JP2004534270A - 浮いて見える複合画像を有するマイクロレンズシート - Google Patents
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Abstract
シートの上側もしくは下側または両側に浮く複合画像を備えたマイクロレンズシートを開示する。複合画像は、二次元であっても三次元であってもよい。マイクロレンズに隣接した放射線感受性材料層への放射線の適用などにより、そのような画像化シートを提供する方法をも開示する。
Description
【技術分野】
【0001】
本発明は、シートに対して空間に保持されているように観察者により知覚される1つ以上の複合画像を提供するシートに関する。この複合画像の見え方は、観察角度に伴って変化する。
【背景技術】
【0002】
グラフィック画像または他の標記を有するシート材料は、とくに物品または書類を認証するためのラベルとして、広く使用されてきた。たとえば、米国特許第3,154,872号、同第3,801,183号、同第4,082,426号、および同第4,099,838号に記載されているようなシートは、乗物のライセンスプレートの認定ステッカーとして、また運転免許証、公文書、テープカセット、遊戯カード、飲料容器などのセキュリティフィルムとして使用されてきた。他の用途としては、パトカー、消防自動車、または他の緊急車両に取付けるときのような識別目的で使用したり、広告宣伝用の表示に使用したり、ブランドを強調する示差的ラベルとして使用したりするグラフィックス用途が挙げられる。
【0003】
画像化シートの他の形態は、米国特許第4,200,875号(ガラノス(Galanos))に開示されている。ガラノス(Galanos)は、マスクまたはパターンを介してシートにレーザー照射を行うことにより画像が形成される「露出レンズ型のとくに高利得の再帰反射シート」の使用を開示している。そのシートは、バインダー層中に部分的に埋め込まれかつバインダー層上に部分的に露出した複数の透明ガラスマイクロスフェアを含み、複数のマイクロスフェアのそれぞれの埋め込まれた表面上には金属反射層がコーティングされている。バインダー層は、カーボンブラックを含有しており、それは画像化される間シートに当たるいかなる迷光をも最小限に抑えると言われている。レーザービームのエネルギーは、バインダー層中に埋め込まれたマイクロレンズの収束作用によりさらに集中化される。
【0004】
ガラノス(Galanos)の再帰反射シート中に形成された画像は、シートに向けられたレーザー照射の角度と同一の角度からシートを見た場合にかぎり、見ることができる。そのことは、別の観点からいえば、非常に限られた観察角度で画像が見えるにすぎないことを意味する。そうした理由および他の理由により、そのようなシートの特定の性質を改良することが望まれている。
【0005】
1908年という早い時期に、ガブリエル・リップマン(Gabriel Lippman)は、1層以上の感光層を有するレンチキュラー媒体中に情景の真の三次元画像を生成する方法を発明した。インテグラルフォトグラフィーとして知られるそのプロセスは、デ・モンテベロ(De Montebello)著,”三次元データの処理および表示II(Processing and Display of Three−Dimensional Data II)”,SPIE会報(Proceedings of SPIE),サンディエゴ(San Diego),1984年に記載されている。リップマン(Lippman)の方法では、レンズ(または「レンズレット(小型レンズ)」)のアレイを介して写真乾板を露光する。その際、再生される情景のミニチュア画像が、アレイのそれぞれのレンズレットによって、そのレンズレットにより占有されたシートの点から眺めたとおりに、写真乾板上の感光層に伝送されるようにする。写真乾板を現像した後、レンズレットアレイを介してプレート上の複合画像を見た観察者には、撮影された情景の三次元表示が見える。使用する感光材料に依存して、画像を黒白またはカラーにすることが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
乾板の露光時にレンズレットにより形成される画像は、それぞれのミニチュア画像を1回だけ反転させたものなので、生成される三次元表示はシュードスコピック(pseudoscopic)である。すなわち、画像の知覚深度が逆になり、結果として、被写体は「裏返し」に見える。この画像を補正するには光学的反転を2回行う必要があるので、このことは大きな欠点になる。これらの方法は、同一の被写体の複数の映像を記録するために1台のカメラもしくは複数台のカメラまたはマルチレンズカメラを用いて多重露光する必要があるので複雑であり、しかも単一の三次元画像を提供するために複数の画像をきわめて正確に位置決めすることが必要とされる。さらに、従来のカメラに依存する方法では、いずれも、実際の被写体をカメラの前に置くことが必要とされる。そのうえ、このことが原因で、その方法は、仮想的な被写体(実際には存在しないが結果的には存在する被写体を意味する)の三次元画像を生成させるのにあまり適していない。インテグラルフォトグラフィーのさらなる欠点は、観察しうる実像を形成するために観察側から複合画像に投光しなければならないことである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、シートの上側または下側に保持されているように見える複合画像を備えたマイクロレンズシートを提供する。便宜上、これらの保持画像をフローティング画像と呼ぶ。また、これらの保持画像は、シートの上側もしくは下側に位置するものであってもよいし(二次元もしくは三次元のいずれかの画像として)、シートの上側、平面内、および下側に見える三次元画像であってもよい。画像は、黒白であってもカラーであってもよく、観察者と共に移動して見えるようにすることが可能である。いくつかのホログラフィックシートとは異なり、本発明の画像化シートは、それ自体の複製を生成するために使用することはできない。このほか、観察者は、フローティング画像を肉眼で観察することができる。
【0008】
記載されているような複合画像を備えた本発明のシートは、さまざまな用途に使用することが可能である。たとえば、確認および認証のために、パスポート、IDバッジ、銀行券、イベント入場券、アフィニティーカード、製品識別フォーマット、および宣伝広告における改竄防止保証画像として、ブランドのフローティング画像もしくはシンキング画像またはフローティング・シンキング画像を提供するブランド強調画像として、パトカー、消防自動車、または他の緊急車両の標章のようなグラフィックス用途における識別表示画像として、掲示板、夜間標識、伝達媒体、および自動車計器盤表示のようなグラフィックス用途における情報表示画像として、衣服およびファッションアクセサリーの装飾用として、再帰反射安全衣および安全具として、ならびに名刺、品質表示票、工芸品、靴、および瓶詰品のような製品上で複合画像を用いて斬新さを強調するために、使用することが可能である。
【0009】
本発明はさらに、記載の複合画像を含有する画像化シートを形成する新規な手段を提供する。一実施形態では、単一の複合画像を形成する。2つ以上の複合画像さらにはシートの上側および下側の両方に存在するように見える複合画像を形成する実施形態をも開示する。従来型の印刷画像と本発明により形成される複合画像との組合せから他の実施形態を構成することも可能である。
【0010】
ここで、添付の図面を参照しながら本発明について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
好ましい実施形態の説明
本発明のマイクロレンズシートは、いくつかのマイクロレンズに関連づけられた個別の画像により提供される複合画像を提供する。この複合画像は、シートの上側、平面内、および/または下側に保持されているようにまたは浮いているように見える。
【0012】
本発明全体を説明するために、以下の第I部でマイクロレンズシートについて説明し、続いて、第II部でそのようなシートの材料層(好ましくは、放射線感受性材料層)について、第III部で放射線源について、そして第IV部で画像化処理について説明する。本発明の種々の実施形態についてさらに説明するために、いくつかの実施例をも提供する。
【0013】
I.マイクロレンズシート
本発明に係る画像を形成しうるマイクロレンズシートは、1層以上の不連続マイクロレンズ層を備え、この1層または複数層のマイクロレンズ層の一方の面に隣接して層状材料(好ましくは、以下に記載されているような放射線感受性材料またはコーティング)が配置される。たとえば、図1は、典型的には高分子材料であるバインダー層14中に部分的に埋め込まれた透明マイクロスフェア12の単層を備えた「露出レンズ」型のマイクロレンズシート10を示している。マイクロスフェアは、層状材料を画像化するのに使用しうる放射線の波長および複合画像を見るのに使用される光の波長の両方に対して透過性である。層状材料16は、それぞれのマイクロスフェアの背面に配置され、図示された実施形態では、典型的にはそれぞれのマイクロスフェア12の表面の一部分だけに接触する。この型のシートは、米国特許第2,326,634号にさらに詳細に記載されており、スコッチライト8910シリーズ反射布(Scotchlite 8910 series reflective fabric)という商品名で3Mから現在入手可能である。
【0014】
図2は、他の好適な型のマイクロレンズシートを示している。このマイクロレンズシート20は、典型的には高分子材料である透明保護オーバーコート24中にマイクロスフェアレンズ22が埋め込まれている「埋込レンズ」型のシートである。マイクロスフェアの後方にありかつ典型的には高分子材料である透明スペーサー層28の背後に、層状材料26が配置されている。この型のシートは、米国特許第3,801,183号にさらに詳細に記載されており、スコッチライト3290シリーズエンジニアグレード再帰反射シート(Scotchlite 3290 series Engineer grade retroreflective sheeting)という商品名で3Mから現在入手可能である。他の好適な型のマイクロレンズシートは、米国特許第5,064,272号に具体例が記載されているカプセル化レンズシートと呼ばれるものであり、スコッチライト3870シリーズハイインテンシティグレード再帰反射シート(Scotchlite 3870 series High Intensity grade retroreflective sheeting)という商品名で3Mから現在入手可能である。
【0015】
図3は、さらに他の好適な型のマイクロレンズシートを示している。このシートは、第1および第2の広面を有する透明な平凸状または非球状ベースシート20を備え、第2の面32は、実質的に平面状であり、第1の面は、実質的に半楕円体状または半非楕円体状マイクロレンズ34のアレイを有する。マイクロレンズの形状およびベースシートの厚さは、アレイに入射する平行光がほぼ第2の面で結像するように選択される。層状材料36は、第2の面上に配設される。この種のシートは、たとえば、米国特許第5,254,390号に記載されており、2600シリーズ3Mセキュアカードレセプター(2600 series 3M Secure Card receptor)という商品名で3Mから現在入手可能である。
【0016】
シートのマイクロレンズは、好ましくは、画像形成が行われるように画像形成屈折表面を有し、一般的には、これは湾曲マイクロレンズ表面により提供される。湾曲表面の場合、マイクロレンズは、好ましくは、均一な屈折率を有するであろう。勾配屈折率(GRIN)を提供する他の有用な材料は、必ずしも光を屈折するための湾曲表面を必要とするとは限らないであろう。マイクロレンズ表面は、好ましくは、本質的に球状であるが、非球状表面も許容しうる。マイクロレンズは、屈折表面により実像が形成されるかぎり、円筒または球のような任意の対称性を有するものであってよい。マイクロレンズ自体は、丸形平凸レンズレット、丸形両凸レンズレット、ロッド、マイクロスフェア、ビーズ、または円筒状レンズレットのような個別の形態をとりうる。マイクロレンズを形成することのできる材料としては、ガラス、ポリマー、鉱物、水晶、半導体、およびこれらと他の材料との組合せが挙げられる。非個別マイクロレンズ素子を使用することも可能である。したがって、複製プロセスまたはエンボス加工プロセス(この場合、シートの表面は、画像化特性を有する反復プロフィルを生成するように形状が改変される)から形成されるマイクロレンズを使用することもできる。
【0017】
可視および赤外の波長にわたり1.5と3.0の間の均一な屈折率を有するマイクロレンズは、最も有用である。好適なマイクロレンズ材料は、可視光の最小限の吸収を有するものであろう。また、エネルギー源を用いて放射線感受性層を画像化する実施形態では、材料はさらに、エネルギー源の最小限の吸収を呈するものでなければならない。マイクロレンズの屈折能は、マイクロレンズが個別のものか複製されたものかにかかわらず、またマイクロレンズを作製する材料に関係なく、好ましくは、屈折表面に入射した光が屈折してマイクロレンズの反対側に結像するという要件を満たす。より特定的には、光は、マイクロレンズの背面またはマイクロレンズに隣接した材料に結像するであろう。層状材料が放射線感受性である実施形態では、マイクロレンズは、好ましくは、その層の適切な位置に縮小された実像を形成する。良好な解像度を有する画像を形成するうえで、画像を約1/100〜1/800に縮小することがとくに有用である。マイクロレンズシートの前面に入射したエネルギーを好ましくは放射線感受性である層状材料に結像させるのに必要な集束条件を提供するマイクロレンズシートの構築については、この節の初めに参照した米国特許に記載されている。
【0018】
15マイクロメートルから275マイクロメートルまでの範囲の直径を有するマイクロスフェアが好ましいが、他のサイズのマイクロスフェアを使用することも可能である。複合画像の良好な解像度は、マイクロスフェア層から比較的短い距離だけ離れて位置するように見える複合画像の場合には上述した範囲の下限の直径を有するマイクロスフェアを使用することにより、またマイクロスフェア層からより離れて位置するように見える複合画像の場合にはより大きいマイクロスフェアを使用することにより、得ることができる。マイクロスフェアについて述べた寸法と同等のレンズレット寸法を有する平凸状、円筒状、球状、または非球状マイクロレンズのような他のマイクロレンズは、類似の光学的結果を生じると予想されうる。
【0019】
II.層状材料
先に述べたように、材料層は、マイクロレンズに隣接して配設される。材料層は、先に記載したいくつかのマイクロレンズシートのときと同じように高反射性であってもよいし、低反射率を有するものであってもよい。材料が高反射性である場合、シートは、米国特許第2,326,634号に記載されているように再帰反射性を有しうる。複数のマイクロレンズに関連づけられて材料中に形成された個別の画像は、反射光下または透過光下で観察者が見たときに、シートの上側、平面内、および/または下側に保持されているようにまたは浮いているように見える複合画像を提供する。そのような画像を提供する好ましい方法は、層状材料として放射線感受性材料を提供し放射線を用いてその材料を所望の様式で変化させることにより画像を提供する方法であるが、他の方法を用いることも可能である。したがって、マイクロレンズに隣接した層状材料に関する残りの考察は、大部分は放射線感受性層状材料に関連して行うことにする。ただし、本発明は、それにより限定されるものではない。
【0020】
本発明に有用な放射線感受性材料としては、金属材料、高分子材料、および半導電性材料ならびにこれらの混合物のコーティングおよび皮膜が挙げられる。本発明に関連して使用される材料は、所与のレベルの可視線または他の放射線に暴露したときに、暴露された材料の外観が変化してその放射線に暴露されなかった材料とコントラストをなす場合、「放射線感受性」である。したがって、それにより生成される画像は、組成変化、材料の除去もしくはアブレーション、相変化、または放射線感受性コーティングの重合の結果でありうる。いくつかの放射線感受性金属皮膜材料の例としては、アルミニウム、銀、銅、金、チタン、亜鉛、スズ、クロム、バナジウム、タンタル、およびこれらの金属の合金が挙げられる。これらの金属は、典型的には、金属のもとの色と放射線に暴露した後の金属の改変された色との差に基づいてコントラストを呈する。先に述べたように、アブレーションによって画像を提供してもよいし、材料の光学的改変により画像が提供されるまで材料を放射線加熱することによって画像を提供してもよい。たとえば、米国特許第4,743,526号には、金属合金を加熱して色変化を提供することについての記載がある。
【0021】
金属合金のほかに、放射線感受性媒質として金属酸化物および金属亜酸化物を使用することができる。このクラスの材料としては、アルミニウム、鉄、銅、スズ、およびクロムから形成される酸化物化合物が挙げられる。硫化亜鉛、セレン化亜鉛、二酸化ケイ素、インジウムスズ酸化物、酸化亜鉛、フッ化マグネシウム、およびシリコンのような非金属材料により、本発明に有用な色またはコントラストを提供することもできる。
【0022】
ユニークな放射線感受性材料を提供すべく、多層薄膜材料を使用することもできる。着色剤またはコントラスト剤の出現または除去によりコントラスト変化を提供するように、これらの多層材料を構成することができる。代表的な構築体としては、特定の波長の放射線により画像化されるように(たとえば、色の変化により)設計された光学スタックまたは同調キャビティーが挙げられる。具体例の1つが、米国特許第3,801,183号に記載されている。この特許には、誘電体ミラーとしてのクリオライト/硫化亜鉛(Na3AlF6/ZnS)の使用が開示されている。他の例は、クロム/ポリマー(たとえば、プラズマ重合ブタジエン)/二酸化ケイ素/アルミニウムで構成された光学スタックである。これらの層の厚さは、クロムが4nm、ポリマーが20nmと60nmの間、二酸化ケイ素が20nmと60nmの間、アルミニウムが80nmと100nmの間の範囲にあり、個々の層の厚さは、可視スペクトルにおいて特定のカラー反射率を提供するように選択される。先に論じた単一層薄膜のいずれかを備えた薄膜同調キャビティーを使用することが可能である。たとえば、厚さ約4nmのクロム層と約100nmと300nmの間の二酸化ケイ素層とを備えた同調キャビティーを使用することが可能である。この二酸化ケイ素層の厚さは、特定の波長の放射線に応答して着色画像を提供するように調整される。
【0023】
本発明に有用な放射線感受性材料には、サーモクロミック材料も包含される。「サーモクロミック」とは、温度変化を受けたときに色が変化する材料を指す。本発明に有用なサーモクロミック材料の例は、米国特許第4,424,990号に記載されており、たとえば、炭酸銅、チオウレアを有する硝酸銅、ならびにチオール、チオエーテル、スルホキシド、およびスルホンのような硫黄含有化合物を有する炭酸銅が挙げられる。他の好適なサーモクロミック化合物の例は、米国特許第4,121,011号に記載されており、たとえば、ホウ素、アルミニウム、およびビスマスの水和硫酸塩および窒化物、ならびにホウ素、鉄、およびリンの酸化物および水和酸化物が挙げられる。
【0024】
当然のことながら、放射源を用いて材料層を画像化しない場合でも、層状材料は、放射線感受性であってもよいが、それが必要とされるわけではない。しかしながら、製造を容易にするうえで放射線感受性材料が好ましく、したがって、好ましくは好適な放射源を使用する。
【0025】
III.放射線源
先に述べたように、マイクロレンズに隣接した層状材料上に画像パターンを提供する好ましい方法は、放射線源を用いて放射線感受性材料を画像化する方法である。所望の強度および波長の放射線を提供するエネルギー源はいずれも、本発明の本方法で使用することができる。200nmと11μmの間の波長を有する放射線を提供することのできるデバイスは、とくに好ましいと考えられる。本発明に有用な高ピークパワー放射線源の例としては、エキシマーフラッシュランプ、パッシブQスイッチマイクロチップレーザー、さらにはQスイッチネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネット(Nd:YAGと略記する)レーザー、ネオジムドープイットリウムリチウムフルオリド(Nd:YLFと略記する)レーザー、およびチタンドープサファイア(Ti:サファイアと略記する)レーザーが挙げられる。これらの高ピークパワー源は、アブレーション(すなわち、材料の除去)プロセスまたは多光子吸収プロセスにより画像を形成する放射線感受性材料を用いる場合に最も有用である。有用な放射線源の他の例としては、レーザーダイオード、イオンレーザー、非Qスイッチ固体レーザー、金属蒸気レーザー、ガスレーザー、アークランプ、および高パワー白熱光源のような低ピークパワーを与えるデバイスが挙げられる。これらの供給源は、放射線感受性媒質を非アブレーティブ法により画像化する場合にとくに有用である。
【0026】
有用な放射線源のいずれについても、放射線源からのエネルギーをマイクロレンズシート材料の方向に誘導し、高発散エネルギービームを与えるように制御する。電磁スペクトルの紫外部分、可視部分、および赤外部分のエネルギー源については、適切な光学素子により光を制御する。その例を図14、15、および16に示し、以下でさらに詳細に説明する。一実施形態では、この構成の光学素子(一般に、光学列と呼ばれる)には、所望の角度でマイクロレンズに投光するように、つまり所望の角度で層状材料に投光するように、適切な発散または広がりをもたせて光学列により光をシート材料の方向に誘導するという要件が課せられる。好ましくは、0.3よりも大きいかまたはそれに等しい開口数(最大発散光線の角度の半分の正弦として定義される)を有する光拡張デバイスを用いて、本発明の複合画像を得る。より大きい開口数を有する光拡張デバイスを用いれば、より大きい観察角度およびより大きい見掛けの画像移動範囲を有する複合画像が得られる。
【0027】
IV.画像化プロセス
本発明に係る代表的な画像化プロセスは、レーザーからの平行光をレンズに通してマイクロレンズシートの方向に誘導することからなる。以下でさらに説明するように、フローティング画像を有するシートを作製するために、大きい開口数(NA)を有する発散レンズに光を通して高発散光円錐を生成させる。大きいNAのレンズとは、0.3に等しいかまたはそれよりも大きいNAを有するレンズである。光円錐の軸(光軸)がマイクロレンズシートの平面に垂直になるように、マイクロスフェアの放射線感受性コーティング面をレンズから遠い位置に配置する。
【0028】
個々のマイクロレンズは光軸に対してユニークな位置を占有するので、それぞれのマイクロレンズに当たる光は、他のそれぞれのマイクロレンズに入射する光に対してユニークな入射角を有するであろう。したがって、光は、それぞれのマイクロレンズにより透過されて材料層上のユニークな位置に送られ、ユニークな画像を生成するであろう。より詳細には、単一の光パルスは、層状材料上に単一の画像化ドットだけを生成するので、それぞれのマイクロレンズに隣接した画像を提供するために、複数の光パルスを用いて複数の画像化ドットからその画像を形成する。それぞれのパルスの光軸を、前のパルスのときの光軸の位置に対して新しい位置に配置する。こうして光軸の位置をマイクロレンズに対して逐次的に変化させると、それに対応してそれぞれのマイクロレンズへの入射角が変化し、したがって、そのパルスにより層状材料中に形成される画像化ドットの位置も変化する。その結果として、マイクロスフェアの背面に結像する入射光により、放射線感受性層中に所定のパターンが画像化される。それぞれのマイクロスフェアの位置はすべての光軸に対してユニークなので、それぞれのマイクロスフェアについて放射線感受性材料中に形成される画像は、他のマイクロスフェアのいずれに関連づけられる画像とも異なるであろう。
【0029】
フローティング複合画像を形成する他の方法では、レンズアレイを用いて高発散光を生成することにより、マイクロレンズ化材料を画像化する。レンズアレイは、平面幾何学的に配置されたいずれも大きい開口数を有する複数の小レンズからなる。光源によりアレイに投光したとき、アレイは、複数の高発散光円錐を生成し、個々の円錐は、アレイ中のその対応するレンズの中央に配置されるであろう。アレイの物理的寸法は、複合画像の横方向の最大サイズを収容するように選択される。アレイのサイズに依拠して、光パルスを受け取る間、あたかも個別のレンズがアレイのすべての点に逐次的に配置されるかのごとく、レンズレットにより形成された個別のエネルギー円錐は、マイクロレンズ化材料に暴露されるであろう。どのレンズで入射光を受け取るかの選択は、反射マスクを用いて行われる。このマスクは、暴露すべき複合画像部分に対応する透明領域と、画像を暴露してはならない反射領域と、を有するであろう。レンズアレイが横方向に延在するので、画像全体をトレースするのに複数の光パルスを使用する必要はない。
