TWI527714B - 微光學安全及影像呈現系統 - Google Patents

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TWI527714B
TWI527714B TW096123997A TW96123997A TWI527714B TW I527714 B TWI527714 B TW I527714B TW 096123997 A TW096123997 A TW 096123997A TW 96123997 A TW96123997 A TW 96123997A TW I527714 B TWI527714 B TW I527714B
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史汀布里克 理查
賀特 馬克
喬登 葛瑞格里
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微光學安全及影像呈現系統
本發明關於一種微光學影像呈現系統,其在示範實施例中係由聚焦元件之陣列及聚合物膜中影像圖示元件之陣列形成。本發明亦關於一種合成放大微光學系統,其在示範實施例中係形成為聚合物膜。所揭露各式實施例提供之不尋常效果可用做安全裝置,進行貨幣、文件及商品的公然及隱蔽鑑別,以及商品、包裝、印刷材料及消費者商品的視覺增強。
先前已嘗試各式影像呈現系統。典型的影像呈現系統包含傳統的列印技術。一些影像呈現系統包含全像攝影影像顯示及/或凸版影像特徵。該些系統均具有有關所顯示影像之性質或品質的缺點。較具體地,渠等均具有不利條件,即其可被快速地複製,因而無法用做鑑別或安全裝置。
已使用各式光學材料提供用於貨幣及文件之鑑別的影像系統,而從仿冒的商品識別及區別可靠的產品,及提供製造的物件及包裝的視覺增強。範例包括全像攝影顯示,及包含雙凸透鏡狀結構及球面微透鏡之陣列的其他影像系統。全像攝影顯示已普遍用於***、駕照及衣服標籤。
用於文件安全之雙凸透鏡狀結構的範例於Kaule等人的美國專利4,892,336中揭露,其指向嵌入文件以提供防偽措施的安全執行緒。該安全執行緒為透明的,其一端具有印刷型樣,另一端為與該印刷型樣一致的雙凸透鏡狀透鏡結構。該雙凸透鏡狀透鏡結構被描述為包含複數平行圓柱透鏡,或替代地為球面或蜂巢狀透鏡。
德林克沃特等人的美國專利5,712,731揭露一種安全裝置,其包括與實質上球面微透鏡之陣列結合的微影像之陣列。該透鏡亦可為散光透鏡。該透鏡各為典型的50-250μm並具典型的200μm之焦距。
該些方法均遭遇類似的缺點。其產生特別不適用於文件鑑別的極厚結構。圓柱形或球面透鏡的使用提供窄的檢視範疇,其產生模糊影像,並需要具相關影像之透鏡的焦點的精確及困難的校正。此外,其並未驗證為特別有效的安全或防偽措施。
在該些及其他缺點的檢視中,產業中需要可促進貨幣、文件、製造的物件及商品之公然鑑別的安全及視覺上獨特的光學材料,及提供製造的物件、商品及包裝之視覺增強的光學材料。
本發明關於一種影像呈現系統,例如微光學影像呈現系統。例如,可提供一種合成光學影像系統,其包括聚焦元件的陣列,及一種影像系統,其如下列所描述的,包括或由影像圖示元件的陣列或型樣形成,其中該圖示元件經設計以共同地形成一影像或某些所需的資訊,且其中該聚焦元件的陣列及該影像系統相符,例如經由光學結合,而形成至少部分該影像圖示的至少一合成光學影像,其中合成光學影像可選擇地放大。在所提供的另一種影像呈現系統中,其如下列所描述的,包括或由微結構之圖示元件的陣列或型樣形成,其中該微結構之圖示元件經設計以共同地一影像或某些所選擇的資訊,且其中該影像系統經設計而單獨存在,並藉使用所提供之獨立於該影像系統的放大裝置而檢視影像或讀取資訊,例如放大鏡或顯微鏡。
本發明亦關於一膜材料,其使用規律之非圓柱形透鏡的二維陣列以放大微影像,文中稱為影像圖示或或簡單的圖示,並經由個別透鏡/圖示影像系統之多重性的聯合性能而形成一合成放大影像。該合成放大影像及其周圍的背景可為正或負、無色的或彩色的,且該影像或其周圍的背景或二者可為透明的、半透明的、著色的、螢光的、磷光的、顯示光學可變的顏色、金屬化的或實質上向後反射的。於透明的或著色的背景上顯示彩色的影像之材料特別適用於與其下的印刷資訊相結合。當一項材料應用於印刷資訊時,該印刷資訊及該影像二者均可同時於空間中或彼此動態移動的關係下被看見。該類材料亦可置於印刷之上,即具有應用於材料之最上(透鏡)表面的印刷。另一方面,於半透明的或實質上不同顏色之不透明背景上顯示彩色(或任何顏色,包括白色及黑色)影像的材料,特別適用於單獨使用或與其上印刷資訊相結合,但不與其下印刷資訊相結合。
所獲得之合成影像的放大量可藉由大量因子的選擇而予控制,包括透鏡陣列之對稱軸與圖示陣列之對稱軸之間'偏斜'的程度。規則的週期陣列擁有對稱軸,其定義型樣可環繞反射且不改變型樣之基本幾何的線路,及範圍為無限之理想陣列的線路。例如,方形陣列可環繞任何方形之對角線反射反射而不改變該陣列的相對方位:若方形的各邊係以平面的x及y軸校正,那麼方形的各邊於反射後將仍以該些軸校正,假設各邊是相同而無法區別的。吾人稱該陣列具有旋轉的對稱性,或為旋轉地對稱。
並非映照方形陣列,該陣列可經由等於同類對稱軸之間的角度而旋轉。在方形陣列的狀況下,該陣列可經由90度旋轉,即對角線之間的角度,而抵達無法與原始陣列區別的陣列方位。同樣地,規則的六角形陣列可映照或繞大量對稱軸旋轉,包括六角形的"對角線"(連接相對頂點的線路)或"中點除數"(連接六角形相對邊之各面中點的線路)。任一類對稱軸之間的角度為六十度(60°),產生了無法與原始方位區別的陣列方位。等邊三角形的陣列具有120度的對稱軸之間角度。因而,在示範實施例中,影像圖示聚焦元件的平面陣列可具有至少3組旋轉對稱。
若透鏡陣列及圖示陣列最初係以定義其各個x-y平面之平面維數加以配置,對稱軸之一被選為代表第一陣列的x軸,對稱軸的相應類型(例如,對稱的對角線軸線)被選為代表第二陣列的x軸,該二陣列實質上沿z軸方向相隔均勻的距離,當沿z軸方向檢視各陣列時,若各陣列的x軸顯現為彼此平行,那麼便稱各陣列具有零偏斜。在六角形陣列的狀況下,一陣列經由60度或其倍數之角度的旋轉,使該陣列再次校正,所以沒有偏斜,正如在方形陣列的狀況下,以90度或其倍數之角度的旋轉而沒有偏斜。任何x軸之間的角度不重合,其與"零偏斜旋轉"不同,被稱為偏斜。小偏斜,例如0.06度,可製造大的放大,超過1000倍,而大偏斜,例如20度,產生小的放大,可能小至1倍。其他因子,例如二陣列的相對縮放及透鏡的F#,可影響合成影像的放大及其旋轉,正視差移動及表面視覺深度。
有許多明顯的視覺效果可由本材料(隨後通常稱為材料的"一致",或將代表各效果的一致材料稱為下列名稱,"一致移動"、"一致深"、"一致超深"、"一致浮動"、"一致超浮動"、"一致飄浮"、"一致形態"及"一致3-D")提供,且其各式實施例產生每一效果,通常描述如下:一致移動呈現顯示正視差移動(OPM)的影像-當材料傾斜時,影像便以顯現為垂直於正常視差的預期方向之傾斜方向移動。一致深及超深呈現顯現為置於視覺上較材料之厚度深的空間平面上的影像。一致浮動及超浮動呈現顯現為置於材料之表面上方的空間平面上的影像;及當材料經由特定角度(例如90度)旋轉,一致飄浮呈現從一致深(或超深)擺動至一致浮動(或超浮動)的影像,接著當材料進一步以相同的量旋轉時,便再次返回一致深(或超深)。當材料從不同檢視點旋轉或檢視時,一致形態呈現改變形式、形狀或大小的合成影像。一致3-D呈現顯示大縮放三維結構的影像,例如面的影像。
多路一致效果可結合於一膜中,例如結合形式、顏色、移動方向及放大不同之多路一致移動影像平面的膜。其他膜可結合一致深影像平面及一致浮動影像平面,同時其他膜可經設計而結合相同顏色或不同顏色之一致深、一致移動及一致浮動的各層,該些影像具有相同或不同的圖形元件。多路影像平面之顏色、圖形的設計、光學效果、放大及其他視覺元件大部分獨立,幾無例外,該些視覺元件的平面可以任意方式結合。
對於許多貨幣、文件及產品安全應用而言,膜的總厚度需小於50微米(文中亦稱為"μ"或"μm"),例如約小於45微米,且如進一步範例,則處於約10微米至約40微米的範圍內。此可予以完成,例如經由使用具小於50微米之有效基礎直徑的聚焦元件,如進一步範例為小於30微米,且又如進一步範例,為約l0微米至約30微米。關於另一範例,可使用具小於約40微米之焦距的聚焦元件,且如進一步範例,可使用具約10至小於約30微米之焦距的聚焦元件。在特定範例中,可使用具35微米之基礎直徑及30微米之焦距的聚焦元件。另一方面,混合折射/繞射實施例可製成8微米薄的膜。
由於文中之膜的複雜多層結構及其無法經由一般製造系統再製的高外觀比元件,所以其為高度防偽。
因而,本系統較佳地提供一種微光學系統,其中當以裸眼檢視反射或發射光投射下列一或多個影像時,為具有厚度之聚合物膜的形式:i.顯示正視差移動(一致移動);ii.顯現為置於較聚合物膜之厚度深的空間平面上(一致深及一致超深);iii.顯現為置於聚合物膜之表面上方的空間平面上(一致浮動及一致超浮動);iv.當膜為方位角旋轉時,較聚合物膜之厚度深的空間平面與該膜之表面上方的空間平面之間的擺動(一致飄浮);v.從一種形式、形狀、大小、顏色(或該些屬性的若干結合)轉換為不同形式、形狀、大小、或顏色(或該些屬性的若干結合)(一致形態);及/或vi.顯現為具有現實的三維性(一致3-D)。
所揭露的合成放大微光學系統例如可做為安全或鑑別裝置,包含:(a)影像圖示的平面陣列,該平面陣列具有其平面內對稱軸,且該影像圖示具有其平面陣列內重複期間;及(b)影像圖示聚焦元件的平面陣列,該平面陣列具有其平面內對稱軸,且該影像圖示聚焦元件具有其平面陣列內重複期間,其中,該影像圖示聚焦元件的平面陣列係以關於該影像圖示之平面陣列的方式配置,並以與影像圖示聚焦元件的足夠距離而形成至少一部分該影像圖示的至少一合成放大影像,及其中,安全裝置具有小於50微米的厚度,或影像圖示聚焦元件具有小於50微米的有效直徑,或二者皆然。
在另一實施例中,製造合成放大微光學系統的方法及製造文件安全裝置的方法,各包含以下步驟:(a)提供具有其平面內對稱軸之影像圖示的平面陣列,該影像圖示具有該陣列內的重複期間;(b)提供具有其平面內對稱軸之影像圖示聚焦元件的平面陣列,該影像圖示聚焦元件具有該陣列內的重複期間,其中該系統包含該影像圖示的平面陣列,且該影像圖示聚焦元件的平面陣列具有小於50微米的厚度,或影像圖示聚焦元件具有小於50微米的有效直徑,或二者皆然;及(c)以關於該影像圖示之平面陣列的方式配置該影像圖示聚焦元件的平面陣列,並以與該影像圖示聚焦元件的足夠距離而形成至少一部分該影像圖示的至少一合成放大影像。
在又另一實施例中,揭露合成放大微光學系統或安全或鑑別裝置中控制光學效果的方法,該光學效果包括移動效果、放大、視覺深度效果或該效果的合成,該方法包含以下步驟:(a)提供具有其平面內對稱軸之影像圖示的平面陣列,該影像圖示具有該陣列內的重複期間;(b)提供具有其平面內對稱軸之影像圖示聚焦元件的平面陣列,該影像圖示聚焦元件具有該陣列內的重複期間,其中該系統包含該影像圖示的平面陣列,且該影像圖示聚焦元件的平面陣列具有小於50微米的厚度,或影像圖示聚焦元件具有小於50微米的有效直徑,或二者皆然;及(c)實質上平行該影像圖示之平面陣列而配置該影像圖示聚焦元件的平面陣列,並以與該影像圖示聚焦元件的足夠距離而形成至少一部分該影像圖示的至少一合成放大影像;(d)其中該影像圖示之重複期間與該影像圖示聚焦元件之重複期間的比例,係選自下列群組,包含小於1、實質上等於1及大於1,並選擇該影像圖示之平面陣列的對稱軸及相應影像圖示聚焦元件之平面陣列的對稱軸係經校正或方向偏離。
在進一步示範實施例中,揭露合成微光學系統中使用的影像圖示,該合成放大微光學系統包括:(a)影像圖示的平面陣列;及(b)影像圖示聚焦元件的平面陣列,其中以關於該影像圖示之平面陣列的方式配置該影像圖示聚焦元件的平面陣列,並以與該影像圖示聚焦元件的足夠距離而形成至少一部分該影像圖示的至少一合成影像;該影像圖示包括形成為基底中凹處的影像圖示,形成空隙的該凹處選擇地以提供與該基底對比之材料填充。
亦揭露合成放大微光學系統或文件安全裝置及其製造方法,包含:(a)影像圖示的平面陣列;及(b)影像圖示聚焦元件的平面陣列,該聚焦元件包括多邊形底座的多帶狀聚焦元件。
此外,揭露安全或鑑別執行緒,包含:(a)具有包含其中所形成填充的凹處之微影像或影像圖示的週期陣列的材料;(b)配置於與該聚焦元件的足夠距離而形成至少一部分該微影像或影像圖示的至少一合成放大影像之非圓柱形、平坦、非球狀或多邊形底座多帶狀微聚焦元件的週期陣列,該微聚焦元件包括具有範圍從約20至約30微米之基礎直徑的聚焦元件;及(c)覆蓋該微影像或影像圖示之陣列的著色的或金屬的密封或掩蔽層。
揭露特別用於貨幣的文件安全裝置或安全執行緒,包含:(a)具有其平面內對稱軸之影像圖示的平面陣列,該影像圖示具有該陣列內的重複期間;及(b)具有其平面內對稱軸之影像圖示聚焦元件的平面陣列,該影像圖示聚焦元件具有該陣列內的重複期間,實質上平行於該影像圖示之平面陣列而配置之該影像圖示聚焦元件的平面陣列,以與該影像圖示聚焦元件的足夠距離而形成至少一部分該影像圖示的至少一合成放大影像,其中該系統包含該影像圖示的平面陣列,且該影像圖示聚焦元件的平面陣列具有小於50微米的厚度,或影像圖示聚焦元件具有小於50微米的有效直徑,或二者皆然。
及揭露合成放大光學及安全系統,包含一影像及一複數影像聚焦元件,該聚焦元件及該影像係配置於彼此相關的平面中,其中當該系統於實質上平行該系統之平面的軸線附近傾斜時,形成至少一合成放大影像,其顯現為沿平行於該傾斜軸線的方向移動。
本發明進一步提供一種合成放大微光學系統及其製造方法,包含:(a)一或多個光學隔片;(b)由影像圖示之平面陣列組成的微影像,該影像圖示具有位於至少其軸線之一附近的一對稱軸,並定位於該光學隔片上或附近;及(c)具有位於至少其平面軸線之一附近的一對稱軸的影像圖示聚焦元件之平面陣列,該對稱軸與該微影像陣列之平面軸線相同,每一聚焦元件為多邊形底座多帶狀聚焦元件,或提供超出相關影像圖示寬度之放大視場的透鏡,使得該相關影像圖示的周邊不落於視場之外,或非球狀聚焦元件具有小於50微米的有效直徑。
該系統可包括一或多項上述效果。提供一種方法,藉此可選擇地將效果包括於系統內。
本發明進一步提供適於至少部分公司的安全裝置,及用於結合安全文件、標籤、易撕帶、竄改指示裝置、密封裝置或其他鑑別或安全裝置,其如上述地包含至少一微光學系統。較具體地,本發明提供文件安全裝置及其製造方法,包含:(a)一或多個光學隔片;(b)由影像圖示之平面陣列組成的微影像,該影像圖示具有位於至少其軸線之一附近的一對稱軸,並定位於該光學隔片上或附近;及(c)具有位於至少其平面軸線之一附近的一對稱軸的影像圖示聚焦元件之平面陣列,該對稱軸與該微影像平面陣列之平面軸線相同,每一聚焦元件為多邊形底座多帶狀聚焦元件,或提供超出相關影像圖示寬度之放大視場的透鏡,使得該相關影像圖示的周邊不落於視場之外,或非球狀聚焦元件具有小於50微米的有效直徑。
在任一或多個上述實施例中,該影像圖示聚焦元件可具有等於4或較少的F數,例如等於2或較少,或甚至等於1或較少。此外,該影像圖示聚焦元件可包括非圓柱形透鏡或非圓柱形聚焦反射鏡,或二者皆然。
此外,本發明提供一視覺增強裝置,其如上述地包含至少一微光學系統,並具有上述效果,用於衣服的視覺增強、護膚產品、文件、印刷素材、製造的商品、商品拓銷系統、包裝、採購呈現點、出版品、廣告裝置、運動商品、財務文件及交易卡、及所有其他商品。
在又進一步實施例中,揭露一種合成微光學系統及安全裝置,包括由影像圖示之陣列或型樣及聚焦元件之陣列所形成的平面內影像,該系統製造至少二不同的合成影像,藉此一合成影像作業以調變或控制另一合成影像之出現的長度。在一示範的形式中,該影像圖示之陣列的特徵在於點綴亮彩色的圖示之區域或不具圖示之區域的暗或彩色的圖示之區域。該影像圖示之陣列形成一平面內合成影像,同時該聚焦元件之陣列與該影像圖示之陣列的互動形成個別的合成放大影像,用以控制該平面內影像的視場,且因而用以調變或控制該平面內影像之出現的長度。因而,該平面內影像之出現依據該系統的檢視角度而視覺上出現或消失,或開啟或關閉。
在更進一步實施例中,揭露一種微光學系統,包括:(a)一平面內影像,具有邊界及該邊界內影像區域,視覺上置於基底的實質平面中,在該基底上配置該平面內影像;(b)該平面內影像之邊界內所包含之圖示的一或多個控制型樣;及(c)圖示聚焦元件的陣列,其定位以形成至少一部分該圖示之一或多個控制型樣的至少一合成放大影像,該合成放大影像提供有限的視場以檢視調變該平面內影像之出現的該平面內影像。
該合成放大影像可藉本身之移動進、出與該平面內影像之影像區域的該合成放大影像的視覺相交,而提供檢視該平面內影像的視場。因而,該平面內影像於該合成放大影像視覺上與該平面內影像之影像區域相交時為可見的,並於該合成放大影像視覺上未與該平面內影像之影像區域的任何部分相交時為不可見的。該平面內影像之所見的量可由該合成放大影像視覺上與該平面內影像之影像區域相交的量來決定。
如上述所定義的,亦提供具有至少一安全裝置的安全文件或標籤,其係至少部分嵌入其中或裝置於其上。
在下列附圖及申請專利範圍的檢查下,對於熟悉本技藝之人士而言,其他系統、裝置、方法、特徵及優點將變得顯而易見。期望所有其餘系統、方法、特徵及優點均包括於本描述中,處於本發明的範圍內,並受申請專利範圍的保護。
除非另外定義,文中所使用的所有技術及科學名詞與對於熟悉本發明所屬技藝之人士所共同理解者具有相同意義。所有文中所提及之出版品、專利申請案、專利及其他參考資料均以參考的方式併入。在衝突的狀況下,本說明書包括定義將予控制。此外,材料、方法及範例僅係描繪而不希望予以限制。
現在詳細參考附圖中所描繪之實施例的描述。雖然結合附圖而描述許多實施例,但不希望將本發明侷限於文中所揭露的實施例。相反地,希望涵蓋所有的替代、修改及相等內容。
關注於簡潔以及避免重複說明,對於下列名詞的所有後續參考,將理解為文中之定義、說明及詳述。為求便利,所定義的名詞隨後於特定實施例之描述的首例中將明顯印刷。
圖示填充材料-用於填充微結構圖示元件的任一材料。圖示填充材料可為氣體、液體、凝膠、粉末、固體、乳膠、懸浮體、合成物材料及其組合。圖示填充材料典型地提供一些可測量或可檢測之不同於周圍圖示層材料的屬性。該些不同屬性可提供光學效果,或其可提供材料的非接觸檢測或鑑別之屬性,或二者皆然。材料的組合可用於圖示填充材料,而提供所需圖示元件屬性的多重性。
圖示填充材料的材料屬性可產生所需的光學效果,包括但不限於:透明度、不透明度、折射率、著色分佈、散射屬性,珍珠粉、蛋白光、彩虹色、顏色反射及顏色吸收,反射性、線性、圓形的及橢圓的極化屬性,Raman或Rayleigh屬性,光學旋轉、螢光性、冷光、磷光、二光子效果,熱化學、壓力變色、光變色、摩擦發光、電致發光、電致變色及磁致變色。圖示填充材料可為單純材料,或為混合物、組合、懸浮體或多重性材料的其他組合而獲得該些屬性。
可產生所需的非接觸檢測或鑑別屬性之圖示填充材料的材料屬性包括但不限於:磁性反應、磁化作用、電荷分離、電氣反應、導電性、熱傳導性、電介質力量、螢光性、冷光、磷光、二光子效果、核磁共振、透明度、不透明度、折射率、著色分佈、散射屬性,珍珠粉、蛋白光、彩虹色、顏色反射及顏色吸收,反射性、線性、圓形的及橢圓的極化屬性,Raman或Rayleigh屬性,放射性、放射性作用、光學旋轉,熱化學、壓力變色、光變色、摩擦發光、電致發光、電致變色及磁致變色。
圖示填充材料可較佳地包括載子材料,例如單體、寡體或聚合物材料及其組合,其為溶劑固化、熱固化、氧化固化、反應固化、或輻射固化。示範的輻射固化光聚合物為Lord Industries的U107光聚合物。
圖示填充載子材料的光學、非接觸檢測及非接觸鑑別屬性可經由下列材料(例如但不限於該些材料)的混合或組合而予修改:染料、著色劑、顏料、粉末材料、墨水、粉末礦物、磁性材料及顆粒、磁化材料及顆粒、磁性反應材料及顆粒、磷光劑、液晶、液晶聚合物、碳黑或其他光吸收材料、二氧化鈦或其他光散射材料、光子晶體、非線性晶體、奈米顆粒、奈米管、布基球、布基管、有機材料、珍珠光彩材料、粉末珍珠、多層干擾材料、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、鑽石粉末、結構顏料、極化材料、極化旋轉材料、螢光的材料、磷光的材料、熱變色材料、壓力變色材料、光變色材料、摩擦發光材料、電致發光材料、電變色材料、磁變色材料及顆粒、放射性材料、可放射性材料、電荷分離材料及其組合。示範圖示填充材料包括例如Lord Industries的U107之光聚合物載子,其係以次微米顏料粉末為底,而形成厚"墨水"。
對於熟悉本技藝的工作人員而言,文中未明確地提及之其他屬性、材料、方法、機構及其組合,顯然被理解為包括在本發明的範圍內。
包覆材料-任一用於包覆圖示層或圖示填充材料,或包覆波紋放大系統之任一層的材料,包括但不限於透鏡、圖示平面、圖示層、微結構圖示元件、圖示填充材料,或配置、層壓或應用於透鏡、圖示層之材料的任一層,或透鏡、圖示層、基底或透明基底之內部或外部的任一層。
包覆材料典型地提供一些屬性,其可檢測地不同於圖示層、圖示填充材料、基底、透明基底或透鏡層中其他材料的屬性。該些不同屬性可提供光學效果,或其可提供啟動材料的非接觸檢測或鑑別之屬性,或二者皆然。材料的組合可用於包覆材料,而提供所需包覆材料屬性的多重性。
可產生所需光學效果之包覆材料的材料屬性包括但不限於:透明度、不透明度、折射率、著色分佈、散射屬性,珍珠粉、蛋白光、彩虹色、顏色反射及顏色吸收,反射性、線性、圓形的及橢圓的極化屬性,Raman或Rayleigh屬性,光學旋轉、螢光性、冷光、磷光、二光子效果,熱化學、壓力變色、光變色、摩擦發光、電致發光、電致變色及磁致變色。包覆材料可為單純材料,或為混合物、組合、懸浮體或多重性材料的其他組合而獲得該些屬性。
應用包覆材料的適當方法取決於許多因子,包括材料屬性及材料的所需功能或效果。藉濕式還原反應(如同濕式鍍銀)、無電電鍍、電氣電鍍、蒸汽沈積、噴濺、電漿噴塗、分子束磊晶、熱壓印、箔轉印、層壓及其他適當與知名方式及其組合,可應用金屬、金屬氧化物、半導體包覆及其組合。藉濕式包覆、噴塗、印刷、層壓、圖示表面的化學反應、噴墨、電氣印刷、浸染、新月形包覆、波形包覆、反應包覆及其他適當與知名方式及其組合,可應用結合液體載子材料的包覆材料。藉熱壓印、箔轉印、層壓及其他適當與知名方式及其組合,可應用以膜或箔為主的包覆材料。
包覆材料可較佳地為蒸發或噴濺金屬,例如鋁、金或銀,或金屬氧化物,例如銦-錫氧化物或鐵氧化物。結合填充材料的包覆材料可較佳地包括載子材料,例如單體、寡體或聚合物材料及其組合,其係溶劑固化、熱固化、氧化固化、反應固化或輻射固化。示範輻射固化光聚合物為Lord Industries的U107光聚合物。
包覆載子材料的光學、非接觸檢測及非接觸鑑別屬性可藉與下列任一材料(例如但不限於該些材料)混合或組合而予修改:染料、著色劑、顏料、粉末材料、墨水、粉末礦物、磁性材料及顆粒、磁化材料及顆粒、磁性反應材料及顆粒、磷光劑、液晶、液晶聚合物、碳黑或其他光吸收材料、二氧化鈦或其他光散射材料、光子晶體、非線性晶體、奈米顆粒、奈米管、布基球、布基管、有機材料、珍珠光彩材料、粉末珍珠、多層干擾材料、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、鑽石粉末、結構顏料、極化材料、極化旋轉材料、螢光的材料、磷光的材料、熱變色材料、壓力變色材料、光變色材料、摩擦發光材料、電致發光材料、電變色材料、磁變色材料及顆粒、放射性材料、可放射性材料、電荷分離材料及其組合。示範包覆材料包括例如Lord Industries的U107之光聚合物載子,其係以次微米顏料粉末為底,而形成厚"墨水"。
包覆材料亦可加以選擇而提供物理、化學、機械、底漆或附著促進屬性。
對於熟悉本技藝的工作人員而言,文中未明確地提及之其他屬性、材料、方法、機構及其組合,顯然被理解為包括在本發明的範圍內。
正圖示元件-圖示設計或型樣的圖形元件,其中該圖示元件的物件型樣,例如字元或標誌,為著色的、彩色的、金屬化的,或與該圖示元件之背景區別。通常,在製造的過程中,正圖示元件的物件型樣將於獲得任一區別屬性或應用於正圖示元件的背景之前,獲得本身的區別屬性。
正影像-正圖示元件所形成的影像或合成影像。
負圖示元件-圖示設計或型樣的圖形元件,其中該圖示元件的背景為著色的、彩色的、金屬化的,或與該圖示元件之物件型樣有所區別,例如字元或標誌。通常,在製造的過程中,負圖示元件的背景將於獲得任一區別屬性或應用於負圖示元件的物件型樣之前,獲得本身的區別屬性。
負影像-負圖示元件所形成的影像或合成影像。
圖示元件的物件型樣-圖示設計或型樣之離散的及有界線的圖形元件,例如字元或標誌。通常,圖示元件的物件型樣較佳地以一、二、或三個圖示元件或型樣之內為界,但可以更多個為界。
圖示元件的背景-圖示設計或型樣之無界線的區域圍繞物件型樣。通常,圖示元件或型樣的背景連續橫跨多路圖示元件或型樣。
圖示層-微印刷的實質平面層可應用於基底或透明基底的面,或可為獨立層。廣泛的材料可用於圖示層,包括但不限於熱固聚合物、熱成型聚合物、澆鑄聚合物、反應澆鑄聚合物、輻射固化聚合物、生物聚合物、凝膠、澱粉、糖、矽聚合物、多層電介質聚合物膜、溶劑澆鑄聚合物、壓縮鑄模聚合物、注入鑄模聚合物、凸版聚合物、玻璃、金屬氧化物、鑽石、鋁氧化物、光聚合物、光阻、印刷墨水或定型的包覆、噴墨印刷包覆、電印刷包覆及其組合。
示範圖示層材料為光聚合物,例如Lord Industries的U107光聚合物。圖示層可為單一材料或可結合染料、著色劑、顏料、粉末材料、墨水、粉末礦物、磁性材料及顆粒、磁化材料及顆粒、磁性反應材料及顆粒、磷光劑、液晶、液晶聚合物、碳黑或其他光吸收材料、二氧化鈦或其他光散射材料、光子晶體、非線性晶體、奈米顆粒、奈米管、布基球、布基管、有機材料、珍珠光彩材料、粉末珍珠、多層干擾材料、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、鑽石粉末、結構顏料、極化材料、極化旋轉材料、螢光的材料、磷光的材料、熱變色材料、壓力變色材料、光變色材料、摩擦發光材料、電致發光材料、電變色材料、磁變色材料及顆粒、放射性材料、可放射性材料、電荷分離材料及其組合,及可增強或改變其光學、電氣、磁性、核磁共振或其他物理屬性的其他適當材料。
示範圖示層材料為Lord Industries的U107光聚合物。對於熟悉本技藝的工作人員而言,文中未明確地提及之其他屬性、材料、方法、機構及其組合,顯然被理解為包括在本發明的範圍內。
微結構圖示影像元件-具有物理凸版印刷或可藉許多適當機構而於圖示層中形成之微結構的圖示元件,該些機構包括熱成型、澆鑄、壓縮鑄模、注入鑄模、凸版、定型的輻射曝光及顯影、雷射曝光及顯影、噴墨印刷、電氣印刷、印刷、雕刻、電鑄、畫線、攝影、全像攝影,及與知名固化及蝕刻或膨脹過程、遮罩及沈澱過程、遮罩及化學蝕刻、遮罩及反應蝕刻、遮罩及離子研磨、微機械、雷射機械及雷射熔損、光聚合物曝光及顯影與其他適當機構及其組合結合之光敏乳膠的雷射曝光。
