式可以與第二圖標(biāo)填 充材料918進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。
然后圖標(biāo)微結(jié)構(gòu)926和928可選地被填充第二圖標(biāo)填充材料918。根 據(jù)用于提供提供未填滿第一圖標(biāo)填充材料916所用的方法，第一圖標(biāo)填 充材料916和第二圖標(biāo)填充材料918的相對(duì)厚度可以在不同的區(qū)域中不 同或者對(duì)于具有不同深度、寬度或縱橫比的圖標(biāo)元件微結(jié)構(gòu)而各不相同。 正圖標(biāo)元件926顯示出大致等于第一圖標(biāo)填充材料916和第二圖標(biāo)填充 材料918的體積，這兩種填充材料的厚度在填充區(qū)域920的中央基本上 相等。該圖中負(fù)圖標(biāo)元件在縱橫比上顯示出較大的不同，因此兩個(gè)較大 的填充圖標(biāo)元件的中央?yún)^(qū)域922對(duì)于第一圖標(biāo)填充材料916和第二圖標(biāo)
填充材料918顯示出各自大約例如為1: 3的填充材料的厚度比。較小的 負(fù)圖標(biāo)元件924的中央對(duì)于第一圖標(biāo)填充材料916和第二圖標(biāo)填充材料 918顯示出非常不同的填充材料厚度比，例如大約為4: 1。該填充圖標(biāo) 可選地由材料900覆蓋。
涂覆材料900在用第一圖標(biāo)填充材料916填充圖標(biāo)之前還可選地施 加于圖標(biāo)層898,或者其可在填充第二圖標(biāo)填充材料918之前施加于圖標(biāo) 層989和第一圖標(biāo)填充材料916。這些變化在該圖中未示出。
正圖標(biāo)元件920具有填充圖標(biāo)填充材料916和918的目標(biāo)圖案微結(jié) 構(gòu)以及未填充的它們的背景元件。負(fù)圖標(biāo)元件928具有填充圖標(biāo)填充材 料916和918的背景微結(jié)構(gòu)，而它們的目標(biāo)圖案微結(jié)構(gòu)未填充。
注意到不限制于圖38 (a-c)中的圖標(biāo)材料，本發(fā)明的任何實(shí)施例中的 任何圖標(biāo)層材料本身可加入顏料、染料、著色劑、熒光材料或如本發(fā)明 前面的定義部分所述的任何適當(dāng)種類的填充材料。填充圖標(biāo)層使得正和 負(fù)圖標(biāo)元件之間的差別稍微有點(diǎn)理論性的，因?yàn)樾纬稍诩兇獾?、未染?的以及未著色的圖標(biāo)層中，然后填充染色的圖標(biāo)填充材料的特定的微結(jié) 構(gòu)圖標(biāo)元件可認(rèn)為是正圖標(biāo)元件，而形成在染色的圖標(biāo)層中然后填充純 粹的、未染色以及未著色的圖標(biāo)填充材料的及其相同的微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件 被認(rèn)為是負(fù)元件。在該示例中，在正圖標(biāo)元件和負(fù)圖標(biāo)元件之間改變的 全部都是對(duì)于圖標(biāo)層和圖標(biāo)填充材料的材料的選擇。盡管談?wù)撜拓?fù)圖 標(biāo)元件是方法的，但是真實(shí)存在可能性的集合，包括具有一種顏色或背 景中存在光效應(yīng)以及具有兩種顏色和/或目標(biāo)圖案中存在光效應(yīng)的的圖 標(biāo)元件，且反之亦然。
如果使用圖38 (a-c)的圖標(biāo)元件作為云紋放大系統(tǒng)的一部分，然后涂 覆材料和圖標(biāo)填充材料的組合提供的獨(dú)特效應(yīng)也將繼續(xù)成為云紋放大系 統(tǒng)產(chǎn)生的合成影像。
圖案化的涂覆在圖標(biāo)上并且作為圖標(biāo)
圖39(a-c)示出了圖案化的涂覆材料、熱印箔、定向涂覆以及填充圖 標(biāo)的應(yīng)用和組合、在圖39(a)中，圖標(biāo)層932可以是獨(dú)立式的或者其可選 地提供在基板930或透明基板930上。任選的基板或透明基板930支撐 或與加入多種微結(jié)構(gòu)的圖標(biāo)層932接觸，該微結(jié)構(gòu)可單獨(dú)或者組合起來(lái) 用作圖標(biāo)影像的元件。
在圖39(a)中，涂覆材料934的圖案化構(gòu)成了存在涂覆材料的區(qū)域935以及不存在涂覆材料的區(qū)域。涂覆材料934的圖案化可以以任意一種 形式以及出于任何目的，包括對(duì)于云紋放大微光學(xué)系統(tǒng)的圖標(biāo)元件的創(chuàng) 建。圖案化涂覆的多種方法是本領(lǐng)域公知的，包括在涂覆以及化學(xué)蝕刻 暴露的涂覆中印刷或沉積抗蝕劑材料，然后從涂覆層中選擇性地化學(xué)剝 離抗蝕劑材料。抗蝕劑層可以是光致抗蝕劑，且該抗蝕劑層的圖案化可 以通過(guò)曝光方法執(zhí)行。涂覆層的圖案化的一個(gè)可替換的方法為首先沉積 圖案化的抗蝕劑層(或者，可替換地沉積抗蝕劑層然后對(duì)其圖案化)，然 后將涂覆層施加到材料以及抗蝕劑層的表面，然后用化學(xué)方法除去抗蝕 劑材料以及粘在其上的涂覆層。例如-該后面的方法在"去金屬的安全線 程"的制造中是常用的，其中抗蝕劑材料印刷在聚合物基板上，該基板 和抗蝕劑材料被涂覆有真空金屬化或?yàn)R射的鋁層，且該抗蝕劑層可通過(guò) 化學(xué)方法除去。在存在有抗蝕劑層的位置不存在鋁涂覆層，當(dāng)除去抗蝕 劑材料時(shí)被剝離。替代化學(xué)方法除去所選擇的金屬化區(qū)域，這些區(qū)域可 能被機(jī)械除去，例如通過(guò)刮擦。可以理解僅有涂覆層的一部分可以被圖 案化。
在云紋放大薄膜中與圖標(biāo)元件的尺寸和幾何形狀不 一致的圖案化金 屬涂覆層可用于產(chǎn)生合成影像中局部透明金屬的效果，因?yàn)槊摻饘賲^(qū)域 的位置從圖標(biāo)元件到圖標(biāo)元件中各不相同-由具有不透明的這些圖標(biāo)元 件形成的合成圖像在某種意義上類似于印刷中所用的半色調(diào)方法，其中 不透明的存在與涂覆層存在的百分比成正比。
可替換地，圖案化脫金屬的金屬涂覆層可用于創(chuàng)建與可用于產(chǎn)生第 二組合成影像不同的微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件不同的一組圖標(biāo)元件。這種附加的 合成影像的一種應(yīng)用是用于現(xiàn)金、文獻(xiàn)以及商標(biāo)保護(hù)的材料的隱蔽認(rèn)證。
圖39(a)中托架936表示的區(qū)域中涂覆材料934以與微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件 的幾何形狀不一致的方式被圖案化。該圖案化的涂覆材料934能承載獨(dú) 立的信息，例如圖標(biāo)元件不同的圖案，或者其可承載其它的圖形或文本 信息，或者不承載信息。
相比較，托架938表示的區(qū)域中的涂覆材料934與圖標(biāo)元件一致， 涂覆凹槽形狀931但是不涂覆它們之間的"平面"939。這種圖案化可通 過(guò)用涂覆材料934涂覆圖標(biāo)層932的整個(gè)表面來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中包括凹陷區(qū) 域931和"平面"939，然后通過(guò)刮擦、擦拭、刷、削磨、研磨、化學(xué)蝕 刻、除去粘合劑或者通過(guò)其它合適的方法除去"平面，，939上的涂覆材料932。
在某種意義上講與圖標(biāo)元件一致的圖案化涂覆材料934可提供圖標(biāo) 元件強(qiáng)視覺(jué)、光學(xué)、電磁、磁或其它方面的增強(qiáng)。例如加入微結(jié)構(gòu)圖 標(biāo)元件的圖標(biāo)層932可被濺射有金，然后通過(guò)擦拭在纖維素材料，例如 紙上的涂覆表面，金可以從平面939上除去。然后圖標(biāo)元件中剩余的金 給它們提供了金的金屬外觀，而平面中沒(méi)有金，因此圖標(biāo)元件相對(duì)于背 景表現(xiàn)為單獨(dú)的金對(duì)象。
圖39(b)示出了單獨(dú)(946 )加入了熱印箔涂覆942且與圖標(biāo)填克材 料948結(jié)合(950, 951 )的不同的圖標(biāo)層932的實(shí)施例。示出了一種典 型的熱印箔的結(jié)構(gòu)，其中熱粘合層940將熱印箔涂覆的箔層942粘合到 圖標(biāo)層932上。可選性地提供熱印箔涂覆的脆性的漆層944以支撐熱印 箔942。脆性的漆層944可加入微結(jié)構(gòu)圖案，例如全息圖。在托架946 表示的區(qū)域中，熱印箔涂覆942已經(jīng)通過(guò)已知的方法施加到圖標(biāo)層932 的表面，從而密封微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的凹陷表面。在托架950表示的區(qū)域 中，熱印箔942已經(jīng)施加于包含圖標(biāo)填充材料"8的微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)上。在 托架951表示的區(qū)域中，熱印箔942已經(jīng)施加于圖標(biāo)層962，然后覆蓋在 微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的凹陷表面上的熱印箔涂覆材料已經(jīng)被除去。適當(dāng)?shù)某?去熱印箔涂覆材料的方法包括，但是不局限于氣體的高壓噴射、高壓水 或其它液體的噴射以及機(jī)械斷裂和磨蝕。接下來(lái)微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件可選擇 性地由圖標(biāo)填充材料948進(jìn)行填充，該圖標(biāo)微結(jié)構(gòu)外觀由圖標(biāo)填充材料 948控制，且"平面"外觀由熱印箔涂覆材料控制。圖標(biāo)填充材料948 可選擇性地覆蓋在所示的至少部分熱印箔涂覆942之上，或者其可,皮應(yīng) 用使得僅填充圖標(biāo)凹陷(未示出)。