【0030】
入射エネルギーをマスク全体に照射することにより、エネルギーを通過させうるマスク部分は、あたかも画像全体が単レンズによりトレースされるたかのごとく、フローティング画像を描く多くの個別の高発散光円錐を形成するであろう。その結果として、マイクロレンズシート中に全複合画像を形成するのに、単一の光パルスだけが必要であるにすぎない。他の選択肢として、反射マスクの代わりにガルボメトリック(galvometric)xyスキャナーのようなビーム位置決め装置を用いて、局所的にレンズアレイに投光し、アレイ上の複合画像をトレースすることができる。この方法を用いるとエネルギーが空間的に局在化されるので、アレイ中のごく少数のレンズレットだけが任意の所与の時刻に投光される。投光されたレンズレットは、マイクロレンズ化材料に暴露するのに必要な高発散光円錐を提供することにより、シート中に複合画像を形成するであろう。
【0031】
レンズアレイ自体は、個別のレンズレットから作製するかまたはモノリシックレンズアレイを形成するエッチングプロセスにより作製することができる。レンズに好適な材料は、入射エネルギーの波長において非吸収性の材料である。アレイ中の個々のレンズは、好ましくは、0.3よりも大きい開口数および30マイクロメートルよりも大きいが10mmよりも小さい直径を有する。これらのアレイは、レンズ材料に対して内部損傷を引き起こす可能性のある背面反射の影響を低減させるために、反射防止コーティングを有していてもよい。このほか、アレイを離れる光の発散を増大させるために、負の有効焦点距離およびレンズアレイと等価な寸法を有する単レンズも使用してもよい。モノリシックアレイ中の個々のレンズレットの形状は、大きい開口数を有しかつ約60%を超える大きい充填率を提供するように選択される。
【0032】
図4は、マイクロレンズシートに当たる発散エネルギーの概略図形表示である。表面上または内部に画像Iが形成される材料層の部分は、マイクロレンズごとに異なる。なぜなら、それぞれのマイクロレンズは、異なる観察点で入射エネルギーを「受ける」からである。したがって、それぞれのマイクロレンズに関連づけられた層状材料中にユニークな画像が形成される。
【0033】
画像化後、延在する被写体のサイズに依存して、被写体の全部または一部分の画像が、それぞれのマイクロスフェアの背後にある放射線感受性材料の中に存在するであろう。実際の被写体がマイクロスフェアの背後に画像として再生される度合は、マイクロスフェアに入射するエネルギー密度に依存する。延在する被写体の部分は、それらのマイクロスフェアに入射するエネルギーが、その材料を改変するのに必要な放射線のレベルよりも低いエネルギー密度を有するマイクロレンズの領域から十分に遠く離れているであろう。さらに、空間的に延在する画像の場合、固定されたNAレンズを用いて画像を形成するとき、延在する被写体のすべての部分について、シートのすべての部分が入射放射線に暴露されるとは限らないであろう。その結果として、被写体のそれらの部分は、放射線感受性媒質中で改変されず、被写体の部分的画像だけがマイクロスフェアの背後に現れるであろう。図5は、個別のマイクロスフェアに隣接する放射線感受性層中に形成されたサンプル画像を示すとともに記録画像が複合画像の完全な複製から部分的な複製までに及ぶことをさらに示すマイクロレンズシートの断面の斜視図である。図6および7は、本発明に従って画像化されたマイクロレンズシートの光学顕微鏡写真である。この放射線感受性層は、アルミニウム層である。そこに示されているように、画像のいくつかは完全であり、他のものは部分的である。
【0034】
これらの複合画像は、いずれも実際の被写体のさまざまな鳥瞰像を有する多くの画像(部分的画像および全体的画像の両方)をまとめた結果であると考えることができる。ミニチュアレンズのアレイを介して多くのユニークな画像が形成される。それらはいずれも、被写体または画像を異なる観察地点から「見た」ときのものである。個々のミニチュアレンズの背後に、画像の形状および画像化エネルギー源を受ける方向に依存する画像の鳥瞰像が層状材料中に生成される。しかしながら、レンズから見えるすべてが放射線感受性材料中に記録されるとは限らない。レンズから見える画像または被写体のうち、放射線感受性材料を改変するのに十分なエネルギーを有する部分だけが記録されるであろう。
【0035】
画像化される「被写体」は、強い光源を用いて「被写体」のアウトラインをトレースすることによりまたはマスクを使用することにより形成される。このようにして記録される画像に複合的様相をもたせるために、被写体からの光は、広範な角度範囲にわたり放射されるものでなければならない。被写体から放射される光が被写体の単一点から出て広範な角度範囲にわたり放射される場合、光線はすべて、被写体に関する情報を所有しており、その情報は光線の角度から眺めたときの情報であるが、その単一点から得られる情報だけである。ここで、光線が所有する被写体に関する情報を相対的に完全なものとするために、被写体を構成する点の集まりから広範な角度範囲にわたり光を放射させなければならない点を考慮されたい。本発明では、被写体から送られる光線の角度範囲を、被写体とマイクロレンズ材料の間に配置された光学素子により制御する。これらの光学素子は、複合画像を生成するのに必要な最適角度範囲を与えるように選択される。光学素子の最良の選択が行われれば、円錐の頂点が被写体の位置で終端する光円錐が得られる。最適な円錐角は、約40度よりも大きい。
【0036】
被写体は、ミニチュアレンズにより縮小され、被写体からの光は、ミニチュアレンズの背面に当接するエネルギー感受性コーティング上に結像される。レンズの背面に結像されるスポットまたは画像の実際の位置は、被写体を起点とする入射光線の方向に依存する。被写体上の点から送られるそれぞれの光円錐は、一部のミニチュアレンズに投光され、十分なエネルギーで投光されたミニチュアレンズだけが、被写体のその点の永久画像を記録するであろう。
【0037】
幾何光学を用いて本発明に係る種々の複合画像の形成について説明する。先に述べたように、以下に記載の画像化プロセスが本発明の好ましい実施形態であるが、他の実施形態を除外するものではない。
【0038】
A.シートの上側に浮く複合画像の形成
図8について説明する。ここでは、入射エネルギー100(この例では光)を光ディフューザー101上に誘導して光源の不均一をすべて均一化させる。拡散散乱光100aを捕捉して光コリメーター102により平行光線にする。この光コリメーター102は、均一に分配された光100bを発散レンズ105aの方向に誘導する。発散レンズからの光線100cは、マイクロレンズシート106の方向に発散する。
【0039】
マイクロレンズシート106に当たる光線のエネルギーは、個々のマイクロレンズ111により層状材料(図示された実施形態では放射線感受性コーティング112)上に結像される。この結像されたエネルギーは、放射線感受性コーティング112を改変して画像を形成する。この画像のサイズ、形状、および外観は、光線と放射線感受性コーティングとの相互作用に依存する。
【0040】
図8に示される構成では、以下に記載されているように観察者が見るとシートの上側に浮いて見える複合画像を備えたシートが提供されるであろう。なぜなら、発散光線100cは、レンズを通って後方に延長すると、発散レンズの焦点108aで交差するからである。別の言い方をすれば、層状材料からマイクロスフェアのそれぞれを通りさらに発散レンズを通って戻るように仮想的「画像光線」をトレースした場合、画像光線は、複合画像が現れる108aで出会うであろう。
【0041】
B.シートの上側に浮く複合画像の観察
観察者と同じ側(反射光)もしくは観察者から見てシートの反対側(透過光)または両側からシートに当たる光を用いて、複合画像を有するシートを観察することが可能である。図9は、反射光下で観察者Aの肉眼で見たときにシートの上側に浮いて見える複合画像の概略図である。正視になるように肉眼を補正してもよいが、たとえば、拡大したり特別なビューワーを用いたりするような補助は行わないものとする。画像化シートを反射光(平行光であっても拡散光であってもよい)で照明した場合、光線は、光線が当たる層状材料により決定される様式で画像化シートから反射されて戻ってくる。当然のことながら、層状材料中に形成された画像は、層状材料の非画像化部分と異なって見えるので、画像を知覚することができる。
【0042】
たとえば、光L1は、材料層により反射されて観察者の方向に戻りうる。しかしながら、層状材料は、その画像化部分から光L2を反射させて観察者の方向に十分にまたは完全に戻すことはできない。したがって、観察者は、108aで光線の不在を検出しうる。それが合わさると、シートの上側に浮いて見える複合画像が108aに形成される。要するに、光は、画像化部分以外の全シートから反射されうる。このことは、相対的に暗い複合画像が108aに現れることを意味する。
【0043】
また、非画像化材料が入射光を吸収または透過し、画像化材料が入射光をそれぞれ反射または部分吸収して、複合画像を提供するのに必要なコントラスト効果を提供することも可能である。それらの状況下では、複合画像は、相対的に暗く見えるシートの残りの部分と比較して相対的に明るい複合画像として現れであろう。この複合画像は、光の不在ではなく、焦点108aに画像を形成する実際の光であるので、「実像」と呼んでもよい。所望に従って、これらの可能性の種々の組合せを選択することができる。
【0044】
特定の画像化シートは、図10に示されるように、透過光によりを観察することもできる。たとえば、層状材料の画像化部分が半透明でありかつ非画像化部分が半透明でない場合、ほとんどの光L3は、層状材料により吸収または反射され、一方、透過光L4は、層状材料の画像化部分を通過して、マイクロレンズにより焦点108aの方向に誘導されるであろう。複合画像は、焦点に現れるであろう。この例では、焦点は、シートの残りの部分よりも明るく見えるであろう。この複合画像は、光の不在ではなく、焦点108aに画像を形成する実際の光であるので、「実像」と呼んでもよい。
【0045】
他の選択肢として、層状材料の画像化部分が半透明でなくかつ層状材料の残りの部分が半透明である場合、画像の領域に透過光が不在であるため、シートの残りの部分よりも暗く見える複合画像が提供されるであろう。
【0046】
C.シートの下側に浮く複合画像の形成
観察者から見てシートの反対側に保持されているように見える複合画像も提供することも可能である。シートの下側に浮くこのフローティング画像は、図8に示される発散レンズ105の代わりに収束レンズを用いて形成することができる。図11について説明する。ここでは、入射エネルギー100(この例では光)をディフューザー101上に誘導して光源の不均一をすべて均一化させる。次に、拡散光100aを集めてコリメーター102で平行光線にする。このコリメーター102は、光100bを集束レンズ105bの方向に誘導する。集束レンズからの光線100dは、収束レンズと収束レンズの焦点108bとの間に配置されたマイクロレンズシート106に入射する。
【0047】
マイクロレンズシート106に当たる光線のエネルギーは、個々のマイクロレンズ111により層状材料(図示された実施形態では放射線感受性コーティング112)上に結像される。この結像されたエネルギーは、放射線感受性コーティング112を改変して画像を形成する。この画像のサイズ、形状、および外観は、光線と放射線感受性コーティングとの相互作用に依存する。図11に示される構成では、以下に記載されているように観察者が見るとシートの下側に浮いて見える複合画像を備えたシートが提供されるであろう。なぜなら、収束光線100dは、レンズを通って延長すると、集束レンズの焦点108bで交差するからである。別の言い方をすれば、集束レンズ105bからマイクロスフェアのそれぞれを通りさらにそれぞれのマイクロレンズに関連づけられた層状材料中の画像を通るように仮想的「画像光線」をトレースした場合、画像光線は、複合画像が現れる108bで出会うであろう。
【0048】
D.シートの下側に浮く複合画像の観察
シートの下側に浮いて見える複合画像を有するシートは、反射光、透過光、またはその両方で観察することができる。図12は、反射光下で見たときにシートの下側に浮いて見える複合画像の概略図である。たとえば、光L5は、層状材料により反射されて観察者の方向に戻りうる。しかしながら、層状材料は、その画像化部分から光L6を反射させて観察者の方向に十分にまたは完全に戻すことはできない。したがって、観察者は、108bで光線の不在を検出しうる。それが合わさると、シートの下側に浮いて見える複合画像が108bに形成される。要するに、光は、画像化部分以外の全シートから反射されうる。このことは、相対的に暗い複合画像が108bに現れることを意味する。
【0049】
また、非画像化材料が入射光を吸収または透過し、画像化材料が入射光をそれぞれ反射または部分吸収して、複合画像を提供するのに必要なコントラスト効果を提供することも可能である。それらの状況下では、複合画像は、相対的に暗く見えるシートの残りの部分と比較して相対的に明るい複合画像として現れであろう。所望に従って、これらの可能性の種々の組合せを選択することができる。
【0050】
特定の画像化シートは、図13に示されるように、透過光によりを観察することもできる。たとえば、層状材料の画像化部分が半透明でありかつ非画像化部分が半透明でない場合、ほとんどの光L7は、層状材料により吸収または反射され、一方、透過光L8は、層状材料の画像化部分を通過するであろう。入射光の方向に戻るそれらの光線(本明細書中では「画像光線」と呼ぶ)を延長すると、複合画像が108bに形成される。複合画像は、焦点に現れるであろう。この例では、焦点は、シートの残りの部分よりも明るく見えるであろう。
【0051】
他の選択肢として、層状材料の画像化部分が半透明でなくかつ層状材料の残りの部分が半透明である場合、画像の領域に透過光が不在であるため、シートの残りの部分よりも暗く見える複合画像が提供されるであろう。
【0052】
E.複雑な画像
本発明の原理に従って作製される複合画像は、二次元(長さおよび幅を有することを意味する)で出現させかつシートの下側または平面内または上側に出現させることが可能であり、三次元(長さ、幅、および高さを有することを意味する)で出現させることも可能である。三次元の複合画像は、所望に応じて、シートの下側もしくは上側だけに出現させたり、シートの下側、平面内、および上側の任意の組合せ位置に出現させたりすることが可能である。「シートの平面内」という用語は、ごく一般的に、シートをフラットに置いたときのシートの平面を指す。すなわち、フラットでないシートであっても、少なくとも部分的に「シートの平面内」に存在するように見える複合画像を有することができる。本明細書中では、その表現はこのように使用される。
【0053】
三次元の複合画像は、単一の焦点に出現するのではなく、連続した焦点を有する画像の複合体として出現し、焦点は、シートの一方の端から他方の端までまたはシートの一方の端からシートを貫通して他方の端までに延在する。これは、好ましくは、複数の焦点で材料層が画像化されるように、(複数の異なるレンズを提供するのではなく)シートまたはエネルギー源のいずれかを相対的に逐次移動させることにより達成される。得られる空間的に複雑な画像は、本質的に多くの個別ドットからなる。この画像は、シートの平面に対する3つのデカルト座標のいずれに対しても空間的に延在させることができる。
【0054】
他のタイプの効果では、消失するマイクロレンズ化シートの領域中に複合画像を移動させことができる。このタイプの画像は、マイクロレンズ化材料の一部分に対して画像化光を部分的にブロックするように不透明マスクをマイクロレンズ化材料に接触させて配置する処理を加えてレビテーション例と同じような方法で形成される。そのような画像を観察するとき、コンタクトマスクにより画像化光が低減または除去された領域中に画像を移動させることができる。画像は、その領域で「消失する」ように見える。
【0055】
本発明に従って形成される複合画像は、非常に広い観察角度を有しうる。このことは、観察者が、シートの平面と観察軸とがなす広範な角度にわたり複合画像を見ることができることを意味する。約70〜80マイクロメートルの平均直径を有するガラスマイクロスフェアの単層で構成されたマイクロレンズシート中に形成された複合画像は、0.64の開口数を有する非球面レンズを使用したとき、中心軸が入射エネルギーの光軸により決定される円錐形の観察視野内で見ることができる。アンビエント照明下では、そのように形成された複合画像は、全角約80〜90度の円錐にわたり観察可能である。より少ない発散またはより小さいNAを有する画像化レンズを利用すれば、より小さい半角の円錐を形成することができる。
【0056】
本発明の方法により形成される画像は、限定された観察角度をもたせて構築することができる。いいかえれば、特定の方向またはその方向からわずかに角度がずれた方向から観察したときだけ画像が見える。そのような画像は、レーザー放射線によりレンズの一部分だけが投光されるように最終非球面レンズに入射する光を調整すること以外は以下の実施例1に記載の方法と同じようにして形成される。入射エネルギーでレンズを部分的に満たすようにすれば、マイクロレンズ化シートに入射する発散光の制限された円錐が得られる。アルミニウム被覆マイクロレンズシートの場合、複合画像は、限定された観察円錐内だけに明るいグレイのバックグラウンド上にダークグレイの画像として出現する。画像は、マイクロレンズシートに対して浮くように見える。
【実施例】
【0057】
以下の実施例により本発明についてさらに説明する。便宜上、図のいくつかを参照しうる。
【0058】
実施例1
この実施例では、アルミニウム層状材料とシートの上側に浮いて見える複合画像とを備えた埋込レンズシートついて説明する。図14に示されるタイプの光学列を用いて、フローティング画像を形成した。光学列は、1.06マイクロメートルの基本波長においてQスイッチモードで動作するスペクトラ・フィジックス・クオンタ・レイ(Spectra Physics Quanta−Ray)TM DCR−2(10)Nd:YAGレーザー300からなるものであった。このレーザーのパルス幅は、典型的には、10〜30nsである。レーザーを出た後、99%反射鏡302、摺りガラスディフューザー304、5倍ビーム拡大望遠鏡306、ならびに開口数0.64および焦点距離39.0mmを有する非球面レンズ308により、エネルギーを再誘導した。非球面レンズ308からの光を、XYZステージ310の方向に誘導した。ステージは、3つの線形ステージで構成されたものであり、ATS50060という商品名でペンシルバニア州ピッツバーグのエアロテック・インコーポレーテッド(Aerotech Inc.of Pittsburgh,Pennsylvania)から入手可能である。1つの線形ステージを使用して非球面焦点とマイクロレンズシートの間の軸(z軸)に沿って非球面レンズを移動させ、他の2つのステージにより光軸に対して互に直交する2つの水平軸でシートを移動させた。
【0059】
熱レンズ効果により引き起こされるビームの不均一を完全に除去するために、レーザー光を摺りガラスディフューザー304の方向に誘導した。ディフューザーのすぐ近くに隣接する5倍ビーム拡大望遠鏡306により、ディフューザーからの発散光を平行光にし光ビームを拡大し、非球面レンズ308に充填した。
【0060】
この実施例では、レンズの焦点がマイクロレンズシート312の1cm上に位置するように、XYZステージのXY平面の上方に非球面レンズを配置した。ED500という商品名でカナダ国ケベック州サン・フェイのゲンテック・インコーポレーテッド(Gentec,Inc.,of Saint−Fey,Quebec,Canada)から入手可能な開口エネルギーメーターを用いて、シートの平面におけるエネルギー密度を制御した。非球面レンズの焦点から1cmの位置でエネルギーメーターの投光領域全体にわたり約8ミリジュール毎平方センチメートル(8mJ/cm2)となるように、レーザー出力を調整した。アルミニウム被覆面が非球面レンズ308から対向分離されるように、厚さ80nmのアルミニウム放射線感受性層を備えた埋込レンズシートのサンプル312をXYZステージ310に固定した。
【0061】
U21という商品名でペンシルバニア州ピッツバーグのエアロテック・インコーポレーテッド(Aerotech,Inc.of Pittsburgh,Pennsylvania)から入手可能なコントローラーにより、XYZステージ312の移動に必要な制御信号とレーザー300のパルス化のための制御電圧とを提供した。画像を形成するのに必要なx−y−z座標情報、移動コマンド、およびレーザー発射コマンドを有するCADファイルをコントローラーにインポートすることにより、ステージを移動させた。レーザーをパルス化してマイクロレンズ化材料から所定の離間距離で上方に配置された画像をトレースしながら、X、Y、およびZステージの移動を調整することにより、任意の複雑な複合画像を形成した。10Hzのレーザーパルス速度に対して、ステージ速度を50.8センチメートル/分に調整した。これにより、マイクロレンズに隣接したアルミニウム層中に連続的複合ラインを形成した。
【0062】
マイクロレンズ化シートを周囲光で観察したとき、画像は、明るいグレイのバックグラウンドに対してダークグレイであった。焦点とビーズ化シートの表面との間隔を1cmに固定したとき、得られた画像は、シートの約1cm上方に浮いて見える平面状複合画像であった。さらに、観察者の観察点に対して合理的な大きさの移動を呈したので、観察者は、観察角度に応じて複合画像のさまざまな様相を容易に観察することができた。
【0063】
実施例2
この実施例では、透明ミラー放射線感受性層を備えた露出レンズシート構築体を用いて、マイクロレンズシートの下側に浮いて見える複合画像を形成した。実施例1で使用した光学列をこの実施例でも使用した。レンズがマイクロレンズシートにほぼ接するように、非球面レンズ308に対してマイクロレンズ化シートを配置した。非球面レンズの真下で約14mJ/cm2が達成されるようにレーザー出力を調整した。露出レンズシートは、米国特許第3,801,183号に記載されているような部分的に埋め込まれたマイクロスフェアからなり、マイクロスフェアの一方の面に硫化亜鉛(ZnS)誘電体ミラーが蒸着されたものであった。ZnS層の厚さは、公称60nmであった。実施例1のときと同じように、50.8cm/分でシートを移動させながら、レーザーを10Hzで動作させ、マイクロレンズ化シート中に連続的複合ラインを形成した。ステージシステムにより「球体」パターン(4つの円弧を有する円)をトレースした。
【0064】
アンビエント照明下で、球体は、白色/黄色バックグラウンドに対して暗色の画像として出現した。暗色の複合画像は、シートの約39mm下側に浮いて見えた。複合画像の位置は、非球面レンズの焦点の位置に対応した。この実施例では、レンズの後方約39mmの位置に対応した。
【0065】
実施例3
この実施例では、単一の非球面レンズの代わりにレンズアレイを用いて、アルミニウム放射線感受性層を備えた露出レンズシート中に複合画像を形成することについて説明する。図15中で示されるタイプの光学列を用いて、フローティング複合画像を形成した。光学列は、Qスイッチレーザー300、99%反射ミラー302、光ディフューザー304、およびビーム拡大望遠鏡306からなるものであった。この実施例で使用した光学列のこれらの素子は、実施例1に記載のものと同等である。この実施例の光学列には、二次元レンズアレイ407、反射マスク409、および負の両凹レンズ411も含まれていた。レーザー放射線に暴露すべきマイクロレンズ化材料412の領域と一致させるように、反射マスク409の領域は透明であったが、マスクの残りの表面は不透明または反射性であった。
【0066】