微結構圖示影像元件較佳地藉澆鑄聚合物基底(通常為PET)與鍍鎳微結構圖示影像元件工具之間液體光聚合物、輻射固化該光聚合物及以附著的固化光聚合物從鍍鎳微結構圖示影像元件工具剝落該聚合物基底而形成。
對於熟悉本技藝的工作人員而言,文中未明確地提及之其他屬性、材料、方法、機構及其組合,顯然被理解為包括在本發明的範圍內。
微結構圖示影像元件工具及方法-用於在圖示層中形成微結構圖示影像元件的工具及方法,其係藉熱成型、澆鑄、壓縮鑄模、注入鑄模、凸版、定型的輻射曝光及顯影、電鑄及光聚合物曝光與顯影。該工具可由許多類似及適當的機構製造,包括熱成型、澆鑄、壓縮鑄模、注入鑄模、凸版、定型的輻射曝光及顯影、雷射曝光及顯影、噴墨印刷、電氣印刷、印刷、雕刻、電鑄、畫線、攝影、全像攝影,及與知名固化及蝕刻或膨脹過程、遮罩及沈澱過程、遮罩及化學蝕刻、遮罩及反應蝕刻、遮罩及離子研磨、微機械、雷射機械及雷射熔損、光聚合物曝光及顯影及其他適當的機構及其組合結合之光敏乳膠的雷射曝光。
微結構圖示影像元件工具較佳地藉於堅硬基底或堅硬透明基底上光阻材料之光學曝光及顯影而產生原始微結構、微結構光阻表面的傳導金屬化及於傳導表面鍍鎳電鑄等知名方法而產生。
對於熟悉本技藝的工作人員而言,文中未明確地提及之其他屬性、材料、方法、機構及其組合,顯然被理解為包括在本發明的範圍內。
透明基底-任一實質上平面及實質上光學透明的材料,包括但不限於玻璃、金屬氧化物、聚合物、合成物材料、生物聚合物、糖、纖維素、澱粉、凝膠及其組合,其係用於支撐一致波紋放大系統的光學元件,該光學元件選擇地包括微透鏡陣列及一或多個圖示影像陣列。PET聚合物膜為本發明之圖示層及波紋放大系統的示範基底。
對於熟悉本技藝的工作人員而言,文中未明確地提及之其他屬性、材料、方法、機構及其組合,顯然被理解為包括在本發明的範圍內。
基底-任一實質上平面材料,包括但不限於玻璃、金屬、合成物材料、金屬氧化物、聚合物、生物聚合物、糖、纖維素、澱粉、凝膠、紙、纖維材料、非纖維材料、箔、不織布紙代用品及其組合。PET聚合物膜為本發明的示範基底。
對於熟悉本技藝的工作人員而言,文中未明確地提及之其他屬性、材料、方法、機構及其組合,顯然被理解為包括在本發明的範圍內。
保角的包覆材料-符合所應用之表面形狀的包覆材料。噴濺金屬包覆典型地為保角的-其包覆垂直表面、微結構側壁、浮雕區域以及水平表面。
非保角的包覆材料-不符合所應用之表面形狀的包覆材料。蒸發金屬包覆典型地為非保角的-其優先包覆水平表面,但不足地包覆垂直表面及微結構側壁,且不包覆浮雕區域。
指向性包覆材料-一種包覆材料其優先包覆水平表面及具指向包覆源一般方向之垂直表面的表面,但不包覆具指向遠離包覆源一般方向之垂直表面的表面。補償或妨礙的蒸發金屬包覆為指向性包覆材料的一範例:金屬蒸汽的流動係指向實質上不在垂直上之角度的表面,使得微結構的"近"表面將被包覆,但微結構的"遠"表面將被遮蔽及未包覆。
現在參考附圖,圖1a描繪微光學系統12的實施例,其提供該系統的一或多個影像的正視差移動。
該系統12微透鏡1具有至少二對稱軸,其實質上相等並配置於二維週期陣列中。透鏡2的直徑較佳地小於50μ,且透鏡3之間的空隙空間較佳地為5μ或更小。(吾人交替地使用名詞"μ"及"μm",表示相同的尺寸。)微透鏡1聚焦圖示元件4的影像,並將該影像10投影於觀看者。該系統通常用於具有正常位準之周遭照明的情況,所以圖示影像的照度從反射或傳輸周遭光線而產生。圖示元件4為具有實質上類似於包括透鏡1之透鏡陣列的期間及尺寸之圖示元件的週期陣列的一元件。該透鏡1與該圖示元件4之間為光學隔片5,其可與該透鏡1材料連續,或可選擇地為個別基底8-在本實施例中,該透鏡9與基底分離。該圖示元件4可選擇地以密封層6保護,其較佳地為聚合物材料。密封層6可為透明的、半透明的、著色的、染色的、不透明的、金屬製的、磁性的、光學可變的及其任一組合,其提供所需的光學效果及/或用於安全及鑑別目的的其餘功能,包括自動化的貨幣鑑別、核實、追蹤、計數及檢測系統的支援,其係依賴光學效果、導電性或電容、磁場檢測。
該系統的總厚度7典型地小於50μ;實際厚度取決於該透鏡1的F#與該透鏡2的直徑,及其餘安全特徵或視覺效果層的厚度。該圖示元件4的重複期間11實質上與該透鏡1的重複期間相同;"縮放比"即圖示之重複期間與透鏡之重複期間的比例,係用於製造許多不同視覺效果。當透鏡及圖示的對稱軸方向偏離時,縮放比的軸向對稱值實質上等於1.0000,導致一致移動正視差效果,當透鏡及圖示的對稱軸實質上校正時,縮放比的軸向對稱值小於1.0000,導致一致深及一致超深效果,及當透鏡及圖示的對稱軸實質上校正時,縮放比的軸向對稱值大於1.0000,導致一致浮動及一致超浮動效果。縮放比的軸向非對稱值例如X方向0.995及Y方向1.005,導致一致飄浮效果。
藉透鏡重複期間或圖示重複期間或二者的縮放變形,或藉結合空間改變資訊至圖示型樣中,可獲得一致形態效果。藉結合空間改變資訊至圖示型樣中,亦可製造一致3-D效果,但在本實施例中,如同從實質上相應於圖示之位置的特定位置所見,該資訊代表三維物件的不同檢視點。
圖1b呈現本系統的等尺寸檢視,如同圖1a中截面所描繪的,具有透鏡1的方形陣列型樣及重複期間11及光學隔片厚度5的圖示4(圖1a並非特定方形陣列型樣,但為所有規則的週期陣列型樣之代表截面)。該圖示元件4顯示為"$"影像,清晰地見於前端截去段中。雖然透鏡1與圖示元件4之間存在實質上一對一的對應,但透鏡陣列的對稱軸將不然,其確實地與圖示陣列的對稱軸校正。
在具1.0000之縮放比的圖1a-b之一致(正視差移動)材料實施例的狀況下,當透鏡1軸線與圖示元件4軸線係實質上校正時,圖示元件的結果合成影像(本範例中為大"$")"攝影放大",並藉理論上接近無限的因子放大。透鏡1軸線及圖示元件4軸線的輕微角度不重合降低了圖示元件之合成影像的放大因子,並使放大的合成影像旋轉。
由透鏡、光學隔片及圖示之特定組合所產生之移動合成影像,以檢視角度移動一致量進行特定改變,且該一致量為合成影像重複距離的一部分。例如,若產生呈現具0.25英吋重複距離之合成影像的一致移動材料,且當檢視角度改變10度時,該些合成影像顯現為具0.1英吋的正視差移動,那麼用於製造具1.0英吋之合成影像重複距離之一致的相同透鏡、圖示及隔片,當檢視角度改變10度時,將成比例地呈現較大正視差移動-0.4英吋。正視差影像移動的量縮放以符合所產生之合成影像的重複距離。檢視角度中改變與縮放的正視差移動之間的關係取決於所使用透鏡的F#。對於所選擇檢視角度的改變,低F#透鏡比較大的F#透鏡產生更小的正視差移動量。
用於一致移動材料的示範透鏡可具有0.8的F#。其為所需F#的一個理由為其使觀察者左眼所見影像與右眼所見影像之間的垂直不同最小化。垂直不同為左眼與右眼影像之間的垂直不重合-一影像顯現為相對於其他影像而被垂直替換。水平影像不同為常見及正常現象:其為眼-腦系統所使用以感知三維深度的因子之一。垂直影像不同通常不為人們所遭遇-若其光學不重合,則有時見於雙筒望遠鏡或雙目顯微鏡中。雖然水平影像不同連續發生於人們的雙眼視覺,但在自然界則從未發生垂直影像不同,所以人們調適垂直影像不同的能力極有限。該調適需要一眼相對於另一眼略微向上或向下看。此係不自然的經驗,雖然其將不致傷害人們,但由於不習慣的眼睛肌肉動作,而在觀看者的眼睛產生立即的物理知覺。此物理知覺已以各種方式描述,從"它讓我的眼睛感覺怪怪的"到"這對我而言不容易看"。此效果呈現,不論檢視的方位角方向(即,該一致移動材料可在其平面內以任一角度旋轉,而不會漏失該效果)。任一種類的傳統印刷均不致引發觀看者的該物理知覺。
一致移動材料可經設計,藉提升影像的垂直不同,而於觀看者中引發該知覺。由於觀看者的眼睛係置於水平平面,所以一致移動材料中呈現垂直影像不同。從左眼檢視與從右眼檢視係不同的水平角度,所以左眼所見合成影像係相對於右眼所見合成影像而於垂直方向正視差地替換,因而製造垂直影像不同。垂直影像不同的量小於低F#透鏡,且通常不為觀看者注意。然而,可藉例如F# 2.0或更大之較大F#透鏡,增強垂直影像不同,所以於觀看者的眼睛中刻意製造垂直不同知覺。
藉於一致移動材料中製造增強的垂直影像不同可獲得一優點,即因而於觀看者中引發的該物理知覺係特有的、立即的及自動的,並可因而作為新穎的鑑別方法。無其他已知材料可從所有的檢視方位角方向提供類似知覺。
一致深、一致浮動及一致飄浮的合成放大因子實施例係依據該透鏡1軸線與該圖示元件4軸線的角度校正,及該系統的縮放比。當縮放比不等於1.0000時,從該些軸線之實質校正所獲得的最大放大等於1/(1.0000-(縮放比))的絕對值。因而具0.995縮放比的一致深材料將呈現|1/(1.000-0.995)|=200x。同樣地,具1.005縮放比之一致浮動材料亦將呈現|1/(1.000-1.005)|=200x的最大放大。以類似於一致移動材料實施例的方式,一致深、一致浮動及一致飄浮之透鏡1軸線與圖示元件4軸線的輕微角度不重合實施例,降低了該圖示元件之合成影像的放大因子,並使放大合成影像旋轉。
一致深或超深圖示型樣所產生之合成影像為相對於一致深或超深圖示型樣之方位的右上方,同時一致浮動或超浮動圖示型樣所產生之合成影像為顛倒,相對於一致浮動或超浮動圖示型樣之方位旋轉一百八十度(180°)。
圖2a概要描繪一致移動實施例中所見的反直覺正視差影像移動效果。圖2a的左側描繪繞水平軸16擺動或旋轉18之平面圖中的一項一致移動材料12。若合成放大影像14依據視差而移動,其隨著該材料12繞該水平軸16擺動而顯現為上、下替換(如圖2a中所示)。該表面視差移動典型的為實際物件、傳統印刷及全像攝影影像。取代呈現視差移動,合成放大影像14顯示正視差移動20-垂直於正常預期之視差移動方向的移動。圖2a的右側描繪隨其繞水平旋轉軸16擺動18而呈現單一合成放大影像14之正視差移動的一項材料12的透視圖。點輪廓22顯示該合成放大影像14藉正視軸線而移向右之後的位置,且點輪廓24顯示該合成放大影像14藉正視軸線而移向左之後的位置。
一致深及一致浮動實施例的視覺效果等尺寸地描繪於圖2b、c中。在圖2b中,一項一致深材料26呈現合成放大影像28,當由觀察者30的眼睛檢視時,其實體鏡地顯現為置於該一致深材料26之平面下方。在圖2c中,一項一致浮動材料32呈現合成放大影像34,當由觀察者30的眼睛檢視時,其實體鏡地顯現為置於該一致浮動材料32之平面上方。該一致深及一致浮動效果可從所有方位角檢視位置及廣泛的高度位置見到,從垂直高度(使得該觀察者30的眼睛至該一致深材料26或一致浮動材料32的視線垂直該材料的表面)低到典型地小於45度的淺高度角度。廣泛檢視角度及方位之一致深及一致浮動效果的能見度提供不同於模擬使用圓柱形雙凸透鏡狀光學或全像攝影之一致深及一致浮動材料的簡單及方便的方法。
圖2d-f中藉顯示該觀察者30之眼睛所見該一致飄浮材料36之三種不同方位角旋轉之合成放大影像38的實體鏡地感知深度位置,及該一致飄浮材料36及合成放大影像38的相應平面圖之等尺寸檢視,描繪一致飄浮實施例效果。當該一致飄浮材料36原始如平面圖中所示時,圖2d描繪該合成放大影像38(以下稱為'該影像')為實體鏡地顯現為置於該一致飄浮材料36之下的平面中。該平面圖中深黑線為了說明而做為方位角方位參考37。請注意,圖2d中該方位參考37係以垂直方向校正,且該影像38係以水平方向校正。由於縮放比沿著實質上平行於連接觀察者雙眼瞳孔之線校正的該一致飄浮材料36的第一軸線(此將於以下稱為'實體鏡的縮放比')小於1.000,該影像38出現於一致深位置。該一致飄浮材料36之實體鏡的縮放比沿垂直於該第一軸線的第二軸線大於1.000,如圖2f中所示,藉以於該第二軸線實質上平行連接觀察者瞳孔之線校正時,製造該影像38的一致浮動效果。請注意,該方位參考37於圖中係處於水平位置。圖2e描繪該一致飄浮材料36的中間方位角方位,其由於此方位角方位之實體鏡的縮放比實質上為1.000而產生一致移動正視差影像效果。
由於材料為方位角旋轉,一致飄浮影像38從該一致飄浮材料36的下方移動(圖2d),向上至該一致飄浮材料36的位準(圖2e),及進一步向上至該一致飄浮材料36的位準上方(圖2f),其視覺效果可藉結合該一致飄浮材料36與傳統印刷資訊而予增強。傳統印刷之未變的實體鏡的深度做為較佳感知該影像38之實體鏡的深度的參考平面。
當一致材料以例如'點'光源(例如聚光燈或LED閃光)或視準源(例如日光)之強力指向性光源照射時,可看見圖示的"陰影影像"。該些陰影影像在許多方面是不尋常的。雖然一致呈現的合成影像不隨照度之方向移動而移動,但所產生的陰影影像卻移動。此外,雖然一致合成影像可置於不同於材料之平面的視覺平面,但陰影影像則總是置於材料的平面中。陰影影像的顏色為圖示的顏色。所以黑色圖示製造黑色陰影影像,綠色圖示製造綠色影像,同時白色圖示製造白色陰影影像。
陰影影像的移動係隨照度之角度而移動,乃與以平行於合成影像中所呈現視覺效果之方式的特定深度或移動一致效果相關。因而,當檢視角度改變時,隨著光線角度之陰影影像的移動係平行於合成影像所顯示之移動而改變。
移動陰影影像隨光源移動而正視差地移動。
深陰影影像以光源的相同方向移動。
浮動陰影影像以光源的相反方向移動。
飄浮陰影影像以上述合成的方向移動。
飄浮深陰影影像以左-右方向之光線的相同方向移動,但與上-下方向之光線的方向相反;飄浮浮動陰影影像以左-右方向之光線的相反方向移動,但與上-下方向之光線的方向相同;飄浮移動陰影影像顯示相對於光線移動而正視差移動。
一致形態陰影影像隨光源移動而顯示形態效果。
當例如LED光之發散點光源朝向或遠離一致膜時,可見其餘的不尋常陰影影像效果。當光源進一步遠離其發散射線而更接近近似視準光線,並因深而產生陰影影像時,超深、浮動或超浮動一致合成影像概以合成影像的相同尺寸出現。當光線較接近表面時,深及超深材料的陰影影像由於照度強烈發散而縮小,同時浮動及超浮動材料的陰影影像擴大。以聚集照度照射該些材料使得深及超深陰影影像放大為大於合成影像的尺寸,同時浮動及超浮動陰影影像縮小。
一致移動材料的陰影影像並不隨照度的發散或聚集改變而顯著地改變縮放,而是陰影影像繞照度的中央而旋轉。當照度的發散或聚集改變時,一致飄浮陰影影像於一方向縮小及於垂直方向放大。一致形態陰影影像隨照度的發散或聚集改變而相對於特定形態型樣改變。
所有該些陰影影像效果可做為用於安全、防偽、品牌保護應用及其他類似應用之一致材料的其餘鑑別方法。
圖3a-i為平面圖,顯示各式實施例及微透鏡之對稱二維陣列的不同型樣的滿足因子。圖3a、d及g分別描繪微透鏡46、52及60,其配置為規則的六角形陣列型樣40。(陣列型樣虛線40、42及44代表透鏡的型樣對稱,但不必然代表透鏡陣列的任一物理元件。)圖3a的透鏡具有實質上圓形底座幾何46,圖3g的透鏡具有實質上六角形底座幾何60,及圖3d的透鏡具有不完全六角形52的中間底座幾何。如圖3b、e及h中所見,透鏡幾何的類似發展應用於透鏡48、54及62的方形陣列42,其中該些透鏡具有範圍從實質上圓形48至不完全方形54至實質上方形62的底座幾何。相應地,如圖3c、f及i中所見,等邊三角形陣列44包含具有範圍從實質上圓形50至不完全三角形58至實質上三角形64之底座幾何的透鏡。
圖3a-i的透鏡型樣為可用於本系統的透鏡。透鏡之間的空隙空間未直接提供影像的合成放大。使用該些透鏡型樣製造的材料亦將包括圖示元件的陣列,其係以幾乎相同的縮放配置於相同的幾何中,允許用於產生一致移動、一致深、一致浮動及一致飄浮效果的縮放差異。若空隙的空間大,例如圖3c中所示,透鏡將具有低滿足因子,且影像與背景之間對比將由於來自圖示元件的光線散射而降低。若空隙的空間小,透鏡將具有高滿足因子,且影像與背景之間對比將高,提供透鏡本身具有良好焦點屬性,且圖示元件處於透鏡的焦點平面中。其通常易於形成具圓形或幾乎圓形底座而非具方形或三角形底座的高光學品質微透鏡。圖3d中顯示透鏡性能與空隙空間最小化的良好平衡;透鏡的六角形陣列具有完全六角形的底座幾何。
具有低F#之透鏡特別適用於本系統。關於低F#,吾人亦即小於4,特別係用於約2或更低的一致移動。低F#透鏡隨其直徑的比例而具有高曲率及相應大的凹陷,或中心厚度。典型的一致透鏡,其F#為0.8,具有28微米寬的六角形底座,及10.9微米的中心厚度。50微米直徑及200微米焦距之典型的德林克沃特(Drinkwater)透鏡具4的F#及3.1微米的中心厚度。若縮放為相同底座尺寸,一致透鏡具有約大於德林克沃特透鏡六倍的凹陷。
吾人發現多邊形底座多帶狀透鏡,例如六角形底座多帶狀透鏡,具有圓形底座球面透鏡上重要及未預期的優點。如上述說明,六角形底座多帶狀透鏡憑藉其應力消除幾何而顯著地改進,但經由六角形底座多帶狀透鏡的使用可獲得其餘未預期的光學優點。
吾人稱該些透鏡為多帶狀,因為其擁有三個光學區,各提供主題發明之不同及獨特的優點。該三區為中央區(構成約透鏡的一半區域)、側面區及角落區。該些多邊形透鏡具有有效直徑,其為一圓形直徑,位於該角落區內,環繞該中央區及包括該側面區。
主題發明之六角形底座多帶狀透鏡的中央區具有非球狀形式(例如,對具有名義上28微米焦距的28微米直徑透鏡而言,具有由[y=(5.1316E)×4-(0.01679)×3+(0.124931)×+11.24824]定義的形式),其將光線引至至少一焦點,且球面表面具有該相同直徑及焦距。圖30描繪具聚合物基底786中名義上28微米焦距之名義上28微米直徑六角形底座多帶狀透鏡784的該中央區780焦點屬性782(透鏡及基底n=1.51),及圖31描繪具聚合物基底794中名義上30微米焦距之28微米直徑球面透鏡792的該中央區788焦點屬性790(透鏡及基底n=1.51)。該二圖的比較清楚地呈現該主題揭露至少執行六角形底座多帶狀透鏡784以及球面透鏡792。從廣泛的檢視角度,該六角形底座多帶狀透鏡784的該中央區780提供高影像解析度及淺深度的視場。
如圖32中所描繪的,該主題發明之該六角形底座多帶狀透鏡784的六個側面區796,每一均具有以複雜的方式取決於具該區之位置的焦距,但該效果致使側面區796的焦點伸展超過值798的範圍,包括中央區焦點的約+/-10個百分點。焦點的垂直模糊798有效地增加該些區796中透鏡之視場的深度,並提供相當於具有平坦視場透鏡的優點。圖33中可見球面透鏡792之外部區800的性能。相較於對該六角形底座多帶狀透鏡784,對該球面透鏡792而言,焦點802的垂直模糊顯著地較少。
此對於正常檢視之外特別重要:增加的視場深度,及有效地美化視場,緩和突然的影像失焦,其於彎曲的焦點表面與圖示平面分離時,發生於球面透鏡。因此,使用六角形底座多帶狀透鏡的一致材料顯示合成影像,其以較使用球面透鏡之相同一致材料更高的檢視角度更柔和地自焦點褪去。這是所需的,因其提昇材料的有效檢視角度,並因而提昇其做為安全裝置或影像呈現裝置的用處。
圖32之六角形底座多帶狀透鏡784的角落區806擁有發散焦點屬性,其提供散射808周遭照度至圖示平面之未預期的優點,並藉以降低一致材料的敏感性為照度狀況。圖33的該球面透鏡792未散射周遭照度成寬區域(如缺少散射至圖示平面區804之射線所見),所以相較於使用六角形底座多帶狀透鏡製成的一致材料,當從各式角度檢視時,使用球面透鏡製成的一致材料具有較大合成影像亮度變化。
由於六角形底座多帶狀透鏡較球面透鏡具有更高的滿足因子(覆蓋平面的能力),所以從示範六角形底座多帶狀透鏡所獲得之好處被進一步放大。球面透鏡之間的空隙空間提供實際上無周遭光線散射,同時非散射區域較六角形底座多帶狀透鏡的狀況下小。
因而可見即使六角形底座多帶狀透鏡的焦點屬性低於由傳統光學標準所評估之球面透鏡的焦點屬性,但在主題發明六角形底座多帶狀透鏡的本文中,提供球面透鏡上未預期的好處及優點。
每一類型的透鏡可從附加散射微結構或導入或併入透鏡空隙空間以增強周遭照度散射至圖示平面的散射材料而獲利。此外,該透鏡空隙空間可由材料填充,該材料將形成小半徑新月形,其具聚集或發散焦點屬性,以導引周遭照度至圖示平面。該些方法可予結合,例如,將光散射顆粒併入透鏡空隙的新月形填充材料。另一方面,透鏡空隙區可為以適當散射透鏡空隙區而原始製造。
具有該些比例的球面透鏡非常難以製造,因為膜的表面與透鏡的邊緣之間高接觸角度做為應用以使透鏡於製造期間與工具分離之力量的壓力集中器。該些高壓力使透鏡至膜的附著失敗,及無法將透鏡從工具移除。此外,低F#球面透鏡的光學性能逐漸妥協而使半徑區遠離透鏡中心:低F#球面透鏡除了接近其中央區外無法聚焦良好。
六角形底座透鏡具有超越具有實質上圓形底座透鏡之未預期及顯著的好處:相較於具有實質上圓形底座之光學相等透鏡,六角形透鏡以較低的剝落力釋放其工具。六角形透鏡具有一形狀,其由中心附近實質上軸向地對稱混合為六角形對稱,並於其底座具有做為壓力集中器的角落。尖形底座角落引發的壓力集中降低了製造期間透鏡與其鑄模分離所需的整體剝落力。該效果的量是實質的-相較於實質上圓形底座透鏡,製造期間的剝落力經由二或更多個六角形底座透鏡的因子而降低。
材料的影像對比可藉以光吸收(暗彩色的)不透明著色材料填充透鏡空隙空間,有效低形成透鏡的遮罩,而予增強。此排除了經由透鏡空隙空間之圖示層的光線散射所引發的對比降低。此空隙填充的附加效果為由於進入的周遭照度遭阻礙而無法經空隙空間傳遞至圖示平面,整體影像變暗。只要填充可阻擋偏移的周圍透鏡區,那麼具有周圍失焦之透鏡所產生的影像清晰度,亦可藉不透明的著色空隙填充而予改進。
藉由以白色或亮彩色的材料,或與用做一致材料之基底匹配之顏色的材料,填充透鏡空隙空間,可獲得不同效果。若亮彩色的透鏡空隙的填充夠密集,且圖示平面結合圖示元件與背景之間的強烈對比,當以反射光線檢視時,一致合成影像將實質上看不見,當以透鏡端所傳輸之光線檢視時,又將明顯地可見,但當從圖示端檢視時,則不可見。此提供具有單向傳輸影像的新穎安全效果,其僅於傳輸的光線中可見,及僅從一端可見。
替代或除了可見光顏料之外,透鏡空隙的包覆中可使用螢光材料,以提供鑑別的其餘機構。
圖4表示沿呈現材料之軸線改變實體鏡之縮放比的效果,SSR(圖示元件重複期間/透鏡陣列重複期間)。具有大於1.0000之SSR的系統之區將產生一致浮動及超浮動效果,具有實質上1.0000之SSR的區將產生一致移動正視差移動(OPM)效果,及具有小於1.0000之SSR的區將產生一致深及一致超深效果。所有的該些效果可沿系統膜之軸線以多樣化的方式一個一個的產生及轉換。該圖描繪無限種組合之一。虛線66表示相應於實質上1.0000的SSR值、一致深與一致超深及一致浮動與一致超浮動之間區分線、及呈現OPM的SSR值。區68中,一致材料的SSR為0.995,製造一致深效果。
鄰近的為區70,其中SSR從0.995躍至1.005,製造從一致深至一致浮動效果的空間轉換。下一區72中SSR為1.005,製造一致浮動效果。下一區74製造平順的向下轉換,從一致浮動效果至一致深效果。區76大幅前進,從一致深效果,至OPM,至一致浮動效果,及區78向下回至OPM。完成該些效果所需重複期間中變化,通常極易於圖示元件層中完成。除了改變每一區中的SSR,其可能為改變陣列每一區之旋轉角度所需,較佳地於圖示元件陣列中,以保持實質上尺寸類似的合成放大影像。
解譯該圖的最簡單方式是將其視為實體鏡深度的截面,其將感知為一項系統材料之整條軸線。因而其可藉SSR的局部控制,及選擇地藉陣列旋轉角度的相應局部控制,而製造影像的實體鏡造型視場,其為一顯示輪廓的視覺表面。該實體鏡造型表面可用於代表形狀的無限制範圍,包括人臉。製造實體鏡造型格或期間點之圖示元件的型樣可為視覺上顯示複雜表面的特別有效方式。
圖5a-c為平面圖,描繪相對於本系統之材料製造中其他型樣的旋轉陣列型樣的效果。圖5a顯示具有規則的週期陣列間隔82的透鏡陣列80,未實質改變陣列軸的角度。圖5b顯示具日漸改變之陣列軸線方位角86的圖示元件陣列84。如圖示,若透鏡陣列80藉於圖示陣列上翻譯透鏡陣列而與圖示元件陣列84結合,那麼所產生的概略視覺效果便顯示於圖5c中。在圖5c中,經由結合透鏡陣列80及圖示陣列84所製造的材料88,製造合成放大影像89、90、91的型樣,其改變縮放並旋轉整個材料。朝該材料88影像89的上緣是大的,並顯示小旋轉。影像90,朝該材料88的上中段是較小的,並經由相對於影像89的顯著角度而旋轉。影像89及91之間的不同縮放及旋轉為該透鏡型樣82及該圖示元件型樣86之角度不重合之差異的結果。
圖6a-c描繪當第一影像移動跨越圖示元件型樣92及94中邊界104時,使合成放大OPM影像98定型為另一合成放大影像102的方法。圖示元件型樣92具有顯示於放大插頁96中的圓形圖示元件98。圖示元件型樣94具有顯示於放大插頁100中的星形圖示元件102。圖示元件型樣92及94並非個別物件,而是於其邊界104結合。當材料係使用結合的圖示元件之型樣而組合時,最後OPM影像將顯示圖6b及c中描繪的變形效果。圖6b顯示OPM圓形影像98,其向右107移動、跨越邊界104並從該邊界出現,同樣地,星形影像102亦向右移動。當影像106跨越該邊界時進行轉換,部分圓形及部分星形。圖6c顯示其進一步向右移動之後的影像:影像98現在更接近該邊界104,及影像106幾乎完全跨越該邊界而完成其形態,從圓形成為星形。經由從一圖示元件型樣到其他型樣地製造一轉換區,而非具有硬邊界104,該變形效果可以較不突然的方式完成。在該轉換區中,該圖示將經由一連串階段而逐漸從圓形改變為星形。最後OPM影像之視覺形態的流暢將取決於用於轉換之階段的數量。圖形的可能性的範圍是無盡的。例如:該轉換區可經設計而使圓形顯現為縮小,同時尖形星點向上突出物穿越,或另一方面圓形側面可顯現為內凹而製造端而粗硬的星形,其逐漸變尖直至達成最後設計為止。
圖7a-c為本系統之材料的截面,其描繪圖示元件的另一實施例。圖7a描繪具透鏡1及藉光學隔片5而與圖示元件108分離的材料。圖示元件108係藉應用於光學隔片5之下表面的無色的、彩色的、著色的或染色的材料之型樣而形成。任一大量的常見印刷方法,例如噴墨、雷射、凸版印刷、柔性印刷、凹版印刷及凹模,只要印刷解析度夠佳,便可用於置放此類圖示元件108。
圖7b描繪具圖示元件112之不同實施例的類似材料系統。在本實施例中,該圖示元件係由嵌入支撐材料110之顏料、染料或顆粒形成。支撐材料110中圖示元件112之本實施例的範例包括:凝膠中銀顆粒、如同攝影乳膠、吸收入墨水接收器包覆之著色的或染色的墨水、染料昇華轉換為染料接收器包覆、及成像膜中光變色或熱變色影像。
圖7c描繪形成圖示元件114之微結構方法。此方法具有幾乎無限制空間解析度的好處。該圖示元件114可由微結構113或固體區115中空隙經單獨或結合而形成。該空隙113可選擇地以例如蒸發金屬、具不同折射率之材料或染色的或著色的材料之另一材料填充或包覆。
圖8a、b描繪圖示元件的正及負實施例。圖8a顯示正圖示元件116,其對比透明的背景118為彩色的、染色的或著色的背景120。圖8b顯示負圖示元件122,其對比彩色的、染色的或著色的背景120為透明的背景118。本系統的材料可選擇地結合正及負圖示元件二者。製造正及負圖示元件之本方法特別適用於圖7c的該微結構圖示元件114。
