ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Эта заявка свидетельствует о преимуществе и предоставляет приоритет Предварительной заявке на патент США №60/817,298, поданной 28 июня 2006 г., которая включена в полном объеме путем ссылки.
Область изобретения
Изобретение касается системы воспроизведения изображения, которая в типичном варианте осуществления состоит из микроструктурных элементов пиктограмм в полимерной пленке. Данное изобретение также касается искусственной увеличительной микрооптической системы, которая в типичном варианте осуществления изобретения является выполненной в качестве полимерной пленки. Необычные оптические эффекты, созданные благодаря разным вариантам осуществления изобретения, могут использоваться в качестве защитного устройства для открытого и скрытого подтверждения подлинности валюты, документов и продуктов, а также для визуального наблюдения за продуктами, упаковками, печатными материалами, потребительскими товарами.
Уровень техники
Ранее делались попытки создания разных систем воспроизведения изображений. В типичных системах воспроизведения изображений применяют традиционные технологии печати. В некоторых системах воспроизведения изображений применяются голографические изображения и/или рельефные особенности изображения. Все эти системы имеют недостатки, которые касаются характера и качества представленного изображения. Т.е., все они имеют недостаток, который заключается в том, что они легко подвергаются копированию, а значит, не могут служить как средство подтверждения подлинности или защитного устройства.
Разные оптические материалы используются для обеспечения систем изображений для установления подлинности валюты и документов, чтобы идентифицировать и отличить данные продукты от подделанных и обеспечить визуальное наблюдение за изделиями и их упаковкой. Примерами могут служить голографические изображения и другие системы изображений с линзовидными структурами и матрицами сферических микролинз. Голографические изображения все больше применяются для кредитных карточек, водительских прав и этикеток, которые носят на одежде (бейджи).
Пример линзовидной структуры для обеспечения защиты документа представлен в Патенте США 4,892,336 Kaule et al., который касается защитной нити, которая вводится в документ для обеспечения мероприятий против фальсификации. Защитная нить является прозрачной и имеет защитную нить на одной стороне, а на противоположной стороне находится ступенчатая линзовидная структура (на основе линзы Френеля), скоординированная с печатным узором. Линзовидная структура описывается как состоящая из множества параллельных цилиндрических линз или, в альтернативном варианте, сферических или сотовых линз.
В патенте США 5,712,731, Drinkwater et al., описано защитное устройство, которое содержит матрицу микроизображений (пиктограмм) вместе с матрицей, которая составляется, в основном, из сферических микролинз. Эти линзы также могут быть астигматическими. Каждая из линз, как правило, имеет размеры 50-250 микрон с типичным фокусным расстоянием 200 микрон.
Все эти варианты осуществления имеют один недостаток. Они имеют относительно толстую структуру, которая не подходит для использования при проверке подлинности документов. Используемые в этих вариантах цилиндрические или сферические линзы обеспечивают узкое поле зрения, которое приводит к размыванию изображения и требует точной и сложной настройки фокальной точки линз относительно соответствующих изображений. Кроме того, они проявили себя как особенно эффективные в качестве мер безопасности или мер против фальсификации.
Из-за этого и других недостатков в промышленности существует необходимость в защищенных и визуально уникальных оптических материалах, которые разрешают проводить открытое установление подлинности валюты, документов, промышленных изделий и продуктов, и в оптических материалах, которые обеспечивают визуальное увеличение промышленных изделий, продуктов и упаковки.
Краткое описание изобретения
Данное описание касается системы воспроизведения изображения, такой, как микрооптическая система воспроизведения изображения. Например, в одной форме может обеспечиваться искусственная оптическая система изображения, которая включает матрицу фокусирующих элементов, и система изображения, которая включает или состоит из матрицы или узора из элементов пиктограммы, таких, как описано ниже, причем микроструктурные элементы пиктограмм являются составленными таким образом, чтобы вместе образовывать, по крайней мере, одно искусственное оптическое изображение, по крайней мере, из части пиктограмм, причем искусственное оптическое изображение необязательно может быть увеличено. В другой форме обеспечивается система воспроизведения изображения, которая включает или состоит из матрицы или узора из микроструктурных элементов пиктограмм, таких, как описано ниже, в которой микроструктурные элементы пиктограмм являются составленными таким образом, чтобы вместе образовывать изображение или определенную выбранную информацию, и система изображения предполагается как отдельный элемент, и изображение можно видеть или информацию можно прочитать с помощью увеличительного устройства, такого, как увеличительное стекло или микроскоп, обеспечиваемые отдельно от системы изображения.
Данное описание касается пленочного материала, который использует обычную двухмерную матрицу нецилиндрических линз для увеличения микроизображений, которые авторами называются пиктограммами (графическими образами) или просто иконками, и формирование искусственно увеличенного изображения благодаря общей работе множества индивидуальных линзовых систем изображения или пиктограммных систем изображения. Искусственно увеличенные изображения и фон, который их окружает, могут быть позитивными или негативными, бесцветными или цветными, фоном или изображением, или и тем, и другим, могут быть прозрачными, просвечивающимися, пигментированными, флуоресцирующими, фосфоресцирующими, могут отображать оптически разные цвета, металлизированными или иметь сильные преломляющие свойства. Материал, который отображает цветные изображения на прозрачном или окрашенном фоне, особенно подходит для комбинированного использования с соответствующей печатной информацией. Когда фрагмент такого материала накладывается на печатную информацию, то напечатанная информация и изображение видно одновременно, в пространственной или динамической взаимной связи. Материалы такого рода также могут подкладываться под печатную информацию, т.е. иметь печать, нанесенную на верхнюю поверхность (линзу) данного материала. Как альтернатива, материал, который отображает цветные изображения (любых цветов, включая белый и черный) на полупрозрачном или в значительной мере непрозрачном фоне любых цветов, особенно подходит для автономного использования или с нанесенной на него печатной информацией, а не в комбинации с расположенной ниже печатной информацией.
Достигнутые размеры увеличения искусственного изображения могут регулироваться благодаря выбору разных факторов, включая угол наклона между осями симметрии линз и осями симметрии матрицы пиктограмм. Стандартные периодические матрицы имеют оси симметрии, которые определяют линии, которые структура могла отразить в пространство без изменения базовой геометрии самой структуры и которых, для идеальной матрицы, существует бесконечное количество. Квадратная матрица, например, может отбиваться вокруг любой диагонали или квадрата без изменения соответствующей ориентации матрицы: если стороны квадратов выровнены согласно осям х и у в плоскости, тогда эти стороны также будут соединены с этими самыми осями после отражения, принимая во внимание то, что все стороны являются идентичными и неразрозненными. Авторы указывают эти матрицы как имеющие осевую симметрию или являющиеся осесимметричными.
Вместо зеркального отражения квадратной матрицы, матрица может быть возвращена на угол, равняется углу между осями симметрии одинакового типа. В случае квадратной матрицы матрица может быть возвращена на угол 90 градусов между диагоналями, чтобы получить ориентацию матрицы, которая не отличается от оригинальной матрицы. Аналогично приведенному выше, матрица правильных шестиугольников может отбиваться или поворачиваться вокруг осей симметрии, включая «диагонали» шестиугольников (линии, которые соединяют противоположные вершины) или «срединные делители» (линии, которые соединяют центральные точки противоположных поверхностей шестиугольника). Угол между осями симметрии обеих типов, который равняется 60 градусам, приводит к ориентации матрицы, которая не отличается от первоначальной ориентации. Матрица из равносторонних треугольников имеет угол между осями симметрии 120 градусов. Таким образом, в типичном варианте осуществления плоская матрица фокусирующих элементов пиктограмм может иметь порядок осевой симметрии не менее 3.
Если матрица линз и матрица пиктограмм сначала согласованы с их плоскостным размерами, которые определяют их соответствующую плоскость Х-У, одна из осей симметрии выбирается для представления оси Х в первой матрице, соответствующий тип оси симметрии (например, диагональная ось симметрии) выбирается для представления оси Х во второй матрице, с двумя матрицами, разделенными по сути равномерным расстоянием в направлении оси Z, тогда в этом случае матрицы имеют нулевой угол наклона, если оси Х матрицы кажутся параллельными одна одной, и если матрица просматривается из направления оси Z. В случае шестиугольных матриц поворот матрицы на угол 60 градусов или многоразовый поворот на угол 60 градусов снова выравнивает матрицу, т.е. не существует угла наклона, как и в случае отсутствия наклона при повороте матрицы на 90 градусов, или многоразового поворота на угол 90 градусов в случае с квадратной матрицей. Любые угловые расхождения между осями х, которые отличаются от этих «поворотов с нулевым углом наклона», называются углами наклона. Малый угол наклона, например 0,06 градуса, может создать значительное увеличение, более чем в 1000 раз, а большой угол наклона, например 20 градусов, создает значительно меньшее увеличение, потенциально в 1 раз. Другие факторы, такие как относительные масштабы двух матриц и фокусное расстояние линз, могут влиять как на степень искусственного увеличения изображения, так и на степень его поворота, ортопараллактическое движение и очевидную пространственную глубину.