レンズアレイ407は、3038という商品名でアラバマ州ハンツビルのMEMSオプティカルLLC(MEMS Optical,LLC of Huntsville,Alabama)から入手可能な溶融シリカ屈折マイクロレンズアレイからなるものであった。この稠密充填球面レンズアレイを、直径75mmおよび負の焦点距離150mmを有する負の両凹レンズ411にほとんど接触させて配置した。厚さ80nmのアルミニウム放射線感受性層を備えた露出レンズシート412を、負の両凹レンズ411から25mm以内に配置した。マイクロレンズ化材料を、マイクロレンズアレイと負の両凹レンズとの組み合わされた光路の焦点距離から約1cmの位置に配置した。マイクロレンズ化シートの露出レンズの表面で約4mJ/cm2が得られるようにレーザーからの出力を調整した。単一のレーザーパルスを起動して全画像を暴露した。
【0067】
得られた画像化マイクロレンズ化シートを周囲光で観察したところ、画像がシートの約1cm上側に浮いて見えることがわかった。画像は、明るいグレイのバックグラウンドに対してダークグレイに見えた。
【0068】
実施例4
この実施例では、散乱源からの反射により発散光源を得た。散乱リフレクターは、直径約5mmのセラミックビーズからなるものであった。図16に示されるタイプの光学列をこの実施例で使用された。それは、実施例1に記載のものと類似のQスイッチNd:YAGレーザー500と、それに続いて、入射レーザービームのサイズを直径約1mmに減少させる望遠鏡502と、からなるものであった。次に、マイクロレンズシート512に対向するセラミックビーズ504の半球の約1/4に投光するように、法線から十分に離れた角度でセラミックビーズ504に光を当てた。赤外線カメラを介して散乱線を観察することにより、これを確認した。
【0069】
XYステージ510の上方約25mmの位置にセラミックビーズ504を配置した。レーザーからの入射光をサンプルステージに平行になるように調整した。80nmアルミニウム放射線感受性層を備えた埋込レンズシート512をXYステージ510に固定し、コントローラーによりステージおよびレーザーに対する制御信号を提供した。マイクロレンズシートの表面で約8mJ/cm2が得られるように、レーザー出力を調整した。マイクロレンズ化シート512の表面に最も均一な露光が行われるように、セラミックビーズ504の投光を調整した。10Hzでレーザーをパルス化しながら、XYステージ510を50.8cm/分で移動させた。セラミックリフレクターからの散乱線にマイクロレンズ化シートを暴露しながら、ステージを用いて複雑な画像全体をトレースした。
【0070】
周囲光で、複合画像は、シートの約25mm上側に浮き、明るいグレイのバックグラウンドに対してダークグレイに見えた。観察者の観察位置に対して、画像は大きく移動した。透過光下で、輝く複合画像がシートの約25mm上側に浮いた。
【0071】
実施例5
この実施例では、埋込レンズシートの層状材料は、多層光学スタックからなり、可視スペクトルの特定の色に同調させたものであった。マイクロレンズ化ベースシートの一方の面上に、真空蒸発およびプラズマ重合により薄膜層を堆積させ、クロム層を埋込レンズに隣接させて、クロム/プラズマ重合ブタジエン/二酸化ケイ素/アルミニウムからなる層シーケンスを得た。可視スペクトルの赤色部分、緑色部分、および青色部分の色が得られるように、個々の材料の厚さを調整した。調製した個々の材料の特定の厚さを表1に提供する。
【0072】
【表1】
【0073】
次に、多層をラミネート材料に接触させた状態で、被覆マイクロレンズベースシートをバッキングにラミネートした。次に、マイクロレンズシートのライナーを除去して、上記の表により与えられた色を有する埋込レンズの前面を露出させた。
【0074】
実施例1に記載したような光学列を使用して、この実施例のサンプルを画像化した。この実施例では、非球体の焦点をマイクロレンズシートの上方1cmの位置に配置した。マイクロレンズシートの表面で5mJ/cm2のエネルギー密度が得られるように、レーザー出力を調整した。投光領域において多層スタックの光学的性質を改変した。球体パターンをトレースすることにより、実施例1に記載したのと同じような方法で多層スタック中に画像を提供した。
【0075】
アンビエント照明で、投光領域は、マイクロレンズ化シートのバックグラウンド色に対して淡黄色〜橙色に見えた。複合画像はすべて、シートの上側に浮き、観察者に対して移動して見えた。
【0076】
実施例6
この実施例では、着色複合画像を形成するための放射線感受性層として第2のタイプの多層同調スタックについて説明する。埋込レンズシートからなるマイクロレンズ化ベースシート上に光学スタックを作製した。マイクロレンズ化ベースシートの一方の面上に、以下の表2に示されるように、真空蒸発により薄膜層を堆積させることにより、クロム/クリオライト/アルミニウム(Cr/Na3AlF6/Al)、クロム/二酸化ケイ素/アルミニウム(Cr/SiO2/Al)、またはクロム/フッ化マグネシウム/アルミニウム(Cr/MgF2/Al)からなる層シーケンスを得た。可視スペクトルのさまざまな色が得られるように、誘電体材料SiO2、Na3AlF6、およびMgF2の厚さを調整した。種々のサンプルで調製した個別の材料の特定の厚さを表2に示す。
【0077】
【表2】
【0078】
次に、多層をラミネート材料に接触させた状態で、被覆マイクロレンズベースシートをバッキングにラミネートした。次に、マイクロレンズシートのライナーを除去して、上記の表により与えられた色を有する埋込レンズの前面を露出させた。
【0079】
実施例1に記載したような光学列を使用して、これらのサンプルを画像化した。この実施例では、最後の非球面レンズの位置をサンプルにほとんど接触するように決定し、シートの下側に浮いて見える複合画像を提供した。表2に示されるようにそれぞれの多層スタックの光学的性質を永久的に改変するエネルギー密度が得られるように、レーザーエネルギーを調整した。実施例1に記載したのと同じような方法で、英数字「SAMPLE」をトレースしてこの材料中の画像を得た。アンビエント照明で、複合画像は、マイクロレンズ化シートのバックグラウンド色に対して白色/黄色アウトラインを有し暗色に見えた。複合画像はすべて、シートの約39mm下側に浮き、シートを見る観察者に対して移動して見えた。
【0080】
実施例7
この実施例では、50原子パーセントの銀と50原子パーセントの亜鉛とからなる相変化合金(Ag50Zn50)および放射線感受性層としてクロムと二酸化ケイ素とからなる同調二層スタックを用いて、カラー複合画像を形成した。相変化合金は、放射線を適用しても除去されなかったが、同調二層スタックは、可視電磁スペクトルの青色部分のスペクトル反射率を増大させる。実施例5でマイクロレンズ化ベースシートに多層スタックの薄膜層を堆積させるのに使用したのと同じような方法で、密閉レンズシートのスペーサー層上に放射線感受性層を堆積させた。最初に、クロム層および二酸化ケイ素層を、それぞれ、40nmおよび260nmの厚さになるように高分子スペーサー層上に真空蒸着した。次に、厚さ80nmのAg50Zn50合金層を二酸化ケイ素層上にスパッター堆積させた。次に、サンプルをラミネートし、そして剥離してマイクロレンズシートの透明部分を露出させた。
【0081】
周囲光(反射光)下で観察したところ、シートは、菫色〜青色に見えた。実施例1と同じような光学列を用いて、Ag50Zn50放射線感受性層を画像化した。Qスイッチレーザーの代わりに、1.06μmの波長で動作する連続波Nd:YAGレーザーをエネルギー源として使用した。光学列中で音響光学モジュレーターを使用することにより、パルス幅を制御した。図14に示されるタイプの光学列に一次回折ビームを送った。密閉レンズシートのサンプルをXYZステージに固定した。マイクロレンズ化材料で810mWのパワーを与えるように、音響光学モジュレーターへのレーザーパワーを調整した。100マイクロ秒のパルス幅での20Hzのパルス化が達成されるように、音響光学モジュレーターを設定した。実施例1記載されているような正の非球面レンズを、マイクロレンズ化材料の表面の12mm上方に配置した。レーザー放射線を放射線感受性層に暴露しながら、XYZステージを用いて画像をトレースした。
【0082】
アンビエント照明でシートを観察したところ、画像化領域は、淡青色に見え、マイクロレンズシートの約12mm上方に浮いて見えた。
【0083】
実施例8
この実施例では、銅放射線感受性層を備えた複製レンズ構造体をマイクロレンズシートとして使用した。米国特許第5,254,390号に記載されているタイプの複製シートをマイクロレンズシートとして使用した。80nmの厚さになるように銅の放射線感受性層をシートのフラット表面上に真空蒸発させた。実施例1に記載されているような光学列からのレーザー放射線にマイクロ複製マイクロレンズ化材料を暴露された。マイクロレンズ化材料の表面から6.5mm離れた位置に焦点がくるように、最後の非球面レンズを配置した。シートの表面で約7mJ/cm2を与えるように、レーザー出力を調整した。10Hzでパルス化するようにレーザーを設定し、一方、50.8cm/分の速度でXYZステージを移動させた。「球体」パターン(4つの円弧を有する円)はサンプルの上方でトレースした。
【0084】
アンビエント照明でシートを観察したところ、フローティング球体の帯白色画像が放射線感受性層の銅色に対比して見ることが可能であった。この複合画像は、シートの約6mm上方に浮いて見えた。
【0085】
実施例9
この実施例では、平面状複合画像とシートの下側に浮いて見える複合画像との組合せについて説明する。実施例1に記載されている光学的構成を用いて、厚さ80nmのアルミニウム放射線感受性層を備えた露出レンズ型マイクロレンズシートを画像化した。マイクロレンズシートにほとんど接触させた状態で非球面レンズを配置し、サンプル表面で4mJ/cm2が生成されるようにレーザー出力を調整した。英数字「SAMPLE」をトレースするようにコントローラーをプログラムした。吸収性マスクを開放シートの上に配置した。このマスクは、従来の写真複写機により透過シート上に英数字「3M」のロウを印刷することにより作製したものである。英数字は放射線を吸収し、一方、周辺領域はレーザー放射線を透過した。「SAMPLE」という文字がマスク位置の上側を覆うような形態になるように、この吸収マスクを備えた露出レンズシートを配置した。
【0086】
アンビエント照明で観察したところ、文字「SAMPLE」は、シートの約39mm下側に浮いて見え、一方、非暴露文字「3M」は、シートの平面内に出現した。「3M」という文字は、「SAMPLE」という文字の暗色文字に対比して観察できるにすぎなかった。
【0087】
実施例10
この実施例では、複雑な三次元画像を備えたシートについて説明する。厚さ80nmのアルミニウム放射線感受性層を備えた埋込レンズ型マイクロレンズシートをこの実施例で使用した。実施例1で使用した光学列を使用した。マイクロレンズ化シートをXYZ並進ステージのXY平面に取付け、一方、非球面レンズをz軸に取付けた。非球面レンズは、0.64のNAおよび39mmの焦点距離を有するものであった。5cmの立方体対角長(立方体の2つの対向頂点間距離)を有する等長立方体のアウトラインをトレースするようにコントローラーをプログラムした。コントローラーにプログラムした立方体の相対位置および向きは、複合立方体画像の一方の端部をシートの表面の約5mm上側に配置し、複合立方体画像の他方の端部をその表面の5.5cm上方に配置するというものであった。立方体の1頂点が観察者に最も近づく位置にくるように、立方体画像の向きを決定した。
【0088】
等長立方体をトレースする間、発散レンズとシートとの間隔に関係なくサンプル表面で8mJ/cm2の一定エネルギー密度を生成するように、レーザーからの1パルスあたりのエネルギーを制御した。レーザーは、10Hzで動作させ、X、Y、およびZステージは、50.8cm/分の速度で移動させた。マイクロレンズ化シートから上側に所定の離間距離で等長立方体の画像をコントローラーにより連続的にトレースした。
【0089】
アンビエント照明で観察したところ、等長複合立方体画像は、明るいグレイのバックグラウンドに対比してダークグレイに見え、表面の5mm〜5.5cm上側に浮いて見えた。さらに、観察者が各自の観察位置を変化させると、等長立方体は、マイクロレンズシートの上側に所定の離間距離で回転して見え、異なる観察角度ではそれまで覆い隠されていた立方体の面が現れた。
【0090】
実施例11
この実施例では、消失させることのできるフローティング画像について説明する。すなわち、観察角度を変化させることにより、複合画像を観察しうる状態から消失させたり、再び出現させて観察しうる状態に戻したりすることができる。厚さ80nmのアルミニウム放射線感受性層を備えた埋込レンズシートを使用した。実施例1のものと同じような光学列を用いて画像を形成し、マイクロレンズ化シートの1cm上側に焦点が位置するようにシートからの非球面レンズの距離を調整した。「球体」パターン(4つの円弧を有する円)を作製するようにコントローラーをプログラムし、サンプル表面で8mJ/cm2を提供するようにレーザー出力を調整した。サンプル自体を対象にして、半透明テープの正方形切片を埋込レンズシートの表面に取付けた。球体の画像化時、レーザーにより画像化される領域の一部分が半透明テープにより覆われる領域と重なるように、テープの正方形切片を配置した。
【0091】
周囲光下で画像化シートを観察したところ、フローティング球体パターンは、明るいグレイのバックグラウンドに対比してダークグレイの画像としてシートの1cm上側に浮いて観察された。観察角度を変えることにより、「球体」は、半透明テープによりマスキングされた領域中に入ったりその領域から出たりした。球体がマスク領域中に入ると、その領域中の球体の部分は消失する。球体がマスク領域から出ると、その領域中の球体の部分は再び出現した。複合画像は、マスク領域中に進入したときに、徐々に消えてなくなったのではなく、ちょうどその領域中に進入したときに完全に消失した。
【0092】
本発明の複合画像を含有する画像化シートは、示差的であり、通常の装置を用いて複製することは不可能である。複合画像は、パスポート、識別バッジ、銀行券、識別グラフィックス、およびアフィニティーカードのような用途にとくに向いているシートの形態をとることができる。確認を必要とする書類は、識別、認証、および増強に供されるラミネートシート上に形成されたこれらの画像を有することができる。ラミネーションのような従来の接合手段は、接着剤を用いた場合にも用いない場合にも、使用することが可能である。箱詰めされたエレクトロニクス製品、コンパクトディスク、運転免許証、権利証書、パスポート、またはブランド製品のような価値のある物品の供給者は、本発明の多層フィルムを単に製品に適用し、そのようなラベルの付いた価値のある供給源の明らかな物品であることが結果としてその顧客にわかるように教示することが可能である。これらの保護を必要とする製品の場合、複合画像を含有するシートをそれらの構築体に組み込むことにより、またはそのようなシートを製品に接着させることにより、それらの要件は強調ことが可能である。複合画像は、広告、ライセンスプレート、およびユニークな画像の視覚的描写が望まれる他の多くの用途で、ディスプレイ材料として使用することが可能である。複合画像がデザインの一部分として含まれていれば、標識、広告掲示板、またはセミトレーラーのような大きい対象物上の広告または情報は、かなり人目を引くことであろう。
【0093】
周囲光であっても、透過光であっても、再帰反射シートの場合の再帰反射光であっても、複合画像を備えたシートは、非常に強い視覚的効果を有する。この視覚的効果は、画像化シートが取付けられる物品の外観を良くするための装飾として使用することができる。そのようなアタッチメントを用いれば、ファッションまたはスタイルに対する向上したセンスを示したり、非常に劇的な方法でロゴまたはブランドをデザイナーに提示したりすることが可能である。装飾に適すると考えられるシートの用途としては、普段着、スポーツ着、デザイナーフランド着、外衣、履物、縁なし帽子、縁のある帽子、手袋などのような衣服への適用が挙げられる。同様に、ファッションアクセサリーでも、装飾、外観、またはブランド識別のための画像化シートを利用することが可能である。そのようなアクセサリーとしては、小銭入れ、札入れ、ブリーフケース、バックパック、ファニーパック(ウエストポーチ)、コンピューターケース、旅行用鞄、筆記帳などが挙げられる。画像化シートのさらなる装飾用途は、装飾用画像、ブランド、またはロゴで一般に飾られるさまざまな対象物にまで及びうる。例としては、本、器具、電子部品、ハードウェア、乗物、スポーツ用品、収集物、美術品などが挙げられる。
【0094】
装飾用画像化シートが再帰反射性である場合、ファッションまたはブランド認知を、安全および身辺警護と組み合わせることができる。衣服およびアクセサリーに取付けられる再帰反射性アタッチメントは周知であり、弱光条件で着用者の可視性および誘目性を増大させる。そのような再帰反射性アタッチメントに複合画像化シートを組み入れた場合、周囲光、透過光、または再帰反射光で、著しい視覚的効果を達成することができる。安全衣および防護衣ならびにアクセサリーの分野で適すると考えられる用途としては、職業用安全衣、たとえば、チョッキ、制服、消防衣、履物、ベルト、および硬質帽子;スポーツ具およびスポーツ着、たとえば、ランニング着、履物、救命胴衣、保護ヘルメット、および制服;幼児用の安全衣;などが挙げられる。
【0095】
米国特許第5,691,846号(ベンソン,Jr.(Benson,Jr.)ら)、同第5,738,746号(ビリングスレイ(Billingsley)ら)、同第5,770,124号(マレッキー(Marecki)ら)、および同第5,837,347号(マレッキー(Marecki))に教示されるように、上述した物品への画像化シートの取付けは、周知の方法により達成することができる。その選択は、基材材料の性質に依存する。布基材の場合、シートをダイカットまたはプロッターカットして、縫着、ホットメルト接着剤、メカニカルファスナー、高周波溶接、または超音波溶接により取付けることが可能である。耐久財の場合、感圧接着剤が好ましい接着手段であろう。
【0096】
シートを基材または物品に取付けた後、最も良好に画像が形成される場合もある。これは、特注の画像またはユニークな画像が望まれるとき、とくに有用であろう。たとえば、アートワーク、描画、抽象的デザイン、写真などは、コンピューター生成またはコンピューターへのディジタル導入を行って、シート上に、基材または物品にあらかじめ取付けられた画像化されていないシート上に、画像化することが可能である。次に、先に述べたように、コンピューターにより画像生成装置に指令を送ることができよう。同一シート上に複数の複合画像を形成することが可能であり、それらの複合画像は、同一であっても異なっていてもよい。複合画像はまた、印刷画像、ホログラム、等値線、回折格子図、キネグラム、写真などのような他の従来の画像と一緒に使用することも可能である。シートを物品または対象物に適用する前または適用した後、シートに画像を形成することも可能である。
【0097】
開示された実施形態の種々の変更および組合せは、当業者には自明なものであろう。また、それらの変更は、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲内に包含されるとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】「露出レンズ」型マイクロレンズシートの拡大断面図である。
【図2】「埋込レンズ」型マイクロレンズシートの拡大断面図である。
【図3】平凸ベースシートを備えたマイクロレンズシートの拡大断面図である。
【図4】マイクロスフェアから構成されたマイクロレンズシートに当たる発散エネルギーの図形表示である。
【図5】個別のマイクロスフェアに隣接する材料層中に記録されたサンプル画像を示すとともに記録画像が複合画像の完全な複製から部分的な複製までに及ぶことをさらに示すマイクロレンズシートの断面の平面図である。
【図6】本発明に係るシートの上側に浮いて見える複合画像を提供するように画像化されたアルミニウム皮膜製の放射線感受性材料層を備えたマイクロレンズシートの光学顕微鏡写真である。
【図7】本発明に係るシートの下側に浮いて見える複合画像を提供するように画像化されたアルミニウム皮膜製の放射線感受性材料層を備えたマイクロレンズシートの光学顕微鏡写真である。
【図8】マイクロレンズシートの上側に浮いて見える複合画像の形成を示す幾何光学的表示である。
【図9】反射光でシートを見たときに本発明のシートの上側に浮いて見える複合画像を備えたシートの概略図である。
【図10】透過光でシートを見たときに本発明のシートの上側に浮いて見える複合画像を備えたシートの概略図である。
【図11】観察時にマイクロレンズシートの下側に浮いて見える複合画像の形成を示す幾何光学的表示である。
【図12】反射光でシートを見たときに本発明のシートの下側に浮いて見える複合画像を備えたシートの概略図である。
【図13】透過光でシートを見たときに本発明のシートの下側に浮いて見える複合画像を備えたシートの概略図である。
【図14】本発明の複合画像の形成に使用される発散エネルギーを生成するための光学列を示す図である。
【図15】本発明の複合画像の形成に使用される発散エネルギーを生成するための第2の光学列を示す図である。
【図16】本発明の複合画像の形成に使用される発散エネルギーを生成するための第3の光学列を示す図である。
【0001】
本発明は、シートに対して空間に保持されているように観察者により知覚される1つ以上の複合画像を提供するシートに関する。この複合画像の見え方は、観察角度に伴って変化する。
【背景技術】
【0002】
グラフィック画像または他の標記を有するシート材料は、とくに物品または書類を認証するためのラベルとして、広く使用されてきた。たとえば、米国特許第3,154,872号、同第3,801,183号、同第4,082,426号、および同第4,099,838号に記載されているようなシートは、乗物のライセンスプレートの認定ステッカーとして、また運転免許証、公文書、テープカセット、遊戯カード、飲料容器などのセキュリティフィルムとして使用されてきた。他の用途としては、パトカー、消防自動車、または他の緊急車両に取付けるときのような識別目的で使用したり、広告宣伝用の表示に使用したり、ブランドを強調する示差的ラベルとして使用したりするグラフィックス用途が挙げられる。
【0003】
画像化シートの他の形態は、米国特許第4,200,875号(ガラノス(Galanos))に開示されている。ガラノス(Galanos)は、マスクまたはパターンを介してシートにレーザー照射を行うことにより画像が形成される「露出レンズ型のとくに高利得の再帰反射シート」の使用を開示している。そのシートは、バインダー層中に部分的に埋め込まれかつバインダー層上に部分的に露出した複数の透明ガラスマイクロスフェアを含み、複数のマイクロスフェアのそれぞれの埋め込まれた表面上には金属反射層がコーティングされている。バインダー層は、カーボンブラックを含有しており、それは画像化される間シートに当たるいかなる迷光をも最小限に抑えると言われている。レーザービームのエネルギーは、バインダー層中に埋め込まれたマイクロレンズの収束作用によりさらに集中化される。
【0004】
ガラノス(Galanos)の再帰反射シート中に形成された画像は、シートに向けられたレーザー照射の角度と同一の角度からシートを見た場合にかぎり、見ることができる。そのことは、別の観点からいえば、非常に限られた観察角度で画像が見えるにすぎないことを意味する。そうした理由および他の理由により、そのようなシートの特定の性質を改良することが望まれている。
【0005】
1908年という早い時期に、ガブリエル・リップマン(Gabriel Lippman)は、1層以上の感光層を有するレンチキュラー媒体中に情景の真の三次元画像を生成する方法を発明した。インテグラルフォトグラフィーとして知られるそのプロセスは、デ・モンテベロ(De Montebello)著,”三次元データの処理および表示II(Processing and Display of Three−Dimensional Data II)”,SPIE会報(Proceedings of SPIE),サンディエゴ(San Diego),1984年に記載されている。リップマン(Lippman)の方法では、レンズ(または「レンズレット(小型レンズ)」)のアレイを介して写真乾板を露光する。その際、再生される情景のミニチュア画像が、アレイのそれぞれのレンズレットによって、そのレンズレットにより占有されたシートの点から眺めたとおりに、写真乾板上の感光層に伝送されるようにする。写真乾板を現像した後、レンズレットアレイを介してプレート上の複合画像を見た観察者には、撮影された情景の三次元表示が見える。使用する感光材料に依存して、画像を黒白またはカラーにすることが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