圖39(c)示出了加入可選擇性地結(jié)合圖標(biāo)填充材料948 —起使用的 定向涂覆材料(952和962 )的不同的圖標(biāo)層932的實(shí)施例。首先定向涂 覆952按箭頭954表示的方向施加于圖標(biāo)層932。第一定向涂覆952的定 向沉積導(dǎo)致其優(yōu)選地涂覆托架956表示的區(qū)域中圖標(biāo)元件的"平面"以 及右側(cè)(如圖所示)。這種涂覆能提供微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的一側(cè)的視覺(jué)上的 高亮顯示，從而產(chǎn)生"陰影"或"照亮的亮點(diǎn)"效應(yīng)。
托架958表示的區(qū)域中使用了兩種定向涂覆。箭頭954表示施加第 一定向涂覆954的方向，第一定向涂覆覆蓋了該區(qū)域中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件 的"平面，，及右側(cè)。第二定向涂覆962從箭頭960表示的方向施加，并
覆蓋微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的左側(cè)。第一和第二定向涂覆(分別為952和962 ) 可以或者是相同的材料或者是不同的材料，且它們可以如所示的從相反 的方向進(jìn)行施加(954和960 ),或者它們可以從相同的方向進(jìn)行施加。 例如如果第一定向涂覆952是銀，且其從箭頭954所示的方向施加， 以及如果第二定向涂覆962是金，且其從箭頭960所示的方向施加，然 后微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的右側(cè)將呈現(xiàn)出銀且它們的左側(cè)呈現(xiàn)出金，而它們的 中間保持為未涂覆且呈現(xiàn)為透明的。與另一示例一樣前一示例的條件， 除了銀施加于箭頭954所示的角度以及金從通常相同的方向被施加，且 該角度相對(duì)于整個(gè)圖標(biāo)層932表面的法線更接近IO度之外。然后與銀一 樣，金涂覆于圖標(biāo)元件的相同側(cè)，但是金將涂覆得更高直到圖標(biāo)元件的 右側(cè)或涂覆到圖標(biāo)元件的中央。結(jié)果圖標(biāo)元件呈現(xiàn)出混合了金色直到圖 標(biāo)元件的頂部(如所示的)的具有銀的右側(cè)。其它多種組合以及變化對(duì) 于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。
然而另 一變化示出在托架964表示的圖39 (c)的區(qū)域中，其中微結(jié)構(gòu) 圖標(biāo)元件具有兩個(gè)定向涂覆，第一定向涂覆952和第二定向涂覆962,且 然后它們被填充有圖標(biāo)填充材料948。圖標(biāo)填充材料可選擇性地增加到在 附圖中未示出的包括圖39(a)的區(qū)域936和938以及圖39(c)的區(qū)域956 的任何部分的被涂覆的任何微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件中。
圖40(a)示出了使用圖案化的涂覆材料967作為創(chuàng)建圖標(biāo)影像元件 的裝置。圖案化的涂覆材料967提供在基板966或透明基板966上方， 所述圖案化所選擇厚度的涂覆材料968的加入?yún)^(qū)域以及或者具有較小厚 度的涂覆材料969的區(qū)域或者沒(méi)有涂覆材料970的區(qū)域，或者兩者。涂 覆材料不同的厚度-全厚度(968 )、局部厚度(969 )以及零厚度(970 )
(或者缺少涂覆材料)-可以被圖案化以將圖標(biāo)影像信息表示為云紋放 大系統(tǒng)中的元件?；蛘呷穸韧扛膊牧匣蛘吡愫穸韧扛膊牧峡捎糜谛纬?圖標(biāo)元件的目標(biāo)圖案。圖40(b)示出了利用全厚度圖標(biāo)元件形成目標(biāo)圖案
(字母和數(shù)字)以及由零厚度或局部厚度涂覆材料形成背景976的平面 圖972。由于平面圖972所示的圖標(biāo)元件的目標(biāo)圖案由存在涂覆材料967 而形成，圖標(biāo)影像稱為正圖標(biāo)影像。圖40(c)表示負(fù)圖標(biāo)影像的平面圖 978,其中背景由全厚度涂覆材料982形成，目標(biāo)圖案由局部或零厚度涂 覆材料980形成。局部厚度涂覆材料969的區(qū)域可用于創(chuàng)建灰度級(jí)圖案， 其中涂覆材料967的光效應(yīng)根據(jù)涂覆材料的自然特性提供改變的或者減
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小的亮度效應(yīng)。
涂覆材料967的圖案化可參考圖38通過(guò)前面所述的任一種方法來(lái)執(zhí) 行。局部厚度涂覆材料的區(qū)域可由額外的掩模和蝕刻步驟，或者通過(guò)在 局部厚度區(qū)域的圖案中蝕刻全厚度涂覆，然后執(zhí)行涂覆材料967的第二 涂覆來(lái)將局部厚度層沉積在整個(gè)基板966或透明基板966上，然后選擇 性地掩模并蝕刻不只一次以產(chǎn)生零厚度區(qū)域970來(lái)創(chuàng)建。
額外的涂覆材料層可選擇性的增加到圖案化的涂覆材料967上。示 例包括，但是不局限于，通過(guò)真空沉積、染色或著色涂覆或者先前在本 文獻(xiàn)的定義部分中所列的任何一種來(lái)金屬化。示例該層可直接被施加、 層壓、熱印、涂覆或另外被提供。這種額外層的使用可提供改變局部厚 度涂覆材料969的區(qū)域以及零厚度(缺少)涂覆材料970的區(qū)域的外觀 這一好處。
圖41 (a ， b)示出了兩部分云紋;改大系統(tǒng)的兩個(gè)實(shí)施例，該云紋放大系 統(tǒng)可用作"鎖和鍵"認(rèn)證系統(tǒng)，其中微透鏡陣列是一單獨(dú)的塊，其作用 就像在圖標(biāo)陣列塊中"解鎖"信息的鍵。圖41(a)中可選的透明基板984 承載透光材料988制成的微透鏡，該透光材料988可與形成可選的透明 基板984所用的材料不同或相同。微透鏡986加上可選的基板984的透 鏡片1000的總厚度小于微透鏡986的焦距1004。
透鏡片1000不永久地附著于圖標(biāo)片1002,但是其是能用作圖標(biāo)片 1002的認(rèn)證裝置的自由且獨(dú)立的塊。當(dāng)用作認(rèn)證裝置時(shí)透鏡片1000開(kāi)始 接觸或靠近圖標(biāo)片1002的表面。兩個(gè)片之間的間隙992通常包括空氣薄 膜，或者該間隙992可選擇性地被填充水、甘油或其它液體以提供透鏡 片1000和圖標(biāo)片1002之間的光學(xué)或機(jī)械連接。
加入可選的透明基^反990的圖標(biāo)片1002、圖標(biāo)層94和圖標(biāo)元件996 (這里所示選擇性地填充了圖標(biāo)填充材料997 )與圖標(biāo)層一起位于距離透 鏡片IOOO最遠(yuǎn)的表面上。圖標(biāo)片1002加上透鏡片IOOO的總厚度一皮設(shè)計(jì) 為基本上等于微透鏡986的焦距1004。當(dāng)透鏡片IOOO基本上位于附近時(shí)， 例如與圖標(biāo)片1002接觸，在具有或沒(méi)有連接液體的情況下，微透鏡986 的焦點(diǎn)998應(yīng)該位于圖標(biāo)層994之內(nèi)或附近某處。焦點(diǎn)998最佳的位置 在圖標(biāo)層994的下表面處或者該下表面的稍下方。
根據(jù)圖41(a)的實(shí)施例形成的系統(tǒng)可用作防偽、認(rèn)證或安全裝置。例 如，圖標(biāo)片1002的圖標(biāo)層994可附著、粘貼或另外永久性地固定到，或
加入到制造、原始創(chuàng)建、包裝或分配時(shí)的目標(biāo)或文獻(xiàn)中。圖標(biāo)片1002本 身不必具有任何視覺(jué)上能區(qū)別的特征。實(shí)際上圖標(biāo)元件996非常小，在 尺寸上為從幾微米到幾十微米的數(shù)量級(jí)，且通過(guò)肉眼將不能有效地看到。 如果需要，其它常規(guī)的印刷或成像可提供在圖標(biāo)片1002上或附著于圖標(biāo) 片1002。
這種其它成像的一個(gè)示例可以是用于辨認(rèn)的人的照片，使得圖標(biāo)片 用作該照片的背景。且通過(guò)結(jié)合，圖標(biāo)片1002,其固定連接的目標(biāo)可通 過(guò)設(shè)置適當(dāng)尺寸的透鏡片IOOO基本上與圖標(biāo)片1002接觸并在平面內(nèi)旋 轉(zhuǎn)透鏡片1000直到透鏡和圖標(biāo)元件996充分對(duì)準(zhǔn)以形成圖標(biāo)元件996的 合成影像而得以認(rèn)證。("適當(dāng)尺寸"的透鏡片是一種聚焦元件的陣列具 有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱和重復(fù)周期的透鏡片，其基本上匹配圖標(biāo)片1002上的圖標(biāo)元 件996的陣列的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱和重復(fù)周期，并具有設(shè)計(jì)用于獲得選擇的光效 應(yīng)的圖標(biāo)/透鏡重復(fù)率[超深度、深度、移動(dòng)、浮動(dòng)、超浮動(dòng)、漂浮、3-D 及其組合]。)
圖41(b)示出了本發(fā)明這一方面的替換實(shí)施例。在該附圖中透鏡片 1010包括由單一材料組成的單片，該單一材料包括其上表面上的微透鏡 1008以及可選的材料1006的額外厚度以提供光間隔。如果透鏡片1000 不包括可選的透明基板984，圖41(a)的透鏡片IOOO也可以這種方式形 成。同樣，圖41(b)的透鏡片1010可利用透明基板和微透鏡層形成，如 圖41 (a)所示。為了完整性示出了透鏡片1000和1010兩個(gè)替代的結(jié)構(gòu)-或者透鏡片IOOO或IOIO可具有示出的兩種結(jié)構(gòu)中的一種-單片透鏡(圖 41b)或基板加透鏡(圖41a)。