圖9顯示本系統之畫素區材料的一實施例的截面。本實施例包括具短焦點透鏡124之區及具長焦點透鏡136之其他區。該短焦點透鏡124投射配置於透鏡124之焦點平面的圖示平面128中圖示元件129的影像123。該長焦點透鏡136投射配置於透鏡136之焦點平面的圖示平面132中圖示元件137的影像134。光學隔離板126將短焦點透鏡124與其相關圖示平面128隔離。長焦點透鏡136藉光學隔離板126、圖示平面128及第二光學隔離板130的厚度總和,而與其相關圖示平面132隔離。該第二圖示平面132中圖示元件137位於短焦點透鏡124的焦點深度之外,因而未於短焦點透鏡區中形成明顯的合成放大影像。以類似的方式,圖示元件129過於接近長焦點透鏡136而無法形成明顯的合成放大影像。因此,具有短焦點透鏡124之材料的區將顯示該圖示元件129的影像123,同時具有長焦點透鏡136之材料的區將顯示圖示元件137的影像134。所投射的影像123及134在設計、顏色、OPM方向、合成放大因子及包括上述深、一致、浮動及飄浮效果之效果可有所不同。
圖10為本系統之畫素區材料的另一實施例的截面。本實施例包括於非升高透鏡148之底座上方具由透鏡支撐台144升高之透鏡140的區。該升高透鏡140之焦距為距離158,將該些透鏡的焦點置於第一圖示平面152中。該非升高透鏡148之焦距為距離160,將該些透鏡的焦點置於第二圖示平面156中。該二焦距158及160為類似或非類似。該升高透鏡140投射配置於透鏡140之焦點平面的圖示平面152中圖示元件162的影像138。該非升高透鏡148投射配置於透鏡148之焦點平面的圖示平面156中圖示元件164的影像146。該升高透鏡140藉透鏡支撐台144及光學隔離150的厚度總和而與其相關圖示元件162隔離。該非升高透鏡148藉光學隔離150、圖示層152及圖示隔離板154的厚度總和而與其相關圖示元件164隔離。第二圖示平面156中圖示元件164位於該升高透鏡140的焦點深度之外,因而未於升高透鏡區中形成明顯的合成放大影像。以類似的方式,圖示元件152過於接近非升高透鏡148而無法形成明顯的合成放大影像。因此,具有升高透鏡140之材料的區將顯示該圖示元件162的影像138,同時具有非升高透鏡148之材料的區將顯示圖示元件156的影像146。所投射的影像138及146在設計、顏色、OPM方向、合成放大因子及包括深、一致、浮動及飄浮效果之效果可有所不同。
圖11a、b為截面圖,描繪本系統的非折射實施例。圖11a描繪一實施例,其使用聚焦反射鏡166而非折射透鏡,投射圖示元件172的影像174。圖示層170係置於觀看者的眼睛與聚焦光學之間。聚焦反射鏡166可為金屬化的167,以獲得高聚焦效率。該圖示層170藉光學隔離板168而保持等於該反射鏡之焦距的距離。圖11b揭露本材料的針孔光學實施例。較佳地為黑色以便對比增強之不透明的上層176被孔徑178穿孔。光學隔離板元件180控制該系統的視場。圖示層182中圖示元件184以類似於針孔照相機之針孔光學的方式,經由孔徑178而成像。由於少量的光線通過該孔徑,當向後照射時本實施例最為有效,首先光線通過圖示平面182,接著通過孔徑178。可使用反射系統設計或針孔光學系統設計,而製造OPM、深、浮動及飄浮等每一上述實施例的效果。
圖12a、b為截面圖,比較具混合折射/反射材料199之全折射材料188的結構。圖12a描繪一示範結構,具有藉光學隔離板198而與圖示平面194隔離。選擇的密封層195促成總折射系統厚度196。透鏡192投射圖示影像190至觀看者(未顯示)。混合折射/反射材料199包括具直接位於下方之圖示平面208的微透鏡210。光學隔片200將該透鏡210及該圖示平面208與反射層202隔離。反射層202可為金屬化的,例如藉蒸發或噴濺鋁、金、銠、鉻、鋨,藉化學配置銀或藉多層干擾膜而消耗鈾或銀。從圖示層208散射的光線,從反射層202反射,傳遞通過圖示層208及進入透鏡210,其投射影像206至觀看者(未顯示)。該二圖係以約相同縮放繪製:經視覺比較,可見混合折射/反射系統199的總系統厚度212約為全折射系統188之總系統厚度196的一半。等效系統的示範尺寸,總折射系統188厚度196為29μ,總混合折射/反射系統199厚度212為17μ。折射/反射系統的厚度可藉縮放而進一步減少。因而,可以總厚度約8μ製成具直徑15μ之透鏡的混合系統。可使用混合折射/繞射設計製造OPM、深、浮動、飄浮、Morph及3-D等每一上述實施例的效果。
圖13為一截面圖,顯示本系統之'剝去以展現'竄改指示材料實施例。本實施例未顯示影像直至其遭竄改為止。未竄改的結構顯示於區224中,其中折射系統214為光學掩藏於包含選擇的基底218及對透鏡215為保角之可剝落層220的頂層216之下。可剝落層220有效地形成負透鏡結構220,其安裝於正透鏡215之上並抵消其光學放大率。透鏡215無法於未竄改的區域中形成圖示層的影像,且來自圖示平面的散射光222未聚焦。頂層216可包括選擇的膜基底218。區226中顯示的竄改使得折射系統214的頂層216釋放而暴露該透鏡215,使其可形成影像228。OPM、深、浮動及飄浮等上述實施例的每一效果可包括於圖13之類型的竄改指示'剝去以展現'系統中。
圖14為一截面圖,描繪本系統之'剝去以改變'竄改指示材料實施例。本實施例於竄改252之前顯示第一圖示平面242的第一影像248,接著於被竄改之後在區254顯示第二影像258。區252中顯示未竄改的結構,其中二折射系統232及230堆疊。該第一圖示平面242係置於該第二系統的透鏡240之下。在區252中竄改之前,第一或較上系統232呈現該第一圖示平面242的影像。該第二圖示平面246位於透鏡234之焦點的深度外側過遠,而無法形成明顯的影像。該第一透鏡234藉選擇的基底236及對該第二透鏡240為保角之可剝落層238而與該第二透鏡240隔離。可剝落層232有效地形成負透鏡結構238,其安裝於正透鏡240之上並抵消其光學放大率。頂層232可包括選擇的膜基底236。該頂層232之剝落256中的竄改結果顯示於區254中,從該第二折射系統230,暴露該第二透鏡240,使其可形成該第二圖示層246的影像258。由於圖示層過於接近該透鏡240,所以第二透鏡240不形成該第一圖示層242的影像。
竄改指示材料的本實施例極適於做為應用於物件之膠布或標籤的應用。竄改釋放頂層232,離開附著物件的第二系統230。在竄改之前,本實施例呈現第一影像248。在竄改254之後,第二系統230仍附著物件,呈現第二影像258,同時剝落層256完全不呈現影像。OPM、深、浮動及飄浮等上述實施例的每一效果,可包括於第一系統232或第二系統230中。
請注意,另一實施例完成類似於圖14i的效果,具有彼此層壓的兩個別系統。在本實施例中,當較上層剝落時,便採用第一圖示平面及其影像,展現第二系統及其影像。
圖15a-d為截面圖,顯示本系統的各式雙面實施例。圖15a描繪雙面材料260,其包括單一圖示平面264,其藉透鏡262而於一側成像268,及藉第二組透鏡266而於對面側成像270。從左側所見影像268(如圖所示)為從右側所見影像270的鏡中影像。圖示平面264可包含圖示元件,其為以類似於鏡中影像出現的符號或影像,或為以不同於鏡中影像出現的圖示元件,或為圖示元件的結合,其中當從一側檢視時部分該圖示元件被正確讀取,而當從另一側檢視時,其他該圖示元件則被正確讀取。OPM、深、浮動及飄浮等上述實施例的每一效果可從依據本實施例之雙面材料的任一側顯示。
圖15b描繪另一雙面實施例272,其具有分別藉兩組透鏡274及280成像之282及286的圖示平面276及278。本實施例實質上為兩個別系統287及289,例如圖1a中所描繪的,二者之間已結合圖示層隔片277。圖示層隔片277的厚度將判斷'錯誤'圖示層藉一組透鏡之成像284及288的的程度。例如,若圖示層隔片277的厚度為零,使得圖示層276及278接觸,那麼二圖示層接藉二組透鏡274及280成像。在另一範例中,若圖示層隔片277的厚度實質上大於透鏡274及280之焦點的深度,那麼該'錯誤'圖示層將不藉透鏡274及280而成像。在又另一範例中,若一組透鏡274之焦點的深度是大的,但其他組透鏡之焦點的深度是小的(因為透鏡274及280具有不同F #),那麼二圖示平面276及278將經由透鏡274而成像282,但僅一圖示平面278將經由透鏡280而成像,所以此類型材料將從一側顯示二影像,但僅一該些鏡中的影像從相反側顯示。OPM、深、浮動及飄浮等上述實施例的每一效果可從依據本實施例之雙面材料的任一側顯示,且所投射的影像282及286可為相同或不同顏色。
圖15c顯示又另一雙面材料290,具有著色的圖示層隔片298,限制材料之一側的透鏡看見圖示的'錯誤'組。透鏡292成像294圖示層296,但由於著色的圖示層298的出現,而無法成像圖示層300。同樣地,透鏡302成像304圖示層300,但由於著色的圖示層298的出現,而無法成像圖示層296。OPM、深、浮動及飄浮等上述實施例的每一效果可從依據本實施例之雙面材料的任一側顯示,且所投射的影像294及304可為相同或不同顏色。
圖15d揭露進一步雙面材料306實施例,其具有成像318圖示層314的透鏡308,及於相反側成像322圖示層310的透鏡316。圖示層310接近或實質上與透鏡308的底座接觸,及圖示層314接近或實質上與透鏡316的底座接觸。圖示310過於接近透鏡308而無法形成影像,所以其光線散射320而非聚焦。圖示314過於接近透鏡316而無法形成影像,所以其光線散射324而非聚焦。OPM、深、浮動及飄浮等上述實施例的每一效果可從依據本實施例之雙面材料的任一側顯示,且所投射的影像318及322可為相同或不同顏色。
圖16a-f為截面圖及相應平面圖,描繪以本系統製造灰階或色調圖示元件型樣及後續合成放大影像的三種不同方法。圖16a-c為材料307之圖示端的截面細節,包括部分光學隔離板309及透明的微結構圖示層311。圖示元件形成為浮雕表面313、315、317,其接著分別以著色的或染色的材料323、325、327填充。圖示層的下端可選擇地以密封層321密封,其可為透明的、著色的、彩色的、染色的或著色的、或不透明的。圖示元件313、315及317的浮雕微結構分別提供染色的或著色的填充材料323、325及327之厚度變化,其如平面圖中所見,製造圖示元件之光學密度中變化。相應於圖示元件323、325及327的平面圖為平面圖337、339及341。製造灰階或色調合成放大影像之方法的使用不限於文中所揭露之範例細節,但通常可應用於製造無限制的灰階影像變化。
圖16a包括圖示元件313、染色的或著色的圖示元件填充323及相應平面圖337。該圖頂端之圖示平面的截面圖僅可顯示一通過圖示元件之切割平面。該切割平面的位置係由通過平面圖337、339及341之虛線319表示。因此,圖示元件313的截面為通過實質上半球面形圖示元件的平面。藉適當地限制填充323之整體染料或顏料密度,染色的或著色的填充323之厚度變化製造平面圖337中所代表的色調或灰階、光學密度變化。此型圖示元件的陣列可於本材料系統中合成放大,以產生顯示相等灰階變化的影像。
圖16b包括圖示元件315、染色的或著色的圖示元件填充325及相應平面圖339。平面圖339顯示圖示元件315為面的浮雕代表。面之影像中色調變化是複雜的,如截面圖中複雜的厚度變化325所顯示。關於所揭露的相關圖示元件313,此類型之圖示元件的陣列,如315、325及339所示,可於本材料系統中合成放大,以產生顯示本範例中代表面之影像的相等灰階縮放變化的影像。
圖16c包括圖示元件317、染色的或著色的填充327及相應平面圖341。以類似於上述圖16a、b之討論的方式,圖示元件結構的浮雕形狀於染色的及著色的填充327的出現中,及本材料系統所產生的合成放大影像中產生色調變化。相較於製造完全表面中暗中心之圖示元件313的效果,圖示元件317描繪製造完全表面中亮中心的方法。
圖16d、e揭露包括圖示元件329及331之透明的浮雕微結構圖示層311的另一實施例326,其包覆高折射率材料328。該圖示層311可以選擇的密封層321密封,其分別填充圖示元件329與331、330與332。該高折射率層328藉總內部反射製造其本身反射而增強傾斜表面的能見度。平面圖342及344呈現圖示元件329與331之出現及其合成放大影像的代表影像。該高折射率包覆實施例提供一種邊緣-增強效果,而未添加顏料或染料以使圖示及其影像可見。
圖16f揭露透明的浮雕微結構圖示335的又另一實施例333,其使用空氣、氣體或液體量336以提供相位介面334微結構的視覺定義。選擇的密封層340可添加或不添加選擇的膠黏劑338,使空氣、氣體或液體量336陷入。相位介面圖示元件的視覺效果類似於高折射率包覆的圖示元件329及331的視覺效果。
圖17a-d為截面圖,顯示本系統用做結合印刷資訊之層壓膜,例如可用於製造I.D.卡及駕照,其中材料348(包含上述透鏡及影像的協調微陣列)覆蓋表面的實質比例。圖17a描繪用做印刷347上層壓之一致的實施例。具有圖示層中至少一些光學透明度的材料348以層壓膠黏劑350被層壓為纖維基底354,例如紙或紙代用品,覆蓋或部分覆蓋印刷元件352,其先前已應用於纖維基底354。由於材料348至少為部分透明的,可看穿印刷元件352,且該組合的效果為提供與靜態印刷組合之本系統的動態影像效果。
圖17b顯示系統材料的實施例,其用於層壓應用於例如聚合物膜之非纖維基底358的印刷元件352之上。如圖17a中,具有圖示層中至少一些光學透明度的材料348以層壓膠黏劑350被層壓為非纖維基底358,例如聚合物、金屬、玻璃、或陶製代用品,覆蓋或部分覆蓋印刷元件352,其先前已應用於纖維基底354。由於材料348至少為部分透明的,可看穿印刷元件352,且該組合的效果為提供與靜態印刷組合之動態影像效果。
圖17c描繪直接於材料360之透鏡端上印刷元件的使用。在本實施例中,材料348具有直接應用於較上透鏡表面的印刷元件352。本實施例不要求材料為至少部分透明:該印刷元件352置於材料頂端,環繞印刷元件可看見動態影像效果。在本實施例中,材料348用做最終產品的基底,例如貨幣、身份證,及需鑑別或提供另一物件之鑑別的其他物件。
圖17d描繪直接於至少部分透明的材料362之圖示端上印刷元件的使用。印刷元件352直接應用於至少部分透明的系統材料348之圖示層或密封層。由於該系統材料348為至少部分透明的,可看穿印刷元件352,且該組合的效果為提供與靜態印刷組合之動態影像效果。在本實施例中,系統材料348用做最終產品的基底,例如貨幣、身份證,及需鑑別或提供另一物件之鑑別的其他物件。
圖17a-d的每一實施例可單獨或組合使用。因而,例如,系統材料348可為印刷之上(圖17c)及印刷背面(圖17d),接著選擇地層壓於基底上的印刷之上。
(圖17a、b)。例如該些可進一步提升本系統之材料的仿冒、模擬及竄改抵制的組合。
圖18a-f為截面圖,描繪本系統之應用,或結合各式基底及與印刷資訊。圖18a-f的實施例不同於圖17a-d的實施例,前者各圖揭露覆蓋大部分或全部物件的系統材料348,而本圖揭露之實施例,其中系統材料或其光學效果實質上未覆蓋整個表面,而是僅覆蓋部分表面。圖18a描繪一項至少部分透明的系統材料364,其以膠黏劑元件366附著至纖維或非纖維基底368。選擇的印刷元件370已直接應用於材料364之表面的較上透鏡。印刷元件370可為部分較大型樣,其延伸超出該項材料364。該項材料364選擇地層壓於印刷元件372之上,其於材料364的應用之前,已應用纖維或非纖維基底。
圖18b描繪併入非光學基底378做為視窗之單面系統材料364的實施例,其中至少一些系統材料364的邊緣被非光學基底378佔據、覆蓋或包圍。印刷元件380可選擇地應用於系統材料透鏡表面的頂端,且該些印刷元件可校正或相應於印刷元件382,其應用於鄰近印刷元件380之區域的非光學基底378。同樣地,印刷元件384可應用於校正或相應於印刷元件386之非光學基底的相反側,該印刷元件386應用於系統材料364的圖示或密封層388。當從透鏡端檢視材料時,此類視窗的效果將呈現明顯的影像,當從圖示端檢視時則無影像,因而提供單向的影像效果。
圖18c顯示類似於圖18b的實施例,除了系統材料306為雙面材料306(或上述其他雙面實施例)外。印刷元件390、392、394及396的功能實質上相應於先前所描述的印刷元件380、382、384、386。當從相反側檢視材料時,此類材料視窗的效果將呈現不同的明顯影像。例如,視窗併入貨幣文件可顯示鈔票的數值面額,例如當從鈔票的正面檢視時的"10",但當從鈔票的背面檢視時,一致視窗可顯示不同資訊,例如"USA",其可為做為第一影像的相同顏色,或不同顏色。
圖18d描繪做為由限制長度之透鏡374的區所形成之材料的光學隔片的透明基底373,及實質上延伸超出透鏡374的區之周圍的圖示層376。在本實施例中,本效果將僅於包括透鏡及圖示的該區中(相應於圖中透鏡區374)可見。透鏡374及鄰近基底二者可選擇地印刷375,且印刷元件可應用於圖示層376或應用於覆蓋該圖示之選擇的密封層(圖中未顯示-參照圖1)。於本實施例的方式之後,多路透鏡區可用於物件上;不論透鏡區的置放位置,將可看見一致效果;對每一透鏡區而言,影像的尺寸、旋轉、實體鏡的深度位置及OPM屬性可為不同。本實施例可適用於身份證、***、駕照之應用,及類似應用。
圖18e顯示類似於圖18d的實施例,除了圖示平面402實質上未延伸超出透鏡區400的長度外。光學隔片398隔離透鏡400與圖示402。印刷元件404及406相應於圖18d中印刷元件375及377。於本實施例的方式之後,多路區400可用於物件上;每一區可具有個別效果。本實施例可適用於身份證、***、駕照之應用,及類似應用。
圖18f描繪類似於圖18d的實施例,除了本實施例結合光學隔片408外,其隔離透鏡413與圖示平面410。透鏡413實質上延伸超出圖示區412的周圍。印刷元件414及416相應於圖18d中的印刷元件375及377。於本實施例的方式之後,多路透鏡區可用於物件上;不論透鏡區的置放位置,將可看見本效果;對每一透鏡區而言,影像的尺寸、旋轉、實體鏡的深度位置及OPM屬性可為不同。本實施例可適用於身份證、***、駕照之應用,及類似應用。
圖19a、b描繪當併入上述類型之結構時,比較球面透鏡之對焦視場與平坦視場非球狀透鏡之對焦視場的截面檢視。圖19a描繪應用於上述系統的實質上球面透鏡。實質上球面透鏡418藉光學隔片420與圖示平面422隔離。所投射垂直於材料之表面的影像424來自於圖示層422內的焦點426。由於焦點426位於圖示層422內,所以影像424為精確焦點。當從傾斜角度檢視透鏡時,由於相應焦點430不再位於圖示平面中,所以影像428模糊及失焦,並超出實質距離。箭頭432顯示透鏡的視場曲率,等於焦點426至430的曲線。焦點位於遍及區434的圖示平面內,那麼便於區436中圖示平面外部移動。適用於符合印刷影像或圖示之平面的透鏡典型地具有低F#,典型地小於1,產生焦點的極淺深度-可有效地使用較高F#透鏡而具有深及浮動效果,但當用於一致移動效果時,形成相稱的垂直雙筒望遠鏡,不同於文中所描述的效果。一旦較低限制的焦點深度於圖示平面外部移動時,影像清晰便快速下降。由此圖可見,實質上球面透鏡的視場曲率限制影像的視場:該影像明顯的僅位於對焦區434內,更傾斜的檢視角度則快速失焦。實質上球面透鏡並非平坦視場透鏡,且該些透鏡的視場曲率被放大為低F#透鏡。
圖19b描繪應用於本系統的非球狀透鏡。關於非球狀透鏡,其曲率不接近球。非球狀透鏡438藉光學隔片440而與圖示層442區隔。非球狀透鏡438投射垂直於材料之平面的圖示平面442的影像444。該影像係於焦點446產生。由於非球狀透鏡438具有平坦視場452,所以其焦距置於圖示平面442內,以便具有廣泛的檢視角度,從垂直的檢視角度444到傾斜的檢視角度448。透鏡的焦距依據通過其之檢視角度而改變。該焦距於垂直檢視角度444時是最短的,並隨著檢視角度變得更加傾斜而增加。在傾斜的檢視角度448時,焦點450仍位於圖示平面的厚度內,且傾斜影像因而仍位於傾斜檢視角度448時的焦點。非球狀透鏡438之對焦區454較實質上球面透鏡418之對焦區434為大。非球狀透鏡438因而提供相關影像圖示之寬度上的放大視場,使得相較於球面透鏡418的視場,相關影像圖示的周邊未落於圖外。由於所提供的較大視場及所產生之相關影像的能見度增加,非球狀透鏡對於本系統較佳。
圖20a-c為截面圖,描繪源自於使用厚圖示層之效用的兩個好處。該些好處之應用不論用於檢視之透鏡456為實質上球面透鏡418或非球狀透鏡438,但最大的好處為結合非球狀透鏡438。圖20a描繪薄圖示層460系統材料,其包括藉光學隔片458而與圖示層460隔離的透鏡456。相較於透鏡463的視場曲率,圖示元件462為薄圖示元件461,將對焦區限制為小角度,即沿垂直方向464投射的影像與具有圖示層460中焦點470的最高傾斜角度影像468之間的角度。最大視場之獲得係藉設計垂直影像焦點466置於圖示平面的底部,藉以使傾斜視場角度最大化,限制在於焦點470置於圖示平面之頂端的該點。圖20a中系統的視場限制在30度。
圖20b描繪由結合圖示平面471所獲得的好處,相較於透鏡456的視場曲率,其為厚圖示平面472。透鏡456藉光學隔片458而與厚圖示元件474隔離。厚圖示元件474保持在55度,較圖20a之薄圖示元件462大之視場上的焦點475中。經由透鏡456而從焦點478投射的垂直影像476處於清晰的焦點,且當檢視角度增加直至55度時,該焦點仍保持清晰,其中傾斜影像480焦點482置於厚圖示平面471的頂端。若檢視則增加的視場對平坦視場透鏡而言是最大的,例如圖19b的非球狀透鏡438。
圖20c描繪厚圖示平面492的又另一優點;降低本系統材料的敏感性為厚度S的變化,其可源自於製造變化。透鏡484從厚度i之圖示層的底部表面隔出距離S。透鏡484投射來自配置於圖示層492之底部的焦點498的影像496。該圖展現透鏡與圖示層之間光學空間S的變化可於等於圖示層i之厚度的範圍上改變,而不漏失影像496、500、504焦點。在透鏡486,光學隔片厚度約為(S+i/2),且影像500的焦點502仍處於圖示層492的厚度i之內。在透鏡488,光學隔片的厚度增加到(S+i)490,且影像504的焦點506置於厚圖示元件494的頂端。光學隔片厚度因而可於相應於圖示層i之厚度的範圍上改變:薄圖示層因而提供光學隔片厚度變化的小容許量,且厚圖示層提供光學隔片厚度變化的大容許量。
其餘好處是由厚圖示層492提供。例如實質上球面透鏡之不完整透鏡,可具有朝向其邊緣而非其中心496的較短焦距493。此為實質上球面透鏡之共同球面像差缺點的一個觀點。厚圖示層提供一圖示元件,其可清晰地聚焦於焦距498至495的範圍上,藉以改進由具焦距變化之透鏡484所產生之影像的整體清晰及對比。
圖21a、b為平面圖,顯示本系統應用於貨幣及其他安全文件,做為'視窗化'安全執行緒。圖21a、b顯示視窗化執行緒結構,包括系統材料508,其已撕開為一帶狀物,稱為"執行緒",其典型地處於0.5 mm至10 mm寬度的範圍。執行緒508被併入該纖維文件基底510,並提供視窗化區514。執行緒508可選擇地結合著色的、染色的、填充的或包覆的密封層516,以增加影像對比及/或提供其餘的安全及鑑別特徵,例如導電性、磁性、核磁共振檢測及鑑別,或當從基底的背面(呈現一致合成影像及膠黏劑層517之側的相反側)檢視時,隱藏材料免於反射照度檢視,以強化執行緒508及纖維基底510之間的結合。維持該執行緒508於一方位,以保持透鏡在最上方,使得視窗化區514中影像效果可見。纖維基底510及執行緒可由印刷元件518套印,且該纖維基底可經印刷520於其背面。
圖21a、b描繪執行緒508及其影像效果522,僅於視窗化區514中基底510的上表面521可見。執行緒508於內部區512被纖維基底材料覆蓋,且影像效果522於該些區中實質上不可見。當併入執行緒508時,OPM效果特別引人注目(參照圖22)。當纖維基底510以各種方向傾斜時,可形成OPM影像以掃瞄橫越執行緒的寬度524,而製造令人吃驚及戲劇性的視覺效果。OPM影像的掃瞄特徵使其可呈現影像522,其大於執行緒508的寬度。使用者對於包含視窗化執行緒508之文件的檢查,接著可傾斜該文件以掃瞄橫越該執行緒的整個影像,捲動其如同遮蓬符號。亦可使用深、浮動及飄浮實施例的效果,以獲得視窗化執行緒格式的好處。
執行緒508於以製紙工業常用的技術而製造期間,可至少部分併入安全紙。例如,如以參考的方式併入本文之美國專利4,534,398所提出的,當纖維為未凝固及柔軟時,可將執行緒508壓入濕式紙中。
本系統的視窗化執行緒特別適用於貨幣。執行緒材料之典型的總厚度處於22μ至34μ的範圍,同時貨幣文件的總厚度可高達88μ的範圍。藉局部減少紙的厚度達等於執行緒之厚度的量,可將本系統的視窗化安全執行緒結合貨幣文件,而實質上不改變紙的總厚度。
在示範實施例中,執行緒508包含:一或多個光學隔片;一或多個定位於光學隔片之內、之上或相鄰之微影像或圖示的選擇地期間性平面陣列;及一或多個定位於光學隔片或平面圖示陣列之內、之上或相鄰之非圓柱形微透鏡的選擇地期間性平面陣列,其中每一微透鏡具有小於50微米的基礎直徑。
在另一實施例中,微影像或圖示構成填充的空隙或凹處,其係形成於一或多個光學隔片的表面上,同時非圓柱形微透鏡為非球狀微透鏡,其中每一非球狀微透鏡具有約15至約35微米範圍的基礎直徑。至少一著色的密封或掩蔽層516可定位於微影像或圖示的平面陣列上,用於增加對比及因而圖示的視覺敏銳,且亦用於當執行緒至少部分嵌入安全文件中時遮罩執行緒508的出現。
在本發明的又另一實施例中,執行緒508包含:具有相對之上及下平面表面的光學隔片;包含形成於光學隔片之下平面表面上之填充的凹處之微影像或圖示的週期陣列;定位於光學隔片之上平面表面上之非圓柱形、平坦視場、非球狀或多邊形底座多帶狀微透鏡的週期陣列,其中每一微透鏡具有約20至約30微米範圍之基礎直徑;及定位於圖示陣列上之著色的密封或掩蔽層516。
光學隔片可使用一或多個實質上無色的聚合物而形成,包括但不限於聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯對苯二酸鹽、聚氯乙烯等。在示範實施例中,使用聚酯或聚乙烯對苯二酸鹽形成具有約8至約25微米範圍之厚度的光學隔片。
圖示及微透鏡陣列可使用實質上透明的或清澈的輻射固化材料而形成,包括但不限於丙烯酸樹脂、聚酯、環氧化物、氨基甲酸酯等。較佳地,使用取自Lord Chemicals之產品U107的丙烯酸鹽氨基甲酸酯形成陣列。
形成於光學隔片之下平面表面上的每一圖示凹處測量為約0.5至約8微米深度,典型地為30微米的微影像或圖示寬度。該凹處可以任一適當材料填充,例如著色的樹脂、墨水、染料、金屬或磁性材料。在一示範實施例中,該凹處係以著色的樹脂填充,包含取自Sun Chemical Corporation之產品Spectra Pac的次微米顏料。
著色的密封或掩蔽層516可使用一或多樣不透明包覆或墨水而形成,包括但不限於著色的包覆,其包含顏料,例如分佈於固化聚合物材料之黏結劑或載子內的二氧化鈦。較佳地,使用輻射固化聚合物形成具有約0.5至約3微米範圍之厚度的密封或掩蔽層516。
如上述,執行緒508可依據下列方法而準備:將實質上透明的或清澈的輻射固化樹脂應用於光學隔片的上及下表面;於光學隔片的上表面上形成微透鏡陣列及於光學隔片的下表面上形成凹處形式的圖示陣列;使用輻射源固化實質上透明的或清澈的樹脂;以著色的樹脂或墨水填充圖示陣列凹處;從光學隔片的下表面移除超量的樹脂或墨水;及將著色的密封或掩蔽包覆或層應用於光學隔片的下表面。