乾板の露光時にレンズレットにより形成される画像は、それぞれのミニチュア画像を1回だけ反転させたものなので、生成される三次元表示はシュードスコピック(pseudoscopic)である。すなわち、画像の知覚深度が逆になり、結果として、被写体は「裏返し」に見える。この画像を補正するには光学的反転を2回行う必要があるので、このことは大きな欠点になる。これらの方法は、同一の被写体の複数の映像を記録するために1台のカメラもしくは複数台のカメラまたはマルチレンズカメラを用いて多重露光する必要があるので複雑であり、しかも単一の三次元画像を提供するために複数の画像をきわめて正確に位置決めすることが必要とされる。さらに、従来のカメラに依存する方法では、いずれも、実際の被写体をカメラの前に置くことが必要とされる。そのうえ、このことが原因で、その方法は、仮想的な被写体(実際には存在しないが結果的には存在する被写体を意味する)の三次元画像を生成させるのにあまり適していない。インテグラルフォトグラフィーのさらなる欠点は、観察しうる実像を形成するために観察側から複合画像に投光しなければならないことである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、シートの上側または下側に保持されているように見える複合画像を備えたマイクロレンズシートを提供する。便宜上、これらの保持画像をフローティング画像と呼ぶ。また、これらの保持画像は、シートの上側もしくは下側に位置するものであってもよいし(二次元もしくは三次元のいずれかの画像として)、シートの上側、平面内、および下側に見える三次元画像であってもよい。画像は、黒白であってもカラーであってもよく、観察者と共に移動して見えるようにすることが可能である。いくつかのホログラフィックシートとは異なり、本発明の画像化シートは、それ自体の複製を生成するために使用することはできない。このほか、観察者は、フローティング画像を肉眼で観察することができる。
【0008】
記載されているような複合画像を備えた本発明のシートは、さまざまな用途に使用することが可能である。たとえば、確認および認証のために、パスポート、IDバッジ、銀行券、イベント入場券、アフィニティーカード、製品識別フォーマット、および宣伝広告における改竄防止保証画像として、ブランドのフローティング画像もしくはシンキング画像またはフローティング・シンキング画像を提供するブランド強調画像として、パトカー、消防自動車、または他の緊急車両の標章のようなグラフィックス用途における識別表示画像として、掲示板、夜間標識、伝達媒体、および自動車計器盤表示のようなグラフィックス用途における情報表示画像として、衣服およびファッションアクセサリーの装飾用として、再帰反射安全衣および安全具として、ならびに名刺、品質表示票、工芸品、靴、および瓶詰品のような製品上で複合画像を用いて斬新さを強調するために、使用することが可能である。
【0009】
本発明はさらに、記載の複合画像を含有する画像化シートを形成する新規な手段を提供する。一実施形態では、単一の複合画像を形成する。2つ以上の複合画像さらにはシートの上側および下側の両方に存在するように見える複合画像を形成する実施形態をも開示する。従来型の印刷画像と本発明により形成される複合画像との組合せから他の実施形態を構成することも可能である。
【0010】
ここで、添付の図面を参照しながら本発明について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
好ましい実施形態の説明
本発明のマイクロレンズシートは、いくつかのマイクロレンズに関連づけられた個別の画像により提供される複合画像を提供する。この複合画像は、シートの上側、平面内、および/または下側に保持されているようにまたは浮いているように見える。
【0012】
本発明全体を説明するために、以下の第I部でマイクロレンズシートについて説明し、続いて、第II部でそのようなシートの材料層(好ましくは、放射線感受性材料層)について、第III部で放射線源について、そして第IV部で画像化処理について説明する。本発明の種々の実施形態についてさらに説明するために、いくつかの実施例をも提供する。
【0013】
I.マイクロレンズシート
本発明に係る画像を形成しうるマイクロレンズシートは、1層以上の不連続マイクロレンズ層を備え、この1層または複数層のマイクロレンズ層の一方の面に隣接して層状材料(好ましくは、以下に記載されているような放射線感受性材料またはコーティング)が配置される。たとえば、図1は、典型的には高分子材料であるバインダー層14中に部分的に埋め込まれた透明マイクロスフェア12の単層を備えた「露出レンズ」型のマイクロレンズシート10を示している。マイクロスフェアは、層状材料を画像化するのに使用しうる放射線の波長および複合画像を見るのに使用される光の波長の両方に対して透過性である。層状材料16は、それぞれのマイクロスフェアの背面に配置され、図示された実施形態では、典型的にはそれぞれのマイクロスフェア12の表面の一部分だけに接触する。この型のシートは、米国特許第2,326,634号にさらに詳細に記載されており、スコッチライト8910シリーズ反射布(Scotchlite 8910 series reflective fabric)という商品名で3Mから現在入手可能である。
【0014】
図2は、他の好適な型のマイクロレンズシートを示している。このマイクロレンズシート20は、典型的には高分子材料である透明保護オーバーコート24中にマイクロスフェアレンズ22が埋め込まれている「埋込レンズ」型のシートである。マイクロスフェアの後方にありかつ典型的には高分子材料である透明スペーサー層28の背後に、層状材料26が配置されている。この型のシートは、米国特許第3,801,183号にさらに詳細に記載されており、スコッチライト3290シリーズエンジニアグレード再帰反射シート(Scotchlite 3290 series Engineer grade retroreflective sheeting)という商品名で3Mから現在入手可能である。他の好適な型のマイクロレンズシートは、米国特許第5,064,272号に具体例が記載されているカプセル化レンズシートと呼ばれるものであり、スコッチライト3870シリーズハイインテンシティグレード再帰反射シート(Scotchlite 3870 series High Intensity grade retroreflective sheeting)という商品名で3Mから現在入手可能である。
【0015】
図3は、さらに他の好適な型のマイクロレンズシートを示している。このシートは、第1および第2の広面を有する透明な平凸状または非球状ベースシート20を備え、第2の面32は、実質的に平面状であり、第1の面は、実質的に半楕円体状または半非楕円体状マイクロレンズ34のアレイを有する。マイクロレンズの形状およびベースシートの厚さは、アレイに入射する平行光がほぼ第2の面で結像するように選択される。層状材料36は、第2の面上に配設される。この種のシートは、たとえば、米国特許第5,254,390号に記載されており、2600シリーズ3Mセキュアカードレセプター(2600 series 3M Secure Card receptor)という商品名で3Mから現在入手可能である。
【0016】
シートのマイクロレンズは、好ましくは、画像形成が行われるように画像形成屈折表面を有し、一般的には、これは湾曲マイクロレンズ表面により提供される。湾曲表面の場合、マイクロレンズは、好ましくは、均一な屈折率を有するであろう。勾配屈折率(GRIN)を提供する他の有用な材料は、必ずしも光を屈折するための湾曲表面を必要とするとは限らないであろう。マイクロレンズ表面は、好ましくは、本質的に球状であるが、非球状表面も許容しうる。マイクロレンズは、屈折表面により実像が形成されるかぎり、円筒または球のような任意の対称性を有するものであってよい。マイクロレンズ自体は、丸形平凸レンズレット、丸形両凸レンズレット、ロッド、マイクロスフェア、ビーズ、または円筒状レンズレットのような個別の形態をとりうる。マイクロレンズを形成することのできる材料としては、ガラス、ポリマー、鉱物、水晶、半導体、およびこれらと他の材料との組合せが挙げられる。非個別マイクロレンズ素子を使用することも可能である。したがって、複製プロセスまたはエンボス加工プロセス(この場合、シートの表面は、画像化特性を有する反復プロフィルを生成するように形状が改変される)から形成されるマイクロレンズを使用することもできる。
【0017】
可視および赤外の波長にわたり1.5と3.0の間の均一な屈折率を有するマイクロレンズは、最も有用である。好適なマイクロレンズ材料は、可視光の最小限の吸収を有するものであろう。また、エネルギー源を用いて放射線感受性層を画像化する実施形態では、材料はさらに、エネルギー源の最小限の吸収を呈するものでなければならない。マイクロレンズの屈折能は、マイクロレンズが個別のものか複製されたものかにかかわらず、またマイクロレンズを作製する材料に関係なく、好ましくは、屈折表面に入射した光が屈折してマイクロレンズの反対側に結像するという要件を満たす。より特定的には、光は、マイクロレンズの背面またはマイクロレンズに隣接した材料に結像するであろう。層状材料が放射線感受性である実施形態では、マイクロレンズは、好ましくは、その層の適切な位置に縮小された実像を形成する。良好な解像度を有する画像を形成するうえで、画像を約1/100〜1/800に縮小することがとくに有用である。マイクロレンズシートの前面に入射したエネルギーを好ましくは放射線感受性である層状材料に結像させるのに必要な集束条件を提供するマイクロレンズシートの構築については、この節の初めに参照した米国特許に記載されている。
【0018】
15マイクロメートルから275マイクロメートルまでの範囲の直径を有するマイクロスフェアが好ましいが、他のサイズのマイクロスフェアを使用することも可能である。複合画像の良好な解像度は、マイクロスフェア層から比較的短い距離だけ離れて位置するように見える複合画像の場合には上述した範囲の下限の直径を有するマイクロスフェアを使用することにより、またマイクロスフェア層からより離れて位置するように見える複合画像の場合にはより大きいマイクロスフェアを使用することにより、得ることができる。マイクロスフェアについて述べた寸法と同等のレンズレット寸法を有する平凸状、円筒状、球状、または非球状マイクロレンズのような他のマイクロレンズは、類似の光学的結果を生じると予想されうる。
【0019】
II.層状材料
先に述べたように、材料層は、マイクロレンズに隣接して配設される。材料層は、先に記載したいくつかのマイクロレンズシートのときと同じように高反射性であってもよいし、低反射率を有するものであってもよい。材料が高反射性である場合、シートは、米国特許第2,326,634号に記載されているように再帰反射性を有しうる。複数のマイクロレンズに関連づけられて材料中に形成された個別の画像は、反射光下または透過光下で観察者が見たときに、シートの上側、平面内、および/または下側に保持されているようにまたは浮いているように見える複合画像を提供する。そのような画像を提供する好ましい方法は、層状材料として放射線感受性材料を提供し放射線を用いてその材料を所望の様式で変化させることにより画像を提供する方法であるが、他の方法を用いることも可能である。したがって、マイクロレンズに隣接した層状材料に関する残りの考察は、大部分は放射線感受性層状材料に関連して行うことにする。ただし、本発明は、それにより限定されるものではない。
【0020】
本発明に有用な放射線感受性材料としては、金属材料、高分子材料、および半導電性材料ならびにこれらの混合物のコーティングおよび皮膜が挙げられる。本発明に関連して使用される材料は、所与のレベルの可視線または他の放射線に暴露したときに、暴露された材料の外観が変化してその放射線に暴露されなかった材料とコントラストをなす場合、「放射線感受性」である。したがって、それにより生成される画像は、組成変化、材料の除去もしくはアブレーション、相変化、または放射線感受性コーティングの重合の結果でありうる。いくつかの放射線感受性金属皮膜材料の例としては、アルミニウム、銀、銅、金、チタン、亜鉛、スズ、クロム、バナジウム、タンタル、およびこれらの金属の合金が挙げられる。これらの金属は、典型的には、金属のもとの色と放射線に暴露した後の金属の改変された色との差に基づいてコントラストを呈する。先に述べたように、アブレーションによって画像を提供してもよいし、材料の光学的改変により画像が提供されるまで材料を放射線加熱することによって画像を提供してもよい。たとえば、米国特許第4,743,526号には、金属合金を加熱して色変化を提供することについての記載がある。
【0021】
金属合金のほかに、放射線感受性媒質として金属酸化物および金属亜酸化物を使用することができる。このクラスの材料としては、アルミニウム、鉄、銅、スズ、およびクロムから形成される酸化物化合物が挙げられる。硫化亜鉛、セレン化亜鉛、二酸化ケイ素、インジウムスズ酸化物、酸化亜鉛、フッ化マグネシウム、およびシリコンのような非金属材料により、本発明に有用な色またはコントラストを提供することもできる。
【0022】
ユニークな放射線感受性材料を提供すべく、多層薄膜材料を使用することもできる。着色剤またはコントラスト剤の出現または除去によりコントラスト変化を提供するように、これらの多層材料を構成することができる。代表的な構築体としては、特定の波長の放射線により画像化されるように(たとえば、色の変化により)設計された光学スタックまたは同調キャビティーが挙げられる。具体例の1つが、米国特許第3,801,183号に記載されている。この特許には、誘電体ミラーとしてのクリオライト/硫化亜鉛(Na3AlF6/ZnS)の使用が開示されている。他の例は、クロム/ポリマー(たとえば、プラズマ重合ブタジエン)/二酸化ケイ素/アルミニウムで構成された光学スタックである。これらの層の厚さは、クロムが4nm、ポリマーが20nmと60nmの間、二酸化ケイ素が20nmと60nmの間、アルミニウムが80nmと100nmの間の範囲にあり、個々の層の厚さは、可視スペクトルにおいて特定のカラー反射率を提供するように選択される。先に論じた単一層薄膜のいずれかを備えた薄膜同調キャビティーを使用することが可能である。たとえば、厚さ約4nmのクロム層と約100nmと300nmの間の二酸化ケイ素層とを備えた同調キャビティーを使用することが可能である。この二酸化ケイ素層の厚さは、特定の波長の放射線に応答して着色画像を提供するように調整される。
【0023】
本発明に有用な放射線感受性材料には、サーモクロミック材料も包含される。「サーモクロミック」とは、温度変化を受けたときに色が変化する材料を指す。本発明に有用なサーモクロミック材料の例は、米国特許第4,424,990号に記載されており、たとえば、炭酸銅、チオウレアを有する硝酸銅、ならびにチオール、チオエーテル、スルホキシド、およびスルホンのような硫黄含有化合物を有する炭酸銅が挙げられる。他の好適なサーモクロミック化合物の例は、米国特許第4,121,011号に記載されており、たとえば、ホウ素、アルミニウム、およびビスマスの水和硫酸塩および窒化物、ならびにホウ素、鉄、およびリンの酸化物および水和酸化物が挙げられる。
【0024】
当然のことながら、放射源を用いて材料層を画像化しない場合でも、層状材料は、放射線感受性であってもよいが、それが必要とされるわけではない。しかしながら、製造を容易にするうえで放射線感受性材料が好ましく、したがって、好ましくは好適な放射源を使用する。
【0025】
III.放射線源
先に述べたように、マイクロレンズに隣接した層状材料上に画像パターンを提供する好ましい方法は、放射線源を用いて放射線感受性材料を画像化する方法である。所望の強度および波長の放射線を提供するエネルギー源はいずれも、本発明の本方法で使用することができる。200nmと11μmの間の波長を有する放射線を提供することのできるデバイスは、とくに好ましいと考えられる。本発明に有用な高ピークパワー放射線源の例としては、エキシマーフラッシュランプ、パッシブQスイッチマイクロチップレーザー、さらにはQスイッチネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネット(Nd:YAGと略記する)レーザー、ネオジムドープイットリウムリチウムフルオリド(Nd:YLFと略記する)レーザー、およびチタンドープサファイア(Ti:サファイアと略記する)レーザーが挙げられる。これらの高ピークパワー源は、アブレーション(すなわち、材料の除去)プロセスまたは多光子吸収プロセスにより画像を形成する放射線感受性材料を用いる場合に最も有用である。有用な放射線源の他の例としては、レーザーダイオード、イオンレーザー、非Qスイッチ固体レーザー、金属蒸気レーザー、ガスレーザー、アークランプ、および高パワー白熱光源のような低ピークパワーを与えるデバイスが挙げられる。これらの供給源は、放射線感受性媒質を非アブレーティブ法により画像化する場合にとくに有用である。
【0026】
有用な放射線源のいずれについても、放射線源からのエネルギーをマイクロレンズシート材料の方向に誘導し、高発散エネルギービームを与えるように制御する。電磁スペクトルの紫外部分、可視部分、および赤外部分のエネルギー源については、適切な光学素子により光を制御する。その例を図14、15、および16に示し、以下でさらに詳細に説明する。一実施形態では、この構成の光学素子(一般に、光学列と呼ばれる)には、所望の角度でマイクロレンズに投光するように、つまり所望の角度で層状材料に投光するように、適切な発散または広がりをもたせて光学列により光をシート材料の方向に誘導するという要件が課せられる。好ましくは、0.3よりも大きいかまたはそれに等しい開口数(最大発散光線の角度の半分の正弦として定義される)を有する光拡張デバイスを用いて、本発明の複合画像を得る。より大きい開口数を有する光拡張デバイスを用いれば、より大きい観察角度およびより大きい見掛けの画像移動範囲を有する複合画像が得られる。
【0027】
IV.画像化プロセス
本発明に係る代表的な画像化プロセスは、レーザーからの平行光をレンズに通してマイクロレンズシートの方向に誘導することからなる。以下でさらに説明するように、フローティング画像を有するシートを作製するために、大きい開口数(NA)を有する発散レンズに光を通して高発散光円錐を生成させる。大きいNAのレンズとは、0.3に等しいかまたはそれよりも大きいNAを有するレンズである。光円錐の軸(光軸)がマイクロレンズシートの平面に垂直になるように、マイクロスフェアの放射線感受性コーティング面をレンズから遠い位置に配置する。
【0028】
個々のマイクロレンズは光軸に対してユニークな位置を占有するので、それぞれのマイクロレンズに当たる光は、他のそれぞれのマイクロレンズに入射する光に対してユニークな入射角を有するであろう。したがって、光は、それぞれのマイクロレンズにより透過されて材料層上のユニークな位置に送られ、ユニークな画像を生成するであろう。より詳細には、単一の光パルスは、層状材料上に単一の画像化ドットだけを生成するので、それぞれのマイクロレンズに隣接した画像を提供するために、複数の光パルスを用いて複数の画像化ドットからその画像を形成する。それぞれのパルスの光軸を、前のパルスのときの光軸の位置に対して新しい位置に配置する。こうして光軸の位置をマイクロレンズに対して逐次的に変化させると、それに対応してそれぞれのマイクロレンズへの入射角が変化し、したがって、そのパルスにより層状材料中に形成される画像化ドットの位置も変化する。その結果として、マイクロスフェアの背面に結像する入射光により、放射線感受性層中に所定のパターンが画像化される。それぞれのマイクロスフェアの位置はすべての光軸に対してユニークなので、それぞれのマイクロスフェアについて放射線感受性材料中に形成される画像は、他のマイクロスフェアのいずれに関連づけられる画像とも異なるであろう。
【0029】
フローティング複合画像を形成する他の方法では、レンズアレイを用いて高発散光を生成することにより、マイクロレンズ化材料を画像化する。レンズアレイは、平面幾何学的に配置されたいずれも大きい開口数を有する複数の小レンズからなる。光源によりアレイに投光したとき、アレイは、複数の高発散光円錐を生成し、個々の円錐は、アレイ中のその対応するレンズの中央に配置されるであろう。アレイの物理的寸法は、複合画像の横方向の最大サイズを収容するように選択される。アレイのサイズに依拠して、光パルスを受け取る間、あたかも個別のレンズがアレイのすべての点に逐次的に配置されるかのごとく、レンズレットにより形成された個別のエネルギー円錐は、マイクロレンズ化材料に暴露されるであろう。どのレンズで入射光を受け取るかの選択は、反射マスクを用いて行われる。このマスクは、暴露すべき複合画像部分に対応する透明領域と、画像を暴露してはならない反射領域と、を有するであろう。レンズアレイが横方向に延在するので、画像全体をトレースするのに複数の光パルスを使用する必要はない。
【0030】
入射エネルギーをマスク全体に照射することにより、エネルギーを通過させうるマスク部分は、あたかも画像全体が単レンズによりトレースされるたかのごとく、フローティング画像を描く多くの個別の高発散光円錐を形成するであろう。その結果として、マイクロレンズシート中に全複合画像を形成するのに、単一の光パルスだけが必要であるにすぎない。他の選択肢として、反射マスクの代わりにガルボメトリック(galvometric)xyスキャナーのようなビーム位置決め装置を用いて、局所的にレンズアレイに投光し、アレイ上の複合画像をトレースすることができる。この方法を用いるとエネルギーが空間的に局在化されるので、アレイ中のごく少数のレンズレットだけが任意の所与の時刻に投光される。投光されたレンズレットは、マイクロレンズ化材料に暴露するのに必要な高発散光円錐を提供することにより、シート中に複合画像を形成するであろう。
【0031】
レンズアレイ自体は、個別のレンズレットから作製するかまたはモノリシックレンズアレイを形成するエッチングプロセスにより作製することができる。レンズに好適な材料は、入射エネルギーの波長において非吸収性の材料である。アレイ中の個々のレンズは、好ましくは、0.3よりも大きい開口数および30マイクロメートルよりも大きいが10mmよりも小さい直径を有する。これらのアレイは、レンズ材料に対して内部損傷を引き起こす可能性のある背面反射の影響を低減させるために、反射防止コーティングを有していてもよい。このほか、アレイを離れる光の発散を増大させるために、負の有効焦点距離およびレンズアレイと等価な寸法を有する単レンズも使用してもよい。モノリシックアレイ中の個々のレンズレットの形状は、大きい開口数を有しかつ約60%を超える大きい充填率を提供するように選択される。
【0032】
図4は、マイクロレンズシートに当たる発散エネルギーの概略図形表示である。表面上または内部に画像Iが形成される材料層の部分は、マイクロレンズごとに異なる。なぜなら、それぞれのマイクロレンズは、異なる観察点で入射エネルギーを「受ける」からである。したがって、それぞれのマイクロレンズに関連づけられた層状材料中にユニークな画像が形成される。
【0033】
画像化後、延在する被写体のサイズに依存して、被写体の全部または一部分の画像が、それぞれのマイクロスフェアの背後にある放射線感受性材料の中に存在するであろう。実際の被写体がマイクロスフェアの背後に画像として再生される度合は、マイクロスフェアに入射するエネルギー密度に依存する。延在する被写体の部分は、それらのマイクロスフェアに入射するエネルギーが、その材料を改変するのに必要な放射線のレベルよりも低いエネルギー密度を有するマイクロレンズの領域から十分に遠く離れているであろう。さらに、空間的に延在する画像の場合、固定されたNAレンズを用いて画像を形成するとき、延在する被写体のすべての部分について、シートのすべての部分が入射放射線に暴露されるとは限らないであろう。その結果として、被写体のそれらの部分は、放射線感受性媒質中で改変されず、被写体の部分的画像だけがマイクロスフェアの背後に現れるであろう。図5は、個別のマイクロスフェアに隣接する放射線感受性層中に形成されたサンプル画像を示すとともに記録画像が複合画像の完全な複製から部分的な複製までに及ぶことをさらに示すマイクロレンズシートの断面の斜視図である。図6および7は、本発明に従って画像化されたマイクロレンズシートの光学顕微鏡写真である。この放射線感受性層は、アルミニウム層である。そこに示されているように、画像のいくつかは完全であり、他のものは部分的である。
【0034】