圖41 (b)的實(shí)施例中透鏡片IOIO的功能與圖41(a)的透鏡1000的功 能一樣，盡管由于與圖標(biāo)片1002相比圖標(biāo)片1014中的差別，但是透鏡 片1010的總厚度通常與微透鏡1008的焦距1024成較大比例。圖標(biāo)片 1014加入了可選擇性地填充有圖標(biāo)填充材料997的表面支撐圖標(biāo)元件 1020。出于完整性的說(shuō)明，圖標(biāo)片1014示出為不具有單獨(dú)圖標(biāo)層和基板 層的單片，但是圖標(biāo)片1014可替換地以圖標(biāo)片1002的方式形成為具有 基板以及附著的圖標(biāo)層。根據(jù)圖標(biāo)片1014的結(jié)構(gòu)以相同的方式可將圖標(biāo) 片1002形成為單片片材。
圖標(biāo)片1014和圖標(biāo)片1002之間功能上的差別是前者在其最近的 透鏡片1010的表面上具有其圖標(biāo)元件，而后者在其最遠(yuǎn)的透鏡片1000
的表面上具有其圖標(biāo)元件。此外，由于圖標(biāo)片1014的圖標(biāo)元件1020是 在該圖標(biāo)片的上表面上，因此位于圖標(biāo)元件1020下方的材料1018不必 是透明的，無(wú)論圖標(biāo)片1014是單片或者其具有包含圖標(biāo)層和基板的圖標(biāo) 片1002的結(jié)構(gòu)。圖標(biāo)片1002的基板990需要是基本透明的，因?yàn)闉榱?使透鏡986形成圖標(biāo)元件996的影像光必須通過(guò)基板990。
可選的涂覆材料1016可以凈皮提供在圖標(biāo)片1014的圖標(biāo)元件1020 上。通過(guò)不同于使用透鏡片1010的方法，涂覆材料1016是期望的以提 供圖標(biāo)片的光學(xué)或非接觸認(rèn)證。涂覆層1016可包括其它的光學(xué)特征，例 如全息或衍射結(jié)構(gòu)。兩個(gè)圖標(biāo)片1002以及圖標(biāo)片1014的圖標(biāo)元件可以 采取包括這里所述的圖標(biāo)元件的任何實(shí)施例的任何形式。
與圖41 (a)的實(shí)施例的情形一樣，圖41 (b)的實(shí)施例的透鏡片1014 并不永久性地附著于圖標(biāo)片1014,而是一種用作圖標(biāo)片1014的認(rèn)證裝置 的自由且獨(dú)立的塊。當(dāng)用作認(rèn)證裝置時(shí)透鏡片IOIO開(kāi)始接觸或靠近圖標(biāo) 片1014的表面。兩個(gè)片之間的間隙1012通常包含氣體薄膜，或者該間 隙1012可選擇性地填充水、甘油或其它液體以在透鏡片1010和圖標(biāo)片 1014之間提供光學(xué)或機(jī)械連接。
圖標(biāo)片1014加透鏡片1010的總厚度被設(shè)計(jì)為基本上等于微透鏡 1008的焦距1024。當(dāng)透鏡片IOIO基本上位于與圖標(biāo)片1014接觸時(shí)，在 具有或沒(méi)有耦合液體的情況下，微透鏡1008的焦點(diǎn)1022應(yīng)該位于圖標(biāo) 層1020之內(nèi)或附近某處。焦點(diǎn)1022最佳的位置在圖標(biāo)層1020的下表面 處或者該下表面的稍下方。
根據(jù)圖41(b)的實(shí)施例形成的系統(tǒng)可用作防偽以及認(rèn)證裝置。例如， 圖標(biāo)片1014的下表面可附著、粘貼或另外永久性地固定到，或加入到制 造、原始創(chuàng)建、包裝或分配時(shí)的目標(biāo)或文獻(xiàn)中。圖標(biāo)片1014本身不必具 有任何視覺(jué)上能區(qū)別的特征。實(shí)際上圖標(biāo)元件1020非常小，在尺寸上是 從幾微米到幾十微米的數(shù)量級(jí)，且通過(guò)肉眼將不能有效地看到。如果需 要，其它常規(guī)的印刷或成像可提供在圖標(biāo)片1014上或附著于圖標(biāo)片 1014。這種其它成像的一個(gè)示例可以是用于辨認(rèn)的人的照片，使得圖標(biāo) 片用作該照片的背景。且通過(guò)結(jié)合，圖標(biāo)片1014,其可靠附著的目標(biāo)可 通過(guò)設(shè)置適當(dāng)尺寸的透鏡片IOIO基本上與圖標(biāo)片1014接觸并在平面內(nèi) 旋轉(zhuǎn)透鏡片1010直到透鏡和圖標(biāo)元件1020充分對(duì)準(zhǔn)以形成圖標(biāo)元件 1 020的合成影^象而纟尋以i人證。
圖標(biāo)片(1002或1014)的結(jié)構(gòu)或者形式可加入形成不同的合成影像 的多種圖標(biāo)元件(分別為996或1020 )的圖案，該合成影像可以以不同 的透鏡片旋轉(zhuǎn)角度(例如透鏡片旋轉(zhuǎn)0度角產(chǎn)生最大放大合成影像的第 一圖標(biāo)圖案以及透鏡片旋轉(zhuǎn)30度產(chǎn)生最大放大合成影像的第二圖標(biāo)圖案)、不同的透鏡重復(fù)周期、不同的透鏡及圖標(biāo)陣列幾何形狀(例如具有 六邊形幾何形狀的第 一陣列集合以及具有方形集合形狀的第二陣列集 合)及其組合來(lái)讀取或認(rèn)證。
不同透鏡周期的認(rèn)證方法的一個(gè)示例是當(dāng)具有30微米重復(fù)周期的透 鏡片合成放大時(shí)加入產(chǎn)生深度影像的圖標(biāo)元件圖案以及當(dāng)具有45微米重 復(fù)周期的透鏡片合成放大產(chǎn)生漂浮影像的第二圖標(biāo)元件圖案的圖標(biāo)片。
第二圖標(biāo)元件圖案可選擇地以與第一圖標(biāo)元件圖案不同的旋轉(zhuǎn)角度被認(rèn)證。
具有多種圖標(biāo)圖案的材料可加入可由第 一鍵(具有第 一選擇重復(fù)周
期的透鏡片)揭示的一組信息以及可分別由其它被揭示的其它組信息(分別匹配到它們各自圖標(biāo)元件重復(fù)周期的透鏡片)。多種圖標(biāo)圖案還被提供在需要具有不同焦距的多個(gè)聚焦元件的不同的圖標(biāo)層中以從不同的圖標(biāo) 層中形成可視的合成光學(xué)影像。
圖42的實(shí)施例稱為"濕解碼器"方法以及將隱蔽信息加入到本發(fā)明 的云紋放大系統(tǒng)1026中的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能通過(guò)使用隱蔽認(rèn)證透鏡片1040 順序地"解碼"或揭示。在該附圖中，包括微透鏡1028和圖標(biāo)層1030 的放大系統(tǒng)1026將隱蔽圖標(biāo)圖案1034加入到圖標(biāo)層1020中或上。圖標(biāo) 層1030還可選擇性地包括明顯的圖標(biāo)圖案1032。放大系統(tǒng)1026凈皮設(shè)計(jì) 為產(chǎn)生明顯的圖標(biāo)圖案1032的明顯可視的合成影像1038，如前所述。相 反，隱蔽圖標(biāo)圖案1034的重復(fù)周期和/或旋轉(zhuǎn)對(duì)稱有目的地被設(shè)計(jì)從而 當(dāng)借助微透鏡1028觀察時(shí)不產(chǎn)生明顯可視的合成影像。
例如，隱蔽圖標(biāo)圖案1034的重復(fù)周期可設(shè)計(jì)為基本上不同于微透鏡 1028的重復(fù)周期；隱蔽圖標(biāo)圖案1034的周期可凈皮設(shè)計(jì)為37微米，而微透鏡1028的周期可被設(shè)計(jì)為32微米。該圖標(biāo)與透鏡的尺寸比(大約為 1. 156)將創(chuàng)建一種具有大約205微米的周期的隱蔽圖標(biāo)圖案1034的漂 浮合成影像。這一尺寸的隱蔽合成影像的特點(diǎn)對(duì)于肉眼基本上是不可視的。(隱蔽圖標(biāo)周期可交替地被選擇以產(chǎn)生具有圖標(biāo)與透鏡的尺寸比大 約為0. 865的等效周期的深度合成影像。對(duì)于一給定的微透鏡重復(fù)周期，隱蔽圖標(biāo)的重復(fù)周期可設(shè)計(jì)為產(chǎn)生具有Unison云紋放大效應(yīng)的合成影 像，上述效應(yīng)包括但不局限于超深度、深度、移動(dòng)、浮動(dòng)、超浮動(dòng)、形 態(tài)。)這里提出的特定尺寸僅表示可選擇的尺寸的連續(xù)體的一個(gè)示例。
作為另一個(gè)示例，隱蔽圖標(biāo)圖案1034的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱可設(shè)計(jì)為基本上不 同于微透鏡1028的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。在該示例中，我們將假定微透鏡1028以 及隱蔽圖標(biāo)圖案1034排列為六邊形陣列，但是隱蔽圖標(biāo)圖案1034的陣 列的方向從微透鏡1028的陣列的方向旋轉(zhuǎn)30度。兩個(gè)陣列的錯(cuò)位也將 防止隱蔽圖標(biāo)圖案1034的明顯可視的合成影像的形成。另一種防止形成 隱蔽圖標(biāo)圖案1034合成影像的方法是將微透鏡1028排列為一個(gè)陣列幾 何形狀，例如六邊形，而隱蔽圖標(biāo)圖案1034可排列為不同的陣列幾何形 狀，例如方形。
隱蔽圖標(biāo)圖案1034通過(guò)形成具有額外且獨(dú)立的元件、隱蔽認(rèn)證透鏡 片1040的合成影像被揭示，該隱蔽認(rèn)證透鏡片1040被帶到放大系統(tǒng)1026 中微透鏡1028的附近或與其接觸，該放大系統(tǒng)1026具有填充它們之間 間隙的光學(xué)連接材料1044。該光學(xué)連接材料優(yōu)選為液體，例如甘油或玉 米漿，其具有與形成隱蔽認(rèn)證透鏡片的材料1052以及形成放大系統(tǒng)透鏡 1028的材料1 05 0的折射率一樣的折射率。該耦合材料通過(guò)將透鏡1028
聚焦能力的功fl。可用于《執(zhí)行該功能的材;+包i"凝膠(包括明膠)、合成 橡膠以及壓敏粘合劑。
包括陣列的幾何形狀、重復(fù)周期以及微透鏡焦距的隱蔽認(rèn)證透鏡片 1040的特性^皮設(shè)計(jì)為與隱蔽圖標(biāo)圖案1034的陣列幾何形狀和重復(fù)周期 以及距離隱蔽認(rèn)證透鏡片透鏡1042和圖標(biāo)平面1030的總距離相一致。