Существует множество выразительных визуальных эффектов, которые можно получить благодаря существующему материалу (далее «Unison» для материала в общем, или по названиям "Unison Motion", "Unison Deep", "Unison SuperDeep", "Unison Float", "Unison SuperFloat", "Unison Levitate", "Unison Morph", и "Unison 3-D" для материала Unison, который вызывает эти эффекты), или его разным вариантам осуществления, которые вызывают каждый с упомянутых выше эффектов, в целом, описываемых следующим образом:
Unison Motion представляет собой эффект, который показывает ортопараллактическое движение (ОРМ): когда материал наклонен, то изображения движутся в направлении наклона, перпендикулярно ожидаемому при нормальном параллаксе направлению. Unison Deep и Unison SuperDeep представляют изображение, которое лежит в пространственной плоскости, как правило, более глубокой за саму толщину материала. Unison Float и Unison SuperFloat представляют изображение, которое лежит в пространственной плоскости, которая находится выше поверхности материала на определенном расстоянии; и Unison Levitate представляет собой изображение, которое превращается от Unison Deep или Unison SuperDeep к Unison Float или Unison SuperFloat, по мере поворота материала на данный угол (т.е. 90 градусов), и наоборот, по мере поворота материала на тот же угол. Unison Morph представляет собой изображение, которое меняет форму, вид, размер в меру поворота материала или рассмотрения его под разными углами зрения. Unison 3-D представляет собой изображение, которое показывает большую трехмерную структуру, например, изображения лица.
Многочисленные эффекты Unison, могут объединяться в одной пленке, например в пленке, которая содержит многочисленные плоскости изображения Unison Motion, которые могут отличаться по форме, цветами, направлением движения и увеличением. Другая пленка может содержать плоскость изображения Unison Deep и плоскость изображения Unison Deep, в то же время, как другая пленка, может быть сконструированная для объединения уровней «Unison Motion», «Unison Deep», «Unison Float», в тому же самом цвету или в нескольких цветах тех изображений, которые имеют одинаковые или разные графические элементы. Цвета, дизайн графики, оптические эффекты, увеличения и другие визуальные элементы многочисленных плоскостей изображения являются значительной мерой независимыми; с некоторыми исключениями, плоскости данных визуальных элементов могут объединяться в произвольном порядке.
Для многих вариантов применения в сфере защиты валюты, документов и продуктов желательно иметь общую толщину пленки меньше 50 микрон (также обозначаемого в данном документе как µ или µm (мкм)), например, меньше 45 микрон, и в следующих примерах в диапазоне от 10 до 40 микрон. Этого, например, можно достичь благодаря использованию фокусирующих элементов с эффективным базовым диаметром менее 50 микрон, и в следующих примерах менее 30 микрон, и дальше в диапазоне от 10 до 30 микрон. Как следующий пример можно использовать фокусирующий элемент с фокусным расстоянием менее 40 микрон, дальше с фокусным расстоянием в диапазоне от 10 до 30 микрон. В особом примере может использоваться фокусирующий элемент с эффективным базовым диаметром менее 35 микрон и с фокусным расстоянием 30 микрон. Как альтернатива, гибридный преломляющий/дифракционный вариант осуществления, может быть реализован при толщине 8 микрон.
Таким образом, пленка в значительной мере является защищенной от подделки из-за ее сложной многослойной структуры и из-за ее высоких характеристик в области форматного соотношения, которое не подвергается воспроизведению с использованием широкодоступных производственных систем.
Таким образом, эта система создает микрооптическую систему, в основном в виде полимерной пленки, которая имеет толщину, которая при рассмотрении невооруженным глазом в отраженном или проходном свете предоставляет одно или больше изображений, которые:
i показывают ортопараллактическое движение (Unison Motion);
ii. в пространственной плоскости кажутся более глубокими, чем толщина самой полимерной пленки (Unison Deep та Unison SuperDeep);
iii. кажутся лежащими в пространственной плоскости, над поверхностью полимерной пленки (Unison Float та Unison SuperFloat);
iv. превращаются между пространственной плоскостью, которая более глубокая, чем толщина самой полимерной пленки, и пространственной плоскостью над поверхностью полимерной пленки при азимутальном повороте пленки (Unison Levitate);
v. трансформируются с одной формы, вида, размера, цвета (или некоторой комбинации этих свойств) - в другую форму, вид, размер, цвета (или некоторую комбинацию этих свойств) (Unison Morph); и/или
vi. кажутся реалистически трехмерными (Unison 3-D).
В данном описании представлено искусственную увеличительную микрооптическую систему, которая, например, может служить в качестве устройства защиты или подтверждения подлинности, которая включает:
(а) плоскую матрицу пиктограмм, причем плоская матрица имеет ось симметрии в ее плоскости, и пиктограммы имеют период повторения в пределах плоской матрицы; и
(б) плоскую матрицу фокусирующих элементов пиктограммы, причем плоская матрица имеет ось симметрии в ее плоскости, и фокусирующие элементы пиктограммы имеют период повторения в пределах плоской матрицы,
причем плоская матрица фокусирующих элементов пиктограмм располагается по отношению к плоской матрице пиктограмм таким образом и на таком расстоянии, чтобы это было достаточно для того, чтобы фокусирующие элементы пиктограммы образовывали, по крайней мере, одно искусственно увеличенное изображение, по крайней мере, из части пиктограмм, и защитное устройство имеет толщину меньше 50 микрон, или фокусирующие элементы пиктограммы имеют эффективный диаметр меньше 50 микрон, или и то и другое.
В другом варианте осуществления описывается способ создания искусственной увеличительной микрооптической системы и способ создания защитного устройства для документов, каждый из которых включает этапы:
(а) обеспечения плоской матрицы пиктограмм, с осью симметрии в ее плоскости, пиктограммы имеют период повторения в пределах матрицы;
(б) обеспечения плоской матрицы фокусирующих элементов пиктограммы с осью симметрии в ее плоскости, причем фокусирующие элементы пиктограммы имеют период повторения в пределах матрицы, система, включающая плоскую матрицу пиктограмм и плоскую матрицу фокусирующих элементов пиктограмм, имеет толщину меньше 50 микрон, или фокусирующие элементы пиктограммы имеют эффективный диаметр меньше 50 микрон, или и то, и другое; и
(в) расположения плоской матрицы фокусирующих элементов пиктограммы по отношению к плоской матрице пиктограмм таким образом и на таком расстоянии, чтобы это было достаточно для того, чтобы фокусирующие элементы пиктограммы образовывали по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение по крайней мере из части пиктограмм.
В еще одном варианте осуществления описывается способ контролирования оптических эффектов в искусственной увеличительной микрооптической системе или в защитном устройстве или подтверждение подлинности, оптические эффекты включают эффекты движения, увеличения, визуальные эффекты глубины или комбинации вышеупомянутых эффектов, причем способ включает этапы:
(а) обеспечения плоской матрицы пиктограмм с осью симметрии в ее плоскости, причем пиктограммы имеют период повторения в пределах матрицы;
(б) обеспечения плоской матрицы фокусирующих элементов пиктограммы с осью симметрии в ее плоскости, причем фокусирующие элементы пиктограммы имеют период повторения в пределах матрицы, и система, включающая плоскую матрицу пиктограмм и плоскую матрицу фокусирующих элементов пиктограмм, имеет толщину меньше 50 микрон, или фокусирующие элементы пиктограммы имеют эффективный диаметр меньше 50 микрон, или и то, и другое; и
(в) расположения плоской матрицы фокусирующих элементов пиктограммы практически параллельно плоской матрице пиктограмм на расстоянии, достаточном для того, чтобы фокусирующие элементы пиктограммы образовывали, по крайней мере, одно искусственно увеличенное изображение, по крайней мере, из части пиктограмм;
(г) причем соотношение периода повторения пиктограмм с периодом повторения фокусирующих элементов пиктограммы является выбранным из группы, которая состоит из числа, меньшего чем 1, числа, которое практически равняется 1, и числа, большего чем 1, и определения, являются ли ось симметрии плоской матрицы пиктограмм и соответствующая ось симметрии плоской матрицы фокусирующих элементов пиктограмм выровненными или не выровненными.