在許多狀況下,用於藉高速非接觸感應器檢測及鑑定之貨幣及其他高價值財務與識別文件之安全執行緒是必須的,例如電容感應器、磁場感應器、光學傳輸及不透明度感應器、螢光性及/或核磁共振。
螢光的材料併入透鏡、基底、圖示矩陣或一致膜的圖示填充元件,藉觀察螢光性的出現及頻譜特性可啟動一致材料的隱蔽或法庭鑑別。螢光一致膜可經設計而具有材料的兩側可見或僅材料的一側可見之螢光的屬性。圖示層下之材料中不具光學隔離層,一致材料之任一部分的螢光性將可從其任一側可見。光學隔離層的併入使其可區隔其兩側之螢光性的能見度。因而,圖示平面下併入光學隔離層的一致材料可經設計而呈現大量不同方式的螢光性:可從透鏡端看見螢光的顏色A、不可從光學隔離層端看見螢光性、可從光學隔離層端但不可從透鏡端看見螢光的顏色A或B、及可從透鏡端看見螢光的顏色A並可從光學隔離層端看見螢光的顏色A或B。各種螢光的簽章所提供的獨特性可用於進一步增強一致材料的安全。光學隔離層可為著色的或染色的材料層、金屬層、或著色的層及金屬層的組合,其吸收或反射從材料的一側之螢光發射,並避免從另一側看見。
從定型的空隙所形成的圖示,及其相反從定型的柱狀所形成的圖示,特別授權而附加機器可讀取鑑別特徵至貨幣及其他高價值文件的一致材料安全執行緒。圖示矩陣、圖示填充及任一數量的向後包覆(密封包覆)可全部、個別及/或所有組合地結合非螢光顏料、非螢光染料、螢光顏料、螢光染料、金屬顆粒、磁性顆粒、核磁共振簽署材料、雷射光顆粒、有機LED材料、光學可變的材料、蒸發金屬、薄膜干擾材料、液晶聚合物、光學上轉換與下轉換材料、二色性材料、光學作用材料(擁有光學旋轉放大率)、光學極化材料、及其他相關材料。
在一些情況下,例如當暗或彩色的包覆(例如磁性材料或傳導層)已附加至一致材料時,或當圖示平面的顏色是令人不愉快的時,當從基底的背面觀看時,便需要如同在反射光線中觀看,從紙基底的一側遮罩或隱藏嵌入、部分嵌入或視窗化一致材料安全執行緒的出現,同時可從該基底的相反側看見該執行緒。其他類型的貨幣安全執行緒通常結合一金屬層,典型地為鋁,以反射透過表面基底的光線,藉此提供周圍的基底類似的亮度。可以類似方式使用鋁或其他顏色的中性反射金屬,藉於一致材料的背面上應用該金屬層,接著選擇地適當密封,而遮罩一致執行緒的出現。為相同目的可使用著色的層以取代金屬化的層或與其結合,從文件的"背"面隱藏或掩蔽安全執行緒的能見度。該著色的層可為任一顏色,包括白色,但最有效的顏色為符合纖維基底的內、外之光線內部散射的顏色及密度者。
附加金屬化的層至一致材料可以許多方式完成,包括經由蒸發、噴濺、化學沈澱或其他適當機構之一致材料的圖示或密封層的直接金屬化,或層壓一致材料的圖示或密封層至第二聚合物膜的金屬化表面。以下列方式製造貨幣安全執行緒是常見的實施,即藉金屬化一膜之型樣,去金屬化該膜而餘下金屬化區域的窄'帶狀物',層壓該金屬化的表面至第二聚合物膜,接著撕開該層壓的材料,使得該金屬帶狀物藉層壓膠黏劑而與該撕開執行緒的邊緣隔離,藉此保護金屬免於執行緒邊緣的化學攻擊。此方法亦可應用於主題發明的狀況:該一致材料可簡單地取代該第二層壓膜。因而,一致材料可經由添加定型的或不定型的金屬化層而增加。
合成影像可設計為二元型樣,具有一定義圖示之顏色(或顏色缺少)及定義背景之不同顏色(或顏色缺少),在此狀況下,每一圖示區包括完全單一色調影像,其使用完全開通或完全關閉的影像'畫素'。藉提供選擇的圖示顏色之色調變化,可產生更精密的合成影像。藉控制每一圖示影像中顏色的密度,或藉包括或排除選擇的圖示群組中設計元件而有效地'半調色'合成影像,可製造合成影像色調變化。
第一方法控制每一圖示影像之顏色的密度,可藉控制製造微印刷圖示影像之材料的光學密度而予完成。實施的一種方便的方法是利用先前已描述之填充的空隙圖示實施例。
第二方法,即藉包括或排除圖23中所描繪之選擇的圖示群組中設計元件而'半調色'合成影像,可經由包括等於所需顏色密度之圖示區比例的影像設計元件。圖23描繪使用圖示區570之六角形重複型樣的範例,其符合透鏡的類似六角形重複型樣。每一圖示區570不包含相同的資訊。所有圖示影像元件572、574、576及578實質上以相同顏色密度呈現。在一些圖示區中呈現圖示影像元件572與574,及在其他圖示區中呈現不同的圖示影像元件。一些圖示區包含單一圖示影像元件570。具體地,圖示影像元件572係以圖示區的一半呈現,圖示影像元件574係以圖示區的四分之三呈現,圖示影像元件578係以圖示區的一半呈現,及圖示影像元件576係以圖示區的三分之一呈現。每一圖示區中呈現的資訊決定相關透鏡是否將顯示圖示影像型樣的顏色,或從特定檢視方位顯示圖示影像背景的顏色。影像元件572或578將可從圖示型樣相關的所有透鏡見到,但圖示影像元件572的合成影像580空間與圖示影像元件578的合成影像空間重疊。由於每一透鏡將投射重疊區582中圖示影像顏色,所以圖示572及578之合成影像的重疊區582之機構將以100%顏色密度出現。該二合成影像的非重疊部分588僅可於透鏡的50%中見到,所以其係以50%顏色密度出現。圖示元件576的合成影像586僅可於透鏡的三分之一中見到,所以其係以33.3%顏色密度出現。圖示影像元件576的合成影像584相應地以75%顏色密度出現。經由選擇的一部分圖示區中圖示影像元件之選擇的省略,可於合成影像中獲得色調變化之極大的範圍,此完全處於本文的範圍。為求最大有效,遍及圖示影像區之圖示影像元件之分佈將極一致。
圖24a中所描繪的相關圖示影像設計方法可用於製造結合的合成影像元件,其尺寸小於個別合成影像元件的最小特徵。在圖示影像的最小特徵尺寸大於特徵之配置準確性的一般情況下,這是可能的。因而在二微米尺寸的等級下,圖示影像可具有最小特徵,但該些特徵可準確地置於0.25微米間隔之柵格的任一點上。在此狀況下,圖示影像的最小特徵較該特徵的配置準確性大八倍。先前附圖使用六角形圖示型樣594描繪此方法,但其可應用任何其他可用的型樣對稱。在類似於圖23之方法的方式中,本方法係依賴使用至少一圖示區中的不同資訊。在圖24a的範例中,兩不同圖示型樣596及598各於一半的圖示區中呈現(為求清晰,圖中僅顯示每一型樣之一)。該些圖示影像產生合成的合成影像600,其結合圖示影像元件596製造的合成影像602及圖示影像元件598製造的合成影像604。該二合成影像602及604經設計而具有重疊區域606及608,其顯現為具有100%顏色密度,同時非重疊區域605具有50%顏色密度。合成的合成影像中重疊區域的最小尺寸可與圖示影像元件之合成放大縮放的定位準確性一樣小,且因而可較經設計而於小區域中重疊之二組成的合成影像的最小特徵尺寸小。在圖23的範例中,重疊區域用於以較其他為窄的線製造數字"10"的符號。
如圖24b中所示,此方法亦可用於製造圖示影像元件之間間隙的窄型樣。六角形圖示區609可為方形或任何其他適當的形狀,以製造空間填充陣列,但六角形較佳。在此範例中,圖示的一半定型圖示影像610,而其一半為圖示影像611。理想地,該二型樣將極一致地分佈於圖示區之間。該些型樣的所有元件被描繪為實質上相等及一致的顏色密度。隔離中該二型樣未清楚地建議最後影像的形式,且其可用做安全元件-該影像在由其上透鏡陣列形成之前不明顯。顯示圖示元件610之合成影像與圖示元件611之合成影像的組合所形成合成影像612的例子,藉此個別合成影像之間所保持的間隙形成數字"10"。在此狀況下,二合成影像結合而形成最後合成影像,所以影像613之彩色的零件顯示50%顏色密度。本方法不限於此範例的內容:可使用三個圖示而非兩個,定義合成的合成影像中所需元件的間隙可具有可變的寬度及無限制的形狀種類,且此方法可與圖23、24a、b或25的方法,或吾人以提及的其他圖示影像設計方法相結合。
隱蔽、隱藏資訊可併入無法於結果合成影像中看見的圖示影像。可使用隱藏於圖示影像的隱蔽資訊,例如進行物件的隱蔽鑑別。圖25描繪完成此作業的兩種方法。經由使用相符的圖示影像616及618而描繪第一方法。圖示影像616顯示固體邊緣型樣及包含於該邊緣內部的數字"42"。圖示影像618顯示具數字"42"的固體形狀,做為該形狀中圖形的孔洞。在此範例中,圖示影像616及618的周圍形狀實質上相同,且其個別圖示區634及636內的相對位置亦實質上相同。當合成的合成影像620係從該些圖示影像製造時,由於所有圖示影像具有相應區域中的型樣,合成的合成影像622之邊緣將顯示100%顏色密度,故從圖示影像616及618製造的合成影像中存在完全重疊。由於來自僅填充一半圖示區之圖示影像618的空間周圍的"42"的影像,及來自亦填充一半圖示區之圖示影像616的彩色的"42"的影像,合成的合成影像620之內部624的顏色密度將為50%。因此,"42"及其背景之間不存在色調不同,故所觀察之合成的合成影像626將顯示具有100%顏色密度邊緣628及50%顏色密度內部630的影像。隱蔽地呈現於所有圖示影像616及618中的"42"藉此被"抵消",且不能於所觀察之合成的合成影像626中看見。
藉圖25中三角形632描繪將隱蔽資訊併入圖示影像的第二方法。三角形632可任意地置於圖示區中(圖中未顯示),或其可置於實質上不符合圖示區634、632之期間的陣列或其他型樣中。合成影像係由微透鏡之相應規則的陣列所成像之規則陣列的圖示影像的多重性製造。實質上未相應於微透鏡陣列之期間的圖示平面型樣將不形成完整的合成影像。因而三角形632的型樣將不製造相干合成影像,且將不能於所觀察的合成影像626中見到。此方法不限於簡單的幾何設計,例如三角形632。例如字母與數字資訊、條碼、資料位元及大縮放型樣之其他隱蔽資訊,可藉本方法而併入圖示平面。
圖26描繪於一致材料中製造完全三維整體影像的一般方法(一致3-D)。單一圖示區640包含圖示影像642,其代表如圖示區640之有利位置所見將以3-D顯示之物件的縮放-歪曲檢視。在此狀況下,圖示影像642經設計而形成中空管674的合成影像670。圖示影像642具有代表中空管672之最近端674的前景訊框644、代表中空管672之角落676的疊錐形間隙型樣646、及代表中空管672之最遠端678的背景訊框648。可以見到圖示影像642中前景訊框644與背景訊框648的相對比例,未相應於合成影像中空管672之最近端674與最遠端678的比例。縮放之差異的原因在於進一步從一致材料之平面出現的影像歷經較大的放大,所以其圖示影像中尺寸必須減少以便提供放大的正確縮放而形成合成影像672。
吾人於一致3-D材料的不同位置發現圖示區650,其包括不同圖示影像652。如同圖示影像642,圖示影像652代表如圖示區650之不同有利位置所見之合成影像672的縮放-歪曲檢視。前景訊框654及背景訊框658的相對縮放類似於圖示影像642的相應元件(儘管此通常將不是真的),但背景訊框658的位置已偏移,連同角落型樣656的尺寸及方位。圖示區660被置於進一步遠離一致3-D材料,且其呈現又另一縮放-歪曲圖示影像662,包括具前景訊框664、疊錐形間隙型樣667及背景訊框668的圖示影像662。
通常,一致3-D材料的每一圖示區中圖示影像將與其鄰近者略有不同,並與距離較遠者顯著地不同。可以見到圖示影像652代表圖示影像642與662之間的轉換階段。通常,一致3-D材料的每一圖示影像可以是獨特的,但每一將代表圖示影像至其另一面之間的轉換階段。
合成影像670係由如同圖示影像640、650及660之圖示影像的多重性所形成,做為經由相關透鏡陣列的合成成像。中空管674的合成影像顯示不同合成放大因子的效果,其源自於每一圖示影像之不同元件的有效重複期間。讓我們假設中空管影像674預期將視為超深影像。在此狀況下,若圖示區640配置距圖示區650的左下方一些距離,且圖示區660配置距圖示區650的右上方一些距離,可以見到前景訊框644、654及664的有效期間將小於背景訊框648、658及668的有效期間,藉以使該管的最近面676(相應於前景訊框644、654及664)置於較接近一致材料的平面,及使該管的最遠面678置於較深及進一步離開一致材料的平面,並經較大因子而放大。角落元件646、656及667符合前景及背景元件,而製造流暢地改變其間深度的效果。
圖27a-b更完整地描述一致3-D之圖示影像的設計方法。該圖隔離單一影像放映機680的方法。如先前所描述的,單一影像放映機包括一透鏡、一光學隔片及一圖示影像;該圖示影像具有實質上與該透鏡之重複期間相同的尺寸(允許製造一致視覺效果的小縮放差異)。透鏡及其相關圖示的視場顯示為圓錐形682:其亦相應於透鏡之焦點圓錐形的倒轉,所以視場圓錐形682的比例係由透鏡的F#決定。儘管該圖顯示該圓錐形為具有圓形的底座,但該底座的形狀將實際上與圖示區的形狀相同,例如六角形。
在此範例中,吾人希望製造一致3-D合成影像,其結合三不同超深影像平面684、690及692之相同視覺大小的三個"UNISON"字686、690及694的副本。影像平面684、688及692的直徑隨視場圓錐形而延伸:換言之,隨影像的深度增加,視場圓錐形所覆蓋的區域增加。因而最淺深度平面684的視場僅圍繞UNISON字的"NIS"部分,同時中間深度平面688圍繞"NIS"全部及"U"與"O"部分,且最深深度平面692圍繞幾乎全部的"UNISON",僅缺少最後的"N"部分。
藉每一合成影像平面684、688及692呈現的資訊(UNISON 686、690及694)最後必須併入影像放映機680中的單一圖示影像。此係藉捕捉每一深度平面684、688及692之視場圓錐形686中資訊,接著將結果的圖示影像型樣縮放為相同尺寸。圖示影像696代表於深度平面684所見一致影像686的視場,圖示影像704代表於深度平面688所見一致影像690的視場,及圖示影像716代表於深度平面692所見一致影像694的視場。
在圖示影像696內,圖示影像元件698來自於UNISON影像686之第一個"N"的部分,圖示影像元件700來自於UNISON影像686之"I"的部分,及圖示影像元件702來自於UNISON影像686之"S"的部分。在圖示影像704內,圖示影像元件706來自於UNISON影像690之"U"的部分,圖示影像元件708來自於UNISON影像690之第一個"N"的部分,圖示影像元件710來自於UNISON影像690之"S"的部分,及圖示影像元件714來自於UNISON影像690之"O"的部分。請注意,儘管合成影像686、690及694以類似的縮放呈現,中間深度平面688的圖示影像704以較圖示影像696小的縮放呈現其UNISON字母。此考量圖示影像704將歷經的較高合成放大(當合成地結合相同深度平面之周圍的圖示影像的多重性時)。以類似的方式,圖示影像716結合來自於UNISON影像694的圖示影像元件718,且併入其圖示影像的UNISON字母將進一步減少縮放。
如圖28中所示,影像放映機的最後圖示影像係藉結合該些三圖示影像696、704及716至單一圖示影像730而製造。結合的圖示元件732結合影像放映機680所需的所有圖形及深度資訊,使其促成由影像放映機之多重性形成的合成影像,每一結合源自於其本身視場圓錐形之相交並集中在影像放映機的特定圖示影像資訊,與將產生之合成影像的位準與元件。由於每一影像放映機係以至少來自於每一其他影像放映機的一透鏡重複期間替換,每一影像放映機將攜帶源於具合成影像空間之其視場圓錐形之相交的不同資訊。
呈現所選擇3-D影像所需每一圖示影像可由下列資料加以計算:合成影像之三維數位模型的知識、將呈現於合成影像中所需的深度位置及深度範圍、透鏡重複期間、透鏡視場及圖示影像的最終圖形的解析度。後面的因子置上限於細節的位準上,其可呈現於每一深度平面。由於進一步源於一致材料之平面的深度平面攜帶大量的資訊(由於增加的視場),圖示之圖形的解析度限制具有該些合成影像深度平面之解析度的最大影響。
圖29描繪圖27a-b的方法如何能應用於複雜的三維合成影像,例如無價的冰河時期雕刻毛象象牙藝品Brassempouy小姐742。個別影像放映機738結合至少一透鏡、一光學間隔元件及一圖示影像(圖中未顯示),並置於隔離浮動合成影像空間與深合成影像空間之一致材料的平面740中。在本範例中,合成影像空間涵蓋一致材料,使得部分影像置於浮動合成影像空間及部分置於深合成影像空間。影像放映機738具有實質上圓錐形的視場其延伸進入深合成影像空間744及浮動合成影像空間746。深影像平面的選擇編號為748及752-762,並以獲得所需深合成影像空間解析度之必須為間隔。同樣地,浮動影像平面的選擇編號為750及764-774,並以獲得所需浮動合成影像空間解析度之必須為間隔。一些該些平面,例如深平面748及浮動平面750將延伸超出合成影像,且將不促成圖示影像中的最後資訊。為求清晰,圖29中所顯示影像平面的數量限制為少量,但實際選擇的影像平面之數量可以多,例如50或10個平面,或更多,以獲得所需的合成影像深度解析度。
接著應用圖27a-b及28的方法,以經由選擇的深度平面756-774判斷物件742之表面的相交的形狀,而獲得每一深度平面的圖示影像。結果的個別圖示影像縮放為結合的圖示影像之最後大小。所有浮動圖示影像首先旋轉180度(因為當其投射時再次經歷該旋轉,藉此使其回到合成影像中正確方位),接著與深圖示影像結合,以形成影像放映機738的最後圖示影像。影像放映機的每一位置均重複此過程,以獲得形成全合成影像742所需之圖示影像的完整型樣。
合成影像的解析度取決於光學放映機的解析度及圖示影像的解析度。吾人已獲得小於0.1微米之圖示影像圖形的解析度,其超出放大光學的理論光學解析度(0.2微米)。典型的圖示影像係以0.25微米的解析度製造。
一致材料可經使用分別結合透鏡及圖示微結構之單片或成捲處理而予製造。透鏡工具及圖示工具均源自於使用光遮罩及光阻方法。
透鏡工具最初設計為半導體型遮罩,典型地為玻璃上黑鉻。具有足夠解析度的遮罩可藉照相縮版、電子束寫入或雷射寫入而予製造。透鏡工具的典型遮罩將以例如30微米之選擇的期間結合不透明的六角形之重複型樣,其以清楚的線區隔小於2微米寬的六角形。該遮罩接著用於暴露光阻於使用傳統半導體UV曝光系統的玻璃板上。該抗蝕劑的厚度經選擇而獲得透鏡的所需凹陷。例如,5微米厚度的AZ 4620正光阻經由適當機構而包覆玻璃板,例如藉旋轉包覆、浸泡包覆、新月形包覆或噴塗,而形成具有名義上30微米重複及名義上35微米焦距的透鏡。該光阻以該遮罩型樣曝光,並以傳統方式向下顯影至玻璃,接著於100℃下乾燥及排氣達30分鐘。透鏡係依據本技藝已知的標準方法,經熱回流而予形成。結果的光阻微透鏡包覆傳導金屬,例如金或銀,及藉電鑄製造的負鍍鎳工具。
圖示工具係以類似的方法製造。圖示型樣典型地以CAD軟體的協助而設計,且該設計被傳輸至半導體遮罩廠商。該遮罩以類似的方式用於透鏡遮罩,除了將曝光之抗蝕劑的厚度依據所需合成影像的光學密度而典型地處於0.5微米至8微米的範圍外。該光阻以該遮罩型樣曝光,並以傳統方式向下顯影至玻璃,以傳導金屬及藉電鑄製造的負鍍鎳工具包覆。依據原始遮罩設計的選擇,及所使用抗蝕劑類型(正或負)的選擇,可以抗蝕劑型樣中空隙的形式而製造圖示,或其可以抗蝕劑型樣"平台"或柱狀的形式製造,或二者皆然。
一致材料可以微光學及微結構複製之技藝中已知的各式材料及多重性方法製造,包括擠壓凸版、輻射固化澆鑄、軟凸版及注入鑄模、反應注入鑄模及反應澆鑄。製造的示範方法為形成該圖示做為輻射固化液體聚合物中空隙,其係針對底座膜澆鑄,例如75 gage附著促進PET膜,接著從正確校正或相對於該圖示偏斜之底座膜背面上輻射固化聚合物形成透鏡,接著以凹版印刷型刮墨刀針對膜表面將次微米顆粒著色的著色材料填充圖示空隙,藉適當機構(例如溶劑移除、輻射固化或化學反應)固化該填充,最後應用選擇的密封層,其可為透明的、染色的、著色的或結合隱蔽安全的材料。
一致移動材料的製造需要圖示工具及透鏡工具結合二陣列之對稱軸的不重合角度。圖示及透鏡型樣之對稱軸的不重合控制產生的材料中合成影像尺寸及合成影像旋轉。其通常需要提供合成影像實質上與成捲方向或相交成捲方向的校正,及在其他狀況下透鏡型樣及圖示型樣之間圖示及透鏡的總角度不重合被均等地劃分。所需角度不重合的角度通常極小。例如,0.3度等級的總角度不重合適於將一致移動材料中30微米圖示影像放大為5.7 mm的大小。在此範例中,總角度不重合於二工具之間被均等地劃分,所以每一工具以二工具的相同方向偏斜為0.15度的角度。由於工具於底座膜的背面形成微結構,所以係沿相同方向偏斜,使得工具的偏斜彼此加成而非彼此抵消。
偏斜可於遮罩的原始設計時,藉旋轉整個型樣達寫入之前所需角度而併入工具。偏斜亦可藉數值控制的銑床切割為適當角度而機械地併入平坦的鍍鎳工具。該偏斜的工具接著使用偏斜切割邊緣形成為圓柱形工具,以校正該工具與壓印圓筒的旋轉軸線。
此中合成放大微光學系統可與其餘特徵結合,包括但不限於單一元件或各式組合的該些實施例,例如圖示填充材料,背面包覆、頂部包覆、定型及非定型的、透鏡、光學隔片或圖示材料中填充或內含物,如同層壓或包覆。墨水及/或膠黏劑包括正或負材料之形式中的水、溶劑或輻射固化、光學透明的、半透明的或不透明的、著色的或染色的指標,包覆或印刷包括但不限於墨水、金屬、螢光的或磁性材料、X射線、紅外線或紫外線吸收劑或發射材料,磁性及非磁性金屬包括鋁鍍鎳、鉻、銀及金;用於檢測或資訊儲存的磁性包覆及顆粒;如同包覆及顆粒之螢光的染料及顏料;IR螢光的包覆、填充、染料或顆粒;UV螢光的包覆、填充、染料或顆粒;磷光的染料及顏料,如同包覆及顆粒、乩板、DNA、RNA或其他大分子炸藥添加劑、二色性纖維、放射性同位素、印刷容納包覆、塗料、或底漆、化學反應材料、微包膠配料、視場所及材料、傳導顆粒及金屬製的及非金屬製的包覆,微穿孔孔洞、彩色的執行緒或纖維、一致嵌入文件表面、標籤或材料表面的貼片,結合紙或聚合物做為黏附製造期間之紙的載子,螢光的二色性執行緒或顆粒、拉曼散射包覆或顆粒、顏色轉移包覆或顆粒、一致層壓紙、紙板、硬紙板、塑膠、陶製品、毛線或金屬基底,Usion例如執行緒、貼片、標籤、覆蓋包覆、熱戳記箔或易撕帶、全像攝影、繞射、繞射kinegram、等值線、攝影或折射光學元件、液晶材料、上轉換及下轉換材料。
雖然影像圖示組件已詳細地結合聚焦元件的上述陣列,影像圖示組件可用於提供其他應用的影像"印刷"。例如,圖34為具微結構圖示元件之材料的實施例之圖示層821的截面,例如微結構圖示元件的陣列。所顯示的圖示層821可構成本合成放大微光學影像投射系統、波紋放大系統的圖示層、"鎖匙及金鑰"波紋放大系統的圖示層(如下述)、微影像或有效"微印刷"的獨立層、微圓柱形雙凸透鏡狀影像膜系統的圖示層、或另一微光學系統的影像或圖示層。
圖示層821可為獨立式或選擇地裝備於基底820或透明基底820上(若圖示層構成波紋放大系統中元件,其中圖示層821經由透明基底820而光學耦合至微透鏡陣列,便需為後者)。選擇的基底或透明基底820支撐或與圖示層821接觸,後者結合可做為圖示影像之元件的各式微結構。微結構圖示元件可形成為凹處或材料層中凸起的區域,例如圖示層821,或位於基底中。微結構圖示影像元件可採用各式形式及幾何,包括但不限於非對稱空隙型樣822、對稱空隙型樣823、光線陷阱型樣824、全像攝影表面凸版印刷型樣825、通用繞射表面凸版印刷型樣826、二元結構型樣827、"二元光學儀器"、"結構顏色"及一般階梯形凸版印刷型樣828、隨機粗糙及虛擬隨機粗糙型樣829、名義平坦表面型樣830及凹面831與凸面832型樣(如圖所示,從圖示層下端所檢視)。
圖示層821可結合同質微結構的陣列或型樣,例如,僅非對稱空隙型樣822。另一方面,圖示層821可結合二或更多微結構實施例822-832的陣列或型樣。該微結構做為可形成於共同形成影像之微結構圖示元件之陣列中的圖示元件,類似於形成傳統印刷影像之畫素的群組或陣列。例如,可製造具有微結構圖示元件之陣列的系統,該微結構圖示元件之陣列可與上述聚焦元件的陣列結合,其中該二陣列相符以形成可或不可放大的合成光學影像。亦可製造具有微結構圖示元件之陣列的系統,該微結構圖示元件之陣列共同地形成預期以放大檢視的"微印刷"影像,例如經由放大鏡或顯微鏡之助而檢視。
圖34的微結構圖示元件822-832可經設計而呈現其零件內及其零件與當圖示元件浸入或接觸真空、氣體(包括混合氣體,例如空氣)、液體或固體時圖示層821之周圍非結構區域之間的光學對比。該光學對比可經由折射、總內部反射、表面反射、散射、部分極化、極化、光學旋轉、衍射、光學干擾及其他光學效果而予提升。
微結構圖示元件
圖35為一截面圖,描繪結合多個微結構圖示影像元件實施例之包覆的圖示層777。圖示層777類似於圖34的圖示層821,且亦可為獨立式或選擇地裝備於基底775或透明基底775。所描繪圖示元件實施例可包括圖34中型樣,包括非對稱空隙型樣779、對稱空隙型樣781、光線陷阱型樣783、全像攝影表面凸版印刷型樣785、通用繞射表面凸版印刷型樣787、二元結構型樣789、"二元光學儀器"、"結構顏色"及一般階梯形凸版印刷型樣791、隨機粗糙及虛擬隨機粗糙型樣795、名義平坦表面型樣797及凹面799與凸面801型樣(如圖所示,從圖示層下端所檢視)。
微結構圖示影像元件係使用任一上述微結構圖示影像元件工具及方法而形成於圖示層中。
任一圖示元件微結構可以保角的、非保角的及/或指向性包覆材料793包覆。
定型的包覆
包覆材料793可為保角的、非保角的、連續的、非連續的、定型的、非定型的、指向的,或其可具有不同於圖示層777或其組合的屬性或材料。包覆材料793的型樣可提供圖示影像元件,其可與微結構影像元件型樣相符,或獨立於微結構影像元件型樣,或二者皆然。包覆材料793可為定型的以於圖示層777的表面裝備圖示影像元件,不論圖示層777是否結合任一微結構型樣。不論定型的或非定型的包覆材料793均不需覆蓋圖示層777的整個表面。該包覆材料僅可應用於圖示層777的選擇部分。
例如,圖示影像元件可藉製造一型樣去金屬化鋁層,做為不具任何微結構之聚酯圖示層的區域中聚酯圖示層(如圖示層777的一範例)上包覆材料(如包覆材料793的一範例)而形成(例如下述圖40中所描繪的)。在此範例中,型樣去金屬化鋁層提供不使用圖示層上微結構表面的圖示影像。該型樣去金屬化鋁層亦可用於結合該聚酯圖示層之另一區域中微結構圖示影像元件。該型樣去金屬化鋁層可與微結構圖示影像元件相符,使得其預定的出現藉該型樣去金屬化鋁層而增強,或藉該型樣去金屬化鋁層所提供之圖示影像可獨立於圖示層微結構圖示影像元件,使得該型樣去金屬化鋁層圖示影像用於製造一合成影像,同時該微結構圖示影像元件用於製造一第二合成影像。
包括定型的包覆之正及負影像
微結構圖示影像元件及定型的圖示層包覆二者可用於形成正影像或負影像(亦參照下列圖40),使得任一該些影像元件可呈現選擇的"前景"屬性或選擇的"背景"屬性,同時周圍的區域呈現上述二屬性中未呈現的一個。因而圖示影像元件可用於形成垂直影像或顏色相反的影像,及相應地垂直合成影像或顏色相反的合成影像。
有關一範例,任一該些圖示影像元件方法可用於提供影像(例如貨幣面額-"50"),其為不透明的或為相對於透明的背景或第二顏色之背景的第一顏色,同時在圖示層777的不同區域中,著色型樣可為相反的,使得該影像為透明的或第二顏色,同時該背景為不透明的或第一顏色。
用於微印刷之圖示影像元件實施例