實(shí)際上，少量諸如甘油的液體位于放大系統(tǒng)透鏡1028的表面上，隱 蔽認(rèn)證透鏡片1040的平面設(shè)置為與液體接觸并且基本上被壓為與透鏡 1028接觸。然后隱蔽認(rèn)證透鏡片1040旋轉(zhuǎn)到其平面中以基本上對(duì)齊微透 鏡1042陣列的方向以及隱蔽圖標(biāo)圖案1034陣列的方向。當(dāng)排列靠近隱 蔽圖標(biāo)圖案1034時(shí)，合成影像1048被充分放大到能用肉眼區(qū)分開(kāi)，達(dá) 到該位置的最大放大倍數(shù)，其中兩個(gè)陣列具有基本上相同的方向。
一個(gè)可替換的實(shí)施例是形成作為可施加于透鏡1028的表面的壓敏標(biāo) 簽或磁帶的隱蔽認(rèn)證透鏡片1040。在該實(shí)施例中，光學(xué)耦合材料1044 的功能通過(guò)施加于隱蔽認(rèn)證透鏡片1040的平面的基本上透明的壓敏粘合
劑來(lái)執(zhí)行。排列隱蔽認(rèn)證透鏡片1040到隱蔽圖標(biāo)圖案1034的方向的方 法，例如通過(guò)放大系統(tǒng)1026的印刷排列圖案或定向邊緣是期望的，其中 定向邊緣在使用時(shí)能匹配隱蔽認(rèn)證透鏡片1040的邊緣。
"濕解碼器，，方法的另一可替換的結(jié)構(gòu)是將隱蔽圖標(biāo)圖案1034加入 到第二圖標(biāo)層中。該第二圖標(biāo)層可以接近于透鏡1028或者比第一圖標(biāo)層 1030遠(yuǎn)離透鏡1028。然后隱蔽認(rèn)證透鏡片1040的焦距和厚度,皮i殳計(jì)為 當(dāng)隱蔽認(rèn)證透鏡片1040施加于具有光耦合材料1044的透鏡1028時(shí)，導(dǎo) 致其焦點(diǎn)落入到第二圖標(biāo)層中。在該實(shí)施例中，隱蔽圖標(biāo)圖案1034的陣 列特性可以與明顯圖標(biāo)圖案的陣列特性相同，只要第二圖標(biāo)平面的位置 不能使透鏡1028形成隱蔽圖標(biāo)圖案1034的可區(qū)分的明顯影像。
圖43的實(shí)施例稱為"干解碼器"方法以及將隱蔽信息加入到放大系 統(tǒng)1054中的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能通過(guò)使用隱蔽認(rèn)證透鏡片1064順序地"解 碼"或揭示。在該附圖中，包括微透鏡1056和圖標(biāo)層1058的放大系統(tǒng) 1054將隱蔽圖標(biāo)圖案1060加入到圖標(biāo)層1058中或上。圖標(biāo)層1058還可 選擇性地包括明顯的圖標(biāo)圖案1059。放大系統(tǒng)1056可選擇性地設(shè)計(jì)為產(chǎn) 生明顯的圖標(biāo)圖案1059的明顯可視的合成影像，如前所述。相反，隱蔽 圖標(biāo)圖案1060的重復(fù)周期和/或旋轉(zhuǎn)對(duì)稱有目的地被設(shè)計(jì)從而不產(chǎn)生當(dāng) 借助微透鏡1056觀察時(shí)明顯可視的合成影像。
例如，隱蔽圖標(biāo)圖案1060的重復(fù)周期可設(shè)計(jì)為基本上不同于微透鏡 1056的重復(fù)周期；隱蔽圖標(biāo)圖案1060的周期可設(shè)計(jì)為28. 071微米，而 微透鏡1056的周期可設(shè)計(jì)為28. 000微米。該圖標(biāo)與透鏡的尺寸比(大 約為1. 00255 )將創(chuàng)建一種具有大約392微米的周期的漂浮合成影像1063 (隱蔽圖標(biāo)圖案1060 )。這一尺寸的隱蔽合成影像的特點(diǎn)對(duì)于肉目艮基本上 是不可視的。(隱蔽圖標(biāo)周期可交替地被選擇以產(chǎn)生具有圖標(biāo)與透鏡的 尺寸比大約為0.99746的等效周期的深度合成影像。對(duì)于一給定的^L透 鏡重復(fù)周期，隱蔽圖標(biāo)的重復(fù)周期可設(shè)計(jì)為產(chǎn)生具有Unison云紋放大效 應(yīng)的合成影像，上述效應(yīng)包括但不局限于超深度、深度、移動(dòng)、浮動(dòng)、 超浮動(dòng)、形態(tài)。)這里提出的特定尺寸僅表示可選擇的尺寸的連續(xù)體的一 個(gè)示例。
作為另一個(gè)示例，隱蔽圖標(biāo)圖案1060的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱可設(shè)計(jì)為基本上不 同于微透鏡1056的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。在該示例中，我們將假定微透鏡1056以 及隱蔽圖標(biāo)圖案1060排列為六邊形陣列，但是隱蔽圖標(biāo)圖案1060的陣
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列的方向從微透鏡1056的陣列的方向旋轉(zhuǎn)30度。兩個(gè)陣列的錯(cuò)位也將 防止隱蔽圖標(biāo)圖案1060的明顯可視的合成影像的形成。另一種防止形成 隱蔽圖標(biāo)圖案1060合成影像的方法是將微透鏡1056排列為一個(gè)陣列幾 何形狀，例如六邊形，而隱蔽圖標(biāo)圖案1060可排列為不同的陣列幾何形 狀，例如方形。
隱蔽圖標(biāo)圖案1063通過(guò)借助額外且獨(dú)立的元件、隱蔽認(rèn)證透鏡片 1064形成的第二合成影像變得可視，該隱蔽認(rèn)證透鏡片1064被帶到放大 系統(tǒng)的微透鏡1056的附近或與其接觸，該放大系統(tǒng)不具有填充它們之間 間隙1065的光學(xué)耦合材料。間隙1065被填充了空氣、真空或能穿過(guò)放 大系統(tǒng)1054的周圍環(huán)境的其它氣體。
包括陣列的幾何形狀、重復(fù)周期以及微透鏡焦距的隱蔽認(rèn)證透鏡片 1064的特性被設(shè)計(jì)為與隱蔽合成影像1063的陣列幾何形狀和重復(fù)周期 以及距離隱蔽認(rèn)證透鏡片透鏡1066和隱蔽合成影像1063的位置的總距 離相一致，就像它們被投射到形成隱蔽認(rèn)證透鏡片1064的材料1070上 一樣。
實(shí)際上，隱蔽認(rèn)證透鏡片1064的平面位于與放大透鏡1056接觸。 然后隱蔽認(rèn)證透鏡片1064旋轉(zhuǎn)到其平面中以基本上對(duì)齊^:透鏡1066陣 列的方向以及隱蔽合成影像1063陣列的方向。當(dāng)排列靠近隱蔽合成影像 1063時(shí)形成第二合成影像1068,第二合成影像1068凈皮充分放大到能用 肉眼區(qū)分開(kāi)，達(dá)到該位置的最大放大倍數(shù)，其中兩個(gè)陣列具有基本上相 同的方向。
一個(gè)可替換的實(shí)施例是形成作為可施加于透鏡1056的表面的壓敏標(biāo) 簽或磁帶的隱蔽認(rèn)證透鏡片1064。在該實(shí)施例中，非常薄(基本上小于 微透鏡1056的高度)的基本上透明的壓敏粘合劑(圖中未示出)可施加 于隱蔽認(rèn)證透鏡片1064的整個(gè)平面，或者圖案化的壓敏粘合劑(圖中未 示出)可施加于該表面。在第一種情況中，使用非常薄的基本上透明的 壓敏粘合劑涂覆認(rèn)證透鏡片到放大系統(tǒng)1056將在未填充間隙1065并遮 蔽透鏡的側(cè)面的情況下導(dǎo)致粘合劑接觸透鏡1056的頂部，從而保留了該 空氣間隙使得透鏡1056形成第一隱蔽合成影像1063。在第二種情況下， 隱蔽認(rèn)證透鏡片1064將未填充的間隙1065保持在不存在粘合劑的那些 區(qū)域中。排列隱蔽認(rèn)證透鏡片1064到隱蔽圖標(biāo)圖案1060的方向的方法， 例如通過(guò)放大系統(tǒng)1056的印刷排列圖案或定向邊緣是期望的，其中定向
邊緣在使用時(shí)能匹配隱蔽認(rèn)證透鏡片1064的邊緣。
"干解碼器，，方法和系統(tǒng)的另 一 可替換的結(jié)構(gòu)是將隱蔽圖標(biāo)圖案 1060加入到第二圖標(biāo)層中。該第二圖標(biāo)層可以或者接近于透鏡1056或者 比第一圖標(biāo)層1058遠(yuǎn)離透鏡1056，在能使透鏡1056形成隱蔽圖標(biāo)1060 的真實(shí)或虛擬影像的任何位置。然后隱蔽認(rèn)證透鏡片1064的焦距和厚度 被設(shè)計(jì)為當(dāng)隱蔽認(rèn)證透鏡片1064基本上與透鏡1056接觸時(shí)，導(dǎo)致其焦 點(diǎn)落入到透鏡1056形成的隱蔽合成影像的位置中。
揭示本發(fā)明的放大系統(tǒng)中所隱藏的信息的另一方法示出在圖44(a，b) 中。我們已經(jīng)定義了云紋放大系統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)HydroUnison。在附圖"(a)中， HydroUnison云紋;改大系統(tǒng)1078加入《敖透鏡1080的陣列、圖標(biāo)層1082 以及光學(xué)隔片1081,光學(xué)隔片之間可能與微透鏡1080、圖標(biāo)層1082相 連，或者同時(shí)與此兩者相連。圖標(biāo)層1082加入圖標(biāo)圖案1084。當(dāng)光學(xué)隔 片1081在空氣、其它的氣體或真空中時(shí)，它們的厚度基本上大于微透鏡 1080的焦距1086?？梢钥吹轿⑼哥R1080的空氣焦距1088遠(yuǎn)離圖標(biāo)圖案 1084和圖標(biāo)層1082。因此微透鏡1080空氣中的合成影像投影1090嚴(yán)重 地變模糊且沒(méi)對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)，從而沒(méi)有可分辨的影像。