В еще одном типичном варианте осуществления описывается пиктограмма для применения в искусственной микрооптической системе, причем искусственная увеличительная микрооптическая система включает:
(а) плоскую матрицу пиктограмм; и
(б) плоскую матрицу фокусирующих элементов пиктограмм, причем плоская матрица фокусирующих элементов пиктограмм располагается по отношению к плоской матрице пиктограмм на таком расстоянии и таким образом, чтобы это было достаточно для того, чтобы фокусирующие элементы изображения образовывали, по крайней мере, одно искусственное изображение, по крайней мере, из части пиктограмм;
пиктограммы включают пиктограммы, образованные как проточки в подкладке, проточки образовывают пустоты, которые необязательно заполняются материалом, который обеспечивает контраст с подкладкой.
Также описываются искусственная увеличительная микрооптическая система или защитное устройство для документа и способы их получения, включая:
(а) плоскую матрицу пиктограмм; и
(б) плоскую матрицу фокусирующих элементов пиктограмм, фокусирующие элементы включают фокусирующие элементы, которые является многозонными фокусирующими элементами с многоугольной базой.
Кроме того, описывается защитная нить или нить для определения подлинности, которая включает:
(а) материал, который имеет периодическую матрицу микроизображений или пиктограмм, которые имеют заполненные проточки, образованные в материале;
(б) периодическую матрицу с нецилиндрических, асферических с плоским полем или многозонных микрофокусирующих элементов с многоугольной базой, расположенных на расстоянии, достаточном для того, чтобы фокусирующие элементы образовывали по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение из крайней мере части микроизображений или пиктограмм, причем микрофокусирующие элементы включают фокусирующие элементы, которые имеют базовый диаметр от приблизительно 20 до приблизительно 30 микрон; и
(в) пигментированный или металлический герметизирующий или матовый слой, который укрывает матрицу микроизображений или пиктограмм.
Описывается защитное устройство для документа или защитная нить, в частности, для защиты валюты, которое включает:
(а) плоскую матрицу пиктограмм с осью симметрии в ее плоскости, причем пиктограммы имеют период повторения в пределах матрицы; и
(б) плоскую матрицу фокусирующих элементов пиктограмм с осью симметрии в ее плоскости, фокусирующие элементы пиктограммы имеют период повторения в пределах матрицы, плоскую матрицу фокусирующих элементов пиктограммы, расположенную практически параллельно плоской матрице пиктограмм на расстоянии, достаточном для того, чтобы фокусирующие элементы пиктограммы образовывали, по крайней мере, одно искусственно увеличенное изображение, по крайней мере, из части пиктограмм, причем система, включающая плоскую матрицу пиктограмм и плоскую матрицу фокусирующих элементов пиктограмм, имеет толщину меньше 50 микрон, или фокусирующие элементы пиктограммы имеют эффективный диаметр меньше 50 микрон, или и то, и другое.
Также описываются увеличительная оптическая система и система безопасности, которые включают изображение и множество фокусирующих элементов изображения, фокусирующие элементы и изображение располагаются в плоскости по отношению один к одному таким образом, что когда система наклоняется вокруг оси, практически параллельной плоскости системы, образуется, по крайней мере, одно искусственно увеличенное изображение, которое движется в направлении, параллельном оси наклона.
Данное описание также представляет искусственную увеличительную микрооптическую систему и способ ее получения, включая:
(а) одну или несколько оптических прокладок;
(б) микроизображение, которое состоит из планарной (плоской) матрицы пиктограмм, с осью симметрии, которая находится рядом, по меньшей мере, с одной из ее осей симметрии, и расположенная на или вслед за оптической прокладкой; и
(в) планарную (плоскую) матрицу фокусирующих элементов пиктограмм, с осью симметрии, которая находится рядом, по меньшей мере, с одной из ее планарных осей симметрии, и эта ось симметрии является той самой осью симметрии, как и в случае с матрицей пиктограмм (микроизображений), и каждый фокусирующий элемент является или многозонным фокусирующим элементом с многоугольной базой, т.е. линзой, и обеспечивает расширенное поле зрения по ширине соответствующей пиктограммы таким образом, что периферийные края соответствующей пиктограммы не выпадают из поля зрения, или асферическим фокусирующим элементом с эффективным диаметром меньше 50 микрон.
Эта система может включать один или больше вышеупомянутых эффектов. Предоставляется способ для выборочного включения вышеупомянутых эффектов в систему.
В данном описании дальше представлено устройство защиты, которое подходит, по крайней мере, для частичного введения в или на, или для использования на, или вместе с документом, для которого необходимая защита, этикеткой, отрывной лентой, устройством индикации несанкционированного вмешательства, опечатывающим устройством, или другого определения подлинности защищенного устройства или средства, которое содержит минимум одну микрооптическую систему, как определено выше. Конкретнее, в этом описании представлено средство защиты документа и способ осуществления защиты, включая:
(а) одну или несколько оптических прокладок;
(б) микроизображение, которое состоит из планарной (плоской) матрицы пиктограмм, с осью симметрии, которая находится рядом по меньшей мере с одной из ее осей симметрии, и расположена на или вслед за оптической прокладкой; и
(в) планарную (плоскую) матрицу фокусирующих элементов пиктограмм, с осью симметрии, которая находится рядом по меньшей мере с одной из ее планарных осей симметрии, и данная ось симметрии является той самой осью симметрии, как и в случае с планарной матрицей пиктограмм (микроизображений), и каждый фокусирующий элемент является или многозонным фокусирующим элементом с многоугольной базой, т.е. линзой, и обеспечивает расширенное поле зрения по ширине соответствующей пиктограммы таким образом, что периферийные края соответствующей пиктограммы не выпадают из поля зрения, или асферическим фокусирующим элементом с эффективным диаметром менее 50 микрон.
В одном или нескольких из вышеупомянутых вариантов осуществления фокусирующие элементы пиктограммы могут иметь число F, составляющее 4 или меньше, например, составляющее 2 или меньше, или даже составляющее 1 или меньше. Кроме того, фокусирующие элементы пиктограммы могут включать нецилиндрические линзы или нецилиндрические фокусирующие рефлекторы, или и то, и другое.
Кроме того, в этом описании представлено устройство или средство визуального увеличения, которое содержит в себе минимум одну микрооптическую систему, которая имеет описанное выше действие, для визуального увеличения покрытия, защитного слоя, документов, печатных материалов, произведенных товаров, систем розничной торговли, упаковки, штрихкодов, публикаций, рекламных лозунгов, спортивных товаров, финансовых документов и платежных карточек и других товаров.
В еще одном варианте осуществления предлагается искусственная микрооптическая система и защитное устройство, включающие планарное изображение, образованное из матрицы или узора пиктограмм и матрицы фокусирующих элементов, система создает по крайней мере два разных искусственных изображения, благодаря чему одно искусственное изображение служит для регулирования или контроля степени видимости другого искусственного изображения. В типичной форме матрица пиктограмм характеризуется участками темных или цветных пиктограмм, перемежающимися участками пиктограмм светлого цвета или участками, в которых пиктограммы отсутствуют. Матрица пиктограмм образует планарное искусственное изображение, в то время как взаимодействие матрицы фокусирующих элементов с матрицей пиктограмм образует отдельное искусственно увеличенное изображение, которое служит для контроля поля зрения планарного изображения, и, таким образом, служит для регулирования или контроля степени видимости планарного изображения. Таким образом, планарное изображение визуально возникает и исчезает или включается и выключается, в зависимости от угла зрения системы.
В еще одном варианте осуществления описывается микрооптическая система, включающая:
(а) планарное изображение, имеющее границу и участок изображения в пределах границы, которое визуально располагается главным образом в плоскости подкладки, на которую наносится планарное изображение;
(б) один или несколько контрольных узоров пиктограмм, располагающихся в пределах границы планарного изображения; и
(в) матрицу фокусирующих элементов изображения, расположенную таким образом, чтобы образовывать по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение по крайней мере части одного или нескольких контрольных узоров пиктограмм, причем искусственно увеличенное изображение обеспечивает ограниченное поле зрения для наблюдения планарного изображения, регулируя видимость планарного изображения.
Искусственно увеличенное изображение может предусматривать поле зрения для наблюдения планарного изображения путем перемещения искусственно увеличенного изображения в зону и из зоны визуального пересечения искусственно увеличенного изображения с участком изображения планарного изображения. Таким образом, планарное изображение является видимым, когда искусственно увеличенное изображение визуально пересекается с участком изображения планарного изображения, и невидимым, когда искусственно увеличенное изображение визуально не пересекается ни с одной частью участка изображения планарного изображения. Степень видимости планарного изображения может определяться степенью визуального пересечения искусственно увеличенного изображения с участком изображения планарного изображения.
Также представлен документ или этикетка безопасности, которые имеют минимум одно средство защиты, описанное выше, по меньшей мере частично введенное в данный документ или этикетку, или смонтированный на нем/ней.
Другие системы, средства, способы, характеристики и преимущества станут очевидными для опытных специалистов при изучении следующих Фигур и детального описания. Все такие дополнительные системы, средства, способы, характеристики и преимущества нарочно включены к данному описанию и защищены добавленной Формулой изобретения.