これらの複合画像は、いずれも実際の被写体のさまざまな鳥瞰像を有する多くの画像(部分的画像および全体的画像の両方)をまとめた結果であると考えることができる。ミニチュアレンズのアレイを介して多くのユニークな画像が形成される。それらはいずれも、被写体または画像を異なる観察地点から「見た」ときのものである。個々のミニチュアレンズの背後に、画像の形状および画像化エネルギー源を受ける方向に依存する画像の鳥瞰像が層状材料中に生成される。しかしながら、レンズから見えるすべてが放射線感受性材料中に記録されるとは限らない。レンズから見える画像または被写体のうち、放射線感受性材料を改変するのに十分なエネルギーを有する部分だけが記録されるであろう。
【0035】
画像化される「被写体」は、強い光源を用いて「被写体」のアウトラインをトレースすることによりまたはマスクを使用することにより形成される。このようにして記録される画像に複合的様相をもたせるために、被写体からの光は、広範な角度範囲にわたり放射されるものでなければならない。被写体から放射される光が被写体の単一点から出て広範な角度範囲にわたり放射される場合、光線はすべて、被写体に関する情報を所有しており、その情報は光線の角度から眺めたときの情報であるが、その単一点から得られる情報だけである。ここで、光線が所有する被写体に関する情報を相対的に完全なものとするために、被写体を構成する点の集まりから広範な角度範囲にわたり光を放射させなければならない点を考慮されたい。本発明では、被写体から送られる光線の角度範囲を、被写体とマイクロレンズ材料の間に配置された光学素子により制御する。これらの光学素子は、複合画像を生成するのに必要な最適角度範囲を与えるように選択される。光学素子の最良の選択が行われれば、円錐の頂点が被写体の位置で終端する光円錐が得られる。最適な円錐角は、約40度よりも大きい。
【0036】
被写体は、ミニチュアレンズにより縮小され、被写体からの光は、ミニチュアレンズの背面に当接するエネルギー感受性コーティング上に結像される。レンズの背面に結像されるスポットまたは画像の実際の位置は、被写体を起点とする入射光線の方向に依存する。被写体上の点から送られるそれぞれの光円錐は、一部のミニチュアレンズに投光され、十分なエネルギーで投光されたミニチュアレンズだけが、被写体のその点の永久画像を記録するであろう。
【0037】
幾何光学を用いて本発明に係る種々の複合画像の形成について説明する。先に述べたように、以下に記載の画像化プロセスが本発明の好ましい実施形態であるが、他の実施形態を除外するものではない。
【0038】
A.シートの上側に浮く複合画像の形成
図8について説明する。ここでは、入射エネルギー100(この例では光)を光ディフューザー101上に誘導して光源の不均一をすべて均一化させる。拡散散乱光100aを捕捉して光コリメーター102により平行光線にする。この光コリメーター102は、均一に分配された光100bを発散レンズ105aの方向に誘導する。発散レンズからの光線100cは、マイクロレンズシート106の方向に発散する。
【0039】
マイクロレンズシート106に当たる光線のエネルギーは、個々のマイクロレンズ111により層状材料(図示された実施形態では放射線感受性コーティング112)上に結像される。この結像されたエネルギーは、放射線感受性コーティング112を改変して画像を形成する。この画像のサイズ、形状、および外観は、光線と放射線感受性コーティングとの相互作用に依存する。
【0040】
図8に示される構成では、以下に記載されているように観察者が見るとシートの上側に浮いて見える複合画像を備えたシートが提供されるであろう。なぜなら、発散光線100cは、レンズを通って後方に延長すると、発散レンズの焦点108aで交差するからである。別の言い方をすれば、層状材料からマイクロスフェアのそれぞれを通りさらに発散レンズを通って戻るように仮想的「画像光線」をトレースした場合、画像光線は、複合画像が現れる108aで出会うであろう。
【0041】
B.シートの上側に浮く複合画像の観察
観察者と同じ側(反射光)もしくは観察者から見てシートの反対側(透過光)または両側からシートに当たる光を用いて、複合画像を有するシートを観察することが可能である。図9は、反射光下で観察者Aの肉眼で見たときにシートの上側に浮いて見える複合画像の概略図である。正視になるように肉眼を補正してもよいが、たとえば、拡大したり特別なビューワーを用いたりするような補助は行わないものとする。画像化シートを反射光(平行光であっても拡散光であってもよい)で照明した場合、光線は、光線が当たる層状材料により決定される様式で画像化シートから反射されて戻ってくる。当然のことながら、層状材料中に形成された画像は、層状材料の非画像化部分と異なって見えるので、画像を知覚することができる。
【0042】
たとえば、光L1は、材料層により反射されて観察者の方向に戻りうる。しかしながら、層状材料は、その画像化部分から光L2を反射させて観察者の方向に十分にまたは完全に戻すことはできない。したがって、観察者は、108aで光線の不在を検出しうる。それが合わさると、シートの上側に浮いて見える複合画像が108aに形成される。要するに、光は、画像化部分以外の全シートから反射されうる。このことは、相対的に暗い複合画像が108aに現れることを意味する。
【0043】
また、非画像化材料が入射光を吸収または透過し、画像化材料が入射光をそれぞれ反射または部分吸収して、複合画像を提供するのに必要なコントラスト効果を提供することも可能である。それらの状況下では、複合画像は、相対的に暗く見えるシートの残りの部分と比較して相対的に明るい複合画像として現れであろう。この複合画像は、光の不在ではなく、焦点108aに画像を形成する実際の光であるので、「実像」と呼んでもよい。所望に従って、これらの可能性の種々の組合せを選択することができる。
【0044】
特定の画像化シートは、図10に示されるように、透過光によりを観察することもできる。たとえば、層状材料の画像化部分が半透明でありかつ非画像化部分が半透明でない場合、ほとんどの光L3は、層状材料により吸収または反射され、一方、透過光L4は、層状材料の画像化部分を通過して、マイクロレンズにより焦点108aの方向に誘導されるであろう。複合画像は、焦点に現れるであろう。この例では、焦点は、シートの残りの部分よりも明るく見えるであろう。この複合画像は、光の不在ではなく、焦点108aに画像を形成する実際の光であるので、「実像」と呼んでもよい。
【0045】
他の選択肢として、層状材料の画像化部分が半透明でなくかつ層状材料の残りの部分が半透明である場合、画像の領域に透過光が不在であるため、シートの残りの部分よりも暗く見える複合画像が提供されるであろう。
【0046】
C.シートの下側に浮く複合画像の形成
観察者から見てシートの反対側に保持されているように見える複合画像も提供することも可能である。シートの下側に浮くこのフローティング画像は、図8に示される発散レンズ105の代わりに収束レンズを用いて形成することができる。図11について説明する。ここでは、入射エネルギー100(この例では光)をディフューザー101上に誘導して光源の不均一をすべて均一化させる。次に、拡散光100aを集めてコリメーター102で平行光線にする。このコリメーター102は、光100bを集束レンズ105bの方向に誘導する。集束レンズからの光線100dは、収束レンズと収束レンズの焦点108bとの間に配置されたマイクロレンズシート106に入射する。
【0047】
マイクロレンズシート106に当たる光線のエネルギーは、個々のマイクロレンズ111により層状材料(図示された実施形態では放射線感受性コーティング112)上に結像される。この結像されたエネルギーは、放射線感受性コーティング112を改変して画像を形成する。この画像のサイズ、形状、および外観は、光線と放射線感受性コーティングとの相互作用に依存する。図11に示される構成では、以下に記載されているように観察者が見るとシートの下側に浮いて見える複合画像を備えたシートが提供されるであろう。なぜなら、収束光線100dは、レンズを通って延長すると、集束レンズの焦点108bで交差するからである。別の言い方をすれば、集束レンズ105bからマイクロスフェアのそれぞれを通りさらにそれぞれのマイクロレンズに関連づけられた層状材料中の画像を通るように仮想的「画像光線」をトレースした場合、画像光線は、複合画像が現れる108bで出会うであろう。
【0048】
D.シートの下側に浮く複合画像の観察
シートの下側に浮いて見える複合画像を有するシートは、反射光、透過光、またはその両方で観察することができる。図12は、反射光下で見たときにシートの下側に浮いて見える複合画像の概略図である。たとえば、光L5は、層状材料により反射されて観察者の方向に戻りうる。しかしながら、層状材料は、その画像化部分から光L6を反射させて観察者の方向に十分にまたは完全に戻すことはできない。したがって、観察者は、108bで光線の不在を検出しうる。それが合わさると、シートの下側に浮いて見える複合画像が108bに形成される。要するに、光は、画像化部分以外の全シートから反射されうる。このことは、相対的に暗い複合画像が108bに現れることを意味する。
【0049】
また、非画像化材料が入射光を吸収または透過し、画像化材料が入射光をそれぞれ反射または部分吸収して、複合画像を提供するのに必要なコントラスト効果を提供することも可能である。それらの状況下では、複合画像は、相対的に暗く見えるシートの残りの部分と比較して相対的に明るい複合画像として現れであろう。所望に従って、これらの可能性の種々の組合せを選択することができる。
【0050】
特定の画像化シートは、図13に示されるように、透過光によりを観察することもできる。たとえば、層状材料の画像化部分が半透明でありかつ非画像化部分が半透明でない場合、ほとんどの光L7は、層状材料により吸収または反射され、一方、透過光L8は、層状材料の画像化部分を通過するであろう。入射光の方向に戻るそれらの光線(本明細書中では「画像光線」と呼ぶ)を延長すると、複合画像が108bに形成される。複合画像は、焦点に現れるであろう。この例では、焦点は、シートの残りの部分よりも明るく見えるであろう。
【0051】
他の選択肢として、層状材料の画像化部分が半透明でなくかつ層状材料の残りの部分が半透明である場合、画像の領域に透過光が不在であるため、シートの残りの部分よりも暗く見える複合画像が提供されるであろう。
【0052】
E.複雑な画像
本発明の原理に従って作製される複合画像は、二次元(長さおよび幅を有することを意味する)で出現させかつシートの下側または平面内または上側に出現させることが可能であり、三次元(長さ、幅、および高さを有することを意味する)で出現させることも可能である。三次元の複合画像は、所望に応じて、シートの下側もしくは上側だけに出現させたり、シートの下側、平面内、および上側の任意の組合せ位置に出現させたりすることが可能である。「シートの平面内」という用語は、ごく一般的に、シートをフラットに置いたときのシートの平面を指す。すなわち、フラットでないシートであっても、少なくとも部分的に「シートの平面内」に存在するように見える複合画像を有することができる。本明細書中では、その表現はこのように使用される。
【0053】
三次元の複合画像は、単一の焦点に出現するのではなく、連続した焦点を有する画像の複合体として出現し、焦点は、シートの一方の端から他方の端までまたはシートの一方の端からシートを貫通して他方の端までに延在する。これは、好ましくは、複数の焦点で材料層が画像化されるように、(複数の異なるレンズを提供するのではなく)シートまたはエネルギー源のいずれかを相対的に逐次移動させることにより達成される。得られる空間的に複雑な画像は、本質的に多くの個別ドットからなる。この画像は、シートの平面に対する3つのデカルト座標のいずれに対しても空間的に延在させることができる。
【0054】
他のタイプの効果では、消失するマイクロレンズ化シートの領域中に複合画像を移動させことができる。このタイプの画像は、マイクロレンズ化材料の一部分に対して画像化光を部分的にブロックするように不透明マスクをマイクロレンズ化材料に接触させて配置する処理を加えてレビテーション例と同じような方法で形成される。そのような画像を観察するとき、コンタクトマスクにより画像化光が低減または除去された領域中に画像を移動させることができる。画像は、その領域で「消失する」ように見える。
【0055】
本発明に従って形成される複合画像は、非常に広い観察角度を有しうる。このことは、観察者が、シートの平面と観察軸とがなす広範な角度にわたり複合画像を見ることができることを意味する。約70〜80マイクロメートルの平均直径を有するガラスマイクロスフェアの単層で構成されたマイクロレンズシート中に形成された複合画像は、0.64の開口数を有する非球面レンズを使用したとき、中心軸が入射エネルギーの光軸により決定される円錐形の観察視野内で見ることができる。アンビエント照明下では、そのように形成された複合画像は、全角約80〜90度の円錐にわたり観察可能である。より少ない発散またはより小さいNAを有する画像化レンズを利用すれば、より小さい半角の円錐を形成することができる。
【0056】
本発明の方法により形成される画像は、限定された観察角度をもたせて構築することができる。いいかえれば、特定の方向またはその方向からわずかに角度がずれた方向から観察したときだけ画像が見える。そのような画像は、レーザー放射線によりレンズの一部分だけが投光されるように最終非球面レンズに入射する光を調整すること以外は以下の実施例1に記載の方法と同じようにして形成される。入射エネルギーでレンズを部分的に満たすようにすれば、マイクロレンズ化シートに入射する発散光の制限された円錐が得られる。アルミニウム被覆マイクロレンズシートの場合、複合画像は、限定された観察円錐内だけに明るいグレイのバックグラウンド上にダークグレイの画像として出現する。画像は、マイクロレンズシートに対して浮くように見える。
【実施例】
【0057】
以下の実施例により本発明についてさらに説明する。便宜上、図のいくつかを参照しうる。
【0058】
実施例1
この実施例では、アルミニウム層状材料とシートの上側に浮いて見える複合画像とを備えた埋込レンズシートついて説明する。図14に示されるタイプの光学列を用いて、フローティング画像を形成した。光学列は、1.06マイクロメートルの基本波長においてQスイッチモードで動作するスペクトラ・フィジックス・クオンタ・レイ(Spectra Physics Quanta−Ray)TM DCR−2(10)Nd:YAGレーザー300からなるものであった。このレーザーのパルス幅は、典型的には、10〜30nsである。レーザーを出た後、99%反射鏡302、摺りガラスディフューザー304、5倍ビーム拡大望遠鏡306、ならびに開口数0.64および焦点距離39.0mmを有する非球面レンズ308により、エネルギーを再誘導した。非球面レンズ308からの光を、XYZステージ310の方向に誘導した。ステージは、3つの線形ステージで構成されたものであり、ATS50060という商品名でペンシルバニア州ピッツバーグのエアロテック・インコーポレーテッド(Aerotech Inc.of Pittsburgh,Pennsylvania)から入手可能である。1つの線形ステージを使用して非球面焦点とマイクロレンズシートの間の軸(z軸)に沿って非球面レンズを移動させ、他の2つのステージにより光軸に対して互に直交する2つの水平軸でシートを移動させた。
【0059】
熱レンズ効果により引き起こされるビームの不均一を完全に除去するために、レーザー光を摺りガラスディフューザー304の方向に誘導した。ディフューザーのすぐ近くに隣接する5倍ビーム拡大望遠鏡306により、ディフューザーからの発散光を平行光にし光ビームを拡大し、非球面レンズ308に充填した。
【0060】
この実施例では、レンズの焦点がマイクロレンズシート312の1cm上に位置するように、XYZステージのXY平面の上方に非球面レンズを配置した。ED500という商品名でカナダ国ケベック州サン・フェイのゲンテック・インコーポレーテッド(Gentec,Inc.,of Saint−Fey,Quebec,Canada)から入手可能な開口エネルギーメーターを用いて、シートの平面におけるエネルギー密度を制御した。非球面レンズの焦点から1cmの位置でエネルギーメーターの投光領域全体にわたり約8ミリジュール毎平方センチメートル(8mJ/cm2)となるように、レーザー出力を調整した。アルミニウム被覆面が非球面レンズ308から対向分離されるように、厚さ80nmのアルミニウム放射線感受性層を備えた埋込レンズシートのサンプル312をXYZステージ310に固定した。
【0061】
U21という商品名でペンシルバニア州ピッツバーグのエアロテック・インコーポレーテッド(Aerotech,Inc.of Pittsburgh,Pennsylvania)から入手可能なコントローラーにより、XYZステージ312の移動に必要な制御信号とレーザー300のパルス化のための制御電圧とを提供した。画像を形成するのに必要なx−y−z座標情報、移動コマンド、およびレーザー発射コマンドを有するCADファイルをコントローラーにインポートすることにより、ステージを移動させた。レーザーをパルス化してマイクロレンズ化材料から所定の離間距離で上方に配置された画像をトレースしながら、X、Y、およびZステージの移動を調整することにより、任意の複雑な複合画像を形成した。10Hzのレーザーパルス速度に対して、ステージ速度を50.8センチメートル/分に調整した。これにより、マイクロレンズに隣接したアルミニウム層中に連続的複合ラインを形成した。
【0062】
マイクロレンズ化シートを周囲光で観察したとき、画像は、明るいグレイのバックグラウンドに対してダークグレイであった。焦点とビーズ化シートの表面との間隔を1cmに固定したとき、得られた画像は、シートの約1cm上方に浮いて見える平面状複合画像であった。さらに、観察者の観察点に対して合理的な大きさの移動を呈したので、観察者は、観察角度に応じて複合画像のさまざまな様相を容易に観察することができた。
【0063】
実施例2
この実施例では、透明ミラー放射線感受性層を備えた露出レンズシート構築体を用いて、マイクロレンズシートの下側に浮いて見える複合画像を形成した。実施例1で使用した光学列をこの実施例でも使用した。レンズがマイクロレンズシートにほぼ接するように、非球面レンズ308に対してマイクロレンズ化シートを配置した。非球面レンズの真下で約14mJ/cm2が達成されるようにレーザー出力を調整した。露出レンズシートは、米国特許第3,801,183号に記載されているような部分的に埋め込まれたマイクロスフェアからなり、マイクロスフェアの一方の面に硫化亜鉛(ZnS)誘電体ミラーが蒸着されたものであった。ZnS層の厚さは、公称60nmであった。実施例1のときと同じように、50.8cm/分でシートを移動させながら、レーザーを10Hzで動作させ、マイクロレンズ化シート中に連続的複合ラインを形成した。ステージシステムにより「球体」パターン(4つの円弧を有する円)をトレースした。
【0064】
アンビエント照明下で、球体は、白色/黄色バックグラウンドに対して暗色の画像として出現した。暗色の複合画像は、シートの約39mm下側に浮いて見えた。複合画像の位置は、非球面レンズの焦点の位置に対応した。この実施例では、レンズの後方約39mmの位置に対応した。
【0065】
実施例3
この実施例では、単一の非球面レンズの代わりにレンズアレイを用いて、アルミニウム放射線感受性層を備えた露出レンズシート中に複合画像を形成することについて説明する。図15中で示されるタイプの光学列を用いて、フローティング複合画像を形成した。光学列は、Qスイッチレーザー300、99%反射ミラー302、光ディフューザー304、およびビーム拡大望遠鏡306からなるものであった。この実施例で使用した光学列のこれらの素子は、実施例1に記載のものと同等である。この実施例の光学列には、二次元レンズアレイ407、反射マスク409、および負の両凹レンズ411も含まれていた。レーザー放射線に暴露すべきマイクロレンズ化材料412の領域と一致させるように、反射マスク409の領域は透明であったが、マスクの残りの表面は不透明または反射性であった。
【0066】
レンズアレイ407は、3038という商品名でアラバマ州ハンツビルのMEMSオプティカルLLC(MEMS Optical,LLC of Huntsville,Alabama)から入手可能な溶融シリカ屈折マイクロレンズアレイからなるものであった。この稠密充填球面レンズアレイを、直径75mmおよび負の焦点距離150mmを有する負の両凹レンズ411にほとんど接触させて配置した。厚さ80nmのアルミニウム放射線感受性層を備えた露出レンズシート412を、負の両凹レンズ411から25mm以内に配置した。マイクロレンズ化材料を、マイクロレンズアレイと負の両凹レンズとの組み合わされた光路の焦点距離から約1cmの位置に配置した。マイクロレンズ化シートの露出レンズの表面で約4mJ/cm2が得られるようにレーザーからの出力を調整した。単一のレーザーパルスを起動して全画像を暴露した。
【0067】
得られた画像化マイクロレンズ化シートを周囲光で観察したところ、画像がシートの約1cm上側に浮いて見えることがわかった。画像は、明るいグレイのバックグラウンドに対してダークグレイに見えた。
【0068】
実施例4
この実施例では、散乱源からの反射により発散光源を得た。散乱リフレクターは、直径約5mmのセラミックビーズからなるものであった。図16に示されるタイプの光学列をこの実施例で使用された。それは、実施例1に記載のものと類似のQスイッチNd:YAGレーザー500と、それに続いて、入射レーザービームのサイズを直径約1mmに減少させる望遠鏡502と、からなるものであった。次に、マイクロレンズシート512に対向するセラミックビーズ504の半球の約1/4に投光するように、法線から十分に離れた角度でセラミックビーズ504に光を当てた。赤外線カメラを介して散乱線を観察することにより、これを確認した。
【0069】
XYステージ510の上方約25mmの位置にセラミックビーズ504を配置した。レーザーからの入射光をサンプルステージに平行になるように調整した。80nmアルミニウム放射線感受性層を備えた埋込レンズシート512をXYステージ510に固定し、コントローラーによりステージおよびレーザーに対する制御信号を提供した。マイクロレンズシートの表面で約8mJ/cm2が得られるように、レーザー出力を調整した。マイクロレンズ化シート512の表面に最も均一な露光が行われるように、セラミックビーズ504の投光を調整した。10Hzでレーザーをパルス化しながら、XYステージ510を50.8cm/分で移動させた。セラミックリフレクターからの散乱線にマイクロレンズ化シートを暴露しながら、ステージを用いて複雑な画像全体をトレースした。
【0070】
周囲光で、複合画像は、シートの約25mm上側に浮き、明るいグレイのバックグラウンドに対してダークグレイに見えた。観察者の観察位置に対して、画像は大きく移動した。透過光下で、輝く複合画像がシートの約25mm上側に浮いた。
【0071】
実施例5
この実施例では、埋込レンズシートの層状材料は、多層光学スタックからなり、可視スペクトルの特定の色に同調させたものであった。マイクロレンズ化ベースシートの一方の面上に、真空蒸発およびプラズマ重合により薄膜層を堆積させ、クロム層を埋込レンズに隣接させて、クロム/プラズマ重合ブタジエン/二酸化ケイ素/アルミニウムからなる層シーケンスを得た。可視スペクトルの赤色部分、緑色部分、および青色部分の色が得られるように、個々の材料の厚さを調整した。調製した個々の材料の特定の厚さを表1に提供する。
【0072】
【表1】
【0073】
次に、多層をラミネート材料に接触させた状態で、被覆マイクロレンズベースシートをバッキングにラミネートした。次に、マイクロレンズシートのライナーを除去して、上記の表により与えられた色を有する埋込レンズの前面を露出させた。
【0074】
実施例1に記載したような光学列を使用して、この実施例のサンプルを画像化した。この実施例では、非球体の焦点をマイクロレンズシートの上方1cmの位置に配置した。マイクロレンズシートの表面で5mJ/cm2のエネルギー密度が得られるように、レーザー出力を調整した。投光領域において多層スタックの光学的性質を改変した。球体パターンをトレースすることにより、実施例1に記載したのと同じような方法で多層スタック中に画像を提供した。
【0075】
アンビエント照明で、投光領域は、マイクロレンズ化シートのバックグラウンド色に対して淡黄色〜橙色に見えた。複合画像はすべて、シートの上側に浮き、観察者に対して移動して見えた。
【0076】
実施例6