雖然本發明的任一及所有圖示影像元件實施例可用做波紋放大系統的元件,其亦可僅用做廣泛應用的超高解析度微印刷。本主題發明之圖示影像元件方法可用於製造微印刷,其用於緊實資訊儲存,用於隱蔽貨幣、文件、包裝及製造之物件的識別,用於貨幣、文件、包裝及製造之物件的條碼及數位標籤,及用於可受惠於超高解析度印刷或資訊標籤的所有應用。在本實施例中,提供共同地形成影像之微結構圖示元件的型樣或陣列,或提供需要放大檢視的某些資訊。
圖36a、b呈現經由一材料之圖示層836的截面,該材料具有附加包覆材料層838及840之類似於圖34及35中的微結構圖示影像元件組。所顯示的圖示層836可構成波紋放大系統的圖示層、"鎖匙及金鑰"波紋放大系統的圖示層(如下述)、微影像或有效"微印刷"的獨立層、微圓柱形雙凸透鏡狀影像膜的圖示層、或另一微光學系統的圖示層。
圖示層836可為獨立式或可選擇地裝備於基底834或透明基底834上。選擇的基底或透明基底834支撐或與結合可獨立或組合而做為圖示影像之元件的各式微結構的圖示層836接觸。微結構圖示影像元件可採用廣泛的形式或幾何,包括但不限於相應於圖34之實施例的實施例844-864。
如圖36a中所描繪的,具有微結構圖示元件844-856的圖示層836顯示為以層壓膠黏劑838被層壓至可以基底或透明的基底842支撐的包覆材料層840。層壓膠黏劑838首先可應用於圖示層836,接著被帶入與包覆材料層838接觸,如同微結構圖示元件844及846所示層壓膠黏劑中間隙所表示,或層壓膠黏劑838首先亦可或取代而應用於包覆材料層840,接著被帶入與圖示層836接觸,如同微結構圖示影像元件848-856所示層壓膠黏劑838中連續層所表示。
在本實施例中,包覆材料層840緊密接近或接觸微結構圖示影像元件844-856。該包覆層類似於圖34的包覆層793,並可具有與包覆層793相關描述的效果。
在圖36b中,顯示具有微結構圖示影像元件858-864之圖示層837的截面,其顯示為使用層壓膠黏劑839而層壓至具有包覆材料層841的層壓基底843。雖然層壓膠黏劑839顯示為已應用至圖示層837,且接著被帶入與層壓基底843接觸,但應理解的是層壓膠黏劑839首先亦可或取代而應用於層壓基底843,接著被帶入與圖示層837接觸。
在本實施例中,包覆材料層841藉層壓基底843而與圖示層837隔離。包覆層841可為先前所列用於包覆層840及793的任一材料。
當微結構圖示影像元件844-864顯示於圖36a中做為非填充的時,至少一部分微結構圖示影像元件844-864可以圖示填充材料而選擇地填充,或於層壓之前以保角的、非保角的或指向性包覆材料包覆。該微結構圖示元件不需完全填充。當為填充的時,其僅可部分填充,或為填充的部分。
微結構圖示影像元件可呈現為正或負影像,或二者皆然。在圖37a-c中,圖示層868可為獨立式或可選擇地安裝於基底866或透明的基底866上。圖示層868可選擇地提供包覆材料層870,其可部分或完全覆蓋圖示層868。
在圖37a中,圖示層868具有微結構圖示元件的二區:正圖示元件872及負圖示元件874。為了描繪之故,正圖示元件872的一般形式已反映為負圖示元件874的形式。選擇的包覆材料870顯示為正圖示872上保角的包覆,及負圖示874上非保角的包覆,例如僅保角的及非保角的包覆二者可用於與正圖示872及負圖示874二者結合。
正圖示影像元件872的物件型樣被提供為圖示層868中凹處或空隙871,同時正圖示影像元件872之背景區域被提供為正圖示區872中凸出區域。負圖示影像元件874的背景區域被提供為圖示層868中凹處875,且負圖示影像元件874的物件型樣被提供為圖示層中凸出區域。
圖37b描繪當圖示以具有不同於圖示層868材料之屬性的圖示填充材料填充時,正及負圖示元件及型樣的效果如何地特別引人注意。圖示層868及選擇的基底866的不同區係以填充的正圖示876及填充的負圖示880顯示。圖示填充材料878形成正圖示元件876的物件型樣886,及填充的負圖示元件880的背景。
參照圖37c,填充的正圖示元件890及填充的負圖示元件892之詳細的平面圖882顯示填充的正圖示元件886,其出現不同於周圍的背景外表884的888。例如:填充的正圖示元件及背景周圍的外表之間共同的差異為顏色。若圖示填充材料878具有顏料、染料或其他著色材料,那麼填充的正圖示元件886將顯示圖示填充材料886的高集中893,同時周圍的背景區域884將否。以類似的方式,填充的負圖示元件892的背景將顯示圖示填充材料886的高集中,同時填充的負圖示元件892的物件型樣將顯示圖示填充材料的不足894。
經由該些機構及與文中其他揭露的組合,可以看見可製造正及負影像圖示元件。當做為波紋放大系統的元件時,該些正及負影像圖示元件可用以產生正及負合成影像。正及負影像元件可單獨或組合使用。
圖38a-c呈現結合填充的圖示及包覆之實施例的代表範例。圖示層898可為獨立式或可選擇地裝備於基底896或透明基底896上。選擇的基底或透明基底896支撐或與結合可單獨或組合而做為圖示影像之元件的各式微結構的圖示層898接觸。
圖38a顯示已藉適當機構(如圖35所描述的)應用於至少一部分圖示層898之表面的包覆材料900。圖中所顯示的包覆材料900為相對於圖示層898表面保角的,但其可為非保角的、非連續的、定型的,或具有不同屬性及/或材料之包覆的區域。正圖示元件904具有以圖示填充材料902填充的其物件型樣微結構,及其非填充的背景元件。負圖示元件906具有以圖示填充材料902填充的其背景微結構,同時其物件型樣微結構908為非填充的。
圖38a中所顯示的實施例可經由包覆材料900及圖示填充材料902的不同檢視角度所產生的不同光學效果提供圖示影像的視覺增強。例如,若包覆材料900為鋁的薄層,使得當從垂直於圖示層898之平面的方向檢視時,其實質上是透明的,填充的圖示元件之中央區域將出現實質上相同顏色,如同其不具包覆。薄鋁層的反射性隨著入射角度的增加而增加,所以填充的、包覆的圖示元件的傾斜端出現更多反射,結果出現高對比輪廓的圖示元件。若包覆材料900為單一層或多層電介質包覆,包覆的顏色可隨不同檢視角度而不同,藉此圖示元件端添加了顏色色調或顏色高照明效果。其他類型的包覆材料可用於促進附著,以產生附加的視覺效果,或可提供隱蔽、機器可讀取或法庭鑑別特徵予該材料。將理解的是該圖示元件不需被填充或包覆。吾人僅可部分填充一些圖示元件。
圖38b中所顯示之實施例顛倒圖38a之圖示填充及包覆的順序,其中微結構圖示首先以圖示填充材料902填充,並接著以包覆材料900而包覆。圖示層898可選擇地裝備於基底896或透明基底896上,或可隨意固定。圖示元件910及912係以圖示填充材料902填充,並接著以包覆材料900而選擇地包覆。
圖38b之實施例的視覺效果通常將與圖38a的視覺效果不同,儘管以相同材料用於包覆材料900及圖示填充材料902。依據圖示填充材料902的光學屬性,包覆材料900可或不可經由圖示填充材料902而見到。包覆材料900可直接於填充的圖示之間區域見到。
假設圖示元件實質上完全以圖示填充材料902填充,所有各處均可見到包覆材料900,不論經由圖示填充材料902見到或直接見到,該包覆材料900實質上平行於圖示層898的表面。因而包覆材料900的出現可修改圖示填充材料902的整體出現,但其未提供圖38a中輪廓或邊緣提升功能。包覆材料900可經設計而具有除了或取代光學效果的其他效果或功能-例如,包覆材料900可啟動附著圖示層898之物件的非接觸鑑別、檢測或識別。
若圖示元件未以圖示填充材料902填滿,那麼包覆材料900實質上可不平行於圖示層898的表面。在此狀況下(未描繪),在包覆材料900接觸圖示填充材料902及實質上非平面的區域中,可具有該包覆材料900所提供的其餘光學效果。
圖38c之實施例為圖38b之實施例的延伸以包括多路圖示填充材料。(儘管此處未描繪,多路圖示填充材料亦可用於圖38a之實施例,且下列討論亦應用於該實施例。)圖示層898具有以第一圖示填充材料916填充的正微結構圖示元件926及負微結構圖示元件928。微結構圖示元件926及928未由第一圖示填充材料916填滿。此可藉多個機構完成,包括散佈第一圖示填充材料916於溶劑中,以散佈第一圖示填充材料916之溶劑填充圖示微結構,並使該溶劑乾燥及因而縮小第一圖示填充材料916的量。未填滿圖示微結構的另一機構為以第一圖示填充材料916進行填充,及接著藉抹除或拆毀機構而移除一些圖示填充材料916,例如以刮墨刀而緩衝或高壓抹除。
第一圖示填充材料916可經由乾燥、化學反應(例如二部分環氧化物或樹脂及硬化劑聚合作用反應)、輻射固化、氧化或其他適當機構而選擇地穩定化、固化或乾燥。第一圖示填充材料916亦可選擇地不穩定化,使其可以一些方式而與第二圖示填充材料918化學反應。
圖示微結構926及928接著以第二圖示填充材料918選擇地填充。依據用於提供第一圖示填充材料916之未充滿的方法,第一圖示填充材料916及第二圖示填充材料918的相對厚度可於不同區域中不同,或具有不同深度、寬度或外觀比之圖示元件微結構不同。正圖示元件926顯示第一圖示填充材料916及第二圖示填充材料918之約相等的量,且該二填充材料之厚度約相等地位於填充的區域920的中心。圖中該負圖示元件顯示外觀比的大差異,使得該二較大填充的圖示元件之中央區922顯示分別針對第一及第二圖示填充材料916及918例如約1:3的填充材料厚度比。較小負圖示元件924之中心顯示分別針對第一及第二圖示填充材料916及918例如約4:1的極不同填充材料厚度比。該填充的圖示可選擇地以包覆材料900包覆。
包覆材料900亦可於以第一圖示填充材料916填充圖示之前選擇地應用於圖示層898,或其可於以第二圖示填充材料918填充之前應用於圖示層989及第一圖示填充材料916。該些變化未於圖中描繪。
正圖示元件920具有以圖示填充材料916及918填充的其物件型樣微結構,及未填充的其背景元件。負圖示元件928具有以圖示填充材料916及918填充的其背景微結構,同時其物件型樣微結構為未填充的。
請注意,本發明之任一實施例中任一圖示層材料未侷限於圖38a-c的材料,本身可結合顏料、染料、著色劑、螢光材料或先前於本定義段中所陳述之任一適當種類的填充材料。由於以透明、未染色及未著色的圖示層形成,並接著以著色的圖示填充材料填充之特定微結構圖示元件,可視為正圖示元件,同時以著色的圖示層形成,並接著以透明、未染色及未著色的圖示填充材料填充之極相同的微結構圖示元件,可視為負元件,所以填充圖示層提供理論上正及負圖示元件之間明顯的圖示。在此範例中,所有正圖示元件及負圖示元件之間的改變為圖示層及圖示填充材料之材料的選擇。當其便於論及正及負圖示元件時,實際上存在可能性的連續區,包括呈現於背景中具有一顏色或光學效果的圖示元件,及呈現於物件型樣中的第二顏色及/或光學效果,反之亦然。
若圖38a-c的圖示元件被用於做為部分波紋放大系統,那麼包覆材料及圖示填充材料之組合所提供的獨特效果亦將繼續存在於波紋放大系統所產生的合成影像中。
圖示上定型的包覆及做為圖示
圖39a-c描繪定型的包覆材料、熱戳記箔、指向性包覆、及填充的圖示之應用及組合。在圖39(a)中,圖示層932可為獨立式或其可選擇地裝備於基底930或透明基底930上。選擇的基底或透明的基底930支撐或與結合可單獨或組合而做為圖示影像之元件的各式微結構的圖示層932接觸。
在圖39a中,包覆材料934的圖案結構構成呈現935包覆材料的區域,及缺少包覆材料的區域。包覆材料934的圖案結構可為任一形式或進行任一目的,包括波紋放大微光學系統之圖示元件的製造。本技藝中圖案結構包覆的多個方法是已知的,包括於包覆及化學蝕刻暴露的包覆上印刷或沈澱抗蝕劑材料,接著從該包覆選擇地化學剝除該抗蝕劑材料。該抗蝕劑層可為光阻,且該抗蝕劑的圖案結構可藉光學曝光方法而完成。包覆之圖案結構的另一方法為首先沈澱定型的抗蝕劑(或另一方面沈澱抗蝕劑及隨後定型),接著將該包覆應用於材料的表面及抗蝕劑,接著化學移除所附著的抗蝕劑及包覆。例如-"去金屬化的安全執行緒"之製造中後者方法是常見的,其中抗蝕劑材料印刷於聚合物基底上,基底及抗蝕劑係藉真空金屬化或噴濺而以鋁包覆,並化學移除該抗蝕劑。在呈現抗蝕劑的位置,欠缺鋁包覆,並於該抗蝕劑移除時"解除"。取代化學移除選擇的金屬化區域,該些區域可機械地移除,例如藉磨擦。將理解的是僅包覆的部分可予定型。
未與波紋放大膜中圖示元件的縮放及幾何相符之定型的金屬化的包覆,可用於產生合成影像中部分透明金屬之效果,由於去金屬化之區域的位置將隨圖示元件而變-以類似於印刷中所使用半調色方法,從呈現不透明度之圖示元件形成的合成影像與包覆呈現的部分成比例。
另一方面,定型的去金屬化的金屬包覆可用於製造與可用於產生第二合成影像組之微結構圖示元件不同的圖示元件組。該附加合成影像的一項應用係用於貨幣、文件及商標保護之材料的隱蔽鑑別。
在圖39a中,托架936所指定區域中包覆材料934係以未與微結構圖示元件之幾何相符之方式定型。定型的包覆材料934可攜帶個別資訊,例如圖示元件的不同型樣,或其可攜帶其他圖形或文字資訊,或無資訊。
相對地,托架938所指定區域中包覆層934與圖示元件相符,包覆抑制的形狀931,但不包覆其間的"平坦部分"939。此類圖案結構可藉以包覆材料934包覆圖示層932的整個表面而完成,包括抑制的區域931及"平坦部分"939,接著藉拆毀、摩擦、擦拭、削勻、研磨、化學蝕刻、膠黏劑脫下,或藉其他適當機構,從"平坦部分"939移除包覆材料934。
以此方式而與圖示元件相符之定型的包覆材料934可提供圖示元件之強烈視覺、光學、電磁性、磁性或其他增強。例如:結合微結構圖示元件的圖示層932可噴濺金,接著可藉相對於例如紙之纖維材料摩擦包覆的表面,而從平坦部分939移除該金。殘餘在圖示元件中的金接著提供具金的金屬製表面,同時平坦部分則不含金,所以圖示元件顯現為與背景區隔的金物件。
圖39b描繪各式圖示層932實施例,其為結合熱戳記箔包覆942與圖示填充材料948的單件(946)及組合(950、951)。所顯示典型的熱戳記箔結構,其中熱膠黏劑層940連結熱戳記箔包覆的箔層942至圖示層932。熱戳記箔包覆的易碎漆器層944選擇地裝備以支撐熱戳記箔942。易碎漆器層944可結合微結構型樣,例如全息圖。在托架946所指定的區域中,熱戳記箔包覆942已藉知名機構而應用於圖示層932的表面,密封於微結構圖示元件之抑制的區域上。在托架950所指定的區域中,熱戳記箔942已應用於包含圖示填充材料948的微結構圖示上。在托架951所指定的區域中,熱戳記箔942已應用於圖示層932,並接著移除覆蓋於微結構圖示元件之抑制的區域上熱戳記箔包覆材料。移除熱戳記箔包覆材料的適當機構包括但不限於高壓氣體噴射,高壓水或其他液體噴射及機械瓦解與摩擦。微結構圖示元件可選擇地以圖示填充材料948填充,使得以圖示填充材料948控制圖示微結構表面,及以熱戳記箔包覆材料控制"平坦部分"表面。如圖所示,圖示填充材料948選擇地包覆至少一部分熱戳記箔包覆942之上,或其可應用以使僅填充圖示凹處(未顯示)。
圖39c描繪各式圖示層932實施例,其結合可選擇地用於與圖示填充材料948組合的指向性包覆材料(952及962)。第一指向性包覆952從箭頭954所指定的方向應用於圖示層932。第一指向性包覆952的指向性沈澱使其優先包覆"平坦部分"及托架956所指定之區域中圖示元件的右側(如圖所示)。該包覆可提供微結構圖示元件之一側的視覺高照明,製造"陰影"或"聚光照射"效果。
在托架958所指定之區域中,使用二指向性包覆。箭頭954指示包覆"平坦部分"及該區域中微結構圖示元件之右側的第一指向性包覆952的應用方向。第二指向性包覆962從箭頭960所指定的方向應用,並包覆微結構圖示元件的左側。第一及第二指向性包覆(分別為952及962)可為相同材料或不同材料,且其可如圖所示地從相反方向(954及960)應用,或其可以類似的方向應用。例如:若第一指向性包覆952為銀,且其從箭頭954所顯示的方向應用,及若第二指向性包覆962為金,且其從箭頭960所顯示的方向應用,那麼微結構圖示元件的右側將出現銀及其左側將出現金,同時其中心仍為未包覆的並可出現透明。關於另一範例:先前範例的狀況,除了該銀係以箭頭954所顯示的角度應用,且該金係從相同的大體方向,以較接近整個圖示層932垂直表面十度的角度應用。該金接著將包覆與該銀之圖示元件的相同側,但該金將包覆圖示的右上側或中心。結果的圖示元件顯現為具有銀的右側,其混合為朝向圖示元件頂端的金色(如圖所示)。對於熟悉本技藝之人士而言許多其他組合及變化將是顯而易見的。
托架964所指定之圖39c的區域中顯示又另一變化,其中微結構圖示元件具有二指向性包覆,第一指向性包覆952及第二指向性包覆962,且接著以圖示填充材料948填充。該圖先前未顯示,圖示填充材料可選擇地附加該圖之任一部分的任一包覆的微結構圖示元件,包括圖39a中區936與938,及圖39c的區956。
圖40a描繪定型的包覆材料967使用,做為製造圖示影像元件的機構。定型的包覆材料967裝備於基底966或透明基底966上,該圖案結構結合選擇的厚度之包覆材料968的區域,及具有較小厚度之包覆材料969的區域或不具包覆材料970的區域,或二者皆然。包覆材料的不同厚度-全厚度(968)、部分厚度(969)及零厚度(970)(或缺少包覆材料)-可經定型而代表圖示影像資訊做為波紋放大系統中元件。全厚度包覆材料或零厚度包覆材料可用於形成圖示元件的物件型樣。圖40b描繪平面圖972,有關使用全厚度圖示元件而針對以零厚度或部分厚度包覆材料形成之背景976而形成物件型樣(字母及數字)。由於平面圖972中所示圖示元件的物件型樣係藉包覆材料967的存在而形成,該圖示影像稱為正圖示影像。圖40c呈現負圖示影像的平面圖978,其中背景係藉全厚度包覆材料982而形成,且物件型樣係藉部分或零厚度包覆材料980而形成。部分厚度包覆材料969的區域可用於製造灰階型樣,其中包覆材料967的光學效果依據包覆材料的性質而修改或降低密度效果。
包覆材料967的圖案結構可藉任一有關圖38之先前描述的方法而完成。部分厚度包覆材料的區域可藉附加遮罩及蝕刻步驟,或藉蝕刻部分厚度區域之型樣中全厚度包覆而予製造,接著完成包覆材料967的第二包覆以沈澱部分厚度層於整個基底966或透明基底966上,接著選擇地遮罩及蝕刻一次以上而產生零厚度區域970。
其餘的包覆材料層可選擇地附加至定型的包覆材料967。範例包括但不限於經真空沈澱的金屬化、著色的染色的包覆或任一本文件之定義段中先前所表列者。範例:該層可直接應用、層壓、熱戳記、包覆或其他提供。該附加層的應用可提供一優點,改變部分厚度包覆材料969之區域及零厚度(缺少)包覆材料970之區域的出現。
圖41a、b描繪二部分波紋放大系統的二實施例,其可用做"鎖匙及金鑰"鑑別系統,其中微透鏡陣列為做為"開啟"圖示陣列項中資訊之金鑰的個別項。在圖41a中,選擇的透明基底984支撐以光傳輸材料988製造的微透鏡986,其可與用於形成該選擇的透明基底984之材料不同或相同。結合微透鏡986加上選擇的基底984之透鏡片1000的總厚度小於微透鏡986的焦距1004。
透鏡片1000未永久附著圖示片1002,但為可用做圖示片1002之鑑別裝置的自由及個別項。當用做鑑別裝置時,透鏡片1000被導入接觸或接近圖示片1002的表面。該二片之間間隙992通常將包含空氣薄膜,或間隙992可選擇地填充水、甘油或其他流體,以提供透鏡片1000及圖示片1002之間的光學或機械耦合。
結合選擇的透明基底990、圖示層994及圖示元件996(文中所示選擇地填充圖示填充材料997)之圖示片1002配置透鏡片1000最遠之表面上圖示層。圖示片1002加上透鏡片1000的總厚度經設計而實質上等於微透鏡986的焦距1004。當透鏡片1000實質上置於附近時,例如接觸結合或未結合流體的圖示片1002,微透鏡986的焦點998將置於圖示層994之內或附近。焦點998的最佳位置為圖示層994的略低或下表面。
依據圖41a之實施例所形成的系統可用做防偽、鑑別或安全裝置。例如,圖示片1002的圖示層994可於製造、原始創作、包裝或配送時附著、黏附或永久固定或併入於物件或文件。圖示片1002本身不需具有任何可視的區別特徵。實際上圖示元件996將極小,尺寸上從若干微米至數十微米的程度,且裸眼將有效地不可見。其餘的傳統印刷或成像可視需要而裝備或附著於圖示片1002。
該附加成像的範例可為人們用於識別的照片,使得圖示片完成做為該照片的背景。圖示片1002的鑑定可經由結合穩固附著的物件,及置放實質上與圖示片1002接觸之適當的縮放透鏡片1000,並於其平面內旋轉透鏡片1000直至該透鏡與圖示元件996充分校正而形成圖示元件996的合成影像為止。("適當縮放的"透鏡片為一透鏡片,其中聚焦元件的陣列具有旋轉對稱及實質上與圖示片1002上圖示元件996之陣列相符的重複期間,且圖示/透鏡重複率經設計而達選擇的光學效果[超深、深、移動、浮動、超浮動、飄浮、3-D,及其組合等])。
圖41b描繪本發明之觀點的另一實施例。在本圖中,透鏡片1010是整體的,由其較上表面之包括微透鏡1008的單一材料組成,且材料1006的選擇的附加厚度提供光學間隔。若透鏡片1000未包括選擇的透明基底984,圖41a的透鏡片1000亦可以此方式形成。同樣地,如圖41a中所示,圖41b的透鏡片1010可使用透明基底及微透鏡層而形成。為求完整,顯示透鏡片1000及1010的另二結構-透鏡片1000或1010可具有所示的該二結構之一-整體的透鏡(圖41b)或基底加上透鏡(圖41a)。
圖41b之實施例中透鏡片1010的功能與圖41a之透鏡片1000的功能相同,儘管由於圖示片1014相較於圖示片1002的差異,透鏡片1010的總厚度通常將大於微透鏡1008焦距1024的比例。圖示片1014結合具圖示元件1020的表面,其可選擇地以圖示填充材料997填充。為求完整,所顯示的圖示片1014為整體的,具有未隔離的圖示層及基底層,但另一方面圖示片1014可以圖示片1002的方式形成,具有基底及附著的圖示層。在相同的方式中,圖示片1002可依據圖示片1014的結構而形成為整體的片。
圖示片1014與圖示片1002之間的功能差異為前者於最接近透鏡片1010的表面上具有其圖示元件,同時後者於最遠離透鏡片1000的表面上具有其圖示元件。此外,由於圖示片1014的圖示元件1020係位於其較上表面,置於圖示元件1020下方的材料1018便不需為透明的,不論圖示片1014為整體的或其具有圖示片1002的結構而具圖示層及基底。圖示片1002的基底990實質上不需為透明的,因為對透鏡986而言,光必須通過基底990而形成圖示元件996的影像。
選擇的包覆材料1016可裝備於圖示片1014的圖示元件1020上。包覆材料1016可視需要藉不同於使用透鏡片1010之機構而提供圖示片的光學或非接觸鑑別。包覆層1016可包括其他光學特徵,例如全像攝影或繞射結構。圖示片1002及圖示片1014二者的圖示元件可採取任一形式,包括文中實施例的任一圖示元件。
關於圖41a之實施例的狀況,圖41b之實施例的透鏡片1014並非永久附著於圖示片1014,而是可用做圖示表1014之鑑別裝置的自由及個別項。當做為鑑別裝置時,透鏡片1010被導入接觸或接近圖示片1014之表面。該二片之間的間隙1012通常將包含空氣薄膜,或間隙1012可選擇地以水、甘油或其他流體填充,以提供透鏡片1010與圖示片1014之間的光學或機械耦合。
圖示片1014加上透鏡片1010的總厚度經設計而實質上等於微透鏡1008的焦距1024。當透鏡片1010實質上配置具或不具耦合流體而與圖示片1014接觸時,微透鏡1008的焦點1022將置於圖示元件1020內或附近。焦點1022的最佳位置係位於或略低於圖示元件1020的較短範圍。
依據圖41b之實施例而形成的系統可用做防偽及鑑別裝置。例如,圖示片1014的下表面可於製造、原始創作、包裝或配送時附著、黏附或永久固定或併入於物件或文件。圖示片1014本身不需具有任何可視的區別特徵。實際上圖示元件1020將極小,尺寸上從若干微米至數十微米的程度,且裸眼將有效地不可見。其餘的傳統印刷或成像可視需要而裝備或附著於圖示片1014。該附加成像的範例可為人們用於識別的照片,使得圖示片完成做為該照片的背景。圖示片1014的鑑定可經由結合穩固附著的物件,及置放實質上與圖示片1014接觸之適當的縮放透鏡片1010,並於其平面內旋轉透鏡片1010直至該透鏡與圖示元件1020充分校正而形成圖示元件1020的合成影像為止。
圖示片(1002或1014)的結構或形式可結合形成不同合成影像之圖示元件(分別對應996或1020)的多路型樣,而可以不同透鏡片旋轉角度(例如以0度透鏡片旋轉角度產生最大放大合成影像的一圖示型樣,及以30度透鏡片旋轉角度產生最大放大合成影像的第二圖示型樣),不同透鏡重複期間,不同透鏡與圖示陣列幾何(例如具有六角形幾何的一陣列組,及具有方形幾何的第二陣列組)及其組合,予以讀取或鑑定。
不同透鏡期間鑑別方法的範例為一圖示片,其結合當經由具30微米之重複期間的透鏡片而合成放大時產生深影像的圖示元件型樣,及亦結合當經由具45微米之重複期間的透鏡片而合成放大時產生浮動影像的第二圖示元件型樣。第二圖示元件型樣可選擇地以不同於第一圖示元件型樣的旋轉角度予以鑑定。
具多路圖示型樣的材料可結合可以第一金鑰(具第一選擇的重複期間之透鏡片)展現的一組資訊,及可各以其餘金鑰(各符合其個別圖示元件重複之縮放的透鏡片)展現的其餘組資訊。該多路圖示型樣亦可於需要具不同焦距之聚焦元件的不同圖示層中提供,而從不同圖示層形成可見合成光學影像。
圖42的實施例稱為結合隱蔽資訊至隨後可經由使用隱蔽鑑別透鏡片1040而予"解碼"或展現之本發明的波紋放大系統1026之'濕式解碼器'方法及系統。在本圖中,放大系統1026包括微透鏡1028及圖示層1030,其結合圖示層1030之中或之上的隱蔽圖示型樣1034。圖示層1030亦可選擇地包括公然圖示型樣1032。如先前提及的,放大系統1026經設計而產生公然圖示型樣1032的公然可檢視合成影像1038。相對地,隱蔽圖示型樣1034的重複期間及/或旋轉對稱刻意地設計,以便於經由微透鏡1028之機構檢視時,不產生公然可檢視合成影像。
例如,隱蔽圖示型樣1034的重複期間可經設計而實質上與微透鏡1028的重複期間不同;隱蔽圖示型樣1034期間可經設計而為37微米,同時微透鏡1028期間可經設計而為32微米。圖示對透鏡的縮放比(約1.156)將製造具約205微米之期間的隱蔽圖示型樣1034的浮動合成影像。該尺寸之隱蔽合成影像的特徵為裸眼實質上不可見。(該隱蔽圖示期間可另外選擇而產生與約0.865之圖示對透鏡的縮放比相等期間的深合成影像。對特定微透鏡重複期間而言,隱蔽圖示之重複期間可經設計而產生具任一一致波紋放大效果的合成影像,包括但不限於超深、深、移動、浮動、超浮動、形態。)文中所呈現的特定尺寸僅代表可選擇之尺寸的連續區的單一範例。
關於另一範例,隱蔽圖示型樣1034的旋轉對稱可經設計而實質上與微透鏡1028的旋轉對稱不同。在此範例中,吾人將假定微透鏡1028及隱蔽圖示型樣1034係配置於六角形陣列中,但隱蔽圖示型樣1034之陣列的方位係從微透鏡1028之陣列的方位旋轉30度。該二陣列的不重合亦將避免隱蔽圖示型樣1034之公然可檢視合成影像的形成。避免隱蔽圖示型樣1034合成影像之形成的又另一方法為配置微透鏡1028至一陣列幾何中,例如六角形,同時配置隱蔽圖示型樣1034至不同陣列幾何中,例如方形。