Если не определено другого, все использованные здесь научные и технические условия имеют общепринятое значение для специалистов в области, к которой принадлежит данное изобретение. Все публикации, патентные заявки, патенты и другие ссылки, приведенные здесь, включенные в их полном объеме. В случае недоразумений следует обратиться к данной спецификации, которая включает приведенные определения. Кроме того, материалы, способы и примеры является только иллюстративными, и не следует ограничиваться только ими.
Краткое описание фигур
Многие аспекты описания станут более понятны при ссылках на Фигуры. Компоненты данных фигур не обязательно имеют реальный масштаб, а просто ясно иллюстрируют принципы данного изобретения. Кроме того, в Фигурах номера ссылок обозначают соответствующие части в нескольких видах.
Фиг.1а является поперечным разрезом микрооптической системы, которая является одним из вариантов осуществления данного изобретения, которое обеспечивает ортопараллактическое движение изображений системы.
Фиг.1б является изометрическим видом в разрезе варианта осуществления на Фиг.1а.
Фиг.2а описывает эффект ортопараллактического движения искусственного изображения варианта осуществления согласно Фигам. 1а-1б.
Фиг.2 б-в демонстрируют визуальные эффекты Deep и Float вариантов осуществления данной системы.
Фиг.2 г-е демонстрируют визуальные эффекты, полученные благодаря вращению Levitate варианта осуществления данной системы.
Фиг.3 а-и являются горизонтальными проекциями, которые демонстрируют разные варианты осуществления, с коэффициентами заполнения разных структур данной системы симметричных двумерных линзовых матриц.
Фиг.4 является графиком, который демонстрирует разные комбинации эффектов Deep, Unison Float и Levitate осуществлений, созданных благодаря вариациям соотношения период элемента/период линзы.
Фиг.5 а-в являются горизонтальными проекциями, которые демонстрируют, как искусственное увеличение пиктограмм (микроизображений) может контролироваться благодаря изменениям соответствующего угла между осями линзовой матрицы и матрицы пиктограмм данной системы.
Фиг.6 а-в являются горизонтальными проекциями, которые демонстрируют вариант осуществления эффекта трансформации искусственно увеличенных изображений данной системы.
Фиг.7 а-в являются поперечными разрезами, которые демонстрируют разные варианты осуществления уровня пиктограмм данного изобретения.
Фиг.8 а-б являются горизонтальными проекциями, которые демонстрируют и «позитивное» и «негативное» осуществление элементов пиктограммы.
Фиг.9 является поперечным сечением, которое демонстрирует вариант осуществления многоуровневого материала для создания областей искусственно увеличенного изображения, которые имеют разные свойства.
Фиг.10 является поперечным сечением, которое демонстрирует другой вариант осуществления многоуровневого материала для создания областей искусственно увеличенного изображения, которые имеют разные свойства.
Фиг.11 а-б являются поперечными разрезами, которые демонстрируют отражающий оптический вариант осуществления и вариант осуществления оптики с точечной апертурой данной системы.
Фиг.12 а-б являются поперечными разрезами, которые разрешают уравнять структуры осуществления всепреломляющего материала с осуществлением гибридного преломляющего/дифракционного материала.
Фиг.13 является поперечным сечением, которое демонстрирует так называемый «отслоить-чтобы-показать» вариант осуществления индикации перекручивания (или фальсификации, или несанкционированного доступа).
Фиг.14 является поперечным сечением, которое демонстрирует так называемый «отслоить-чтобы-изменить» вариант осуществления индикации несанкционированного доступа или перекручивание.
Фиг.15 а-г являются поперечными разрезами, которые демонстрируют разные варианты осуществления двусторонних систем.
Фиг.16 а-е являются поперечными разрезами и соответствующими горизонтальными проекциями, которые демонстрируют три разных способа создания полутоновых или тоновых картин элементов пиктограмм и следующих искусственно увеличенных изображений данной системы.
Фиг.17 а-г являются поперечными разрезами, которые демонстрируют использование данной системы вместе с печатной информацией.
Фиг.18 а-е являются поперечными разрезами, которые демонстрируют использование данной системы вместе с, или введенной в разные подкладки (или подслои) и в комбинации с печатной информацией.
Фиг.19 а-б являются поперечными разрезами для сравнения фокусного поля обзора сферической линзы с фокусным полем обзора асферической линзы с плоским полем, когда каждая из них вводится в данную систему.
Фиг.20 а-в являются поперечными разрезами, которые демонстрируют два практические преимуществ использования толстого слоя пиктограммы в данной системе.
Фиг.21 является горизонтальной проекцией, которая представляет собой вариант применения данной системы в валюте в качестве «оконной» защитной нити.
Фиг.22 является вариантом осуществления ортопараллактического движения данной системы изображений, объединенного с «оконной» защитной нитью.
Фиг.23 показывает обработку полутонов искусственного изображения данной системы.
Фиг.24а показывает использование данной системы для создания объединенных искусственных изображений, меньших по размеру, чем наименьшая характеристика или признак индивидуального искусственного изображения.
Фиг.246 показывает использование данной системы для создания узких пробелов между элементами пиктограммы.
Фиг.25 показывает введение скрытой и скрытой информации у пиктограммы данной системы.
Фиг.26 показывает создание полностью трехмерных изображений с помощью данной системы.
Фиг.27 представляет собой способ конструирования пиктограмм для трехмерного варианта осуществления, как на Фиг.26.
Фиг.28 представляет собой пиктограмму как результат способа, продемонстрированного на Фиг.27.
Фиг.29 показывает, как продемонстрированный на Фиг.27 способ, может быть применен в сложном трехмерном искусственном изображении.
Фиг.30 показывает фокальные свойства центральной зоны экспериментальной шестиугольной многозональной линзы с эффективным диаметром в 28 микрон.
Фиг.31 показывает фокальные свойства центральной зоны сферической линзы, с диаметром в 28 микрон.
Фиг.32 показывает функционирование боковых зон шестиугольной линзы на Фиг.30.
Фиг.33 показывает работу внешних зон сферической линзы на Фиг.31.
Фигуры 34 а, б показывают альтернативные варианты микроструктурных элементов пиктограмм.
Фигуры 35 а, б показывают микроструктурные элементы пиктограмм с Фигур 34 а, б, которые также включают материал покрытия.
Фигуры 36 а, б показывают микроструктурные элементы пиктограмм с Фигур 34 а, б, которые также включают ламинированный материал покрытия.
Фигуры 37 а-в показывают положительные и отрицательные элементы пиктограмм.
Фигуры 38 а-в показывают комбинацию заполненных и покрытых микроструктурных элементов пиктограмм.
Фигуры 39 а-в показывают нанесение и комбинирование структурированных материалов покрытия на микроструктурные элементы пиктограмм с Фигур 34 а, б.
Фигуры 40 а-в показывают применение структурированного материала покрытия для создания элементов изображения пиктограмм.
Фигуры 41 а, б показывают «замок и ключ» вариант осуществления описанной авторами микрооптической системы.
Фиг.42 показывает альтернативное выполнение «замок и ключ» варианта осуществления с Фиг.41.
Фиг.43 показывает еще одно выполнение «замок и ключ» варианта осуществления с Фиг.41.
Фигуры 44 а, б показывают погружной вариант описанной авторами микрооптической системы.
Фигуры 45 а, б показывают альтернативное выполнение погружного варианта с Фигур 44 а, б.
Фиг.46 показывает вариант осуществления представленной микрооптической системы, зависимый от азимутального угла зрения.
Фиг.47 показывает альтернативное осуществление микрооптической системы с Фиг.46.
Фигуры 48 а-е показывают способ создания заполненных микроструктурных элементов пиктограмм для применения в варианте осуществления представленной микрооптической системы.
Фиг.49а является видом сверху показывающим еще один пример осуществления представленной микрооптической системы, в которой одно искусственное изображение регулирует или контролирует поле зрения другого искусственного изображения, созданного системой.
Фигуры 49 б, в являются увеличенными горизонтальными проекциями участка планарного изображения согласно варианту осуществления с Фиг.49а.
Фиг.49г является видом в перспективе согласно варианту осуществления с Фиг.49 а.
Фиг.50а является видом сверху согласно варианту осуществления с Фиг.49а с другого угла зрения.
Фиг.50б является видом в перспективе согласно варианту осуществления с Фиг.49г с другого угла зрения.
Фигуры 51 а-г показывают способы составления пиктограммы для контролирования поля зрения одного или нескольких искусственных изображений согласно варианту осуществления с Фигуры 49 а-г и, необязательно, их комбинирования с другим искусственным изображением.
Фиг.52 является увеличенным видом типичного составного набора пиктограмм согласно варианту осуществления с Фигуры 51 а-г.