この実施例では、着色複合画像を形成するための放射線感受性層として第2のタイプの多層同調スタックについて説明する。埋込レンズシートからなるマイクロレンズ化ベースシート上に光学スタックを作製した。マイクロレンズ化ベースシートの一方の面上に、以下の表2に示されるように、真空蒸発により薄膜層を堆積させることにより、クロム/クリオライト/アルミニウム(Cr/Na3AlF6/Al)、クロム/二酸化ケイ素/アルミニウム(Cr/SiO2/Al)、またはクロム/フッ化マグネシウム/アルミニウム(Cr/MgF2/Al)からなる層シーケンスを得た。可視スペクトルのさまざまな色が得られるように、誘電体材料SiO2、Na3AlF6、およびMgF2の厚さを調整した。種々のサンプルで調製した個別の材料の特定の厚さを表2に示す。
【0077】
【表2】
【0078】
次に、多層をラミネート材料に接触させた状態で、被覆マイクロレンズベースシートをバッキングにラミネートした。次に、マイクロレンズシートのライナーを除去して、上記の表により与えられた色を有する埋込レンズの前面を露出させた。
【0079】
実施例1に記載したような光学列を使用して、これらのサンプルを画像化した。この実施例では、最後の非球面レンズの位置をサンプルにほとんど接触するように決定し、シートの下側に浮いて見える複合画像を提供した。表2に示されるようにそれぞれの多層スタックの光学的性質を永久的に改変するエネルギー密度が得られるように、レーザーエネルギーを調整した。実施例1に記載したのと同じような方法で、英数字「SAMPLE」をトレースしてこの材料中の画像を得た。アンビエント照明で、複合画像は、マイクロレンズ化シートのバックグラウンド色に対して白色/黄色アウトラインを有し暗色に見えた。複合画像はすべて、シートの約39mm下側に浮き、シートを見る観察者に対して移動して見えた。
【0080】
実施例7
この実施例では、50原子パーセントの銀と50原子パーセントの亜鉛とからなる相変化合金(Ag50Zn50)および放射線感受性層としてクロムと二酸化ケイ素とからなる同調二層スタックを用いて、カラー複合画像を形成した。相変化合金は、放射線を適用しても除去されなかったが、同調二層スタックは、可視電磁スペクトルの青色部分のスペクトル反射率を増大させる。実施例5でマイクロレンズ化ベースシートに多層スタックの薄膜層を堆積させるのに使用したのと同じような方法で、密閉レンズシートのスペーサー層上に放射線感受性層を堆積させた。最初に、クロム層および二酸化ケイ素層を、それぞれ、40nmおよび260nmの厚さになるように高分子スペーサー層上に真空蒸着した。次に、厚さ80nmのAg50Zn50合金層を二酸化ケイ素層上にスパッター堆積させた。次に、サンプルをラミネートし、そして剥離してマイクロレンズシートの透明部分を露出させた。
【0081】
周囲光(反射光)下で観察したところ、シートは、菫色〜青色に見えた。実施例1と同じような光学列を用いて、Ag50Zn50放射線感受性層を画像化した。Qスイッチレーザーの代わりに、1.06μmの波長で動作する連続波Nd:YAGレーザーをエネルギー源として使用した。光学列中で音響光学モジュレーターを使用することにより、パルス幅を制御した。図14に示されるタイプの光学列に一次回折ビームを送った。密閉レンズシートのサンプルをXYZステージに固定した。マイクロレンズ化材料で810mWのパワーを与えるように、音響光学モジュレーターへのレーザーパワーを調整した。100マイクロ秒のパルス幅での20Hzのパルス化が達成されるように、音響光学モジュレーターを設定した。実施例1記載されているような正の非球面レンズを、マイクロレンズ化材料の表面の12mm上方に配置した。レーザー放射線を放射線感受性層に暴露しながら、XYZステージを用いて画像をトレースした。
【0082】
アンビエント照明でシートを観察したところ、画像化領域は、淡青色に見え、マイクロレンズシートの約12mm上方に浮いて見えた。
【0083】
実施例8
この実施例では、銅放射線感受性層を備えた複製レンズ構造体をマイクロレンズシートとして使用した。米国特許第5,254,390号に記載されているタイプの複製シートをマイクロレンズシートとして使用した。80nmの厚さになるように銅の放射線感受性層をシートのフラット表面上に真空蒸発させた。実施例1に記載されているような光学列からのレーザー放射線にマイクロ複製マイクロレンズ化材料を暴露された。マイクロレンズ化材料の表面から6.5mm離れた位置に焦点がくるように、最後の非球面レンズを配置した。シートの表面で約7mJ/cm2を与えるように、レーザー出力を調整した。10Hzでパルス化するようにレーザーを設定し、一方、50.8cm/分の速度でXYZステージを移動させた。「球体」パターン(4つの円弧を有する円)はサンプルの上方でトレースした。
【0084】
アンビエント照明でシートを観察したところ、フローティング球体の帯白色画像が放射線感受性層の銅色に対比して見ることが可能であった。この複合画像は、シートの約6mm上方に浮いて見えた。
【0085】
実施例9
この実施例では、平面状複合画像とシートの下側に浮いて見える複合画像との組合せについて説明する。実施例1に記載されている光学的構成を用いて、厚さ80nmのアルミニウム放射線感受性層を備えた露出レンズ型マイクロレンズシートを画像化した。マイクロレンズシートにほとんど接触させた状態で非球面レンズを配置し、サンプル表面で4mJ/cm2が生成されるようにレーザー出力を調整した。英数字「SAMPLE」をトレースするようにコントローラーをプログラムした。吸収性マスクを開放シートの上に配置した。このマスクは、従来の写真複写機により透過シート上に英数字「3M」のロウを印刷することにより作製したものである。英数字は放射線を吸収し、一方、周辺領域はレーザー放射線を透過した。「SAMPLE」という文字がマスク位置の上側を覆うような形態になるように、この吸収マスクを備えた露出レンズシートを配置した。
【0086】
アンビエント照明で観察したところ、文字「SAMPLE」は、シートの約39mm下側に浮いて見え、一方、非暴露文字「3M」は、シートの平面内に出現した。「3M」という文字は、「SAMPLE」という文字の暗色文字に対比して観察できるにすぎなかった。
【0087】
実施例10
この実施例では、複雑な三次元画像を備えたシートについて説明する。厚さ80nmのアルミニウム放射線感受性層を備えた埋込レンズ型マイクロレンズシートをこの実施例で使用した。実施例1で使用した光学列を使用した。マイクロレンズ化シートをXYZ並進ステージのXY平面に取付け、一方、非球面レンズをz軸に取付けた。非球面レンズは、0.64のNAおよび39mmの焦点距離を有するものであった。5cmの立方体対角長(立方体の2つの対向頂点間距離)を有する等長立方体のアウトラインをトレースするようにコントローラーをプログラムした。コントローラーにプログラムした立方体の相対位置および向きは、複合立方体画像の一方の端部をシートの表面の約5mm上側に配置し、複合立方体画像の他方の端部をその表面の5.5cm上方に配置するというものであった。立方体の1頂点が観察者に最も近づく位置にくるように、立方体画像の向きを決定した。
【0088】
等長立方体をトレースする間、発散レンズとシートとの間隔に関係なくサンプル表面で8mJ/cm2の一定エネルギー密度を生成するように、レーザーからの1パルスあたりのエネルギーを制御した。レーザーは、10Hzで動作させ、X、Y、およびZステージは、50.8cm/分の速度で移動させた。マイクロレンズ化シートから上側に所定の離間距離で等長立方体の画像をコントローラーにより連続的にトレースした。
【0089】
アンビエント照明で観察したところ、等長複合立方体画像は、明るいグレイのバックグラウンドに対比してダークグレイに見え、表面の5mm〜5.5cm上側に浮いて見えた。さらに、観察者が各自の観察位置を変化させると、等長立方体は、マイクロレンズシートの上側に所定の離間距離で回転して見え、異なる観察角度ではそれまで覆い隠されていた立方体の面が現れた。
【0090】
実施例11
この実施例では、消失させることのできるフローティング画像について説明する。すなわち、観察角度を変化させることにより、複合画像を観察しうる状態から消失させたり、再び出現させて観察しうる状態に戻したりすることができる。厚さ80nmのアルミニウム放射線感受性層を備えた埋込レンズシートを使用した。実施例1のものと同じような光学列を用いて画像を形成し、マイクロレンズ化シートの1cm上側に焦点が位置するようにシートからの非球面レンズの距離を調整した。「球体」パターン(4つの円弧を有する円)を作製するようにコントローラーをプログラムし、サンプル表面で8mJ/cm2を提供するようにレーザー出力を調整した。サンプル自体を対象にして、半透明テープの正方形切片を埋込レンズシートの表面に取付けた。球体の画像化時、レーザーにより画像化される領域の一部分が半透明テープにより覆われる領域と重なるように、テープの正方形切片を配置した。
【0091】
周囲光下で画像化シートを観察したところ、フローティング球体パターンは、明るいグレイのバックグラウンドに対比してダークグレイの画像としてシートの1cm上側に浮いて観察された。観察角度を変えることにより、「球体」は、半透明テープによりマスキングされた領域中に入ったりその領域から出たりした。球体がマスク領域中に入ると、その領域中の球体の部分は消失する。球体がマスク領域から出ると、その領域中の球体の部分は再び出現した。複合画像は、マスク領域中に進入したときに、徐々に消えてなくなったのではなく、ちょうどその領域中に進入したときに完全に消失した。
【0092】
本発明の複合画像を含有する画像化シートは、示差的であり、通常の装置を用いて複製することは不可能である。複合画像は、パスポート、識別バッジ、銀行券、識別グラフィックス、およびアフィニティーカードのような用途にとくに向いているシートの形態をとることができる。確認を必要とする書類は、識別、認証、および増強に供されるラミネートシート上に形成されたこれらの画像を有することができる。ラミネーションのような従来の接合手段は、接着剤を用いた場合にも用いない場合にも、使用することが可能である。箱詰めされたエレクトロニクス製品、コンパクトディスク、運転免許証、権利証書、パスポート、またはブランド製品のような価値のある物品の供給者は、本発明の多層フィルムを単に製品に適用し、そのようなラベルの付いた価値のある供給源の明らかな物品であることが結果としてその顧客にわかるように教示することが可能である。これらの保護を必要とする製品の場合、複合画像を含有するシートをそれらの構築体に組み込むことにより、またはそのようなシートを製品に接着させることにより、それらの要件は強調ことが可能である。複合画像は、広告、ライセンスプレート、およびユニークな画像の視覚的描写が望まれる他の多くの用途で、ディスプレイ材料として使用することが可能である。複合画像がデザインの一部分として含まれていれば、標識、広告掲示板、またはセミトレーラーのような大きい対象物上の広告または情報は、かなり人目を引くことであろう。
【0093】
周囲光であっても、透過光であっても、再帰反射シートの場合の再帰反射光であっても、複合画像を備えたシートは、非常に強い視覚的効果を有する。この視覚的効果は、画像化シートが取付けられる物品の外観を良くするための装飾として使用することができる。そのようなアタッチメントを用いれば、ファッションまたはスタイルに対する向上したセンスを示したり、非常に劇的な方法でロゴまたはブランドをデザイナーに提示したりすることが可能である。装飾に適すると考えられるシートの用途としては、普段着、スポーツ着、デザイナーフランド着、外衣、履物、縁なし帽子、縁のある帽子、手袋などのような衣服への適用が挙げられる。同様に、ファッションアクセサリーでも、装飾、外観、またはブランド識別のための画像化シートを利用することが可能である。そのようなアクセサリーとしては、小銭入れ、札入れ、ブリーフケース、バックパック、ファニーパック(ウエストポーチ)、コンピューターケース、旅行用鞄、筆記帳などが挙げられる。画像化シートのさらなる装飾用途は、装飾用画像、ブランド、またはロゴで一般に飾られるさまざまな対象物にまで及びうる。例としては、本、器具、電子部品、ハードウェア、乗物、スポーツ用品、収集物、美術品などが挙げられる。
【0094】
装飾用画像化シートが再帰反射性である場合、ファッションまたはブランド認知を、安全および身辺警護と組み合わせることができる。衣服およびアクセサリーに取付けられる再帰反射性アタッチメントは周知であり、弱光条件で着用者の可視性および誘目性を増大させる。そのような再帰反射性アタッチメントに複合画像化シートを組み入れた場合、周囲光、透過光、または再帰反射光で、著しい視覚的効果を達成することができる。安全衣および防護衣ならびにアクセサリーの分野で適すると考えられる用途としては、職業用安全衣、たとえば、チョッキ、制服、消防衣、履物、ベルト、および硬質帽子;スポーツ具およびスポーツ着、たとえば、ランニング着、履物、救命胴衣、保護ヘルメット、および制服;幼児用の安全衣;などが挙げられる。
【0095】
米国特許第5,691,846号(ベンソン,Jr.(Benson,Jr.)ら)、同第5,738,746号(ビリングスレイ(Billingsley)ら)、同第5,770,124号(マレッキー(Marecki)ら)、および同第5,837,347号(マレッキー(Marecki))に教示されるように、上述した物品への画像化シートの取付けは、周知の方法により達成することができる。その選択は、基材材料の性質に依存する。布基材の場合、シートをダイカットまたはプロッターカットして、縫着、ホットメルト接着剤、メカニカルファスナー、高周波溶接、または超音波溶接により取付けることが可能である。耐久財の場合、感圧接着剤が好ましい接着手段であろう。
【0096】
シートを基材または物品に取付けた後、最も良好に画像が形成される場合もある。これは、特注の画像またはユニークな画像が望まれるとき、とくに有用であろう。たとえば、アートワーク、描画、抽象的デザイン、写真などは、コンピューター生成またはコンピューターへのディジタル導入を行って、シート上に、基材または物品にあらかじめ取付けられた画像化されていないシート上に、画像化することが可能である。次に、先に述べたように、コンピューターにより画像生成装置に指令を送ることができよう。同一シート上に複数の複合画像を形成することが可能であり、それらの複合画像は、同一であっても異なっていてもよい。複合画像はまた、印刷画像、ホログラム、等値線、回折格子図、キネグラム、写真などのような他の従来の画像と一緒に使用することも可能である。シートを物品または対象物に適用する前または適用した後、シートに画像を形成することも可能である。
【0097】
開示された実施形態の種々の変更および組合せは、当業者には自明なものであろう。また、それらの変更は、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲内に包含されるとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】「露出レンズ」型マイクロレンズシートの拡大断面図である。
【図2】「埋込レンズ」型マイクロレンズシートの拡大断面図である。
【図3】平凸ベースシートを備えたマイクロレンズシートの拡大断面図である。
【図4】マイクロスフェアから構成されたマイクロレンズシートに当たる発散エネルギーの図形表示である。
【図5】個別のマイクロスフェアに隣接する材料層中に記録されたサンプル画像を示すとともに記録画像が複合画像の完全な複製から部分的な複製までに及ぶことをさらに示すマイクロレンズシートの断面の平面図である。
【図6】本発明に係るシートの上側に浮いて見える複合画像を提供するように画像化されたアルミニウム皮膜製の放射線感受性材料層を備えたマイクロレンズシートの光学顕微鏡写真である。
【図7】本発明に係るシートの下側に浮いて見える複合画像を提供するように画像化されたアルミニウム皮膜製の放射線感受性材料層を備えたマイクロレンズシートの光学顕微鏡写真である。
【図8】マイクロレンズシートの上側に浮いて見える複合画像の形成を示す幾何光学的表示である。
【図9】反射光でシートを見たときに本発明のシートの上側に浮いて見える複合画像を備えたシートの概略図である。
【図10】透過光でシートを見たときに本発明のシートの上側に浮いて見える複合画像を備えたシートの概略図である。
【図11】観察時にマイクロレンズシートの下側に浮いて見える複合画像の形成を示す幾何光学的表示である。
【図12】反射光でシートを見たときに本発明のシートの下側に浮いて見える複合画像を備えたシートの概略図である。
【図13】透過光でシートを見たときに本発明のシートの下側に浮いて見える複合画像を備えたシートの概略図である。
【図14】本発明の複合画像の形成に使用される発散エネルギーを生成するための光学列を示す図である。
【図15】本発明の複合画像の形成に使用される発散エネルギーを生成するための第2の光学列を示す図である。
【図16】本発明の複合画像の形成に使用される発散エネルギーを生成するための第3の光学列を示す図である。
Claims (13)
- シートであって、
a.第1および第2の面を有する少なくとも1つの層状マイクロレンズと、
b.該マイクロレンズの前記第1の面に隣接して配置された層状材料と、
c.複数の該マイクロレンズのそれぞれに関連づけられて該材料中に形成されるとともに、該材料とコントラストをなす少なくとも部分的に完全な画像と、
d.該画像のそれぞれにより提供され、肉眼で見ると前記シートの上側もしくは下側、または両側に浮いて見える複合画像と、
を備える、シート。 - 前記複合画像が、反射光下で、前記シートの上側に浮いて、前記シートの下側に浮いて、または前記シートの平面内に浮いて見える、請求項1に記載のシート。
- 前記複合画像が、透過光で、前記シートの上側に浮いて、前記シートの下側に浮いて、または前記シートの平面内に浮いて見える、請求項1に記載のシート。
- 観察位置が前記シートに対して変化するのに伴って、前記複合画像が前記シートに対して移動して見える、請求項1に記載のシート。
- 前記シートを見る角度が変化したときに、前記複合画像が消失して再び出現する、請求項1に記載のシート。
- 2つ以上の複合画像を備える、請求項1に記載のシート。
- 放射線感受性材料が、フッ化ナトリウムアルミニウム、酸化チタン、オキシ塩化ビスマス、または炭酸鉛から選択される、請求項1に記載のシート。
- 乗物のライセンスプレートに適用される、請求項1〜6のいずれか1項に記載のシート。
- 銀行券および他の有価証券に適用される、請求項1〜6のいずれか1項に記載のシート。
- ファッション衣に適用される、請求項1〜6のいずれか1項に記載のシート。
- 安全衣に適用される、請求項1〜6のいずれか1項に記載のシート。
- アクセサリーに適用される、請求項1〜6のいずれか1項に記載のシート。
- 前記アクセサリーが、小銭入れ、札入れ、ブリーフケース、バックパック、ファニーパック、コンピューターケース、旅行用鞄、筆記帳から選択される、請求項12のいずれか1項に記載のシート。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009532745A (ja) * | 2006-04-06 | 2009-09-10 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 浮動する合成画像を有するシーティング |
JP2010533315A (ja) * | 2007-07-11 | 2010-10-21 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 浮かび上がる合成画像を有するシート |
JP2011175259A (ja) * | 2003-11-21 | 2011-09-08 | Visual Physics Llc | マイクロ光学セキュリティ及び画像表示システム |
JP5210163B2 (ja) * | 2006-08-23 | 2013-06-12 | 日本カーバイド工業株式会社 | 車両ナンバープレートおよびそれに用いる再帰反射シート |
Families Citing this family (85)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7068434B2 (en) * | 2000-02-22 | 2006-06-27 | 3M Innovative Properties Company | Sheeting with composite image that floats |
US6842293B1 (en) * | 2002-04-13 | 2005-01-11 | Yusong Yin | Beam expander |
US20030232210A1 (en) * | 2002-06-18 | 2003-12-18 | 3M Innovative Properties Company | Ink-receptive foam article |
US7655296B2 (en) | 2003-04-10 | 2010-02-02 | 3M Innovative Properties Company | Ink-receptive foam article |
US7820282B2 (en) * | 2003-04-10 | 2010-10-26 | 3M Innovative Properties Company | Foam security substrate |
CN100421966C (zh) * | 2003-04-25 | 2008-10-01 | 爵荣有限公司 | 反光材料上激光标志的加工方法 |
US20050041846A1 (en) * | 2003-08-19 | 2005-02-24 | Chen Shih Ping | Document counterfeit protection mechanism |
US8867134B2 (en) | 2003-11-21 | 2014-10-21 | Visual Physics, Llc | Optical system demonstrating improved resistance to optically degrading external effects |
AU2005238699B2 (en) | 2004-04-30 | 2008-11-20 | De La Rue International Limited | Arrays of microlenses and arrays of microimages on transparent security substrates |
GB0417422D0 (en) * | 2004-08-05 | 2004-09-08 | Suisse Electronique Microtech | Security device |
EP1805981A4 (en) * | 2004-10-05 | 2008-06-11 | Threeflow Inc | PROCESS FOR PRODUCING ENHANCED LENTICULAR IMAGES |
JP4676861B2 (ja) * | 2004-10-21 | 2011-04-27 | 日本放送協会 | 撮像装置及び表示装置 |
US7616332B2 (en) * | 2004-12-02 | 2009-11-10 | 3M Innovative Properties Company | System for reading and authenticating a composite image in a sheeting |
US20060278109A1 (en) * | 2005-04-06 | 2006-12-14 | Johnson Kent C | Process and method of manufacture for affixing lenticular artwork to a cloth surface |
KR101265368B1 (ko) | 2005-05-18 | 2013-05-20 | 비쥬얼 피직스 엘엘씨 | 화상 표시 및 마이크로-광학 보안 시스템 |
US7981499B2 (en) * | 2005-10-11 | 2011-07-19 | 3M Innovative Properties Company | Methods of forming sheeting with a composite image that floats and sheeting with a composite image that floats |