隱蔽圖示型樣1034可經由以附加、個別元件之隱蔽鑑別透鏡片1040形成合成影像而予展現,其中隱蔽鑑別透鏡片1040係以填充其間間隙之光學耦合材料1044導入放大系統1026之微透鏡1028附近或實質上與其接觸。該光學耦合材料較佳地為具有類似於形成隱蔽鑑別透鏡片之材料1052及形成放大系統透鏡1028之材料1050之折射率的液體,例如甘油或玉米糖漿。該耦合材料具有藉將透鏡1028浸入具有類似折射率之媒介物中而部分完全抵消其聚焦放大率的功能。其他材料可用於完成此功能,包括膠體(包括凝膠)、彈性體及壓力敏感膠黏劑。
隱蔽鑑別透鏡片1040之屬性,包括其陣列幾何、重複期間及微透鏡焦距,經設計而與隱蔽圖示型樣1034的陣列幾何與重複期間及至隱蔽鑑別透鏡片透鏡1042與圖示平面1030之總距離相符。
實際上,例如甘油之少量流體被置於放大系統透鏡1028的表面,且隱蔽鑑別透鏡片1040的平坦表面被置放而與該流體接觸,並實質上被擠入而與透鏡1028接觸。隱蔽鑑別透鏡片1040接著於其平面中旋轉,而實質上校正微透鏡1042之陣列的方位與隱蔽圖示型樣1034之陣列的方位。關於所進行隱蔽圖示型樣1034的校正,合成影像1048變得充分放大而可以裸眼識別,接近於該二陣列具有實質上相同方位之位置的最大放大。
另一實施例為形成隱蔽鑑別透鏡片1040為壓力敏感標籤或膠布,其可應用於透鏡1028的表面。在本實施例中,光學耦合材料1044的功能係藉應用於隱蔽鑑別透鏡片1040之平坦表面的實質上透明的壓力敏感膠黏劑而完成。將隱蔽鑑別透鏡片1040校正為隱蔽圖示型樣1034之方位的方法是需要的,例如藉印刷校正型樣或以放大系統1026之邊緣為方向,其中隱蔽鑑別透鏡片1040的邊緣於應用時可相符。
'濕式解碼器'方法及系統的又另一替代結構為將隱蔽圖示型樣1034併入第二圖示層。該第二圖示層可接近透鏡1028或進一步來自透鏡1028而非第一圖示層1030。隱蔽鑑別透鏡片1040的焦距及厚度接著經設計,於以光學耦合材料1044而應用隱蔽鑑別透鏡片1040至透鏡1028時,使其焦點落入該第二圖示層。在本實施例中,只要第二圖示平面的位置使透鏡1028不能形成可識別之隱蔽圖示型樣1034的公然影像,隱蔽圖示型樣1034的陣列屬性可與公然圖示型樣的陣列屬性相同。
圖43的實施例稱為'乾式解碼器'方法及系統,其將隱蔽資訊併入隨後可經由使用隱蔽鑑別透鏡片1064而予"解碼"或展現的放大系統1054。在該圖中,放大系統1054包括微透鏡1056及圖示層1058,其結合圖示層1058之中或之上的隱蔽圖示型樣1060。圖示層1058亦可選擇地包括公然圖示型樣1059。如先前所提及,放大系統1056可選擇地經設計而產生公然圖示型樣1059的公然可檢視合成影像。相對地,隱蔽圖示型樣1060的重複期間及/或旋轉對稱刻意地設計,使得當經由微透鏡1056的機構檢視時,不致產生公然可檢視合成影像。
例如,隱蔽圖示型樣1060的重複期間可經設計而實質上與微透鏡1056之重複期間不同;隱蔽圖示型樣1060期間可經設計而為28.071微米,同時微透鏡1056期間可經設計而為28.000微米。圖示對透鏡的縮放比(約1.00255)將製造具約392微米之期間的(隱蔽圖示型樣1060的)浮動合成影像1063。該尺寸之隱蔽合成影像的特徵為裸眼實質上不可見。(該隱蔽圖示期間可另外選擇而產生與約0.99746之圖示對透鏡的縮放比相等期間的深合成影像。對特定微透鏡重複期間而言,隱蔽圖示之重複期間可經設計而產生具任一一致波紋放大效果的合成影像,包括但不限於超深、深、移動、浮動、超浮動、形態。)文中所呈現的特定尺寸僅代表可選擇之尺寸的連續區的單一範例。
關於另一範例,隱蔽圖示型樣1060的旋轉對稱可經設計而實質上與微透鏡1056的旋轉對稱不同。在此範例中,吾人將假定微透鏡1056及隱蔽圖示型樣1060係配置於六角形陣列中,但隱蔽圖示型樣1060之陣列的方位係從微透鏡1056之陣列的方位旋轉30度。該二陣列的不重合亦將避免隱蔽圖示型樣1060之公然可檢視合成影像的形成。避免隱蔽圖示型樣1060合成影像之形成的又另一方法為配置微透鏡1056至一陣列幾何中,例如六角形,同時配置隱蔽圖示型樣1060至不同陣列幾何中,例如方形。
隱蔽圖示型樣1060可經由以附加、個別元件之機構的隱蔽鑑別透鏡片1064形成第二合成影像而製成可見,其中隱蔽鑑別透鏡片1064被導入放大系統之微透鏡1056附近或實質上與其接觸,並未使用填充其間間隙1065之光學耦合材料。間隙1065係以空氣、真空或瀰漫放大系統1054之周遭環境的任一其他氣體填充。
隱蔽鑑別透鏡片1064之屬性,包括其陣列幾何、重複期間及微透鏡焦距,經設計而於其投射至形成隱蔽鑑別透鏡片1064之材料1070中時,與隱蔽圖示型樣1063的陣列幾何與重複期間及至隱蔽鑑別透鏡片透鏡1066與隱蔽合成影像1063之位置的總距離相符。
實際上,隱蔽鑑別透鏡片1064的平坦表面被置放而與放大透鏡1056接觸。隱蔽鑑別透鏡片1064接著於其平面中旋轉,而實質上校正微透鏡1066之陣列的方位與隱蔽圖示型樣1063之陣列的方位。關於所進行形成第二合成影像1068之隱蔽合成影像1063的校正,該第二合成影像1068變得充分放大而可以裸眼識別,接近於該二陣列具有實質上相同方位之位置的最大放大。
另一實施例為形成隱蔽鑑別透鏡片1064為壓力敏感標籤或膠布,其可應用於透鏡1056的表面。在本實施例中,極薄(實質上小於微透鏡1056的高度)實質上透明的壓力敏感膠黏劑(圖中未顯示)可應用於隱蔽鑑別透鏡片1064的整個平坦表面,或定型的壓力敏感膠黏劑(圖中未顯示)可應用於該表面。在第一狀況下,該極薄實質上透明的壓力敏感膠黏劑的應用-對於放大系統1056之包覆的隱蔽鑑別透鏡片,將使該膠黏劑接觸透鏡1056的頂端,並未填充間隙1065及掩蔽該透鏡側,因而避免使透鏡1056形成第一隱蔽合成影像1063的空氣間隙。在第二狀況下,隱蔽鑑別透鏡片1064在無膠黏劑的區域中將維持未填充的間隙1065。將隱蔽鑑別透鏡片1064校正為隱蔽圖示型樣1060之方位的方法是需要的,例如藉印刷校正型樣或以放大系統1056之邊緣為方向,其中隱蔽鑑別透鏡片1064的邊緣於應用時可相符。
'乾式解碼器'方法及系統的又另一替代結構為將隱蔽圖示型樣1060併入第二圖示層。該第二圖示層可接近透鏡1056或進一步來自透鏡1056而非第一圖示層1058,而處於任一啟動透鏡1056形成隱蔽圖示1060之真實或虛擬影像的位置。隱蔽鑑別透鏡片1064的焦距及厚度接著經設計,於隱蔽鑑別透鏡片1064被置於實質上接觸透鏡1056時,使其焦點落於透鏡1056形成隱蔽合成影像的位置。
圖44a、b中描繪展現本發明之放大系統中隱藏資訊的又另一方法。吾人已創造一名詞「水一致」(HydroUnison),表示使用本實施例之原理的波紋放大系統。在圖44a中,水一致波紋放大系統1078結合微透鏡1080的陣列、圖示層1082及其間的光學隔片1081,其係與微透鏡1080或圖示層1082相鄰,或二者皆然。圖示層1082結合圖示型樣1084。當處於空氣、另一氣體中或真空時,光學隔片1081的厚度實質上大於微透鏡1080的焦距1086。可以見到,微透鏡1080的空氣焦點1088遠離圖示型樣1084及圖示層1082。來自微透鏡1080之空氣中合成影像投射1090嚴重地模糊及失焦,不具可識別的影像。
圖44b描繪將微透鏡1080浸入例如水之適當流體1092中的效果。(浸入為一相對情況-只要流體1092置於大於透鏡1080之中心高度1091的層中微透鏡1080之上,透鏡便從光學的標準點"浸入"。)改變水一致波紋放大系統1078之外媒介物的折射率,可改變微透鏡1080的焦距。在此範例中,提升系統外部媒介物的折射率,增加了微透鏡1080的焦距。光學隔片1081的厚度經選擇而將浸入流體1092之微透鏡1080的焦點1088導入圖示層1082中或其附近。在該些狀況下,微透鏡1080可投射聚焦良好之圖示型樣1084的合成影像1095。
當以空氣中透鏡1080於乾式狀態檢視時,依據本實施例之水一致系統顯現為不具明顯的影像。當透鏡以具有實質上等於選擇的浸入流體1092之折射率的液體弄濕(浸入)時,合成影像突然出現。若合成影像為組合浮動/深影像或超深影像,該效果特別顯著。隨著該水一致系統乾燥,合成影像變成黯淡及消失。
對流體1092的特定選擇而言,當浸入具選擇的折射率之流體1092時,經由製造光學隔片1081之厚度為約等於浸入流體1092之微透鏡1080的焦距1094,而完成設計水一致系統以產生該效果。方便的流體1092為水,具有約1.33的典型折射率。對選擇的浸入流體1092而言,儘管水一致波紋放大系統1078可為非"薄透鏡"光學系統,薄透鏡系統設計透鏡製造方程式可用於發現適當準確的光學隔片1081的設計厚度。
透鏡製造方程式為:1/f=(n透鏡 -no )(1/R1 -1/R2 )其中:f=當浸入折射率no 之媒介物中時的透鏡焦距n透鏡 =透鏡材料的折射率no =浸入媒介物的折射率R1 =第一透鏡表面之曲率的半徑R2 =第二透鏡表面之曲率的半徑
由於透鏡1080的焦點為水一致波紋放大系統1078的內部,影響焦距之唯一曲率為第一曲率,R1 -第二曲率R2 可視為具無限半徑的平坦表面,降低1/R2 比例等於零。該透鏡製造方程式接著簡化為:1/f=(n透鏡 -no )或f=R1 /(n透鏡 -no )對空氣中透鏡而言,n透鏡 =1.487,及no =n空氣 =1.000:f空氣 =R1 /(1.487-1.000)=R1 /0.487=2.053 R1 對浸入水中透鏡而言,n透鏡 =1.487,及no =n =1.333:f =R1 /(1.487-1.333)=R1 /0.154=6.494 R1 所以發現浸入水中透鏡1080之焦距約大於透鏡1080的空氣中焦距,商為:f /f空氣 =(6.494 R1 )/(2.053 R1 )=3.163
例如,若從具有1.487之折射率的材料所形成的特定微透鏡1080具有23微米的空氣中焦距1086,那麼當浸入水中時,微透鏡1080將具有約23×3.163=72.7微米。
可使用具有類似於選擇的浸入流體1092之折射率的其他流體,以展現隱藏影像,具有部分基於如何密切符合浸入流體1092之折射率的特定流體的有效性。例如,乙醇具有約1.36的折射率。當浸入乙醇時,上述範例中透鏡的焦距將為88.2微米,所以若光學隔片1081經設計而具有約73微米的厚度,相應於具有水之折射率的選擇的浸入流體1092,合成影像1095將輕微失焦。
圖44a、b的實施例可用於各類應用,包括但不限於物件的鑑別,其具有水一致系統膜層壓、貼紙、貼片、執行緒、封條、戳記或標籤,例如比賽門票、彩票、身份證、簽證、護照、駕照、政府文件、出生證明、流通票據、旅行支票、銀行支票、貨幣、賭博籌碼、製造的商品,及其他相關及類似物件。水一致系統亦可用於提供裝飾性、新穎及潮濕指示效用予物件、文件及製造的商品。
先前文中所提及一致波紋放大系統的其他實施例亦為潮濕指示-將該些一致系統的透鏡浸入流體,通常將避免材料形成合成影像。當液體乾燥或移除時,該合成影像返回。
圖44a、b的實施例可進一步延伸而提供多路影像水一致系統1096,其於水一致微透鏡1098浸入不同媒介物(1112、1120、1128)時,可呈現相同或不同顏色的二或更多不同的一致波紋放大合成影像。圖45a-c中所呈現之範例描繪水一致系統1096,其可產生三個不同合成影像(1114、1126、1134)。第一合成影像係於透鏡處於空氣真空或另一氣體的媒介物1112中時產生;第二合成影像係於透鏡浸入具約1.33程度之折射率的水1120或其他液體中時產生;及第三合成影像係於透鏡浸入具約1.418之折射率的媒介物1128(例如62體積百分比甘油及389體積百分比水的均勻混合物)中時產生。
每一該些三個合成影像可為彼此相同顏色、型樣及一致效果的類型,或可為彼此不同顏色、型樣及一致效果。雖然一致合成影像之類型、顏色及型樣可與水一致系統所產生的一些或全部合成影像相同,但重要的是請注意,一致深度效果(超深、深、浮動、超浮動、飄浮)的量,即浮動影像的表面高度及深影像的深度與微透鏡1112的f-數量成比例。將微透鏡1098浸入具有不同折射率的媒介物中,改變了微透鏡1098的f-數量,並成比例地放大分別產生之合成影像中一致深度效果的量。
水一致波紋放大系統1096結合微透鏡1098、隔離微透鏡1098與第一圖示層1102的第一光學隔片1100、具有第一圖示型樣1117的第一圖示層1102、隔離第一圖示層1102與第二圖示層1106的第二光學隔片1104、具有第二圖示型樣1119的第二圖示層1106、隔離第二圖示層1106與第三圖示層1110的第三光學隔片1108、及具有第三圖示型樣1111的第三圖示層1110。
圖45a描繪示範多路影像水一致系統1096的功能。當微透鏡1098浸入具有實質上等於1.000折射率之媒介物(例如真空、空氣及大部分氣體)時,微透鏡1098具有配置其焦點1118於第一圖示層1102內或附近的焦距1116。圖示層1102可予省略,但若其呈現及若其具有與微透鏡1098正確幾何關係的適當圖示型樣1117(如曾提及之主題發明的相關各式實施例),那麼微透鏡1098將投射第一圖示型樣1117的合成影像1114。
圖45b顯示微透鏡1098浸入具有約1.33折射率的液體1120中,例如水。微透鏡1098的流體浸入焦距1122現在較微透鏡1098的空氣中焦距1116大三倍。水浸入焦點1124現在約為第二圖示層1106的深度,且微透鏡1098可形成第二圖示型樣1119的合成影像1126。
圖45c中描繪當微透鏡1098浸入具有1.418折射率之流體1128時,範例多路影像水一致波紋放大系統1096的功能。由於浸入流體1128的折射率甚至較接近微透鏡1098的折射率,其焦距1130實質上更大-約較空氣中焦距1116大7.2倍。新焦點1132現在約為第三圖示層1110的深度,且微透鏡1098可形成第三圖示型樣1111的合成影像1134。
圖45a-c之實施例的無窮變化清楚地可能處於主題發明的範圍內,包括可投射之合成影像的數量的選擇、合成影像的顏色及類型、特定圖示層的出現或不在、浸入流體折射率的選擇等。
圖45a-c之實施例的應用包括但不限於:獎勵及促銷項目、鑑別及安全材料、遊戲裝置、潮濕指標及區別不同液體的裝置。
經由使用圖46中所描繪本發明之放大系統可獲得另一效果。該效果啟動觀看者觀看合成影像以便隨觀看者的相關方位角角度改變而改變。該改變的影像係於偏離垂直一選擇的量所替換之檢視角度的圓錐形內觀看。當觀看者觀察中空檢視圓錐形內一致圍繞波紋放大系統時,所見影像可依據環繞該中空圓錐形之觀看者的特定方位角角度而予設計。於圖46的頂端,觀看者從檢視點A觀察放大系統,且她從該檢視點看見大寫字母"A"的合成影像。若觀看者移至不同方位角檢視點,例如圖46底部所顯示的檢視點B,那麼她便可看見不同合成影像,例如大寫字母"B"的影像。
圖46之左上及右下亦描繪完成該效果的方法。當觀看者從檢視點A觀察放大系統時,如該圖之左上所顯示的,該系統中微透鏡從圖示型樣的左側形成合成影像。當觀看者從檢視點B觀察材料時,如該圖之右下所顯示的,該微透鏡從圖示型樣的右側形成合成影像。由於如從多路檢視點所見,每一圖示型樣攜帶環繞多路合成影像的資訊,所以併入每一圖示型樣的特定影像元件通常將為每一圖示型樣獨特的。
圖47描繪併入代表圖示型樣的特定影像元件。在此圖中可以見到,將從方位角檢視點方向A的高度範圍見到圖示區A中影像元件。同樣地,將從檢視點方向B見到圖示區B,等等。請注意,在圖示型樣的左上(區F),並為圖示區中影像元件,所以如從方向F的檢視點所見,其將代表合成影像中空白區域。
本實施例具有使用的多重性。範例包括:顯現為不從不同方位角角度改變的合成影像,使其總是面對或"追蹤"觀看者;可呈現之形成移動圖畫或動畫的一連串相連影像;可提供之文字或圖形資訊的多路頁面,使得觀看者經由旋轉材料而"翻轉頁面"並從不同方位角位置檢視;對於從不同方向接近之駕駛者的街號或呈現不同資訊的交通控制符號;及許多其他應用。
圖48a-f描繪製造填充的圖示微結構的較佳方法。在圖48a中膜基底(較佳地為92標準規格聚酯膜)攜帶凝膠或液體聚合物1502(例如Lord Industries的U107)包覆。在圖48b中,凝膠或液體聚合物包覆1502被導入接觸圖示微結構工具1504,其典型地由鍍鎳電鑄而製造,並應用適當能量(例如紫外光或電子束輻射),使得凝膠或液體聚合物包覆1502聚合並保持圖示微結構工具1504的微結構形狀。圖48c中,當圖示微結構工具1504移除時,聚合包覆圖示層1510保持圖示微結構工具的負壓印,該些負壓印構成圖示微結構1508的圖示層1510。圖48d中,圖示層1510接著以圖示填充材料1512包覆,其填充圖示微結構1508。圖示填充材料1512經由沿箭頭1516之方向移動的刮墨刀1514的機構而自圖示層1510的頂表面移除(如圖所示)。如圖48f中所示,刮墨刀1514選擇地將圖示填充材料1512從圖示層的平坦上表面移除,同時將其留在圖示微結構1508之後。留在圖示微結構1508中的圖示填充材料1520接著藉適當能量源(例如紫外光或電子束輻射)的應用而選擇地聚合。
若圖示填充材料1512係以溶劑為主,最後過程步驟可包括加熱以去除多餘的溶劑。
文中的系統及裝置具有許多使用及應用領域。範例包括:政府及防衛應用-不論聯邦、國家或外國(例如護照、身份證、駕照、簽證、出生證明、人口記錄、選舉人登記卡、選票、社會安全卡、債券、食物券、郵票及稅單);貨幣-不論聯邦、國家或外國(例如紙幣中安全執行緒、聚合物貨幣中特徵及紙幣上特徵);文件(例如所有權狀、契據、許可證、執照及證書);財務及流通票據(例如保付銀行支票、公司支票、個人支票、銀行收據、股票證書、旅行支票、匯票、***、簽帳卡、ATM卡、慈善***、預付電話卡及禮物卡);秘密資訊(例如電影劇本、法律文件智慧財產、醫療記錄/醫院記錄、處方簽/條簽及"秘密處方");產品及商標保護,包括紡織物&家庭護理(例如洗衣店洗潔劑、紡織調節劑、盤碟保護、家用清潔劑、表面包覆、紡織物柔軟劑、漂白劑及特殊紡織物處理);美容護理(例如護髮、髮色、護膚&清潔、化妝品、香氣、止汗劑&除臭劑、女性保護條簽、棉球及護墊);嬰兒及家人護理(例如嬰兒尿布、嬰兒及幼童擦巾、嬰兒圍裙、嬰兒床單&床席、紙巾、廁所衛生紙及面紙);健康護理(例如口腔護理、寵物健康及營養、處方用藥、不需處方用藥、藥物輸送及個人健康護理、處方維他命及運動與營養充;處方及非處方眼鏡;售予醫院的醫療裝置與裝備、醫療專業人員及躉售醫療批發商,即:繃帶、裝備、可移植裝置、外科補給品);食品及飲料包裝;乾貨包裝;電器、零件&成分;服飾及鞋類,包括運動服、鞋類、許可及非許可縮放、運動及休閒服飾、紡織物;生技製藥;航太組件及零件;汽車組件及零件;運動商品;菸品;軟體;光碟片及DVD;爆裂物;新穎物件(例如禮物紙及緞帶);書及雜誌;學校商品及辦公室用品;名片;運送文件及包裝;筆記本套;書套;書籤;比賽及車票;博奕應用(例如彩票、遊戲卡、娛樂場籌碼與牌戲用品、彩券銷售及總賭金);家庭裝備(例如毛巾、亞麻布製品及家具);地板及牆面塗料;珠寶&手錶;手提袋;藝術品、珍藏品及紀念品;玩具;展覽(例如產品採購地點及推銷呈現);產品標示、標籤及包裝(例如貼紙、吊牌、標籤、執行緒、開口條、外包裝、確保用於鑑別或增強之應用於商標產品或文件的防竄改影像、偽裝及資產追蹤)。
上述實施例的適當材料包括廣泛的聚合物。丙烯酸、丙烯酸鹽聚酯、丙烯酸鹽氨基甲酸酯、聚丙烯、氨基甲酸酯及具有微透鏡及微結構圖示元件二者之適當光學及機械屬性的聚酯。選擇的基底膜的適當材料包括大部分市售聚合物膜,包括丙烯酸、玻璃紙、賽綸、尼龍、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯、聚乙烯及聚乙烯組合。微結構圖示填充材料可包括適於製造微結構圖示元件的任一上列材料,以及以溶劑為主的墨水及其他常見的顏料或染料展色劑。併入該些材料的染料或顏料將與該展色劑的化學構造相容。顏料必須具有實質上小於任一圖示元件之組件的最小尺寸。選擇的密封層材料可包括適於製造微結構圖示元件的任一上列材料,加上許多不同市售用於印刷與紙及膜轉換工業的塗料、墨水、表面塗漆、亮光漆、亮漆及透明塗漆。並無較佳的材料組合-材料的選擇取決於材料幾何的內容、系統的光學屬性及所需的光學效果。
按序列安排之合成影像
本發明的另一實施例稱為一致電影(Unsion Flicker),可選擇地從不同檢視點呈現不同合成影像。在一類電影合成影像(SI)中為靜態平面內影像,而非此點所討論之動作影像中動態(移動)平面內影像。
一致電影可經設計而呈現一系列合成影像的多重性,提供短動畫的效果而呈現從檢視或"電影"出現或消失的合成影像(為本實施例提供動力),呈現一連串連續或例如不同文字頁面之不連續資訊頁面的合成影像,及呈現提供源自於檢視角度相依影像集之其他視覺效果的合成影像。
圖49經由63個所描繪的各式觀點及設計、表面與平面內影像之能見度控制或視場(FOV)控制的實施例,吾人稱為電影合成影像。平面內影像為一具有若干視覺邊界、型樣或視覺上實質置於基底之平面中之結構的影像,在該基底之上或之中載運該平面內影像。電影平面內影像之視場(FOV)的控制係藉平面內影像之邊界內所包含圖示的FOV控制型樣或陣列而完成。個別合成放大影像係經由聚焦元件之陣列的互動而製造,例如任一先前所描述的,及吾人稱為FOV控制合成影像的一或多個FOV控制圖示型樣或陣列。可形成該聚焦元件及圖示,並可具有上述聚焦元件及影像圖示的尺寸及特徵。該FOV控制合成影像提供藉移動檢視電影平面內影像的視場,例如與電影影像區域視覺相交之中或之外的FOV控制合成影像的視差、正視差或隱藏視差移動。
合成影像的視差移動源自於實體鏡的深度效果,包括例如該些先前所描述的深、超深、浮動、超浮動、飄浮、圍繞及3-D效果。隱藏視差合成影像移動為視差及正視差移動之混合的影像移動-隱藏視差合成影像將以相對於有效傾斜檢視軸線之非平行及非垂直角度移動,例如30度(其中平行定義為0度,垂直定義為90度)。回想起正視差移動,為通常平行於影像之平面的傾斜軸線的方向之移動。隱藏視差合成影像通常亦將呈現一些實體鏡的深度效果。上述形態影像亦可製造隱藏視差影像移動。
電影合成影像構成FOV控制型樣及邊界形狀。該FOV控制型樣用於控制角度之範圍的目的,在此之上邊界內的透鏡將視為"啟動"。為求簡化,吾人將考量結合不具任何其他一致效果之單一電影FOV控制型樣集的一致電影材料。當例如透鏡之一致電影聚焦元件聚焦於FOV控制型樣上時,FOV控制型樣的顏色顯現為填充整個透鏡(因而該透鏡"啟動"),且當該透鏡聚焦於該FOV控制型樣之外的點上時,該透鏡顯現為以背景的顏色填充(因而該透鏡"關閉")。電影影像之設計的最小單元因而為單一圖示區,且電影影像的該最小單元或電影畫素為單一一致電影透鏡或聚焦元件。
電影影像可為任一尺寸,範圍從單一電影畫素到數兆電影畫素或更多。極小的電影影像,例如無法由裸眼區別的微小黑體字或隱蔽影像,可由電影畫素的小型樣製造。如先前所提及的(圖42的"濕式解碼器"方法及圖43的"乾式解碼器"方法),該電影影像可用做隱蔽的安全特徵,其需要高倍放大檢視,例如藉用高倍數放大鏡(20x或更大)、顯微鏡或輔助透鏡材料以提供合成放大影像。
圖49a為一致電影膜2000之示範實施例的平面圖,其具有以格式化乳齒象頭2005之形式的電影平面內影像之設計的區域。在該區域的邊界內部為FOV控制圖示的陣列或型樣,其構成電影平面內影像,並符合文中先前所描述之形成FOV合成放大影像2007及2010之類型的聚焦元件(未顯示)的陣列。FOV控制合成影像2007及2010顯示為浮動(或超浮動)影像,但其亦可為深、超深、移動、形態、環繞、3-D或其他類先前描述的一致合成放大影像。電影影像區域2005及FOV控制合成影像2007的視覺相交2015製造以FOV控制合成影像2007之顏色填充的電影影像區域2005的表面。因而可見到電影影像區域2005,或顯現為從此檢視角度"啟動"。
圖49b為圖49a之格式化乳齒象頭2005之合成的電影平面內影像4019的放大平面圖。平面內影像4019具有邊界4013,其中置有複數影像圖示的型樣或陣列。在其平面內,複數影像圖示之合成的形式合成地採取格式化乳齒象頭的形狀及表面,但可形成任何其他的形狀或設計。圖49c為圖49b之平面內影像之區段4017的放大。圖49c描繪影像圖示陣列形成平面內影像4019的示範實施例。影像圖示陣列的特徵在於暗及亮圖示的區域。影像圖示陣列亦可由例如具有缺少影像圖示之平面內影像4019內影像圖示及區域的陣列形成。在一形式中,暗圖示均可為相同顏色,或另一方面為不同顏色的組合。在圖49的範例中,儘管暗區可具有其他形狀,但每一暗區通常具有梯形形狀。
FOV控制合成放大影像2007、2010藉聚焦元件之陣列的互動而製造,例如任一文中先前所描述的陣列,及形成合成的電影平面內影像4019之圖49b、c中所描繪的FOV控制圖示的陣列。在一示範實施例中,聚焦元件的陣列為循環的,旋轉地對稱具有先前所描述之類型(參照例如圖3a-i)的其平面內對稱軸之聚焦元件的平面陣列。FOV控制圖示之陣列亦為循環的形式,旋轉地對稱具有其平面內對稱軸的平面陣列。在圖49a及d的範例中,影像圖示聚焦元件的循環、旋轉地對稱平面陣列具有一旋轉對稱,其實質上相應於FOV控制圖示之陣列的旋轉對稱,其中在FOV控制圖示之循環平面陣列的對稱軸中,控制圖示之重複期間對於聚焦元件之重複期間的比例大於1,且聚焦元件之循環平面陣列的相應對稱軸實質上校正,因而製造FOV浮動控制合成放大影像2007、2010。如圖49a及d中所描繪的,由於圖49c的影像圖示實質上為梯形形狀,相應FOV浮動合成放大影像將實質上相同。
如上述所提及的,可產生其他FOV控制合成放大影像。例如,可藉改變FOV控制圖示之重複期間對於聚焦元件之重複期間的比例,例如小於1,而產生深FOV控制合成放大影像。
圖49d以透視圖描繪圖49a的效果,包括觀察者2020的眼睛。在此檢視中,可見到一FOV控制浮動(或超浮動)合成放大影像2007***觀察者2020的眼睛與電影影像區域2005之間的視線(或視覺相交)。FOV控制合成影像2007之視覺投射2025的外觀尺寸大於電影影像區域2005,所以FOV控制合成影像2007顯現為以形成電影影像2005之暗或彩色的圖示之顏色完全填充。
由於電影影像區域2005的區域或邊界外部無FOV控制圖示,所以視覺上置於電影影像區域2005外部的FOV控制合成影像2007的部分將不可見。電影影像區域2005有效地為一視窗,其在本範例的限制下,決定可以見到之FOV控制合成影像2007的長度。
若FOV控制合成影像2007具有較電影影像區域2005小的視覺尺寸,那麼其將未填滿電影影像2005,使得整個電影平面內影像2005顯現為將未"啟動"。由於電影影像區域的FOV係由電影影像區域2005及FOV控制合成影像2007之視覺校正或相交的長度決定,所以將缺少一些部分。所表達的另一方式,可由觀察者2020見到之電影平面內影像2005的量,係由FOV控制合成影像2007視覺上與電影平面內影像2005相交或重疊的量決定。