Фигуры 53 а-й показывают типичную группу пиктограмм из каждой из трех разных матриц пиктограмм для создания трех разных искусственных изображений.
Фигуры 54 а-в показывают вариант осуществления для создания планарного искусственного изображения головы мастодонта в комбинации с искусственным Deep-изображением медведей зуньи.
Фигуры 55 а-в показывают альтернативный вариант осуществления с Фигур 54 а-в.
Фигуры 56 а-в показывают еще один альтернативный вариант осуществления с Фигур 54 а-в.
Фигуры 57 а-в показывают еще один альтернативный вариант осуществления с Фигур 54 а-в.
Фиг.58 показывает вариант образования структуры пиктограммы для треугольного Motion-изображения в комбинации с Deep-изображениями медведей зуньи.
Фигуры 59 а-б показывает увеличенный участок с Фиг.58.
Фиг.60 показывает неоднородность перекрывающихся структур пиктограмм с Фиг.58.
Фигуры 61 а-е показывают применение графической Булевой функции пересечения к комбинации структур пиктограмм с Фиг.58.
Фиг.62 показывает применение одного полутонового способа достижения мягкого перехода между видимым/невидимым в контролирующем поле зрения (FOV) искусственном изображении вариантов осуществления с Фигур 49-61.
Фиг.63 показывает еще один полутоновый способ, помимо показанного на Фиг.62, в котором интенсивность искусственного изображения изменяется в зависимости от количества пиктограмм, перекрывающихся в каждом участке.
Подробное описание изобретения
Дальше приведено детальное описание вариантов осуществления данного изобретения, согласно Фигурам. И хотя несколько вариантов осуществления данного изобретения описаны согласно Фигурам, это не ограничивает данное изобретение только этими, изложенными здесь вариантами его осуществления. Напротив, авторы стараются охватить все альтернативные варианты, модификации и эквиваленты.
Для сжатости и избежания повторных объяснений все последующие ссылки на нижеприведенные условия следует понимать как такие, что определяются, объясняются и детально описываются авторами. Для удобства определенные условия ниже являются набранными жирным шрифтом, когда употребляются впервые в описании конкретного варианта осуществления.
Материал заполнения пиктограммы - любой материал, который применяют для заполнения микроструктурных элементов пиктограмм. Материал заполнения пиктограммы может быть газом, жидкостью, гелем, порошком, твердым веществом, эмульсией, суспензией, композитным материалом и их комбинацией. Материал заполнения пиктограммы, как правило, обеспечивает определенные свойства, отличие которых от окружающего материала слоя пиктограммы может быть измерено или обнаружено. Эти отличительные свойства могут обеспечивать оптические эффекты или могут обеспечивать свойства, которые разрешат осуществлять бесконтактное обнаружение или определение подлинности материала, или и то, и другое. Для материалов заполнения пиктограмм могут применяться комбинации материалов для обеспечения нужных свойств элементов пиктограмм.
Свойства материалов заполнения пиктограмм, которые могут обеспечивать нужные оптические эффекты, включают, помимо прочих: прозрачность, матовость, обеспечения нужных свойств элементов пиктограмм.
Свойства материалов заполнения пиктограмм, которые могут обеспечивать нужные оптические эффекты, включают, помимо прочих: прозрачность, матовость, коэффициент преломления, хроматическую дисперсию, рассеивающие свойства, перламутровый эффект, опалесценцию, радужность, отражение цветов и поглощение цветов, отражающую способность, линейные, циркулярные и эллиптические поляризирующие свойства, рамановские и релеевские свойства, вращение плоскости поляризации света, флуоресценцию, люминесценцию, фосфоресценцию, двуфотонные эффекты, термохромность, пьезохромность, фотохромность, триболюминесценцию, электролюминесценцию, электрохромность и магнитохромность. Материалы заполнения пиктограмм могут приобретать эти свойства как чистые материалы или как смеси, соединения, суспензии, или другие комбинации многих материалов.
Свойства материалов заполнения пиктограмм, которые могут обеспечивать нужное бесконтактное обнаружение или определение подлинности свойства включают, помимо прочих: магнитную реактивность, намагничиваемость, разделение электрических зарядов, электрическую реактивность, электропроводность, теплопроводность, диэлектрическую прочность, флуоресценцию, люминесценцию, фосфоресценцию, двуфотонные эффекты, ядерный магнитный резонанс, прозрачность, матовость, коэффициент преломления, хроматическую дисперсию, рассеивающие свойства, перламутровый эффект, опалесценцию, радужность, отражение цветов и поглощение цветов, отражающую способность, линейные, циркулярные и эллиптические поляризирующие свойства, рамановские и релеевские свойства, радиоактивность, радиоактивацию, вращение плоскости поляризации света, флуоресценцию, люминесценцию, фосфоресценцию, двуфотонные эффекты, термохромность, пьезохромность, фотохромность, триболюминесценцию, электролюминесценцию, электрохромность и магнитохромность.
Материал заполнения пиктограммы в оптимальном варианте может включать материал-носитель, например, мономерные, олигомерные или полимерные материалы и их комбинации, которые отвердевают под действием растворителя, температуры, окисление, реакции или облучение. Типичным фотополимером, который отвердевает под действием облучения, является фотополимер от Lord Industries U 107.
Оптическое, бесконтактное обнаружение и бесконтактное определение подлинности свойства материала-носителя для заполнения пиктограммы может быть видоизмененное путем его смешивания или комбинирования с любым из нижеприведенных материалов, к которым, помимо прочих, относятся, например, такие: красители, окрашивающие вещества, пигменты, порошковые материалы, краски, порошкообразные минералы, магнитные материалы и частички, намагниченные материалы и частички, магнитно-реактивные материалы и частички, люминофоры, жидкие кристаллы, жидкокристаллические полимеры, углеродная сажа или другие светопоглощающие материалы, диоксид титана или другие светорассеивающие материалы, фотонные кристаллы, нелинейные кристаллы, наночастицы, нанотрубочки, buckeyballs, buckeytubes, органические материалы, материалы с перламутровым эффектом, порошковый перламутр, многослойные интерференционные материалы, опалесцирующие материалы, радужные материалы, материалы или порошки с низким коэффициентом преломления, материалы или порошки с высоким коэффициентом преломления, алмазный порошок, структурные цветные материалы, поляризирующие материалы, материалы, которые оборачивают плоскость поляризации света, флуоресцентные материалы, фосфоресцентные материалы, термохромные материалы, пьезохромные материалы, фотохромные материалы, триболюминесцентные материалы, электролюминесцентные материалы, электрохромные материалы, магнитохромные материалы и частички, радиоактивные материалы, материалы, которые подвергаются радиоактивации, материалы, которые обеспечивают разделение электретных зарядов, и их комбинации. Типичный материал заполнения пиктограммы включает фотополимерный носитель, такой, как Lord Industries U107, который тонко перемалывают с субмикронным пигментным порошком для образования густого "чернила".
Другие свойства, материалы, способы, средства и их комбинации, которые прямо не указываются авторами, следует понимать как охватываемые объемом этого изобретения, как станет понятно специалисту в данной области.
Материал покрытия - любой материал, который применяют для покрытия слоя пиктограммы или материала заполнения пиктограммы, или для покрытия любого слоя муаровой увеличительной системы, включая, помимо прочих, линзы, плоскость пиктограммы, слой пиктограммы, микроструктурные элементы пиктограмм, материал заполнения пиктограммы, или любой(ые) слой (слои) материалов, осажденных, ламинированных или нанесенных на линзы, слой пиктограммы или любой слой внутри или извне линзы, слоя пиктограммы, подкладки или прозрачной подкладки.
Материалы покрытия, как правило, обеспечивают некоторые свойства, которые отличаются от свойств других материалов в слое пиктограммы, материала заполнения пиктограммы, подкладки, прозрачной подкладки или слоя линзы. Эти отличительные свойства могут обеспечивать оптические эффекты или могут обеспечивать свойства, которые разрешают осуществлять бесконтактное обнаружение или определение подлинности материала, или и то, и другое. Комбинации материалов могут применяться для материалов покрытия для обеспечения многих нужных свойств материала покрытия.
Свойства материалов покрытия, которые могут обеспечивать нужные оптические эффекты, включают, помимо прочих,: прозрачность, матовость, коэффициент преломления, хроматическую дисперсию, рассеивающие свойства, перламутровый эффект, опалесценцию, радужность, отражение цветов и поглощение цветов, отражающую способность, линейные, циркулярные и эллиптические поляризующие свойства, рамановские и релеевские свойства, вращение плоскости поляризации света, флуоресценцию, люминесценцию, фосфоресценцию, двуфотонные эффекты, термохромность, пьезохромность, фотохромность, триболюминесценцию, электролюминесценцию, электрохромность и магнитохромность. Материалы покрытия могут приобретать эти свойства как чистые материалы или как смеси, соединения, суспензии, или другие комбинации многих материалов.