GB2433637A (en) * | 2005-12-21 | 2007-06-27 | 3M Innovative Properties Co | Semi-transparent retroreflective material |
GB0602105D0 (en) * | 2006-02-02 | 2006-03-15 | 3M Innovative Properties Co | License plate assembly |
US8547524B2 (en) * | 2006-03-21 | 2013-10-01 | Lau Consulting, Inc. | Active mask variable data integral imaging system and method |
JP2009536885A (ja) * | 2006-05-12 | 2009-10-22 | クレイン アンド カンパニー インコーポレーテッド | 単独で、またはセキュリティドキュメントまたはラベルと共に、スタティック像および/または他の投影された像により空間的にコーディネートされた像を投影するマイクロ光学的膜構造体 |
US7609452B2 (en) * | 2006-06-12 | 2009-10-27 | Guardian Industries Corp. | 3D gauge face for vehicle dashboard |
US20080027199A1 (en) * | 2006-07-28 | 2008-01-31 | 3M Innovative Properties Company | Shape memory polymer articles with a microstructured surface |
US7951319B2 (en) * | 2006-07-28 | 2011-05-31 | 3M Innovative Properties Company | Methods for changing the shape of a surface of a shape memory polymer article |
US7586685B2 (en) * | 2006-07-28 | 2009-09-08 | Dunn Douglas S | Microlens sheeting with floating image using a shape memory material |
SE530341C2 (sv) * | 2006-08-22 | 2008-05-06 | Rolling Optics | Förfarande och anordning för vinkelbestämning med retroreflekterande folie |
US7800825B2 (en) * | 2006-12-04 | 2010-09-21 | 3M Innovative Properties Company | User interface including composite images that float |
US9072327B2 (en) * | 2007-04-16 | 2015-07-07 | David Goodson | Using lenses and lens arrays to enhance the appearance of people |
US7984517B2 (en) * | 2007-04-16 | 2011-07-26 | David Goodson | Using lenses and lens arrays to enhance the appearance of people |
DE102007029204A1 (de) | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Giesecke & Devrient Gmbh | Sicherheitselement |
DE102007029203A1 (de) | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Giesecke & Devrient Gmbh | Sicherheitselement |
EP2208106A1 (en) * | 2007-10-04 | 2010-07-21 | 3M Innovative Properties Company | Embedded stereoscopic 3d display and 2d display film stack |
US8586285B2 (en) | 2007-11-27 | 2013-11-19 | 3M Innovative Properties Company | Methods for forming sheeting with a composite image that floats and a master tooling |
DE102007062089A1 (de) | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Giesecke & Devrient Gmbh | Verfahren zum Erzeugen einer Mikrostruktur |
DE102008029638A1 (de) | 2008-06-23 | 2009-12-24 | Giesecke & Devrient Gmbh | Sicherheitselement |
EP2161598B2 (en) | 2008-09-05 | 2021-06-09 | Viavi Solutions Inc. | An Optical Device Exhibiting Color Shift upon Rotation |
DE102008046511A1 (de) | 2008-09-10 | 2010-03-11 | Giesecke & Devrient Gmbh | Darstellungsanordnung |
US8403538B2 (en) * | 2008-09-30 | 2013-03-26 | Tyco Electronics Corporation | Color homogenizing optical assembly |
US7995278B2 (en) * | 2008-10-23 | 2011-08-09 | 3M Innovative Properties Company | Methods of forming sheeting with composite images that float and sheeting with composite images that float |
US8111463B2 (en) * | 2008-10-23 | 2012-02-07 | 3M Innovative Properties Company | Methods of forming sheeting with composite images that float and sheeting with composite images that float |
EP2464527B1 (en) | 2009-08-12 | 2020-04-01 | Visual Physics, LLC | A tamper indicating optical security device |
EP2499522A4 (en) | 2009-11-12 | 2013-05-08 | 3M Innovative Properties Co | SAFETY MARKINGS IN A RECYCLING FOIL |
EP2499191A4 (en) | 2009-11-12 | 2016-12-28 | 3M Innovative Properties Co | IRRADIATION MARKING OF A REFLECTIVE FILM |
US20120147247A1 (en) * | 2010-12-14 | 2012-06-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical system and imaging apparatus including the same |
RU2460108C1 (ru) * | 2011-01-21 | 2012-08-27 | Александр Борисович Зензинов | Способ получения параллакс-панорамограммы и вариоизображения |
WO2012103441A1 (en) | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Crane & Co., Inc | A laser marked device |
KR20140033173A (ko) | 2011-05-31 | 2014-03-17 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 | 상이하게 패턴 경화된 미세구조화 용품을 제조하는 방법 |
WO2012166462A2 (en) | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 3M Innovative Properties Company | Method for making microstructured tools having interspersed topographies, and articles produced therefrom |
KR101948363B1 (ko) | 2011-08-19 | 2019-04-22 | 비쥬얼 피직스 엘엘씨 | 두께가 감소된 선택적으로 전사가능한 광학적 시스템 |
US8665523B2 (en) * | 2011-09-12 | 2014-03-04 | 3M Innovative Properties Company | Multilayer 3D floating images in a single substrate |
EP2682933A1 (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-08 | LP Sports Group A/S | An advertisement element, a method of creating an advertisement element and a method of capturing advertisement images on an advertisement element |
US10173405B2 (en) | 2012-08-17 | 2019-01-08 | Visual Physics, Llc | Process for transferring microstructures to a final substrate |
WO2014039476A1 (en) * | 2012-09-05 | 2014-03-13 | Lumenco, Llc | Pixel mapping, arranging, and imaging for round and square-based micro lens arrays to achieve full volume 3d and multi-directional motion |
KR20150111992A (ko) | 2013-01-28 | 2015-10-06 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 | 변형된 큐브 코너 요소를 갖춘 재귀반사성 시트류 |
CN105339180B (zh) | 2013-03-15 | 2018-05-11 | 光学物理有限责任公司 | 光学安全性设备 |
US9873281B2 (en) | 2013-06-13 | 2018-01-23 | Visual Physics, Llc | Single layer image projection film |
MX359175B (es) * | 2013-09-04 | 2018-09-18 | Lumenco Llc | Mapeo e impresion de pixel para matrices de microlentes para obtener activacion de eje doble de imagenes. |
RU2555500C1 (ru) * | 2014-02-28 | 2015-07-10 | Сергей Николаевич Максимовский | Способ создания цветного защитного изображения внутри листового материала, видимого в проходящем свете и отображенного на лицевой и оборотной поверхностях этого материала совокупностью соосных входных отверстий, и листовой материал для его реализации |
US10766292B2 (en) | 2014-03-27 | 2020-09-08 | Crane & Co., Inc. | Optical device that provides flicker-like optical effects |
MX2016012305A (es) | 2014-03-27 | 2017-02-23 | Visual Physics Llc | Un dispositivo optico que produce efectos opticos tipo parpadeo. |
CA3168669C (en) | 2014-07-17 | 2024-04-09 | Visual Physics, Llc | An improved polymeric sheet material for use in making polymeric security documents such as banknotes |
CN107209288B (zh) | 2014-09-16 | 2020-06-09 | 克瑞尼安全技术股份有限公司 | 安全透镜层 |
CN107250459B (zh) | 2015-02-11 | 2021-06-11 | 克瑞尼股份有限公司 | 用于安全器件到基底的表面施加的方法 |
DE102016106065A1 (de) | 2016-04-04 | 2017-10-05 | Erich Utsch Ag | Verfahren zur Herstellung eines retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilds, retroreflektierendes Kfz-Kennzeichenschild sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
US20170297507A1 (en) | 2016-04-19 | 2017-10-19 | Ford Global Technologies, Llc | Iridescent badges for vehicles and methods of making the same |
US10652526B2 (en) * | 2016-04-25 | 2020-05-12 | Sun Yat-Sen University | Three-dimentional display system based on division multiplexing of viewer's entrance-pupil and display method thereof |
US9851068B2 (en) * | 2016-05-03 | 2017-12-26 | Ford Global Technologies, Llc | Light-emitting diode lamps with thermally conductive lenses |
JP6942733B2 (ja) | 2016-05-13 | 2021-09-29 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | セキュリティ要素を使用した光学活性物品の偽造品検出 |
US10369832B2 (en) | 2016-10-14 | 2019-08-06 | Lumenco, Llc | Optical security elements with opaque masks for enhanced lens-to-printed pixel alignment |
US10239471B2 (en) | 2016-10-20 | 2019-03-26 | Ford Global Technologies, Llc | Iridescent vehicular trim assemblies and multi-shot injection molding methods for making the same |
US10457201B2 (en) | 2016-11-22 | 2019-10-29 | Ford Global Technologies, Llc | Badge assemblies that emanate visible iridescent patterns |
CN110582412B (zh) | 2017-02-10 | 2022-08-30 | 克瑞尼股份有限公司 | 机器可读光学安全器件 |
JP2020515964A (ja) | 2017-03-31 | 2020-05-28 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 状況認識標識システム |
WO2018217500A2 (en) * | 2017-05-22 | 2018-11-29 | Lumenco, Llc | Optical security elements with opaque masks for enhanced lens-to-printed pixel alignment |
US20200211385A1 (en) | 2017-09-29 | 2020-07-02 | 3M Innovative Properties Company | Probe management messages for vehicle-sourced infrastructure quality metrics |
CN108051876A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-18 | 深圳先进技术研究院 | 微透镜阵列、光学检测装置及微透镜阵列制备方法 |
WO2019156915A1 (en) | 2018-02-07 | 2019-08-15 | 3M Innovative Properties Company | Validating vehicle operation using acoustic pathway articles |
WO2019156916A1 (en) | 2018-02-07 | 2019-08-15 | 3M Innovative Properties Company | Validating vehicle operation using pathway articles and blockchain |
US20210039669A1 (en) | 2018-02-07 | 2021-02-11 | 3M Innovative Properties Company | Validating vehicle operation using pathway articles |
US20210247199A1 (en) | 2018-05-14 | 2021-08-12 | 3M Innovative Properties Company | Autonomous navigation systems for temporary zones |
WO2019220319A1 (en) | 2018-05-14 | 2019-11-21 | 3M Innovative Properties Company | System and method for autonomous vehicle sensor measurement and policy determination |
WO2020037229A1 (en) | 2018-08-17 | 2020-02-20 | 3M Innovative Properties Company | Structured texture embeddings in pathway articles for machine recognition |
EP3861478A1 (en) | 2018-10-04 | 2021-08-11 | 3M Innovative Properties Company | Multi-distance information processing using retroreflected light properties |
US11514659B2 (en) | 2018-10-04 | 2022-11-29 | 3M Innovative Properties Company | Hyperspectral optical patterns on retroreflective articles |
US20220388326A1 (en) * | 2019-09-30 | 2022-12-08 | Zhongchao Special Security Technology Co., Ltd | Optical anti-counterfeiting element and anti-counterfeiting product |
US11203281B1 (en) | 2020-09-21 | 2021-12-21 | Ford Global Technologies, Llc | Visible light manipulating emblem for a vehicle |
Family Cites Families (83)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1918705A (en) | 1930-12-20 | 1933-07-18 | Herbert E Ives | Parallax panoramagram |
US1905716A (en) | 1931-04-03 | 1933-04-25 | Bell Telephone Labor Inc | Making stereoscopic parallax panoramagrams from pseudoscopic parallax panoramagrams |
US2039648A (en) | 1933-05-06 | 1936-05-05 | Perser Corp | Camera for making parallax panoramagrams |
US2063985A (en) | 1935-05-24 | 1936-12-15 | Winnek Stereoscopic Processes | Apparatus for making a composite stereograph |
US2279825A (en) | 1940-07-24 | 1942-04-14 | Nicholas T Kaszab | Stereoscopic picture with aplanat focusing element |
US2326634A (en) | 1941-12-26 | 1943-08-10 | Minnesota Mining & Mfg | Reflex light reflector |
US2500511A (en) | 1944-07-10 | 1950-03-14 | Reliephographie Soc Pour L Exp | Relief photograph having reflecting back |
US2622472A (en) | 1946-05-25 | 1952-12-23 | Reliephographie Soc Pour L Exp | Apparatus for relief and movement photography |