圖50a、b描繪從不同於圖49a及d之檢視點的一致電影膜2000的效果。圖50a為從不同於圖49a之檢視角度的一致電影膜的平面圖。從該角度,FOV控制合成影像2007的表面視覺位置被替換為圖49a中前一位置的視線左側。如圖50b中所示,FOV控制合成影像2007與2010均未視覺上重疊,而是從不同檢視點2030與電影影像區域2005校正。由於電影影像圖示型樣的出現係源自於FOV控制合成影像與該電影影像的視覺校正或重疊,所以當從不同檢視點檢視時,缺少視覺校正或重疊使得該電影影像顯現為被"關閉"。由於電影影像區域將不被見到以暗或彩色的圖示填充,所以無法從該檢視點見到該電影影像。圖50a、b中未校正被誇大,其描繪一範例,其中檢視角度使得圖49a、d之合成影像2007的邊界落於電影影像2005之邊界區域外部。該效果發生於聚焦元件的焦點落於亮彩色的圖示上時,或落於缺少圖49c中圖示的區域上時。
圖51a-d描繪用於控制一或多個一致電影合成影像的FOV並選擇地將其與另一一致合成影像結合的圖示設計方法。圖51a顯示呈現Zuni迷信熊影像之重複型樣的一致深度效果(例如上述深或浮動合成影像系統)的圖示型樣2045。圖51b顯示圖示2050的型樣,以提供Lascaux洞穴馬2052之電影影像的FOV控制。圖51c顯示圖示2055的型樣,以提供乳齒象2057之電影影像的FOV控制。
依據本揭露先前提及之方法,每一該些個別圖示型樣的縮放比經設計而獲得每一所需之效果,例如,,Zuni迷信熊圖示型樣陣列2045對於聚焦元件之相關陣列的縮放比,當結合具30微米重複期間之微透鏡陣列時,可經設計而為0.99849849(源自於約666倍的放大),以製造具20微米期間的深合成影像。電影Lascaux洞穴馬2052對FOV控制圖示2050的縮放比可經設計而製造具足夠大重複期間的超深FOV合成影像,使得合成放大FOV控制圖示之陣列的單一範例的視覺尺寸,將大於電影影像Lascaux洞穴馬2052平面內圖示型樣的尺寸,例如圖49a、d中所描繪的,其中FOV控制合成影像2007係以使其大於電影平面內影像乳齒象頭2005之型樣區域的合成放大呈現。例如,Lascaux洞穴馬比例可為源自於約3997倍放大的0.9997498148834,且乳齒象比例可為源自於約8993倍放大的0.9998888066148。
為求清晰,電影影像Lascaux洞穴馬2052及電影影像乳齒象2057的邊界於圖50b、c中以虛線顯示,但電影影像不具任何連續邊界。如圖49b、c中所描繪的,該虛線表示包含電影影像2052、2057之影像圖示的陣列的外殼。其長度分別由其FOV控制圖示陣列型樣2050及2055的長度所定義。該電影影像將僅於其FOV控制圖示之陣列存在處,及當存在具FOV控制合成影像之電影影像區域的視覺相交時方可見到。此原則適用於本圖之實施例的所有電影影像。
電影影像的尺寸或放大係由其"足跡",或包含電影影像之FOV控制陣列型樣的長度所固定。此係電影平面內影像與其他類具有固定尺寸之合成影像-電影平面內影像之間的區別。電影FOV控制合成影像的放大可予改變,其係經由例如改變該FOV控制影像圖示/聚焦元件(例如微透鏡)縮放比,或經由有關微透鏡陣列之FOV控制影像圖示之陣列的角度不重合,但電影平面內影像的尺寸實質上將不改變。因而,FOV合成影像之放大的改變未改變電影平面內影像的形狀或長度,而是改變FOV合成影像之放大,改變了其視覺上與電影影像相交或重疊的程度(即填滿、過度填充或未填滿)。
圖51a-c的所有圖示資訊2045、2050、2055可結合而形成圖51d中所示之圖示2065的複合組合,並於圖52中放大。當電影平面內影像被"啟動"時,圖示資訊以附加方式2065而結合,使得電影影像2052及2057視覺上將模糊一致深度效果Zuni熊合成影像。此組合係經由使用該圖示集上"結合"函數而製造,將於下列詳細討論。
圖51及52之合成圖示集2065的效果顯示於圖53a-j中。圖示影像區2072內合成圖示影像2075、2080、2085係經由合併或結合三不同圖示型樣2045、2050、2055而產生。圖53j顯示該三型樣於一致材料2070上位置2115結合。為說明之故,圖示型樣2045、2050、2055的個別貢獻以不同艙口型樣顯示於圖53a、d、g中,所以可理解他們對於總合成影像效果的貢獻。當然,如圖53j中所示,圖示影像的實際複合組合將不顯示任何區別。
由於不同圖示型樣2045、2050、2055的重複期間通常將不同,圖53a、d、g中所示特定圖示影像區2072並不代表一致材料2070之所有位置之所有圖示的一致圖示影像型樣。該特定圖示型樣區應用至圖53b、e及h中所示一致材料2070之中心的點2115。合成圖示影像型樣的形式依據包含他們及一致材料2070上他們位置之圖示型樣的縮放因子,而可或不可與一致材料的其他位置重複。
由於可由每一聚焦元件聚焦之圖示平面區域的尺寸大於聚焦元件陣列或圖示陣列型樣的重複尺寸,所以圖示影像元件2075、2080及2085不必要完全置於單一圖示影像區2072之虛擬邊界2072的單一位置內。
圖53a顯示三不同圖示影像2075、2080及2085,他們攜帶來自一致材料2070上點2115之個別圖示型樣2045、2050及2055(圖51a-c)的合成影像資訊。如圖53c中所示,圓形代表當從垂直右側的角度2125檢視一致材料2070時,例如一致微透鏡(圖中未顯示)的焦點2090。一致材料2070上點2115因而顯示當從檢視點2120觀看時電影乳齒象型樣的部分。如圖53b中所示之類似的方式,當從檢視點2120檢視時,一致材料2070中其他聚焦元件亦將聚焦於電影乳齒象圖示型樣影像2055上,因而使電影乳齒象合成影像2110可見。
圖53b亦顯示,在電影乳齒象合成影像2100之邊界外部區域中,將看見深Zuni熊合成影像型樣2095。從檢視點2120,一致材料2070因而針對Zuni熊的深合成影像型樣而呈現平面內電影乳齒象頭2110的合成影像。
當點2115的檢視點改變如圖53f中所示時,使得以垂直於其上表面的角度2130進行一致材料2070的檢視2122,經由一致材料2070所呈現合成影像的表面便改變。圖53d顯示,代表焦點2090現在已偏移至圖示區2072的中心,且其不再落在圖示影像2085上,而是在圖示影像2075、2080及2085之間的背景區域上。如圖53e中所示,一致材料2070上點2115處將看不到合成影像。一致材料2070上的其他點將顯示Zuni熊合成影像2095,但電影影像2110、2145將均無法從檢視點2122看見。本質上,電影合成影像2110及2145均被"關閉"及無法看見-僅可從該檢視點穿越一致材料2070的面而看見Zuni熊圖示合成影像型樣2095。
當點2115的檢視點再次改變時,如圖53i中所示,使得一致材料2070以垂直左側的角度2135而檢視2124,代表焦點2090的位置便落於圖示影像2080上(顯示於圖53g中),其為電影Lascaux洞穴馬圖示型樣2050所提供圖示影像的元件或部分。圖53h顯示,結合經由或藉其他聚焦元件而從相同檢視點2124所檢視的他類似焦點,一致材料現在以Lascaux洞穴馬電影合成影像之邊界2140外側可見的深背景Zuni熊合成影像2095,顯示電影Lascaux洞穴馬型樣合成影像2145。
圖53a-j因而描繪可變的合成影像效果,其可從合成圖示集2065(圖52)的不同檢視角度看見或呈現。在圖53a-j的範例中,經由平行於一致材料之垂直尺寸(如圖示)旋轉環繞軸線2073的檢視點,而獲得所有檢視角度。此僅為一範例,可由本技藝中技藝熟練人士以許多不同方式予以延伸。例如,圖示型樣可經設計而於經由環繞軸線2073旋轉以檢視一致材料時顯示合成影像集,並於一致材料環繞垂直於軸線2073之軸線旋轉時顯示不同合成影像集。本方法之無限範圍的變化清楚地處於本發明的範圍內。
圖54-57為從不同角度或檢視點檢視一致材料時,提及有關結合圖示集以獲得不同合成影像視覺效果的圖示代表。如圖49-53所示,由於其未實際顯示典型的圖示影像之實際縮放及產生之典型的合成影像之實際縮放,所以該些圖為縮放的圖示代表。在該些圖中,每一標籤A的頂部影像為另一合成圖示集的圖示代表。超出縮放的該些影像的部分為電影影像圖示之陣列所形成之型樣2161的邊界。為了描繪方便,部分A中所顯示電影乳齒象圖示影像跨越少量的Zuni熊圖示影像。實際上,其將產生具粗糙影像解析度之極小的電影影像。
在實際應用中,電影平面內影像型樣2161可輕易地跨越數千圖示影像,但其無法以附圖清晰地描繪。而是電影影像的縮小版本及其相關圖示型樣顯示於該些圖的部分A中。該些圖的部分B及C描繪將經由結合具有部分A之設計方法的適當縮放的圖示型樣之一致材料製造的合成影像。部分A的Zuni熊影像被理解為經合成放大而形成部分B及C的深Zuni熊合成影像。該深Zuni熊影像係經製造圖示影像之陣列及聚焦元件之相關陣列,例如微透鏡,而合成形成及放大,以如先前所討論的形成一致深合成放大影像。雖然部分B及C的電影乳齒象型樣跨越深Zuni熊合成影像的許多重複,若顯示其實際相對縮放,便可跨越部分A之數百或數千的Zuni熊圖示影像。
圖49-53呈現經由圖形附加而結合的合成圖示集。該圖形的布林函數可於電腦輔助設計程式中執行,例如AutoCAD。如圖54-61中所示,其他圖形的布林函數可用於製造合成圖示集。
該些圖中顯示的合成圖示型樣僅為無限種可能組合的少數。除了圖54-61中所呈現的組合外,該些觀念及設計原理的大量延伸對於熟悉本技藝的工作人員而言將是顯而易見的。獲得該些合成圖示型樣的方法總結為依據下列系統的簡寫形式:B=Zuni熊圖示集(深)M=全乳齒象影像FM=電影乳齒象圖示集+=結合圖形的布林函數-=減去圖形的布林函數∩=相交圖形的布林函數
為進行描述,吾人將假定Zuni熊圖示集經設計而產生深合成影像。圖54a顯示以下列方法製造的合成圖示集2160(B-M)+(FM-B),或置入文字:"從Zuni熊圖示集扣除全乳齒象影像,並以該合成圖示集結合從電影乳齒象圖示集扣除Zuni熊圖示集所製造的型樣"。
如圖54b中所示,假定合成影像呈現黑色,且背景為白色,一致材料2162呈現藉圖示組合產生的合成影像效果,其將為具白乳齒象形平面內區域2170的全黑Zuni熊深合成放大影像型樣2165,其中當經由聚焦元件(未顯示)之相關陣列而從(例如)垂直於影像之平面及垂直左側的位置檢視時,將看不見Zuni熊深型樣。如圖54c中所示,當從垂直於影像之平面右側的位置檢視時,該材料將顯示具包含負(白)Zuni熊深型樣2180之黑乳齒象形平面內區域2175的全黑Zuni熊型樣2165。
圖55a顯示以下列方法製造的合成圖示集2185(B-M)+(M-B)或"從深Zuni熊圖示集扣除全乳齒象影像,並以該合成圖示集結合從全乳齒象影像扣除深Zuni熊圖示集所製造的型樣"。
結果一致材料2187合成影像顯示於圖55b、c中;具黑平面內乳齒象頭2195的全黑Zuni熊深型樣2190,其中見到負(白)Zuni熊深型樣2200。由於使用全乳齒象影像取代電影乳齒象圖示型樣,當從垂直檢視點、垂直左側檢視點(圖55b)或垂直右側檢視點(圖55c)觀看,材料的一般表面未改變。本質上,全乳齒象影像為從垂直及垂直左與右側之所有檢視點所見的平面內型樣(非電影平面內影像)。因而,該全乳齒象影像從所有檢視點顯現為"開啟"。由於Zuni熊合成影像2190及2200為深合成影像,其將呈現從不同檢視點的視差移動,同時平面內黑乳齒象頭合成影像2195將否。一個結果為隨著檢視點的改變,Zuni熊合成影像2190、2200將於平面內黑乳齒象頭合成影像2195的相對位置中偏移。當Zuni熊合成影像從平面內乳齒象頭2195的外部跨越進入時,Zuni熊合成影像將從黑2205改變為白2210。
有關本實施例的進一步範例,圖56a顯示以任一該方法所製造的合成圖示集2215(B-M)+((B+FM)-(B∩FM))或(B-M)+((B+FM)-(B-(B-FM)))。
上述第一方法定義:"從深Zuni熊圖示集扣除全乳齒象影像,結合從深Zuni熊圖示集與電影乳齒象圖示集之組合扣除深Zuni熊圖示集與電影乳齒象圖示集之相交所製造的型樣"。
第二方法不需執行相交函數便獲得相同結果。
結果合成影像顯示於圖56b及c中。當從垂直於一致材料2217之平面或垂直左側的角度檢視時,看見全黑Zuni熊深合成影像型樣2220(圖56b)。當經由微透鏡(未顯示)的相關陣列並從垂直右側的角度檢視時,看見黑平面內乳齒象頭2225,其內看見負(白)Zuni熊深型樣2230。如先前有關圖55之合成影像的說明,其中當深Zuni熊合成影像從平面內乳齒象頭2225的外部跨越進入時,深Zuni熊合成影像將從黑2235改變為白2240。
圖57a-c中呈現本實施例之方法的另一範例。圖57a顯示以下列方法製造的合成圖示集2245(B+FM)或"深Zuni熊圖示集結合電影乳齒象圖示集"。
結果合成影像顯示於圖57b及c中。當經由微透鏡的相關陣列並從垂直於一致材料2250之平面或垂直左側的角度檢視時,看見全黑深Zuni熊型樣2255(圖57b)。當從垂直右側的角度檢視時,看見黑平面內乳齒象頭2260,其具有保持環繞的全黑深Zuni熊型樣2255。
為了說明之故,圖51-57的範例描繪深合成放大影像及一或多個平面內合成影像。顯而易見的是一致材料可呈現任一效果組合,且每一效果彼此獨立。一致材料可呈現任一類型之合成影像的多重性,包括但不限於深、超深、浮動、超浮動、飄浮、形態、3-D、移動、環繞及電影。範例包括但不限於:單一電影影像;具第二電影影像的非電影平面內影像;以相同或不同方向移動之相同或不同縮放的二移動影像;具平面內電影影像及浮動影像的超深影像;具電影影像的飄浮影像等。
此外,依據文中所提及的方法,平面內一致合成影像的FOV可以一或多個附加的一致合成放大影像加以控制。圖49-57顯示浮動合成放大影像如何而可用於提供平面內電影影像的FOV控制。該些方法可延伸而提供除了電影平面內影像以外其他類型合成影像的FOV控制。為展現該些方法的普遍性,圖58-61描繪深合成影像型樣之FOV控制的移動合成影像的應用,及移動合成影像的深合成影像FOV控制。
圖58呈現二重疊圖示集或陣列2265、三角形移動圖示集2270及深Zuni熊圖示集2275。移動圖示集2270與深圖示集2275的縮放略有不同,且已於實質上與深圖示集2275之軸線校正的一致微透鏡陣列結合時,賦予該移動圖示集偏斜角度,而獲得選擇的放大。
圖59a中放大顯示二重疊圖示集2265的中央部分,更清楚地顯示移動圖示集2270與深圖示集2275之間重疊的不同型樣。圖59b呈現合成圖示集2280,其為執行圖示集2270及2275上圖形的布林相交函數的結果。可清楚地看見結果圖示的改變極大。
圖60描繪先前於圖58中所顯示圖示集之較大區域上相交的圖示型樣之非均勻性。由於二原始型樣的不同縮放及原始移動型樣的偏斜角度,可見到合成圖示型樣2280的尺寸及密度引人注意地改變。
當使用合成圖示集2280的放大區域製造一致材料2285時,結果合成影像效果顯示於圖61a-f中。圖61-a、c及e顯示,隨著一致材料環繞通過圖中間從頭到尾之垂直軸線而日益增加地旋轉,三角形移動FOV影像2295及深Zuni熊影像2290的互動2300。圖61b、d及f顯示分別相應於圖61a、c及e之一致移動材料的表面。(為求清晰,該些圖未呈現按透視法縮短或透視之旋轉的一致材料2285)。
在圖61a-f中,深圖示集2275及移動圖示集2270歷經圖形的布林相交函數。相交函數產生一型樣,其僅保持呈現二型樣之原始型樣的該些部分-換言之,該二原始型樣的重疊區域。相交的合成圖示型樣2280(圖60)所產生的合成影像因而具有一FOV,其由該二合成影像之重疊所控制。圖61a-f呈現一範例,其中三角形移動合成影像2295的放大大於深Zuni熊合成影像2290的放大。
每一合成影像的FOV受其他而調變,但每一合成影像的其他屬性則彼此獨立。因而圖61a中三角形移動合成影像2295顯現為以正視差方式隨著一致材料2285環繞垂直軸線(圖61c)旋轉而向下移動,並隨著一致材料2285進一步環繞該垂直軸線旋轉而進一步向下(圖61e)。亦應注意的是,由於垂直90度移動合成影像旋轉,所以三角形移動合成影像2295的旋轉方位與其圖示2270的旋轉方位不同。
同時,深Zuni熊合成影像2290顯現為隨著一致材料2285環繞垂直軸線旋轉而以視差向右移動(從圖61a至圖61c,最後到圖61e)。任一合成影像之唯一可見到的地方,相應於落在三角形移動合成影像2295之內部的深Zuni熊合成影像2300,而處於其視覺相交或重疊區。圖61a之合成影像互動的視覺表面顯示於圖61b中,其中僅可見的合成影像為三角形移動合成影像2295之長度內為界的深Zuni熊2300。隨著一致材料2285環繞垂直軸線而旋轉(圖61d),三角形移動合成影像2295有效地製造對於深Zuni熊2300之能見度的滑動視窗。同時,深Zuni熊2300顯現為隨著一致材料2285旋轉而以其本身適當視差向右移動。
如圖61f中所示,一致材料2285環繞垂直軸線的進一步旋轉,使三角形移動合成影像2295進一步向下移動,及深Zuni熊2300進一步向右移動。使一致材料2285環繞例如水平軸線之不同軸線而傾斜或旋轉,將使二互動合成影像2290及2295以其本身特有方式移動,但總是滿足總型樣之FOV係由二影像的屬性控制之要求。
因而其展現移動合成影像之能見度的FOV或型樣可由深合成影像控制(移動合成影像的唯一可見部分為視覺上與深合成影像相交或重疊處),及深合成影像之能見度的FOV或型樣可由移動合成影像控制(深合成影像的唯一可見處相應於與移動合成影像相交或重疊處)。
若使用較大FOV控制合成影像,便可以電影似的方式啟動及關閉移動合成影像。該FOV控制合成影像可為移動、深、浮動、飄浮或其他一致影像類型。
該些方法可通用於所有類型之合成影像的FOV控制,並可應用於二個以上影像。
另一參數的特徵在於FOV控制合成影像為其開/關轉換屬性。由於該些型樣具有明顯的邊緣,浮動FOV控制合成影像2007(圖49、50)及移動FOV控制合成影像2295(圖61)具有"硬"開/關轉換。當圖49及50中所示位置之間浮動FOV控制合成影像2007為不完全時,型樣的邊緣將落於電影乳齒象邊界2005的內部,留下可見的部分乳齒象。此可為一些應用中的所需效果,但其亦可能製造具有"軟"開/關轉換的FOV控制合成影像,其中受控制之合成影像的密度淡出,取代隨FOV控制合成影像之"硬"邊緣通過而突然終止。
獲得"軟"開/關轉換的一種方法為使用FOV控制合成影像之邊緣上的灰階效果。如同文中先前所提及的,合成影像灰階效果可以許多方式完成。圖62a-b及63呈現獲得FOV控制合成影像中"軟"開/關轉換之灰階方法的應用範例。圖示影像2305為具深度迴旋邊緣2310的方形型樣。若製造圖示影像的陣列,其中每一圖示影像與圖示影像2305相同,且每一均同樣地置於其圖示區內(參照例如圖53中圖示區2072),那麼結果合成影像的外表(由結合圖示影像之陣列的一致材料所形成)將與圖示影像2305相同。該合成影像將具有深度迴旋硬邊緣,恰如所合成的圖示影像。
然而,若圖示影像係置於其圖示區內不同位置,使得圖示的迴旋邊緣從一個替換為另一個,結果合成影像2315的邊界(未繪出而縮放有關圖示影像2310)可呈現逐漸密度轉換,從最大內部2320密度,經由重疊區2325至轉換區2325外部的最小密度2340。
圖63描繪合成影像2315的灰階外表,其中合成影像的密度依據每一區域中重疊的圖示影像數量而改變。實際上,光學像差、衍射及其他效果將傾向於進一步使跨越轉換區的梯度平滑。
若合成影像2315用做FOV控制合成影像,且若合成影像2315的尺寸大於其所控制的合成影像,那麼所控制合成影像的開/關轉換將是軟的,因為所控制合成影像的密度將隨著合成影像2315之轉換邊緣區通過而淡出。
電影合成影像型樣典型地具有一長度-表示FOV控制合成影像不存在之長度之外,替代呈現之邊界。當電影合成影像處於其"關閉"狀態時,因為光線散射經由或環繞聚焦光學,電影合成影像的輕微鬼影保持可見。當電影合成影像結合整體深、超深、浮動、超浮動、飄浮或移動合成影像時,第二合成影像所提供散射光線的呈現,大大地降低"關閉"電影鬼影的能見度。
在結合隔離的電影合成影像的一致材料中,"關閉"電影鬼影的能見度可經由導入提供與電影鬼影之相同程度密度的背景色調之圖示型樣而予抑制。該圖示型樣可經設計,藉刻意不協調該型樣的期間與聚焦元件陣列的期間,而不形成一致的合成影像。電影鬼影抑制圖示型樣可為隨機、虛擬隨機、循環、聚焦元件期間的不合理多路、Penrose鋪磚或其他適當幾何,以避免合成影像的形成。
大圖示影像內類似隨機型樣的結合通常因為不同理由而需要。有時在凹版印刷-刮墨步驟期間不保持其填充的較大空隙以及較小空隙的狀況下,便使用形成圖示的空隙及填充方法。經由將隨機、虛擬隨機、循環或其他非合成影像形成型樣中柱狀、脊狀或其他適當形狀併入較大空隙,可獲得改進之圖示填充材料的保持,使其有效地作用如同其較小。
儘管已顯示及描述示範實施例,對於本技藝中一般技術人士將顯而易見的是,可進行所描述之本發明的大量改變、修改或替代。所有該改變、修改或替代因而可於本發明的範圍內看見。
1、2、3、9、48、52、62、192、215、234、240、262、266、274、280、292、302、308、316、374、400、413、456、463、484、486、488、986、1056、1080...透鏡
4、108、112、129、137、162、164、172、184、313、315、317、323、325、327、329、330、331、332、410、462、474、610、611、910、912、996、1020...圖示元件
5、200、398、408、420、442、458、1081...光學隔片
6、321、340、388...密封層
7...總厚度
8、510、775、820、834、842、866、896、930、966、990...基底
10、106、123、134、146、174、206、228、248、258、268、270、282、286、294、304、318、322、424、428、496、500、504、522、613...影像
11...重複期間
12...微光學系統
12...一致移動材料
14、28、34、38、89、90、91、102...合成放大影像
16...水平軸
18...擺動或轉動
20...正視差移動
22、24...點輪廓
26...一致深材料
30、2020...觀察者
32...一致浮動材料
36...一致飄浮材料
37...方位角方位參考
38...一致飄浮影像
40...六角形陣列型樣
40、42、44...陣列型樣虛線
42...方形陣列
44...等邊三角形陣列
46...圓形底座幾何
46、60、210、1008、1028、1042、1066、1098、1112...微透鏡
48、50...圓形
52...不完全六角形
54...不完全正方形
58...不完全三角形
60...六角形底座幾何
62...正方形
64...三角形
66...虛線
68、70、72、74、76、78、436...區
80...透鏡陣列
82...規則的週期陣列間隔
84...圖示元件陣列
86...陣列軸線方位角
88、307、348、360、362、1006、1018、1050、1052、1070...材料
92、94...圖示元件型樣
96、100...放大插頁
98...合成放大OPM影像
98...圓形圖示元件
102...星形圖示元件
104、2140、4013...邊界
107...右側
110...支撐材料
113...微結構
113...空隙
114、822-832、844-856...微結構圖示元件
115...固體區
116、872、876、904、920...正圖示元件
118...透明的背景
120...彩色的、染色的或著色的背景
122、874、924、928...負圖示元件
124...短焦點透鏡
126、130、168、198、309...光學隔離板
128、132、152、156、182、194、208、242、246、264、276、278、402、422、442、471、1030...圖示平面
136...長焦點透鏡
140...升高透鏡
144...透鏡支撐台
148...非升高透鏡
150...光學隔離
152、170、182、208、276、278、296、298、300、310、314、376、442、460、492、821、836、837、868、898、932、994、1030、1058、1082、1102、1510...圖示層
154...圖示隔離板
158、160...距離
166...聚焦反射鏡
167...金屬化的反射鏡
176...不透明的上層
178...孔徑
180...光學隔離板元件
188...全折射材料
190、610、611、616、618、640、642、650、652、660、662、696、704、716、2075、2080、2085、2305、2310...圖示影像
195...選擇地密封層
196...總折射系統厚度
199...混合折射/反射材料
202...反射層
212...總系統厚度
214、232、230...折射系統
215、240...正透鏡
216、232...頂層
218、236、820、834、866、896、930、984...選擇的基底
218、236...選擇的膜基底
220、232、238...可剝落層
220、238...負透鏡結構
222...散射光
224、226、252、254、936、938、956...區
252、254...竄改
256...剝落
256...剝落層
260、290、306...雙面材料
268、270、274、280、282、284、286、288、294、304、318、322...成像
272...雙面實施例
277、298...圖示層隔片
287、289...系統
306、348、364...系統材料
311...透明的微結構圖示層
313、315、317...浮雕表面
319...虛線
320、324...光線散射
323、325、327...著色的或染色的材料
323、325、327...填充材料
325...厚度變化
326、333...實施例
328...高折射率材料
329、331...高折射率包覆的圖示元件
334...相位介面
335...透明的浮雕微結構圖示
336...量
337、339、341、342、344、882、972、978...平面圖
338...選擇的膠黏劑
347、375、520...印刷
350、838、839...層壓膠黏劑
352、372、375、377、380、382、384、386、390、392、394、396、404、406、414、416、518...印刷元件
354、510...纖維基底
358、368...非纖維基底
366...膠黏劑元件
370...選擇的印刷元件
373、775、820、834、842、866、896、930、966...透明基底
374、400...透鏡區
378...非光學基底