Приемлемые способы нанесения материалов покрытия зависят от многих факторов, включая свойства материала и нужную функцию или эффект материала. Металлы, оксиды металлов, полупроводниковые покрытия и их комбинации наносят с помощью реакций мокрого восстановления (как при мокром серебрении), способом химического восстановления, способом гальванизации, вакуумной металлизации, напыления, плазмового напыления, молекулярно-пучковой эпитаксии, горячего тиснения, перенесения фольги, ламинирования и других приемлемых и общеизвестных средств и их комбинаций. Материалы покрытия, которые включают жидкий материал-носитель, могут наноситься путем мокрого покрытия, напыления, печати, ламинирования, химической реакции на поверхности пиктограммы, струйной печати, электропечати, погружения, менискового покрытия, волнового покрытия, реактивного покрытия и других приемлемых и общеизвестных средств и их комбинаций. Материалы покрытия на основе пленки или фольги могут наноситься путем горячего тиснения, перенесения фольги, ламинирования и других приемлемых и общеизвестных средств и их комбинаций.
Материалы покрытия в оптимальном варианте могут быть напыленным металлом, таким как алюминий, золото или серебро, или оксидами металлов, такими как оксид индия-олова или оксид железа. Материалы покрытия, которые включают наполнитель, в оптимальном варианте могут включать материал-носитель, например, мономерные, олигомерные или полимерные материалы и их комбинации, которые отвердевают под действием растворителя, температуры, окисления, реакции или облучения. Типичным фотополимером, который отвердевает под действием облучения, является фотополимер от Lord Industries U 107.
Свойства материала-носителя для покрытия, которые обеспечивают оптическое бесконтактное обнаружение и бесконтактное определение подлинности, могут быть видоизмененные путем его смешивания или комбинирования с любым из нижеприведенных материалов, к которым, помимо прочих, относятся, например, следующие: красители, окрашивающие вещества, пигменты, порошковые материалы, краски, порошкообразные минералы, магнитные материалы и частички, намагниченные материалы и частички, магнитореактивные материалы и частички, люминофоры, жидкие кристаллы, жидкокристаллические полимеры, углеродная сажа или другие светопоглощающие материалы, диоксид титана или другие светорассеивающие материалы, фотонные кристаллы, нелинейные кристаллы, наночастицы, нанотрубочки, buckeyballs, buckeytubes, органические материалы, материалы с перламутровым эффектом, порошковый перламутр, многослойные интерференционные материалы, опалесцирующие материалы, радужные материалы, материалы или порошки с низким коэффициентом преломления, материалы или порошки с высоким коэффициентом преломления, алмазный порошок, структурные цветные материалы, поляризующие материалы, материалы, которые оборачивают плоскость поляризации света, флуоресцентные материалы, фосфоресцентные материалы, термохромные материалы, пьезохромные материалы, фотохромные материалы, триболюминесцентные материалы, электролюминесцентные материалы, электрохромные материалы, магнитохромные материалы и частички, радиоактивные материалы, материалы, которые подвергаются радиоактивации, материалы, которые обеспечивают разделение электретных зарядов, и их комбинации. Типичный материал покрытия включает фотополимерный носитель, такой, как Lord Industries U107, который тонко перемалывают с субмикронным пигментным порошком для образования густого "чернила".
Материалы покрытия также могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечивать физические, химические, механические свойства и свойства, которые оказывают содействие грунтованию или адгезии.
Другие свойства, материалы, способы, средства, и их комбинации, которые прямо не указываются авторами, следует понимать как охватываемые объемом этого изобретения, как станет понятно специалисту в данной области.
Позитивный элемент пиктограммы - Графический элемент дизайна или узора пиктограммы, в котором объектные изображения элемента пиктограммы, такие как буквы или логотипы, являются пигментированными, цветными, металлизированными, или иным образом отличаются от фона элемента пиктограммы. Как правило, в процессе производства объектные изображения позитивного элемента пиктограммы приобретают свои отличительные свойства прежде, чем любые отличительные свойства применяются для фона позитивного элемента пиктограммы.
Позитивное изображение - Изображение или искусственное изображение, образованное позитивными элементами пиктограмм.
Негативный элемент пиктограммы - Графический элемент дизайна или узора пиктограммы, в котором фон элемента пиктограммы является пигментированным, цветным, металлизированным, или иным образом отличается от объектных изображений элемента пиктограммы, таких как буквы или логотипы. Как правило, в процессе производства фон негативного элемента пиктограммы приобретает свои отличительные свойства прежде, чем любые отличительные свойства применяются для объектных изображений негативного элемента пиктограммы.
Негативное изображение - Изображение или искусственное изображение, образованное негативными элементами пиктограммы.
Объектные изображения элемента пиктограммы - Отдельные и связанные графические элементы дизайна или узора пиктограммы, такие как буквы или логотипы. Как правило, объектные изображения элемента пиктограммы в оптимальном варианте являются связанными в одном, двух или трех элементах или узорах пиктограммы, но могут быть связаны с большим количеством элементов.
Фон элемента пиктограммы - Несвязанные участки дизайна или узора пиктограммы, которые окружают объектные изображения. Как правило, фон элемента или узоров пиктограммы является сплошным для многих элементов или узоров пиктограммы.
Слой пиктограммы - Практически плоский слой микропечати, который может быть нанесен на поверхность подкладки или прозрачной подкладки или может быть отдельным слоем. Для слоя пиктограммы могут быть применены разные материалы, включая, кроме других, термореактивные полимеры, термоформированные полимеры, литые полимеры, реактивные литые полимеры, полимеры, которые отвердевают под действием облучения, биополимеры, желатины, крахмалы, сахара, силиконовые полимеры, многослойные диэлектрические полимерные пленки, формированные в растворе полимеры, прессованные в форме полимеры, формированные под давлением полимеры, рельефные полимеры, стекло, оксиды металлов, алмаз, глинозем, фотополимеры, фоторезисты, печатные краской или структурированные покрытия, покрытия, нанесенные путем струйной печати, покрытия, нанесенные путем электропечати и их комбинации.
Типичным материалом для слоя пиктограммы является фотополимер, такой как фотополимер Lord Industries U107. Слой пиктограммы может быть отдельным материалом или может включать красители, окрашивающие вещества, пигменты, порошковые материалы, краски, порошкообразные минералы, магнитные материалы и частички, намагниченные материалы и частички, магнитно-реактивные материалы и частички, люминофоры, жидкие кристаллы, жидкокристаллические полимеры, углеродная сажа или другие светопоглощающие материалы, диоксид титана или другие светорассеивающие материалы, фотонные кристаллы, нелинейные кристаллы, наночастицы, нанотрубочки, buckeyballs, buckeytubes, органические материалы, материалы с перламутровым эффектом, порошковый перламутр, многослойные интерференционные материалы, опалесцирующие материалы, радужные материалы, материалы или порошки с низким коэффициентом преломления, материалы или порошки с высоким коэффициентом преломления, алмазный порошок, структурные цветные материалы, поляризующие материалы, материалы, которые оборачивают плоскость поляризации света, флуоресцентные материалы, фосфоресцентные материалы, термохромные материалы, пьезохромные материалы, фотохромные материалы, триболюминесцентные материалы, электролюминесцентные материалы, электрохромные материалы, магнитохромные материалы и частички, радиоактивные материалы, материалы, которые подвергаются радиоактивации, материалы, которые обеспечивают разделение электретных зарядов, их комбинации и другие приемлемые материалы, которые могут повышать или изменять его оптические, электрические, магнитные свойства, ядерный магнитный резонанс или другие физические свойства.
Типичным материалом для слоя пиктограммы является фотополимер от Lord Industries U107 Другие свойства, материалы, способы, средства, и их комбинации, которые прямо не указываются авторами, следует понимать как охватываемые объемом этого изобретения, как станет понятно специалисту в данной области.
Микроструктурные элементы изображения пиктограмм - Элементы пиктограмм, которые имеют физический рельеф или микроструктуру, которые могут быть образованы в слое пиктограммы многими приемлемыми способами, включая термическое формирование, литье, прессование, литье под давлением, тиснение, структурированную радиационную экспозицию и проявление, лазерную экспозицию и проявление, струйную печать, электропечать, печатание, гравировку, гальванопластику, линование, фотографию, голографию и лазерную экспозицию фоточувствительной эмульсии в сочетании с общеизвестными процессами затвердевания и травления или разбухания, процессами маскировки и осаждения, маскировки и химического травления, маскировки и реактивного ионного травления, маскировки и измельчения ионным пучком, микрообработку, лазерную обработку и лазерную абляцию, фотополимерную экспозицию и проявление и другие приемлемые способы и их комбинации.