US2833176A (en) | 1953-07-21 | 1958-05-06 | Ossoinak Andres Juan Luis | Arrangement for the exhibition of dynamic scenes to an observer in movement with respect to a screen |
US3357770A (en) | 1961-10-02 | 1967-12-12 | Intermountain Res And Engineer | Stereoscopic viewing apparatus which includes a curved lenticular screen in front ofa curved picture supporting surface |
US3161509A (en) | 1962-04-24 | 1964-12-15 | Eastman Kodak Co | Line stereo color pictures |
FR1342335A (fr) | 1962-09-29 | 1963-11-08 | Centre Nat Rech Scient | Perfectionnements aux dispositifs pour l'obtention d'images virtuelles de divers objets |
US3154872A (en) | 1963-02-13 | 1964-11-03 | Minnesota Mining & Mfg | Tamper-proof markings for reflecting structures |
US3306974A (en) | 1963-03-08 | 1967-02-28 | Gilbert R Johnson | Color reproduction with a monochromatic gradient line image |
US3365350A (en) | 1965-04-28 | 1968-01-23 | Cahn Leo | Three dimensional picture |
US5449597A (en) | 1966-04-21 | 1995-09-12 | Sawyer; George M. | Lippmann process of color photography, which produces a photograph with a 2-dimensional image, to result in another process of color photography which produces a photograph with a 3-dimensional image |
US3459111A (en) | 1966-06-20 | 1969-08-05 | Polaroid Corp | Image dissection camera |
US3503315A (en) | 1966-12-12 | 1970-03-31 | Lucas Industries Ltd | Integral photography |
US3607273A (en) | 1967-03-08 | 1971-09-21 | American Screen Process Equip | Image formation by selective foam generation |
US3584369A (en) | 1967-10-11 | 1971-06-15 | Roger Lannes De Montebello | Process of making reinforced lenticular sheet |
US3613539A (en) | 1968-07-26 | 1971-10-19 | Leslie Peter Dudley | Integral photography |
US3676130A (en) | 1969-11-26 | 1972-07-11 | Bell Telephone Labor Inc | Beaded plate integral photography |
US3706486A (en) | 1970-08-27 | 1972-12-19 | Roger De Montebello | Reinforced lenticular sheet with plural apertured sheets |
US3751258A (en) | 1970-10-29 | 1973-08-07 | Eastman Kodak Co | Autostereographic print element |
US3801183A (en) | 1973-06-01 | 1974-04-02 | Minnesota Mining & Mfg | Retro-reflective film |
US4121011A (en) | 1975-11-28 | 1978-10-17 | Raychem Corporation | Polymeric article coated with a thermochromic paint |
US4034555A (en) | 1975-12-16 | 1977-07-12 | Rosenthal Bruce A | Lenticular optical system |
US4541727A (en) | 1975-12-16 | 1985-09-17 | Rosenthal Bruce A | Lenticular optical system |
US4099838A (en) | 1976-06-07 | 1978-07-11 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Reflective sheet material |
US4082426A (en) | 1976-11-26 | 1978-04-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Retroreflective sheeting with retroreflective markings |
US4200875A (en) | 1978-07-31 | 1980-04-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Apparatus for, and method of, recording and viewing laser-made images on high gain retroreflective sheeting |
US4315665A (en) | 1979-09-07 | 1982-02-16 | Eidetic Images, Inc. | Composite optical element having controllable light transmission and reflection characteristics |
US4424990A (en) | 1980-01-30 | 1984-01-10 | Raychem Corporation | Thermochromic compositions |
US4509837A (en) | 1980-08-29 | 1985-04-09 | Michiel Kassies | Real image projection device |
JPH0617981B2 (ja) | 1982-04-07 | 1994-03-09 | ストリ−ト,グレイアム スチユワ−ト ブランドン | 自動的立体像を製造するに使用する方法及び装置 |
US4557590A (en) | 1982-09-10 | 1985-12-10 | Winnek Douglas Fredwill | Method and apparatus for making true three-dimensional photographs from pseudo three-dimensional photographs |
US4634220A (en) | 1983-02-07 | 1987-01-06 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Directionally imaged sheeting |
GB8326387D0 (en) | 1983-10-03 | 1983-11-02 | Brightad Ltd | Production of autostereoscopic images |
US4618552A (en) | 1984-02-17 | 1986-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Light receiving member for electrophotography having roughened intermediate layer |
US4650283A (en) | 1984-08-03 | 1987-03-17 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Directionally imaged retroreflective sheeting |
US4927238A (en) | 1984-11-27 | 1990-05-22 | Nicholas C. Terzis | Method and apparatus for displaying a three dimensional visual image |
JPS61133349A (ja) | 1984-12-03 | 1986-06-20 | Hitachi Ltd | 分光反射率可変合金及び記録材料 |
US4732453A (en) | 1984-12-10 | 1988-03-22 | Integrated Images, Inc. | Integral photography apparatus and method of forming same |
US4629667A (en) | 1985-03-29 | 1986-12-16 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | White reflective coating |
US4691993A (en) | 1985-05-13 | 1987-09-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Transparent sheets containing directional images and method for forming the same |
US4708920A (en) | 1985-09-16 | 1987-11-24 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Microlens sheet containing directional half-tone images and method for making the same |
CA1267173A (en) | 1985-09-23 | 1990-03-27 | Thomas I. Bradshaw | Sheet containing contour-dependent directional image and method for forming the same |
US5064272A (en) | 1985-11-18 | 1991-11-12 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Encapsulated-lens retroreflective sheeting and method of making |
US4935335A (en) | 1986-01-06 | 1990-06-19 | Dennison Manufacturing Company | Multiple imaging |
US4775219A (en) | 1986-11-21 | 1988-10-04 | Minnesota Mining & Manufacturing Company | Cube-corner retroreflective articles having tailored divergence profiles |
US4799739A (en) | 1987-08-10 | 1989-01-24 | Advanced Dimensional Displays, Inc. | Real time autostereoscopic displays using holographic diffusers |
US5644431A (en) | 1990-05-18 | 1997-07-01 | University Of Arkansas, N.A. | Directional image transmission sheet and method of making same |
US5254390B1 (en) | 1990-11-15 | 1999-05-18 | Minnesota Mining & Mfg | Plano-convex base sheet for retroreflective articles |
US5169707A (en) | 1991-05-08 | 1992-12-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Retroreflective security laminates with dual level verification |
AU652051B2 (en) | 1991-06-27 | 1994-08-11 | Eastman Kodak Company | Electronically interpolated integral photography system |
JP2746790B2 (ja) | 1992-03-02 | 1998-05-06 | 富士写真フイルム株式会社 | 立体画像記録方法および立体画像記録装置 |
US5279912A (en) | 1992-05-11 | 1994-01-18 | Polaroid Corporation | Three-dimensional image, and methods for the production thereof |
EP0583766A1 (en) | 1992-08-18 | 1994-02-23 | Eastman Kodak Company | Depth image printed on lenticular material |
US5359454A (en) | 1992-08-18 | 1994-10-25 | Applied Physics Research, L.P. | Apparatus for providing autostereoscopic and dynamic images |
US5330799A (en) | 1992-09-15 | 1994-07-19 | The Phscologram Venture, Inc. | Press polymerization of lenticular images |
US5717844A (en) | 1993-01-06 | 1998-02-10 | Lo; Allen Kwok Wah | Method and apparatus for producing 3D pictures with extended angular coverage |
FR2704951B1 (fr) | 1993-05-05 | 1995-07-21 | Particulier Editions | Dispositif de formation d'image autostereoscopique. |
GB9309673D0 (en) | 1993-05-11 | 1993-06-23 | De La Rue Holographics Ltd | Security device |
US5680171A (en) | 1993-10-21 | 1997-10-21 | Lo; Allen Kwok Wah | Method and apparatus for producing composite images and 3D pictures |
US5594841A (en) | 1993-12-27 | 1997-01-14 | Schutz; Stephen A. | Stereogram and method of constructing the same |
DE69520826T2 (de) | 1994-03-24 | 2001-12-20 | Minnesota Mining And Mfg. Co., Saint Paul | Retroreflektives kennzeichenschild und herstellungsverfahren |
KR100338991B1 (ko) * | 1994-04-01 | 2002-12-26 | 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니 | 재귀반사성아플리케를가진의류 |
JPH07281327A (ja) | 1994-04-08 | 1995-10-27 | Canon Inc | インクジェット装置およびインクジェット方法 |
US5896230A (en) | 1994-05-03 | 1999-04-20 | National Graphics, Inc. | Lenticular lens with multidimensional display having special effects layer |
US5790086A (en) * | 1995-01-04 | 1998-08-04 | Visualabs Inc. | 3-D imaging system |
US5642226A (en) | 1995-01-18 | 1997-06-24 | Rosenthal; Bruce A. | Lenticular optical system |
RU2098855C1 (ru) * | 1995-10-05 | 1997-12-10 | Георгий Георгиевич Голенко | Устройство для получения объемного изображения объектов |
US5757550A (en) | 1995-10-31 | 1998-05-26 | Eastman Kodak Company | Dual-view imaging product |
US5689372A (en) | 1995-12-22 | 1997-11-18 | Eastman Kodak Company | Integral imaging with anti-halation |
US5639580A (en) | 1996-02-13 | 1997-06-17 | Eastman Kodak Company | Reflective integral image element |
RU2112285C1 (ru) * | 1996-04-23 | 1998-05-27 | Лариса Аркадьевна Молохина | Маркирующее устройство (варианты) |
US6076933A (en) | 1996-10-08 | 2000-06-20 | Jenmar Visual Systems | Light transmitting and dispersing filter having low reflectance |
US5744291A (en) | 1997-04-03 | 1998-04-28 | Ip; Sunny Leong-Pang | 3D photographic print material |
US5850278A (en) | 1997-08-28 | 1998-12-15 | Lo; Allen Kwok Wah | Optical 3D printer with extended angular coverage |
DE19804997C1 (de) | 1997-09-24 | 1999-02-11 | Utsch Kg Erich | Verfahren zum Beschriften von Schildern, insbesondere Kraftfahrzeug-Kennzeichenschildern |
JPH11175007A (ja) * | 1997-11-21 | 1999-07-02 | Minnesota Mining & Mfg Co <3M> | 自発光可能な再帰性反射シートおよびその製造方法 |
US6288842B1 (en) * | 2000-02-22 | 2001-09-11 | 3M Innovative Properties | Sheeting with composite image that floats |
US7068434B2 (en) * | 2000-02-22 | 2006-06-27 | 3M Innovative Properties Company | Sheeting with composite image that floats |
-
2001
- 2001-07-03 US US09/898,580 patent/US7068434B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-07-02 MX MXPA03011729A patent/MXPA03011729A/es active IP Right Grant
- 2002-07-02 WO PCT/US2002/021165 patent/WO2003005075A1/en not_active Application Discontinuation
- 2002-07-02 CN CNB028134044A patent/CN1312496C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-02 AT AT05014233T patent/ATE530933T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-07-02 JP JP2003510996A patent/JP2004534270A/ja active Pending
- 2002-07-02 HU HU0401435A patent/HUP0401435A3/hu unknown
- 2002-07-02 EP EP02749782A patent/EP1405109A1/en not_active Withdrawn
- 2002-07-02 RU RU2003136147/28A patent/RU2319185C2/ru active
- 2002-07-02 PL PL367289A patent/PL210068B1/pl unknown
- 2002-07-02 BR BR0210766-0A patent/BR0210766A/pt not_active Application Discontinuation
- 2002-07-02 AU AU2002320272A patent/AU2002320272B2/en not_active Expired
- 2002-07-02 KR KR1020047000035A patent/KR100989014B1/ko active IP Right Grant
- 2002-07-02 CA CA2452718A patent/CA2452718C/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-02 EP EP05014233A patent/EP1602946B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-03 TW TW91114719A patent/TW575740B/zh not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-02-02 ZA ZA200400846A patent/ZA200400846B/en unknown
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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