圖44(b)示出了將微透鏡1080浸入到適當(dāng)?shù)囊后w1092例如水中的 效果。(浸入是相對(duì)位置-只要液體1092位于某一層中的微透鏡1080上 方，該層大于透鏡1080的中心高度1091,從光學(xué)觀點(diǎn)看該透鏡就被"浸 入，，了。)改變HydroUnison云紋放大系統(tǒng)1078的外側(cè)介質(zhì)的折射率能 改變微透鏡1080的焦距。在該示例中，增加該系統(tǒng)外側(cè)介質(zhì)的折射率能 增加樣￡透鏡1080的焦距。選擇光學(xué)隔片1081的厚度以將浸入液體1092 中的微透鏡1080的焦點(diǎn)1088帶到圖標(biāo)層1082中或附近。在這些情況下， 微透鏡1080可投影圖標(biāo)圖案1084的聚焦較好的合成影像1095。
根據(jù)本實(shí)施例的HydroUnison系統(tǒng)當(dāng)其在干狀態(tài)中觀看且透鏡1080 在空氣中時(shí)呈現(xiàn)出沒(méi)有不同的影像。當(dāng)透鏡處于(浸入)具有折射率基 本上等于所選擇的浸入液體1092的折射率的液體中時(shí)，合成影像突然出 現(xiàn)。如杲該合成影像是漂浮/深度影像或超深度影像的組合，則該效果尤 其具有戲劇性。當(dāng)HydroUnison系統(tǒng)干燥時(shí)則該合成影像逐漸減弱且消 失。
當(dāng)浸入具有選擇的折射率的液體1092中時(shí)設(shè)計(jì)產(chǎn)生上述效果的 HydroUnison系統(tǒng)通過(guò)對(duì)于給定選擇的液體1092,使得光學(xué)隔片1081的
厚度大致等于浸入液體1092中微透鏡1080的焦距1094。常用的液體 1092是水，其通常的折射率大約為1.33。盡管HydroUnison云紋放大系 統(tǒng)1078可以不是"薄透鏡，，光學(xué)系統(tǒng)，薄透鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì)Lens-maker的 公式可用于對(duì)于選擇的浸入液體1092找到光學(xué)隔片1081適當(dāng)精確的設(shè)
計(jì)厚度。
<formula>formula see original document page 77</formula> 其中
f =當(dāng)浸入到折射率為n0的介質(zhì)中透鏡的焦距
nlens =透鏡材料的折射率
110 =浸入介質(zhì)的折射率
Rl =第一透鏡表面的曲率半徑
R2 =第二透鏡表面的曲率半徑
由于透鏡1080的焦點(diǎn)在HydroUnison云紋;改大系統(tǒng)1078的內(nèi)部， 影響焦距的曲率只有第一曲率Rl-第二曲率R2可以看作具有無(wú)限半徑 的平面，比率1/R2降^f氐到等于零。然后Lens-maker的/>式簡(jiǎn)化為
l/f= (nlens-n0) /Rl 或者f=Rl/ (nlens-n0)
對(duì)于透鏡處于空氣中的情況，nlens = 1. 487，以及n0 = nair = 1. 000: fair=Rl/ (1. 487-1, 000)=Rl/0. 487=2. 053R1
對(duì)于透鏡浸入水中的情況，nlens = 1.487,以及n0 = nH20 = 1. 333: fH20=Rl/(l. 487-1. 333)=Rl/0. 154=6. 494R1
因此發(fā)現(xiàn)浸入水中透鏡1080的焦距大于處于空氣中透鏡1080的焦 距的倍數(shù)大約為
fH20/fair=(6. 494Rl)/(2. 053R1)=3. 163
例如，如果由具有折射率為1. 487的材料制成的給定的微透鏡1080 處于空氣中的焦^巨108 6為2 3樣￡米，則當(dāng)該樣史透鏡108 0浸入水中時(shí)其焦 距大致為23 x 3. 163 = 72. 7微米。
具有類似于所選擇的浸入液體1092折射率的其它液體可用于揭示隱 藏影像，特定液體的有效性部分取決于其折射率如何更近地匹配所選擇 的浸入液體的折射率1092。例如，乙醇具有的折射率為1. 36。當(dāng)浸入乙 醇中時(shí)上述該示例中透鏡的焦距將為88.2微米，因此如果光學(xué)隔片1081 設(shè)計(jì)為具有大約73微米的厚度，則對(duì)應(yīng)于選擇的具有水的折射率的浸入
的液體1092,合成影像1095稍微散焦。
圖44(a，b)的實(shí)施例可用到各種應(yīng)用中，包括但不局限于支撐 HydroUnison系統(tǒng)薄膜層壓、標(biāo)簽、插入碼、線程、密封、沖壓或粘著劑， 例如事件票、彩票、ID卡、簽證、護(hù)照、駕照、政府文件、出生證明、 可流通票據(jù)、旅行支票、銀行支票、現(xiàn)金、籌碼、工業(yè)品的物體以及其 它同類以及類似的物體的認(rèn)證。HydroUnison系統(tǒng)還可用于將裝飾、新穎 度和濕度表示的用途提供給物體、文獻(xiàn)以及工業(yè)品。
這里如前所述Unison云紋放大系統(tǒng)的其它實(shí)施例也是濕度表示 -將 這些Unison系統(tǒng)的透鏡浸入到液體中通常會(huì)防止材料形成合成影像。當(dāng) 液體被千燥或除去時(shí)則合成影像返回。
圖44(a，b)的實(shí)施例可進(jìn)一步延伸以提供多個(gè)影像的HydroUnison 系統(tǒng)1096，當(dāng)HydroUnison樣i透鏡1098浸入到不同的介質(zhì) (1112,1120,1128 )中時(shí)，該系統(tǒng)表現(xiàn)出相同或不同顏色的兩個(gè)或更多 不同的Unison云紋放大合成影像。圖45(a-c)表示的示例示出了能產(chǎn)生 三種不同的合成影-像(1114, 1126, 1134 )的HydroUnison系統(tǒng)1096。 當(dāng)透鏡處于空氣、真空或其它氣體的介質(zhì)1112中時(shí)產(chǎn)生第一合成影像； 當(dāng)透鏡浸入水1120或者折射率大約為1. 33的其它液體中時(shí)產(chǎn)生第二合 成影像；當(dāng)透鏡浸入具有折射率大約為1. 418 (例如62體積百分比的乙 醇以及389體積百分比的水組成的均勻混合物)的介質(zhì)1128中時(shí)產(chǎn)生第 三合成影像。
這三種合成影像中的每一個(gè)可以與其它的具有相同的Uni son效應(yīng)的 顏色、圖案以及類型，或者它們的顏色、圖案和Unison效應(yīng)與其它的不 同。而Unison合成影像的類型、顏色和類型可以與HydroUnison系統(tǒng)產(chǎn) 生的某些或所有的合成影像相同，注意到Unison深度效應(yīng)(超深度、深 度、浮動(dòng)、超浮動(dòng)、漂浮)，即漂浮影像的透明高度以及深度影像的深度 與微透鏡1112的f數(shù)成正比。將微透鏡1098浸入到具有不同的折射率 的介質(zhì)中改變了透鏡1098的f數(shù)且成比例地放大了各自產(chǎn)生的合成影像 中Unsion深度效應(yīng)的幅度。
HydroUnison云紋放大系統(tǒng)1096加入樣i透鏡1098、將樣i透鏡1098 與第一圖標(biāo)層1102分開(kāi)的第一光學(xué)隔片1100、支撐第一圖標(biāo)圖案1117 的第一圖標(biāo)層1102、將第一圖標(biāo)層1102與第二圖標(biāo)層1106分開(kāi)的第二 光學(xué)隔片1104、支撐第二圖標(biāo)圖案1119的第二圖標(biāo)層1106、將第二圖
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標(biāo)層1106與第三圖標(biāo)層1110分開(kāi)的第三光學(xué)隔片1108以及支撐第三圖 標(biāo)圖案1111的第三圖標(biāo)層1110。
圖45 (a)示出了示例性的多個(gè)影像HydroUnison系統(tǒng)1096的功能。 當(dāng)微透鏡1098浸入到折射率基本上等于1. 000 (例如真空、空氣和大部 分氣體)的介質(zhì)中時(shí)，微透鏡1098具有將它們的焦點(diǎn)1118設(shè)置在第一 圖標(biāo)層1102中或附近的焦距1116。圖標(biāo)層1102可以省略，但是如果其 存在且如果其支撐在和微透鏡1098為正確的幾何關(guān)系中適當(dāng)?shù)膱D標(biāo)圖案 1117 (如所述的與主體發(fā)明各種的實(shí)施例結(jié)合)，則微透鏡1098將投影 第一圖標(biāo)圖案1117的合成影像1114。
在圖45(b)中示出了微透鏡1098浸入在例如水的折射率大約為1. 33 的液體1120中?，F(xiàn)在浸入到液體中的微透鏡1098的焦距1122超過(guò)了微 透鏡1098的在空氣中的焦距1116的三倍。現(xiàn)在浸入到水中的焦點(diǎn)1124 大致位于第二圖標(biāo)層1106的深度處，且微透鏡1098可形成第二圖標(biāo)圖 案1119的合成影像1126。
當(dāng)微透鏡1098浸入到折射率為1.418的液體1128中時(shí)，示例的多 個(gè)影像HydroUnison云紋放大系統(tǒng)1096的功能如圖45(c)所示。由于浸 入液體1128的折射率均勻地靠近微透鏡1098的折射率，因此它們的焦 距1130基本上大于空氣焦距1116的7. 2倍?，F(xiàn)在新的焦點(diǎn)1132大致位 于第三圖標(biāo)層1110的深度處，且微透鏡1098可形成第三圖標(biāo)圖案1111 的合成影像1134。
圖4 5 (a-c)的實(shí)施例的無(wú)限多種變化是明顯可能的且在主體發(fā)明的 范圍之內(nèi)，其中包括可投影的合成影像的數(shù)目選擇、合成影像的顏色和 類型、特定圖標(biāo)層的存在或缺失、浸入液體的折射率的選擇等等。
圖45(a-c)的實(shí)施例的應(yīng)用包括，但不局限于獎(jiǎng)金以及增加的項(xiàng)目、 認(rèn)證及安全材料、博弈裝置、濕度指示以及區(qū)分不同液體的裝置。