Микроструктурные элементы изображения пиктограммы в оптимальном варианте формируют путем литья жидкого фотополимера между полимерной подкладкой (как правило, PET) и никелевым инструментом для микроструктурных элементов изображения, радиационного утверждения вышеупомянутых фотополимеров и отслоения вышеупомянутой полимерной подкладки с нанесенным затвердевшим фотополимером от вышеупомянутого никелевого инструмента для микроструктурных элементов изображения пиктограммы.
Другие свойства, материалы, способы, средства, и их комбинации, которые прямо не указываются авторами, следует понимать как охватываемые объемом этого изобретения, как станет понятно специалисту в данной области.
Инструменты и способы для микроструктурных элементов изображения пиктограмм - Инструменты и способы, которые применяют для формирования микроструктурных элементов изображения пиктограмм в слой пиктограммы путем термического формирования, литья, прессования, литья под давлением, тиснения, структурированной радиационной экспозиции и проявления, гальванопластики и фотополимерной экспозиции и проявления. Вышеупомянутые инструменты могут быть созданы многими подобными приемлемыми средствами, включая термическое формирование, литье, прессование, литье под давлением, тиснение, структурированную радиационную экспозицию и проявление, лазерную экспозицию и проявление, струйную печать, электропечать, печатание, гравировку, гальванопластику, линование, фотографию, голографию и лазерную экспозицию фоточувствительной эмульсии в сочетании с общеизвестными процессами затвердевания и травления или разбухания, процессами маскировки и осаждения, маскировки и химического травления, маскировки и реактивного ионного травления, маскировки и измельчение ионным пучком, микрообработку, лазерную обработку и лазерную абляцию, фотополимерную экспозицию и проявление и другие приемлемые способы и их комбинации.
Инструменты для микроструктурных элементов изображения пиктограмм в оптимальном варианте создают общеизвестными способами создания оригинальной микроструктуры путем оптической экспозиции и проявления фоторезистного материала на жесткой подкладке или жесткой прозрачной подкладке, проводной металлизации микроструктурной фоторезистной поверхности и никелевой гальванопластики на проводящую поверхность.
Другие свойства, материалы, способы, средства, и их комбинации, которые прямо не указываются авторами, следует понимать как охватываемые объемом этого изобретения, как станет понятно специалисту в данной области.
Прозрачная подкладка - Любой, в целом плоский, и в целом оптически прозрачный, материал, включая, кроме другого, стекло, оксиды металлов, полимеры, композитный материал, биополимеры, сахара, целлюлозы, крахмалы, желатины и их комбинации, которые применяются для поддержки оптических элементов муаровой увеличительной системы Unison, вышеупомянутые оптические элементы необязательно включают микроматрицу линз и одну или несколько матриц изображений пиктограмм. РЕТ-полимерная пленка является типичной подкладкой для слоев пиктограмм и муаровых увеличительных систем согласно этому изобретению.
Другие свойства, материалы, способы, средства, и их комбинации, которые прямо не указываются авторами, следует понимать как охватываемые объемом этого изобретения, как станет понятно специалисту в данной области.
Подкладка - Любой, в целом плоский, материал, включая, кроме другого, стекло, металлы, композитные материалы, оксиды металлов, полимеры, биополимеры, сахара, целлюлозу, крахмалы, желатины, бумагу, волоконные материалы, неволоконные материалы, фольгу, нетканые заменители бумаги и их комбинации. РЕТ-полимерная пленка является типичной подкладкой для этого изобретения.
Другие свойства, материалы, способы, средства и их комбинации, которые прямо не указываются авторами, следует понимать как охватываемые объемом этого изобретения, как станет понятно специалисту в данной области.
Конформный материал покрытия - Материал покрытия, который отвечает форме поверхности, на которую он наносится. Покрытие из напыленного металла, по обыкновению, является конформным - оно укрывает вертикальные поверхности, микроструктурные боковые стенки и подтравленные участки, а также горизонтальные поверхности.
Неконформный материал покрытия - Материал покрытия, который не отвечает форме поверхности, на которую он наносится. Напыленное металлическое покрытие, по обыкновению, является неконформным - оно преимущественно укрывает горизонтальные поверхности, но плохо укрывает вертикальные поверхности и микроструктурные боковые стенки и не укрывает подтравленные участки.
Направленный материал покрытия - Материал покрытия, который преимущественно укрывает горизонтальные поверхности и поверхности с нормалью к поверхности, ориентированной в общем направлении источника покрытия, но не укрывает поверхности с нормалью к поверхности, ориентированной в общем направлении, отвернутом от источника покрытия. Напыленное металлическое покрытие со сдвигом или отклонением является одним из примеров направленного материала покрытия: поток металлической пары является направленным на поверхность под углом, который имеет существенный наклон, из-за чего «ближние» поверхности микроструктур укрываются, а «дальние» поверхности микроструктур затеняются и не укрываются.
На Фиг.1а представлен один из вариантов реализации или осуществления микрооптической системы 12, которая обеспечивает ортопараллактическое движение одного или нескольких изображений системы,
Микролинзы 1 микрооптической системы 12 имеют, по меньшей мере, две по сути одинаковые оси симметрии и включены в двухмерную периодическую матрицу. Диаметр линзы 2, преимущественно, менее 50 микрон («µ») и промежуток между линзами, преимущественно, 5 микрон или меньше. (Авторы используют обозначение «µ» и «мкм» для тех самых единиц измерения). Микролинза 1 фокусирует изображение элемента пиктограммы 4 и проецирует это изображение в направлении наблюдателя. Эта система широко используется в ситуациях с наличием нормальных уровней общего освещения, поэтому свечение пиктограмм возникает благодаря отраженному или проходному общему освещению.
Элемент пиктограммы 4 - это один из элементов периодической матрицы пиктограмм с периодами и размерами, в значительной степени похожими на периоды и размеры линзовой матрицы, включительно с линзой 1. Между линзой 1 и элементом пиктограммы 4 расположены оптическая прокладка 5, которая может сталкиваться с материалом линзы 1 или, на выбор, может быть отдельной подкладкой 8, в данном варианте линзы 9, отделенной от данной подкладки. Элементы пиктограммы 4, на выбор, могут быть защищенные герметизирующим слоем 6, преимущественно из полимерного материала. Герметизирующий слой 6 может быть прозрачным, полупрозрачным, окрашенным, пигментированным, матовым, металлическим, магнитным, с оптическими характеристиками, которые изменяются, или иметь любую комбинацию приведенных выше свойств, которые обеспечивают желательные оптические эффекты и/или дополнительные функции для целей защиты и установления подлинности, включительно с обеспечением систем автоматического установления подлинности валюты, подтверждения, отслеживания, подсчета и обнаружения, которые используют обнаружение оптических эффектов, электрической проводимости или электрической емкости, магнитного поля.
Общая толщина 7 системы, как правило, меньше 50 микрон; эта толщина зависит от индекса диафрагмы линз 1, диаметра линз 2 и толщины дополнительного признака защиты или уровней визуальных эффектов. Период повторения 11 с 20 элементов пиктограмм 4, в значительной степени идентичный периоду повторения линз 1; «коэффициент перечисления» - это отношение периода повторения пиктограмм к периоду повторения линз, используется для создания разных визуальных эффектов. Аксиально-симметричные показатели коэффициента перечисления равны, в основном, 1,000, приводят к ортопараллактическим эффектам Unison Motion, когда оси симметрии линз и пиктограмм смещенные, аксиально-симметричные показатели коэффициента перечисления менее 1,000, приводят к эффектам Unison Motion и Unison SuperDeep, когда оси симметрии линз и пиктограмм, в значительной степени, совпадают, и аксиально-симметричные показатели коэффициента перечисления больше 1,000, приводят к эффектам Unison Float и Unison SuperFloat, когда оси симметрии линз и пиктограмм в значительной степени совпадают. Аксиально-симметричные показатели коэффициента перечисления, такие как 0,995 в направлении оси Х и 1,005 в направлении оси Y, приводят к эффекту Unison Levitate.
Эффекты Unison Morph достигаются за счет масштабных перекручиваний или периода повторения линзы, или периода повторения пиктограммы, или периодов повторения и линзы и пиктограммы, или благодаря введению информации, которая пространственно изменяется, в структуру пиктограммы. Эффекты Unison 3-D также достигаются благодаря введению информации, которая изменяется в пространственном отношении, в структуру пиктограммы, но в данном варианте осуществления информация представляет собой разные точки наблюдения за трехмерным объектом со специфического местоположения, которое отвечает расположению пиктограмм.