402、2050、2055、2065、2270...圖示
412、570、632、634、636、640、650、660、2072...圖示區
418、438、792...球面透鏡
438...非球面透鏡
426、430、446、450、470、475、478、482、498、502、506、802、998、1022、1088、1118、1132...焦點
432、954、960、1516...箭頭
434、454...對焦區
444...垂直檢視角度
448...傾斜檢視角度
452...平坦視場
461...薄圖示元件
464...垂直方向
466...垂直影像焦點
468...傾斜角度影像
471、472...厚圖示平面
476...垂直影像
480...傾斜影像
492...厚圖示層
493、495、498、1004、1024、1086、1116、1130...焦距
494...厚圖示元件
496...中心
508...執行緒
510...纖維文件基底
512...內部區
514...視窗化區
516...包覆的密封層
516...密封或掩蔽層
517...膠黏劑層
521...上表面
522...影像效果
524...寬度
570、572、574、576、578、596、598、698、700、702、706、708、710、714、718、2075、2080、2085...圖示影像元件
580、584、586、600、602、604、612、626、670、672、686、690、694、1048、1095、1114、1126、1134、1126、2315...合成影像
582、606、608...重疊區
588、605...非重疊區
594...六角形圖示型樣
596、598、1084、1117、2045、2050、2055...圖示型樣
609...六角形圖示區
620、622、626...合成的合成影像
624...內部
628...顏色密度邊緣
630...顏色密度內部
632...三角形
640...單一圖示區
644、654、664...前景訊框
646、656、667...角落元件
648、658、668...背景訊框
646、667...疊錐形間隙型樣
656...角落型樣
672、674...中空管
674...最近端
674...中空管影像
676...角落
676...最近面
678...最遠端
678...最遠面
680、738...單一影像放映機
682、686...圓錐形
684、688、692...深度平面
684、688、692...影像平面
684、690、692...超深影像平面
684...最淺深度平面
684、688、692...合成影像平面
686、690、694...UNISON字
686、690、694...UNISON影像
688...中間深度平面
692...最深深度平面
730...單一圖示影像
732...結合的圖示元件
740...平面
742...Brassempouy小姐(藝品)
742...物件
742...全合成影像
744...深合成影像空間
746...浮動合成影像空間
748、752-762...深影像平面
750、764-774...浮動影像平面
756-774...選擇的深度平面
777...包覆的圖示層
780、788、922...中央區
782、790...焦點屬性
784...六角形底座多帶狀透鏡
786、794...聚合物基底
796...側面區
798...垂直模糊
800...外部區
804...圖示平面區
806...角落區
808...散射
779、822...非對稱空隙型樣
781、823...對稱空隙型樣
783、824...光線陷阱型樣
785、825...全像攝影表面凸版印刷型樣
787、826...通用繞射表面凸版印刷型樣
789、827...二元結構型樣
791、828...一般階梯形凸版印刷型樣
793、952、962...指向性包覆材料
793、840、934、1016...包覆層
795、829...隨機粗糙及虛擬隨機粗糙型樣
797、830...名義平坦表面型樣
799、831...凹面型樣
801、832...凸面型樣
838、840、841、870...包覆材料層
843...層壓基底
844-864...微結構圖示影像元件
870、1016...選擇的包覆材料
871...凹處或空隙
872...正圖示影像元件
872...正圖示區
874...負圖示影像元件
875...凹處
876...填充的正圖示
878、902、948、997、1512、1520...圖示填充材料
880...填充的負圖示
880、892...填充的負圖示元件
884、888...周圍的背景外表
884...周圍背景區域
886...物件型樣
886、890...填充的正圖示元件
893...高集中
894...不足
900、934、967、968、969、970、1016...包覆材料
908...物件型樣微結構
916...第一圖示填充材料
918...第二圖示填充材料
920...填充的區域
926、928、1508...圖示微結構
926...正微結構圖示元件
928...負微結構圖示元件
931...抑制的形狀
931...抑制的區域
935...呈現
936、938、946、950、951、956、958、964...托架
939...平坦部分
940...熱膠黏劑層
942...熱戳記箔包覆
942...箔層
944...易碎漆器層
946...單件
950、951...組合
967...定型的包覆材料
968、982...全厚度包覆材料
969...部分厚度包覆材料
970...零厚度包覆材料
976...背景
980...部分或零厚度包覆材料
984、990...選擇的透明基底
988...光傳輸材料
992、1012、1065...間隙
1000、1010...透鏡片
1002、1014...圖示片
1026...波紋放大系統
1028...放大系統透鏡
1032、1034、1059、1060...隱蔽圖示型樣
1038...公然可檢視合成影像
1040、1064...隱蔽鑑別透鏡片
1042、1066...隱蔽鑑別透鏡片透鏡
1044...光學耦合材料
1054、1056...放大系統
1056...放大透鏡
1058、1102...第一圖示層
1063...浮動合成影像
1063...隱蔽合成影像
1063...第一隱蔽合成影像
1068...第二合成影像
1078、1096...水一致波紋放大系統
1088...空氣焦點
1090...空氣中合成影像投射
1091...中心高度
1092、1128...流體
1092...選擇的浸入流體
1096...多路影像水一致系統
1098...水一致微透鏡
1100...第一光學隔片
1102、1117...第一圖示型樣
1104...第二光學隔片
1106...第二圖示層
1108...第三光學隔片
1110...第三圖示層
1111...第三圖示型樣
1112、1120、1128...媒介物
1116...空氣中焦距
1119...第二圖示型樣
1120...水
1120...液體
1122...流體浸入焦距
1124...水浸入焦點
1510...聚合包覆圖示層
1502...凝膠或液體聚合物
1502...凝膠或液體聚合物包覆
1504...圖示微結構工具
1514...刮墨刀
2000...一致電影膜
2005...格式化乳齒象頭
2005、2052、2057、2110、2145...電影影像
2005...電影影像區域
2005...電影平面內影像
2005...電影平面內影像乳齒象頭
2005...電影乳齒象邊界
2007...視場控制合成影像
2007...浮動FOV控制合成影像
2007、2010...視場合成放大影像
2015...視覺相交
2025...視覺投射
2030、2120、2122、2124...檢視點
2045...Zuni迷信熊圖示型樣陣列
2045、2050、2055...圖示資訊
2050...視場控制圖示
2050、2055...視場控制圖示陣列型樣
2050...電影Lascaux洞穴馬圖示型樣
2052...Lascaux洞穴馬
2052...電影影像Lascaux洞穴馬
2055...電影乳齒象圖示型樣影像
2057...乳齒象
2057...電影影像乳齒象
2065...附加方式
2065、2160、2215、2245、2280...合成圖示集
2070、2162、2187、2217、2250、2285...一致材料
2072...圖示影像區
2072...虛擬邊界
2073...軸線
2075、2080、2085...合成圖示影像
2090...代表焦點
2095...深Zuni熊合成影像型樣
2095...深背景Zuni熊合成影像
2100、2110...電影乳齒象合成影像
2110...平面內電影乳齒象頭
2110、2145...電影合成影像
2115...位置
2115...點
2125、2130、2135...角度
2145...電影Lascaux洞穴馬型樣合成影像
2161...型樣
2161...電影平面內影像型樣
2165...全黑Zuni熊深合成放大影像型樣
2165...全黑Zuni熊型樣
2170...白乳齒象形平面內區域
2175...黑乳齒象形平面內區域
2180、2200、2230...負(白)Zuni熊深型樣
2190...全黑Zuni熊深型樣
2190、2200...Zuni熊合成影像
2195、2225、2260...黑平面內乳齒象頭
2195...平面內黑乳齒象頭合成影像
2195...平面內乳齒象頭
2205...黑Zuni熊合成影像
2210...白Zuni熊合成影像
2220...全黑Zuni熊深合成影像型樣
2235...黑深Zuni熊合成影像
2240...白深Zuni熊合成影像
2255...全黑深Zuni熊型樣
2265...重疊圖示集或陣列
2270...三角形移動圖示集
2275...深Zuni熊圖示集
2275...深圖示集
2280...合成圖示型樣
2290...深Zuni熊影像
2290、2300...深Zuni熊合成影像
2295...三角形移動FOV影像
2295...三角形移動合成影像
2295...移動FOV控制合成影像
2300...互動
2300...深Zuni熊
2310...深度迴旋邊緣
2320...最大內部
2325...重疊區
2325...轉換區
2340...最小密度
4017...區段
4019...合成的電影平面內影像
參照附圖,可較佳地理解本發明的許多觀點。為清楚地描繪本發明的原理,附圖中組件不需縮放而係強調。再者,附圖中,遍及多圖的相同參考編號配賦相應零件。
圖1a 為微光學系統的截面圖,例示本發明的一實施例,提供該系統之影像的正視差移動。
圖1b 為圖1a之實施例的等尺寸且把一部份切掉的圖。
圖2a 描繪圖1a-b之實施例的正視差合成影像移動效果。
圖2b-c描繪本系統之深及浮動的視覺效果。
圖2d-f描繪本系統之飄浮的旋轉所獲得的視覺效果。
圖3a-i為平面圖,顯示各式實施例及本系統之透鏡的對稱二維陣列之不同型樣的滿足因子。
圖4描繪圖示元件期間/透鏡期間比之變化所產生之深、一致、浮動及飄浮實施例效果的不同組合。
圖5a-c為平面圖,描繪圖示影像之合成放大如何可由本系統之透鏡陣列與圖示陣列軸現之間相對角度所控制。
圖6a-c為平面圖,描繪完成本系統之合成放大影像的變形效果。
圖7a-c為截面圖,顯示本系統之圖示層的各式實施例。
圖8a-b為平面圖,描繪'正'及'負'圖示元件實施例。
圖9為一截面圖,描繪用於製造具不同屬性之合成放大影像的區域之多層材料的實施例。
圖10為一截面圖,描繪用於製造具不同屬性之合成放大影像的區域之多層材料的實施例。
圖11a-b為截面圖,顯示本系統的反射光學及針孔光學實施例。
圖12a-b為截面圖,比較全折射材料實施例的結構與混合折射/反射材料實施例的結構。
圖13為一截面圖,顯示'剝去以展現'竄改指示材料實施例。
圖14為一截面圖,描繪'剝去以改變'竄改指示材料實施例。
圖15a-d為截面圖,顯示雙面系統的各式實施例。
圖16a-f為截面圖,及描繪藉本系統而製造灰階或色調圖示元件型樣及後續合成放大影像之三種不同方法的相應平面圖。
圖17a-d為截面圖,顯示結合印刷資訊之本系統的使用。
圖18a-f為截面圖,描繪本系統對於或併入各式基底及與印刷資訊結合的應用。
圖19a-b為截面圖,當各併入本系統時,比較球面透鏡之視場與平坦視場之非球狀透鏡的視場。
圖20a-c為截面圖,描繪使用本系統中厚圖示層所產生之效用的兩優點。
圖21a、b為平面圖,顯示本系統以貨幣做為"視窗化"安全執行緒的應用。
圖22描繪"視窗化"安全執行緒相關影像之本系統的正視差移動實施例。
圖23描繪本系統的半調色合成影像。
圖24a描繪使用本系統以製造結合的合成影像,其在尺寸上小於個別合成影像的最小特徵。
圖24b描繪使用本系統以製造圖示影像元件之間間隙的窄型樣。
圖25描繪將隱蔽、隱藏資訊併入本系統的圖示影像。
圖26描繪以本系統製造完全三維影像。
圖27a-b 描繪用於設計圖26之三維實施例的圖示影像的方法。
圖28描繪圖27之方法所產生的圖示影像。
圖29描繪圖27之方法如何可應用於複雜的三維合成影像。
圖30描繪具28微米之有效直徑的示範六角形底座多帶狀透鏡的中央區焦點屬性。
圖31描繪具28微米之直徑的球面透鏡的中央區焦點屬性。
圖32描繪圖30之六角形透鏡的側面區的性能。
圖33描繪圖31之球面透鏡的外部區的性能。
圖34a、b 描繪微結構圖示元件的另一實施例。
圖35a、b 描繪圖34a、b之微結構圖示元件進一步包括包覆材料。
圖36a、b 描繪圖34a、b之微結構圖示元件進一步包括層壓包覆材料。
圖37a-c 描繪正及負圖示元件。
圖38a-c 描繪填充的及包覆的微結構圖示元件的組合。
圖39a-c 描繪定型的包覆材料對於圖34a、b之微結構圖示元件的應用及組合。
圖40a-c 描繪定型的包覆材料之使用以製造圖示影像元件。
圖41a、b描繪文中所揭露之微光學系統的"鎖匙及金鑰"實施例。
圖42描繪圖41之"鎖匙及金鑰"實施例的另一實施例。
圖43描繪圖41之"鎖匙及金鑰"實施例的進一步實施例。
圖44a、b描繪文中所揭露之微光學系統的可浸入實施例。
圖45a、b、c描繪圖44a、b之可浸入實施例的另一實施例。
圖46描繪依據方位角檢視角度之微光學系統的實施例。
圖47描繪圖46之微光學系統的另一實施例。
圖48a-f描繪用於微光學系統之實施例的填充的微結構之圖示元件的製造方法。
圖49a為一俯視平面圖,例示微光學系統的又另一實施例,其中一合成影像調變或控制該系統所產生之另一合成影像的視場。
圖49b、c為圖49a之實施例的平面內影像區域的放大平面圖。
圖49d為圖49a之實施例的透視圖。
圖50a為從不同檢視角度之圖49a之實施例的俯視平面圖。
圖50b為從不同檢視角度之圖49d之實施例的透視圖。
圖51a-d描繪影像圖示設計方法,以控制圖49a-d之實施例的一或多個合成影像的視場,並將其與另一合成影像選擇地結合。
圖52為圖51a-d之實施例的影像圖示之示範複合組合的放大圖。
圖53a-j描繪三種不同的影像圖示陣列之每一圖示的示範結合,以製造三種不同的合成影像。
圖54a-c描繪製造與Zuni熊之深合成影像結合之乳齒象頭的平面內合成影像的實施例。
圖55a-c描繪圖54a-c之實施例的替代版本。
圖56a-c描繪圖54a-c之實施例的另一替代版本。
圖57a-c描繪圖54a-c之實施例的又另一替代版本。
圖58描繪製造與深Zuni熊影像結合之移動三角形影像的圖示型樣的實施例。
圖59a-b描繪圖58的放大段。
圖60描繪圖58之相交圖示型樣的非均勻性。
圖61a-f描繪對於圖58之圖示型樣的結合之圖形的布林相交函數的應用。
圖62a-b描繪灰階方法的應用,以獲得圖49-61之實施例的檢視視場(FOV)控制合成影像中軟開/關轉換。
圖63描繪相對於圖62的另一灰階方法,其中合成影像之密度依據每一區域中重疊之圖示影像的數量而改變。
1...微透鏡
2...透鏡直徑
3...透鏡
4...圖示元件
5...光學隔片
6...密封層
7...總厚度
8...基底
10...影像
11...重複期間
12...微光學系統

Claims (40)

  1. 一種微光學系統,包含:一平面內合成影像,具有邊界及該邊界內的影像區域,其視覺上實質置於基底的平面中,在該基底上載運該平面內合成影像;涵蓋在該平面內合成影像的該邊界內之圖示的一或多個控制型樣;及圖示聚焦元件的陣列,其定位以形成該圖示的一或多個控制型樣之至少一部分的至少一合成放大影像,該至少一合成放大影像提供用於檢視該平面內合成影像的侷限視場,該視場藉由移動該至少一合成放大影像進和出該至少一合成放大影像與該平面內合成影像之影像區域的視覺相交所提供。
  2. 如申請專利範圍第1項的微光學系統,其中當該至少一合成放大影像視覺上與該平面內合成影像之影像區域相交時,該平面內合成影像是可見的,且當該至少一合成放大影像視覺上未與該平面內合成影像之影像區域的任何部分相交時,則為不可見的。
  3. 如申請專利範圍第1項的微光學系統,其中該至少一合成放大影像之視覺投射的外觀尺寸大於該平面內合成影像的影像區域。
  4. 如申請專利範圍第1項的微光學系統,其中該平面內合成影像的所見量係由該至少一合成放大影像與該平面內合成影像之影像區域視覺上相交的量來決定。
  5. 如申請專利範圍第1項的微光學系統,其中圖示之控制型樣具有暗及亮圖示的區域。
  6. 如申請專利範圍第1項的微光學系統,其中該圖示的一或多個控制型樣包括具有在其平面內之對稱軸的影像圖示的平面陣列,且具有在該陣列內的重複期間,且該圖示聚焦元件的陣列包括具有在其平面內之對稱軸及具有在該陣列內的重複期間之影像圖示聚焦元件的平面陣列,該影像圖示聚焦元件的平面陣列係相關於該影像圖示的陣列來配置,其足夠該影像圖示聚焦元件形成該影像圖示之至少一部分的至少一合成放大影像。
  7. 如申請專利範圍第6項的微光學系統,其中該影像圖示之重複期間對該影像圖示聚焦元件之重複期間的比例實質上等於1,且該影像圖示之平面陣列的對稱軸與該影像圖示聚焦元件之平面陣列的相對應對稱軸係轉動地偏差。
  8. 如申請專利範圍第7項的微光學系統,其中提供正視差移動效果。
  9. 如申請專利範圍第6項的微光學系統,其中該影像圖示之重複期間對該影像圖示聚焦元件之重複期間的該比例大於1,或小於1,或該影像圖示之重複期間對該影像圖示聚焦元件之重複期間的該比例在該影像圖示及該聚焦元件的平面中是軸向地非對稱,在一對稱軸中縮放比小於1,及在其他對稱軸中縮放比大於1。
  10. 如申請專利範圍第1項的微光學系統,其中平面內 合成影像及該至少一合成放大影像產生不同的視覺影像。
  11. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該圖示的一或多個控制型樣包括複數個圖示陣列的複合組合,以產生視覺上不同的影像。
  12. 如申請專利範圍第11項的微光學系統,其中該複數個圖示陣列的一或多個包括具有不同重複期間的至少二圖示陣列,以產生視覺上不同的影像,該影像的至少之一呈現可變的合成視覺效果,該複數個圖示陣列係藉由圖形的附加而結合,較佳為圖形的布林函數,以形成該複合組合。
  13. 如申請專利範圍第2項的微光學系統,其中當該平面內合成影像為可見與不可見之間的轉換為硬開/關轉換,或軟開/關轉換其中之一。
  14. 如申請專利範圍第13項的微光學系統,其中灰階效果被併入至該至少一合成放大影像的邊緣,以產生該軟開/關轉換。
  15. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該圖示的控制型樣的至少之一包括該圖示的至少一控制型樣的背景,該背景包括一色調。
  16. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該圖示的一或多個控制型樣包括具有在該圖示陣列內的不同重複期間之至少二圖示陣列,以形成至少二視覺上不同的合成放大影像。
  17. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系 統,其中該圖示聚焦元件的陣列包括具有小於50微米之有效直徑的聚焦元件,或該系統具有小於50微米的厚度,或兩者。
  18. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該聚焦元件為非圓柱形聚焦元件,較佳為非球狀聚焦元件。
  19. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該圖示聚焦元件的陣列包括具有10微米至30微米間之有效直徑的聚焦元件。
  20. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該聚焦元件的陣列包括具有等於4或更少之F數的聚焦元件,較佳為等於2或更少之F數的聚焦元件。
  21. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中每一聚焦元件具有小於30微米的有效直徑。
  22. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該系統具有小於約45微米的總厚度。
  23. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該系統具有約10至約40微米的總厚度,或包括具有小於約40微米之焦距的聚焦元件。
  24. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中包括具有10至小於50微米之焦距的聚焦元件。
  25. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該圖示形成為基底中的凹處,該凹處形成可選擇地以具有與該基底不同折射率的材料、染料、金屬、著色 的材料、或其組合來填充之空隙。
  26. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該系統包括置於該聚焦元件上之透明的竄改指示材料。
  27. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該系統併入至安全或鑑別裝置。
  28. 如申請專利範圍第27項的微光學系統,其中該系統操作為文件的安全或鑑別系統,該文件係選自包括身份證、***、簽帳卡、駕照、財務文件、紙幣、支票及貨幣等群組,或被併入至貨幣文件的安全執行緒,或被併入至貨幣並包括機器可偵測特徵。
  29. 如申請專利範圍第28項的微光學系統,其中該安全執行緒為視窗化安全執行緒。
  30. 如申請專利範圍第29項的微光學系統,其中該視窗化安全執行緒結合一或多個著色的、染色的、填充的或包覆的密封層,以增加影像對比或提供附加的鑑別特徵,或包括導電性、磁性、NMR可偵測性之一或多個,或包括該聚焦元件背後的一或多個著色的、密封或掩蔽層。
  31. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該系統進一步包括一或多個定位於該圖示的一或多個控制型樣與該影像圖示聚焦元件的陣列之間的光學隔片。
  32. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該圖示係由一或多個無色的、透明的、不透明 的、塗墨的、彩色的、著色的或染色的材料的型樣來形成,或形成為基底之表面中的突出物,該突出物之間的空間可選擇地以具有一或多個與該基底不同折射率的材料、染料、金屬、著色的材料來填充,或該圖示為與其出現之背景相關的正或負圖示。
  33. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該至少一合成放大影像顯現為置於較該系統更深的空間平面上,或顯現為置於該系統上方的空間平面上,或顯現為在較該系統更深的空間平面與該系統上方的空間平面之間移動。
  34. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中當該系統繞著軸線傾斜時,該軸線實質上平行該系統的平面,該至少一合成放大影像顯現為在平行於該傾斜軸線的方向上移動。
  35. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該至少一合成放大影像顯現為從一或多個的形式、形狀、大小或顏色轉換為另一個的形式、形狀、大小或顏色。
  36. 如申請專利範圍第35項的微光學系統,其中該轉換係藉由圖示重複期間或聚焦元件重複期間中一者或二者的縮放變形而產生,或藉由結合該圖示的一或多個型樣中空間改變資訊而產生。
  37. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該至少一合成放大影像顯現為三維的。
  38. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該聚焦元件為非球狀聚焦元件,且其中該圖示係形成為基底中的凹處,該凹處形成可選擇地以具有與該基底不同折射率的材料、染料、金屬、著色的材料、或其組合來填充之空隙。
  39. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之微光學系統,其中該系統被併入至應用於物件的安全或鑑別裝置,其中該物件係選自下列群組:護照、身份證、駕照、簽證、出生證明、器官記錄、選舉人登記卡、選票、社會安全卡、債券、食物券、郵票及稅單;貨幣、紙幣中安全執行緒、聚合物貨幣中特徵及紙幣中特徵;所有權狀、契據、許可證、執照及證書;保付銀行支票、公司支票、個人支票、銀行收據、股票證書、旅行支票、匯票、***、簽帳卡、ATM卡、慈善***、預付電話卡及禮物卡;電影劇本、法律文件、智慧財產、醫療記錄/醫院記錄、處方簽/條簽及秘密處方;毛線及家庭護理商品;化妝品;嬰兒及家庭護理商品;健康用品;食物及飲料包裝; 乾貨包裝:電器、零件及組件;服飾、運動裝及鞋類商品;生技製藥;航太組件及零件;汽車組件及零件;運動商品;菸品;軟體;光碟片及DVD;爆竹;新穎物件、禮物紙及緞帶;書及雜誌;學校商品及辦公室用品;名片;運送文件及包裝;筆記本套;書套;書籤;比賽入場券及車票;博奕商品及裝置;家具商品;地毯及壁紙;珠寶及手錶; 手提袋;藝術品、珍藏品及紀念品;玩具;採購地點及推銷呈現;及應用於品牌產品或文件的產品標示及標籤物件,用於鑑別或提升,例如仿冒品,或用於資產追蹤。
  40. 一種合成微光學系統,包含至少二合成影像,該合成影像其中之一為平面內合成影像,該合成影像其中另一為合成放大影像,其中該至少一合成放大影像係操作以調變或判定該平面內合成影像之出現的量。
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