通過(guò)本發(fā)明的放大系統(tǒng)的應(yīng)用和獲得的其它效果示出在圖46中。該 效果能使觀眾看到的合成影像隨著觀眾相對(duì)方位角的改變而改變。該改 變的影像在遠(yuǎn)離法線一個(gè)設(shè)定量設(shè)置的視角錐體之內(nèi)的范圍中是可見(jiàn) 的。當(dāng)觀眾觀察到Un i s on Encompa s s云紋放大系統(tǒng)在中空的^見(jiàn)角錐體范 圍之內(nèi)時(shí)，看見(jiàn)的影像可設(shè)計(jì)為取決于圍繞中空的錐體的觀眾特定的方 位角。在圖46的頂部，觀眾從視點(diǎn)A觀察該放大系統(tǒng)，且從該一見(jiàn)點(diǎn)她能 看到大寫(xiě)字母"A"的合成影像。如果觀眾移動(dòng)到不同的方位視點(diǎn)，例如
圖46的底部所示的視點(diǎn)B,則她能看到不同的合成影像，例如大寫(xiě)字母 "B"的影像。
實(shí)現(xiàn)該效應(yīng)的方法也示出在圖46的左上方和右下方。當(dāng)，見(jiàn)眾/人^L點(diǎn) A觀察放大系統(tǒng)時(shí)，該系統(tǒng)中的微透鏡形成圖標(biāo)圖案左側(cè)的合成影像，如 圖中的左上方所示。當(dāng)觀眾從視點(diǎn)B觀察材料時(shí)，微透鏡形成圖標(biāo)圖案 右側(cè)的合成影像，如圖的右下方所示。加入到每個(gè)圖標(biāo)圖案中特定的影 像元件對(duì)于每個(gè)圖標(biāo)圖案通常是唯一的，因?yàn)槊總€(gè)圖標(biāo)圖案承載從多個(gè) 視點(diǎn)看去的多個(gè)合成影像的信息。
圖47示出了加入到一個(gè)代表性的圖標(biāo)圖案中特定的影像元件。在該 附圖中可以看到圖標(biāo)區(qū)域A中的影像元件從方位^L角方向A的高度范圍 是可視的。同樣地，從視點(diǎn)方向B可看到圖標(biāo)區(qū)域B等等。注意到在圖 標(biāo)圖案(區(qū)域F)的左上部圖標(biāo)區(qū)域中不存在影像元件，因此這將表示從 方向F的視點(diǎn)看去合成影像中的空白區(qū)域。
該實(shí)施例具有多種用途。示例包括不呈現(xiàn)出隨著不同的方位角改 變，使得其總是面向或者"追蹤"觀眾的合成影像；形成能提供運(yùn)動(dòng)圖 形或動(dòng)畫(huà)的一串相連的影像；能提供多頁(yè)文本或圖形信息以使得通過(guò)旋 轉(zhuǎn)材料且從不同的方位位置看去觀眾能"翻頁(yè)"；給從不同的方向靠近的 司機(jī)提供不同信息的街道標(biāo)志或交通控制標(biāo)志；以及多種其它的用途。
圖48(a-f)示出了創(chuàng)建充滿圖標(biāo)微結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選的方法。在圖 48(a)中薄膜基板(優(yōu)選92量規(guī)聚酯薄膜)承載了凝膠或液態(tài)聚合物的 涂覆1502 (例如Lord公司的U107)。在圖48 (b)中凝膠或液態(tài)聚合物涂 覆1502開(kāi)始接觸典型地通過(guò)鎳電鑄成形創(chuàng)建的圖標(biāo)微結(jié)構(gòu)工具1504，并 施加適當(dāng)?shù)哪芰?例如紫外光或電子束輻射)導(dǎo)致凝膠或液態(tài)聚合物涂 覆1502聚合并保持圖標(biāo)微結(jié)構(gòu)工具1504的微結(jié)構(gòu)形狀。當(dāng)該圖標(biāo)微結(jié) 構(gòu)工具1504被除去時(shí)，圖48c,聚合物涂覆圖標(biāo)層1510保持對(duì)圖標(biāo)微結(jié) 構(gòu)工具的負(fù)壓印，這些負(fù)壓印構(gòu)成了圖標(biāo)層1510的圖標(biāo)微結(jié)構(gòu)1508。然 后圖標(biāo)層1510被涂覆有填充了圖標(biāo)微結(jié)構(gòu)1508的圖標(biāo)填充材料1512, 如圖48d。圖標(biāo)填充材料1512通過(guò)按箭頭1516的方向移動(dòng)的刮墨刀1514 從圖標(biāo)層1510的頂表面(如圖所示)被除去。刮墨刀1514選擇性地從 圖標(biāo)層的上部平面除去圖標(biāo)填充材料1512，同時(shí)將其保留在圖標(biāo)微結(jié)構(gòu) 1508的后面，如圖48f所示。然后保留在圖標(biāo)微結(jié)構(gòu)1508中的圖標(biāo)填充 材料1520通過(guò)應(yīng)用適當(dāng)?shù)哪芰吭?例如紫外光或電子束輻射)選擇性地
被聚合。
如果圖標(biāo)填充材料1512是基于溶劑的，則最后的程序步驟可包括加 熱以除去過(guò)多的溶劑。
這里的系統(tǒng)和設(shè)備具有^[艮多領(lǐng)域的用途及應(yīng)用。實(shí)例包含
政府及國(guó)防應(yīng)用——無(wú)論是聯(lián)邦、州政府或外交部(例如護(hù)照、識(shí) 別卡、駕駛執(zhí)照、簽證、出生證明、人口記錄、投票人登記卡、選票、 社會(huì)安全卡、債券、糧票、郵票、及稅票)；
現(xiàn)金一無(wú)論是聯(lián)邦、州政府或外交部(例如紙鈔中的安全線、聚合 物現(xiàn)金中的特征、及紙鈔上的特征)；
文件(例如產(chǎn)權(quán)、契約、執(zhí)照、文憑、及證明)；
金融及流通證券(例如經(jīng)過(guò)證明的銀行支票、公司支票、個(gè)人支票、 銀行憑單、股票證明、旅行支票、匯票、信用卡、借記卡、ATM卡、親子 卡、預(yù)付電話卡、及禮物卡)；
保密信息(例如電影腳本、法律文件、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、醫(yī)療記錄/醫(yī)院 記錄、處方表/便實(shí)、及'秘方，)；
產(chǎn)品及品牌保護(hù)，包含紡織品及家用品(例如洗滌劑、紡織品柔軟 劑、洗盤(pán)劑(dish care)、家用清潔劑、表面涂料、紡織品清新劑、漂 白劑、及特定紡織品的保養(yǎng)用品)；
美容用品(例如護(hù)發(fā)用品、染發(fā)用品、護(hù)膚及清潔用品、化妝品、 芳香劑、防汗藥及除臭劑、女性保護(hù)墊、衛(wèi)生棉及、細(xì)薄衛(wèi)生棉)；
嬰兒及家居照顧用品(例如紙尿布、嬰幼兒濕紙巾、嬰兒圍兜、嬰 兒更衣鋪墊及床墊、紙巾、衛(wèi)生紙、及面紙)；
保健用品(例如，口腔保健用品、寵物健康及營(yíng)養(yǎng)、處方藥、臨拒 藥品、藥物遞送及個(gè)人保健、處方維他命以及運(yùn)動(dòng)和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充品；處方 及非處方眼鏡；銷售給醫(yī)院、醫(yī)療專業(yè)人員以及批發(fā)商醫(yī)藥零售商的醫(yī) 療裝置及設(shè)備(例如繃帶、設(shè)備、可植入裝置、外科用品)；
食物及飲料包裝；
干物包裝；
電子設(shè)備、零件及元件；
服裝及鞋類、包含運(yùn)動(dòng)服、鞋襪、許可的及未經(jīng)許可的高級(jí)品、運(yùn) 動(dòng)及豪華服裝品項(xiàng)、紡織品； 生技藥品；
太空元件及零件；
汽車元件及零件；
運(yùn)動(dòng)貨品；
煙草產(chǎn)品；
軟體；
光盤(pán)及DVD; 炸藥；
新穎物品(例如禮物包裝及彩帶)； 書(shū)及雜志；
學(xué)校產(chǎn)品及辦公室用 品; 名片；
出貨文件及包裝； 筆^己本封面； 書(shū)本封面； 書(shū)簽；
比賽及交通工具門(mén)票；
博彩及游戲應(yīng)用(例如彩票、游戲卡、游樂(lè)場(chǎng)籌碼及用于游樂(lè)場(chǎng)、 彩票銷售及獎(jiǎng)金全得或與之一起使用的物品)； 居家用品(例如毛巾、亞麻制品、及家倶)； 地板材料及墻面材料； 珠寶及手表； 手提袋；
藝術(shù)品、收藏品及紀(jì)念品； 玩具；
顯示器(例如產(chǎn)品購(gòu)買及商品推銷點(diǎn)的顯示器)；
產(chǎn)品標(biāo)記、標(biāo)示和包裝(例如標(biāo)簽、使用保養(yǎng)說(shuō)明簽、貨簽、線、 開(kāi)封帶、外包裝、固定施加至品牌產(chǎn)品或文件以用于認(rèn)證或增強(qiáng)的反仿 冒影像，作為掩飾及財(cái)物追蹤)。
用于上述實(shí)施例的適當(dāng)?shù)牟牧习瑢拸V范圍的聚合物。丙烯酸樹(shù)脂、 聚丙烯酸酯(acrylated polyester )、丙烯酸氨基甲酸乙酯(acrylated urethane)、聚丙烯、氨基曱酸乙酯及聚酯具有適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)及機(jī)械特性以 用于微透鏡及微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件。用于可選的基底膜的適當(dāng)材料包含大部份的商業(yè)上可取得的聚合物膜，包含丙烯酸的、賽璐玢、薩冉樹(shù)脂、酰
胺纖維、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯、聚乙烯、及聚乙烯基。微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)
填充材料包含適用于制造微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的上述任何材料、以及基于溶
劑的墨水和其它 一般可取得的顏料或染料載體。并入于這些材料中的顏
料或染料應(yīng)與載體的化學(xué)組成相容。顏料的粒子尺寸必須具有小于圖標(biāo)
元件的任何構(gòu)件的最小尺寸?？蛇x的密封材料可以包含上述適于制造微
結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的任何材料，以及很多不同的商業(yè)上可取得的漆、墨水、
外涂層、清漆、漆及用于印刷和紙及膜轉(zhuǎn)換工業(yè)的清澈涂料。沒(méi)有這些
材料的較佳組合一材料的選擇取決于材料幾何形狀的細(xì)節(jié)、系統(tǒng)的光學(xué)
特性、及所需的光學(xué)效果。
雖然已顯示及說(shuō)明舉例說(shuō)明的實(shí)施例，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將
清楚可知此處所述的發(fā)明的^f艮多變化、修改、或改變。所有這些變化、
修改、及改變應(yīng)祐:視為在本揭示的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種合成光影像系統(tǒng)，包括:聚焦元件陣列，以及影像系統(tǒng)，其包括用于集體形成影像的微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件陣列，其中聚焦元件陣列和影像系統(tǒng)合作以形成合成光影像。
2. 如權(quán)利要求1的合成光影像系統(tǒng)，其中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件陣列加入 到圖標(biāo)層中或者位于形成于基板上的涂覆層中。
3. 如權(quán)利要求2的合成光影像系統(tǒng)，其中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件形成為凹 槽或者為突起的區(qū)域，或者形成為凹槽和突起的區(qū)域。
4. 如權(quán)利要求2的合成光影像系統(tǒng)，其中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件從下述的 一種或多種中進(jìn)行選擇不對(duì)稱空隙圖案、對(duì)稱空隙圖案、光阱圖案、 不對(duì)稱突起圖案、對(duì)稱突起圖案、全息表面浮雕圖案、廣義衍射浮雕圖 案、二進(jìn)制結(jié)構(gòu)化的圖案、二進(jìn)制光學(xué)圖案、階梯狀浮雕圖案、隨機(jī)粗 糙以及偽隨機(jī)粗糙的圖案、標(biāo)稱為平面的圖案、凹陷或突起圖案及其組 合。
5. 如權(quán)利要求1的合成光影像系統(tǒng)，其中合成光系統(tǒng)是微光系統(tǒng)、 合成放大微光影像投影系統(tǒng)、云紋放大系統(tǒng)或微圓柱透鏡影像系統(tǒng)中一 個(gè)或多個(gè)。
6. 如權(quán)利要求2的合成光影像系統(tǒng)，其中圖標(biāo)層是獨(dú)立式的。
7. 如權(quán)利要求2的合成光影像系統(tǒng)，其中圖標(biāo)層被提供在基板上。
8. 如權(quán)利要求7的合成光影像系統(tǒng)，其中基板光耦合聚焦元件陣列。
9. 如權(quán)利要求1的合成光影像系統(tǒng)，其中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的陣列包 括具有微結(jié)構(gòu)的區(qū)域以及未被結(jié)構(gòu)化的區(qū)域，且其中當(dāng)圖標(biāo)陣列浸入真 空、氣體、液態(tài)或固體中或與其接觸時(shí)，微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件展示在微結(jié)構(gòu) 以及未被結(jié)構(gòu)化的圖標(biāo)陣列的區(qū)域之間的光學(xué)對(duì)比度。
10. 如權(quán)利要求9的合成光影像系統(tǒng)，其中光學(xué)對(duì)比度從折射、內(nèi) 反射、表面反射、色散、偏振、旋光性、衍射、光干涉及其組合中產(chǎn)生。
11. 如權(quán)利要求2的合成光影像系統(tǒng)，其中至少部分圖標(biāo)元件具有 涂覆層。
12. 如權(quán)利要求11的合成光影像系統(tǒng)，其中涂覆層是共形的、不共 形的或定向的。
13. 如權(quán)利要求ll的合成光影像系統(tǒng)，其中涂覆層是連續(xù)的、不連 續(xù)的、或圖案化的或者其組合。
14. 如權(quán)利要求11的合成光影像系統(tǒng)，其中涂覆層是金屬材料。
15. 如權(quán)利要求14的合成光影像系統(tǒng)，其中金屬涂覆材料具有已經(jīng) 被去掉的選定部分。
16. 如權(quán)利要求11的合成光影像系統(tǒng)，其中涂覆層被圖案化，且該 圖案化的涂覆層提供獨(dú)立于微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的圖標(biāo)影像，從而圖案化的 涂覆層創(chuàng)建第 一合成影像，而微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件創(chuàng)建第二合成影像。
17. 如權(quán)利要求11的合成光影像系統(tǒng)，其中涂覆層被圖案化，且圖 案化的涂覆層的 一部分形成正影像或負(fù)影像。
18. 如權(quán)利要求2的合成光影像系統(tǒng)，其中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的一部 分形成正影像或負(fù)影像。
19. 如權(quán)利要求17的合成光影像系統(tǒng)，其中圖案化的涂覆層的一部 分形成顏色反轉(zhuǎn)的影像。
20. 如權(quán)利要求18的合成光影像系統(tǒng)，其中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的一部 分形成顏色反轉(zhuǎn)的影像。
21. 如權(quán)利要求17的合成光影像系統(tǒng)，其中圖案化的涂覆層的一部 分形成相對(duì)于透明背景為不透明的影像或者相對(duì)于不透明背景為透明的 影像。
22. 如權(quán)利要求18的合成光影像系統(tǒng)，其中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的一部 分形成相對(duì)于透明背景為不透明的影像或者相對(duì)于不透明背景為透明的影像。
23. —種合成光影像系統(tǒng)，其包括由微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的陣列和聚焦 元件的陣列形成的微印刷，所述陣列合作以形成合成光影像。
24. 如權(quán)利要求23的合成光影像系統(tǒng)，其中微印刷用于致密信息存儲(chǔ)。
25. 如權(quán)利要求23的合成光影像系統(tǒng)，其中微印刷用于現(xiàn)金的認(rèn)證、 現(xiàn)金、文獻(xiàn)、包裝或產(chǎn)品的安全線程中。
26. 如權(quán)利要求11的合成光影像系統(tǒng)，其中涂覆層被層壓在圖標(biāo)層上。
27. 如權(quán)利要求11的合成光影像系統(tǒng)，其中涂覆層由基板支撐。
28. 如權(quán)利要求27的合成光影像系統(tǒng)，其中基板位于圖標(biāo)層和涂覆 層之間。
29. 如權(quán)利要求2的合成光影像系統(tǒng)，其中至少一部分微結(jié)構(gòu)圖標(biāo) 元件;故填充有圖標(biāo)填充材料。
30. 如權(quán)利要求26的合成光影像系統(tǒng)，其中至少一部分微結(jié)構(gòu)圖標(biāo) 元件在層壓之前被填充有圖標(biāo)填充材料。
31. 如權(quán)利要求26的合成光影像系統(tǒng)，其中至少一部分微結(jié)構(gòu)圖標(biāo) 元件在層壓之前,皮涂覆有涂覆層。
32. 如權(quán)利要求2的合成光影像系統(tǒng)，其中圖標(biāo)層由正圖標(biāo)元件和 負(fù)圖標(biāo)元件形成。
33. 如權(quán)利要求2的合成光影像系統(tǒng)，其中圖標(biāo)層由正圖標(biāo)影像元 件形成，其中正圖標(biāo)影像被形成為圖標(biāo)層中的凹陷或空隙，圖標(biāo)層中的 背景區(qū)域被形成為突起區(qū)域。
34. 如權(quán)利要求2的合成光影像系統(tǒng)，其中圖標(biāo)層由負(fù)圖標(biāo)影像元件形成，其中負(fù)圖標(biāo)元件被形成為圖標(biāo)層中的突起區(qū)域，圖標(biāo)層中的背 景區(qū)域被形成為圖標(biāo)層中的凹陷或空隙。
35. 如權(quán)利要求33的合成光影像系統(tǒng)，其中至少一部分正影像元件 被填充了具有與圖標(biāo)層材料不同特性的填充材料。
36. 如權(quán)利要求34的合成光影像系統(tǒng)，其中圖標(biāo)層中的背景區(qū)域的 至少一部分被填充了具有與圖標(biāo)層材料不同特性的填充材料。
37. 如權(quán)利要求35的合成光影像系統(tǒng)，其中填充材料包括著色材料。
38. 如權(quán)利要求36的合成光影像系統(tǒng)，其中填充材料包括著色材料。
39. 如權(quán)利要求2的合成光影像系統(tǒng)，進(jìn)一步包括施加于微結(jié)構(gòu)圖 標(biāo)層的至少 一部分表面的涂覆材料。
40. 如權(quán)利要求38的合成光影像系統(tǒng)，其中涂覆材料是與圖標(biāo)層共 形的，與圖標(biāo)層不共形的、不連續(xù)的、圖案化的、未圖案化的、定向的 或具有涂覆區(qū)域，或它們的組合，該涂覆區(qū)域具有與圖標(biāo)層不同的特性 或材料。
41. 如權(quán)利要求39的合成光影像系統(tǒng)，其中涂覆材料為當(dāng)從垂直于 圖標(biāo)層平面的方向看去基本上是透明的鋁，涂覆層的反射率隨著入射角 度的增加而增加，因此被涂覆的圖標(biāo)元件的側(cè)面更具反射性，從而導(dǎo)致 圖標(biāo)元件表現(xiàn)出具有高對(duì)比度的輪廓線。
42. 如權(quán)利要求39的合成光影像系統(tǒng)，其中涂覆材料是多層介電材 料，在不同的視角呈現(xiàn)出不同的涂覆顏色。
43. 如權(quán)利要求39的合成光影像系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少局部填充微 結(jié)構(gòu)圖標(biāo)的至少 一部分的填充材料。
44. 如權(quán)利要求2的合成光影像系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少局部填充微 結(jié)構(gòu)圖標(biāo)的至少 一部分的填充材料。
45. 如權(quán)利要求43的合成光影像系統(tǒng)，其中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)的至少一部 分被填充了不同量的不同材料。
46，如權(quán)利要求44的合成光影像系統(tǒng)，其中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)的至少一部 分被填充了不同量的不同材料。
47. 如權(quán)利要求39的合成光影像系統(tǒng)，其中涂覆材料被圖案化。
48. 如權(quán)利要求47的合成光影像系統(tǒng)，涂覆材料通過(guò)印刷、在涂覆 層上沉積抗蝕劑材料以及化學(xué)蝕刻暴露涂覆的至少一部分或者化學(xué)或機(jī) 械方法除去至少 一部分抗蝕劑材料;故圖案化。
49. 如權(quán)利要求39的合成光影像系統(tǒng)，其中涂覆材料是圖案化的金 屬涂覆。
50. 如權(quán)利要求39的合成光影像系統(tǒng)，涂覆材料是創(chuàng)建一組圖標(biāo)元 件的圖案化的涂覆材料，該圖標(biāo)元件組集體形成一幅影像以及由微結(jié)構(gòu) 圖標(biāo)元件集體形成的影像。
51. 如權(quán)利要求47的合成光影像系統(tǒng)，涂覆材料被圖案化成具有與 ;徵結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的幾何形狀不 一致的幾何形狀。
52. 如權(quán)利要求47的合成光影像系統(tǒng)，涂覆材料承載與微結(jié)構(gòu)圖標(biāo) 元件承載的信息不同的信息。
53. 如權(quán)利要求39的合成光影像系統(tǒng)，涂覆材料是選擇性地包括脆 性漆層的熱印箔。
54. 如權(quán)利要求53的合成光影像系統(tǒng)，進(jìn)一步包括涂覆在熱印箔涂 覆層的至少 一部分上或者施加于圖標(biāo)層的填充材料，使得僅填充微結(jié)構(gòu) 圖標(biāo)元件中多個(gè)凹陷的至少一部分。
55. 如權(quán)利要求39的合成光影像系統(tǒng)，涂覆材料包括定向涂覆。
56. 如權(quán)利要求55的合成光影像系統(tǒng)，進(jìn)一步包括填充材料，其至 少局部填充微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件中多個(gè)凹陷的一部分。
57，如權(quán)利要求1的合成光影像系統(tǒng)，微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件由在基板的 選定部分上提供的圖案化的涂覆材料形成，圖案化的涂覆材料形成圖標(biāo) 元件的正目標(biāo)圖案或負(fù)目標(biāo)圖案。
58. 如權(quán)利要求57的合成光影像系統(tǒng)，進(jìn)一步包括增加到圖案化的 涂覆材料上的額外的涂覆層。
59. 如權(quán)利要求1的合成光影像系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)工作為認(rèn)證系統(tǒng)， 其中聚焦元件的陣列與影像系統(tǒng)分離，且該聚焦元件的陣列用于讀取包 含在影像系統(tǒng)中的信息。
60. 如權(quán)利要求59的合成光影像系統(tǒng)，其中聚焦元件的陣列形成為 片材，且影像系統(tǒng)形成為片材，這兩個(gè)片材用于光學(xué)或機(jī)械耦合，且聚 焦元件的焦距大于包括聚焦元件的片材的厚度。
61. 如權(quán)利要求60的合成光影像系統(tǒng)，其中兩個(gè)片材與耦合液體耦 合在一起。
62. 如權(quán)利要求60的合成光影像系統(tǒng)，其中當(dāng)兩個(gè)片材被耦合以形 成合成光影像時(shí)，圖標(biāo)元件的陣列位于影像系統(tǒng)片的表面上或其中，聚 焦元件的焦點(diǎn)位于所述影像系統(tǒng)片的所述表面處或稍微有偏離，影像系 統(tǒng)片的表面包括用于形成合成光影像的微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件。
63. 如權(quán)利要求60的合成光影像系統(tǒng)，其中影像系統(tǒng)片固定到或加 入到目標(biāo)中作為認(rèn)證或安全裝置。
64. 如權(quán)利要求63的合成光影像系統(tǒng)，聚焦元件陣列以及影像系統(tǒng) 具有基本匹配的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱和重復(fù)周期。
65. 如權(quán)利要求60的合成光影像系統(tǒng)，進(jìn)一步包括涂覆在影像系統(tǒng) 片上的表面。
66. 如權(quán)利要求64的合成光影像系統(tǒng)，其中影像系統(tǒng)片包括與聚焦 元件陣列合作以形成不同的合成影像的圖標(biāo)元件的多種圖案。
67. 如權(quán)利要求66的合成光影像系統(tǒng)，其中不同的合成影像相對(duì)于 影像系統(tǒng)片形成在聚焦元件片不同的旋轉(zhuǎn)角處。
68. 如權(quán)利要求66的合成光影像系統(tǒng)，其中不同的合成影像通過(guò)使 用不同的獨(dú)立的聚焦元件片形成，不同的獨(dú)立的聚焦元件片具有聚焦元 件陣列，這些聚焦元件陣列的重復(fù)周期、聚焦元件的焦距、或它們的旋 轉(zhuǎn)對(duì)稱或其組合中的一個(gè)或多個(gè)相互不同。
69. 如權(quán)利要求66的合成光影像系統(tǒng)，其中一個(gè)圖標(biāo)圖案具有與其它圖標(biāo)元件的圖案不同的重復(fù)周期或不同的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱或這兩者都不同。
70. 如權(quán)利要求69的合成光影像系統(tǒng)，其中不同的聚焦元件片需要 從不同的圖標(biāo)元件圖案中形成合成影像。
71. 如權(quán)利要求70的合成光影像系統(tǒng)，其中第二聚焦元件片位于第 一聚焦元件片上以形成兩個(gè)不同的圖標(biāo)元件圖案的合成影像，聚焦元件 片之一具有與其它聚焦元件片的焦距不同的焦距的聚焦元件。
72. 如權(quán)利要求71的合成光影像系統(tǒng)，其中第一和第二聚焦元件片 具有聚焦元件陣列，這些聚焦元件在重復(fù)周期、焦距或它們的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱 中的一個(gè)或多個(gè)相互不同。
73. 如權(quán)利要求66的合成光影像系統(tǒng)，其中不同的圖標(biāo)圖案被提供 在至少兩個(gè)不同的影像系統(tǒng)層中。
74. 如權(quán)利要求73的合成光影像系統(tǒng)，其中不同的影像系統(tǒng)層被提 供在不同的影像系統(tǒng)片中。
75. 如權(quán)利要求2的合成光影像系統(tǒng)，進(jìn)一步包括聚焦元件陣列和 影像系統(tǒng)之間的光隔片。
76. 如權(quán)利要求75的合成光影像系統(tǒng)，其中光隔片的厚度大于聚焦 元件的焦距，使得在沒(méi)有將另一材料設(shè)置在聚焦元件陣列上的情況下， 合成光影像是不可分辨的，另一材料的折射率足夠改變聚焦元件的焦距 以聚集在影像系統(tǒng)的圖標(biāo)元件，從而提供合成光影像。
77. 如權(quán)利要求76的合成光影像系統(tǒng)，進(jìn)一步包括提供不同的合成 光影像的不同的圖標(biāo)元件層，該合成光影像具有不同折射率的額外材料。
78. 如權(quán)利要求76的合成光影像系統(tǒng)，其中另一材料是液態(tài)，從而 提供了濕度指示的合成光影像系統(tǒng)。
79. 如權(quán)利要求1的合成光影像系統(tǒng)，其加入到現(xiàn)金或現(xiàn)金的安全 線程中。
80. 如權(quán)利要求1的合成光影像系統(tǒng)，其中觀眾看到的合成光影像 隨著影像系統(tǒng)的方位視角的變化而變化。
81. —種影像表示系統(tǒng)，其包括微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件陣列，該微結(jié)構(gòu)圖 標(biāo)元件被設(shè)計(jì)為集體形成影像或者特定選擇的信息，其中該影像被設(shè)計(jì) 成利用單獨(dú)的放大裝置可看到或可讀取的信息。
全文摘要
一種影像表示系統(tǒng)采用微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件形成影像。在一種形式中，提供一種合成光影像系統(tǒng)，其包括聚焦元件陣列，以及包括由微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的陣列或圖案形成的，如下述的那些的影像系統(tǒng)，其中微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件集體形成影像或特定期望的信息，其中聚焦元件的陣列和該影像系統(tǒng)合作，例如通過(guò)光耦合形成影像可選擇性地放大的合成光影像。在另一種形式中，提供一種影像表示系統(tǒng)，其包括由如下所述的微結(jié)構(gòu)圖標(biāo)元件的陣列或圖案形成，其中該影像系統(tǒng)集體形成影像或特定選擇的信息，其中該影像系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為獨(dú)立式的，且為通過(guò)放大裝置能看到的影像或讀取的信息，放大裝置例如放大鏡或顯微鏡，它們獨(dú)立于該影像系統(tǒng)被提供。
文檔編號(hào)G02B27/10GK101379423SQ200680026431
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月18日
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