Фиг.1б является изометрическим видом данной системы, как показано на поперечном разрезе на Фиг.1а, которая имеет структуры квадратных матриц линз 1 и пиктограмм 4, с периодами повторения 11 и толщиной оптических прокладок 5 (Фиг.1а не относится к структуре квадратной матрицы, но является поперечным профилем структур стандартных периодических матриц). Элементы пиктограмм 4, показанные как "$" изображение, ясно видны в фронтальном разрезе. И хотя существует значительное взаимное однозначное соответствие между линзами 1 и элементами пиктограмм 4, оси симметрии матрицы линз, в общем, не будут точно выровнены с осями симметрии матрицы пиктограмм.
В случае варианта осуществления материала Unison (ортопараллактического движения), как на Фигурах 1 а-б, с коэффициентом перечисления 1,0000, когда оси симметрии линз 1 и элементов пиктограмм 4 в значительной степени совпадают, что конечные искусственные изображения элементов пиктограмм (в данном примере большое "$") «возникают» и увеличиваются благодаря фактору, который теоретически приближается к бесконечности. Небольшой угловой сдвиг осей линз 1 и осей элементов пиктограмм 4 уменьшает степень увеличения искусственных изображений элементов пиктограмм и приводит к повороту увеличенных искусственных изображений.
Подвижные искусственные изображения, образованные определенными комбинациями линз, оптических прокладок и пиктограмм, движутся на расстояние, которое отвечает изменению угла зрения, и это соответствующее расстояние является процентом расстояния повторений искусственного изображения.
Например, если образуется материал Unison Motion, который представляет искусственные изображения, которые имеют расстояние повторений 0,25 дюйма, и эти искусственные изображения имеют 0,1 дюйма ортопараллактического движения, когда угол зрения изменяется на 10 градусов, то те же самые линзы, пиктограммы и прокладка, которые применяются для создания Unison, с расстоянием повторений искусственного изображения 1,0 дюйм, будут иметь пропорционально большее ортопараллактическое движение - 0,4 дюйма, когда угол зрения изменяется на 10 градусов. Расстояние ортопараллактического движения изображения масштабируется таким образом, чтобы отвечать расстоянию повторений созданного искусственного изображения. Связь между изменением угла зрения и масштабированным ортопараллактическим движением зависит от F# использованной линзы. Линзы с низким F# обеспечивают меньшее расстояние ортопараллактического движения для выбранного изменения угла зрения, чем линзы с высоким F#.
Типичная линза, которую применяют для материала Unison Motion, может иметь F# 0,8. Одной из причин того, что такой F# является желательным, является то, что он минимизирует вертикальную диспартность между изображениями, которые видит левый глаз, и теми, которые видит правый глаз наблюдателя.
Вертикальная диспартность является вертикальным смещением между изображениями, которые видят левый глаз и правый глаз - одно изображение выглядит вертикально смещенным относительно другого изображения. Горизонтальная диспартность изображения является знакомым и естественным явлением: она является одним из факторов, которые использует система глаза-головного мозга для получения пространственной глубины. Человек с вертикальной диспартностью изображения по обыкновению не сталкивается, она иногда наблюдается в биноклях или бинокулярных микроскопах, если их оптика является неотрегулированной. Если горизонтальная диспартность изображения является постоянным явлением для людей, которые видят обеими глазами, то вертикальная диспартность изображения в природе никогда не случается, поэтому человек имеет очень ограниченную приспособляемость к вертикальной диспартности изображения. Такая приспособляемость требует, чтобы один глаз смотрел немного выше или ниже относительно другого глаза. Такое ощущение является неестественным, и хотя оно человеку не вредит, оно сразу вызывает физическое ощущение в глазах наблюдателя в результате непривычной работы глазных мышц. Это физическое ощущение описывается по-разному, от "странного ощущения в глазах" к "на это тяжело смотреть". Этот эффект существует независимо от азимутального угла зрения (т.е.:
материал Unison Motion может поворачиваться на любой угол в его плоскости без какой-либо потери эффекта). Ни одна традиционная печать любого типа не дает этого физического ощущения для глаз наблюдателя.
Материалы Unison Motion могут быть сконструированы таким образом, чтобы создавать такое ощущение у наблюдателя из-за увеличения вертикальной диспартности изображений. Вертикальная диспартность изображения является присутствующей в материалах Unison Motion из-за того, что глаза наблюдателя являются расположенными в горизонтальной плоскости. Вид из левого глаза имеет отличный горизонтальный угол сравнительно с углом вида из правого глаза, поэтому искусственное изображение, которое видится левым глазом, является ортопараллактично смещенным в вертикальном направлении относительно искусственного изображения, которое видится правым глазом, таким образом, создавая вертикальную диспартность изображения. Степень вертикальной диспартности изображения является малым для линз с низким F# и по обыкновению не замечается наблюдателями. Однако вертикальная диспартность изображения может быть увеличена из-за применения линз с высоким F#, например, F# 2,0 или больше, таким образом, чтобы специально создать ощущение вертикальной диспартности в глазах наблюдателя.
Одно преимущество, которое может быть достигнуто из-за создания увеличенной вертикальной диспартности изображения в материалах Unison Motion, заключается в том, что созданное таким образом физическое ощущение у наблюдателя является уникальным, немедленным и автоматическим и, таким образом, может функционировать как новый способ определения подлинности. Ни один другой известный материал не может обеспечивать подобного ощущения из всех азимутальных углов зрения.
Коэффициент искусственного увеличения вариантов осуществления Unison Deep, Unison Float и Unison Levitate зависит от углового сдвига осей линз 1 и осей элементов пиктограмм 4, также как и от коэффициента перечисления системы. Когда коэффициент перечисления не равняется 1,0000, максимальное увеличение, полученное от значительного выравнивания данных осей, равняется абсолютной величине 1/(1,0000 - (коэффициента перечисления)). Таким образом, материал Unison Deep с коэффициентом перечисления 0,995 дал бы максимальное увеличение в 11/(1,0000 - (0,995)1=200х. Похожий на это материал Unison Deep с коэффициентом перечисления 1,005 дал бы максимальное увеличение в 11/(1,0000 - (1,005)1=200х. Аналогично варианту осуществления материала Unison Motion, небольшой угловой сдвиг осей линз 1 и осей элементов пиктограмм 4 вариантов осуществления Unison Deep, Unison Float и Unison Levitate уменьшает степень увеличения искусственных изображений элементов пиктограмм и приводит к повороту увеличенных искусственных изображений.
Созданное структурами пиктограмм Unison Deep или Unison SuperDeep искусственное изображение ориентировано вертикально согласно ориентации структур пиктограмм Unison Deep или Unison SuperDeep, тогда как созданное структурами пиктограмм Unison Float и Unison SuperFloat искусственное изображение перевернуто и повернуто на 180 градусов, согласно ориентации структур пиктограмм Unison Float и Unison SuperFloat.
На Фиг.2а схематично изображены аналогичные эффекты ортопараллактического движения, видимые при варианте осуществления Unison Motion. Левая сторона Фиг.2а показывает часть материала Unison Motion 12 в горизонтальной проекции 18, которая колеблется вокруг горизонтальной оси 16. Если искусственно увеличенное изображение 14 движется согласно параллаксу 5, оно будет казаться перемещаемым вниз (как показано на Фиг.2а), по мере того как материал 12 колеблется или вращается вокруг горизонтальной оси 16.
Такое очевидное параллактическое движение является типичным для изображений реальных объектов, классической печати и голографических изображений. Вместо показа параллактического движения искусственно увеличенное изображение 14 представляет собой ортопараллактическое движение 20, т.е. движение, перпендикулярное нормальному ожидаемому направлению параллактического движения. Правая сторона Фиг.2а представляет собой перспективный вид части материала 12 с представлением ортопараллактического движения одного искусственно увеличенного изображения 14 по мере его колебания 18 вокруг горизонтальной оси 16. Точечная линия 22 показывает положение искусственно увеличенного изображения 14 после его движения вправо по ортопараллаксной оси, и точечная линия 24 показывает положение искусственно увеличенного изображения 14 после его движения влево по ортопараллаксной оси.
Визуальные эффекты вариантов осуществления Unison Deep и Unison Float изображены изометрически на Фигурах 2б, в. На Фиг.2б часть материала Unison Deep 26 представляет собой искусственно увеличенное изображение 28, которое кажется стереоскопически видимым внизу плоскости материала Unison Deep 26 при рассмотрении наблюдателем 30. На Фиг.2в часть материала Unison Float 32 представляет собой искусственно увеличенное изображение 34, которое появляется стереоскопически выше плоскости материала Unison Float 34, при рассмотрении наблюдателем 30. Визуальные эффекты Unison Deep и Unison Float являются видимыми со всех азимутальных точек зрения и в широком диапазоне разных углов места, от вертикальной проекции (например, линия прямого зрительного наблюдения от глаз наблюдателя 30 на материал Unison Deep 26, или материал Unison Float 32 -перпендикулярная поверхности данных материалов) вниз к углу поверхностной проекции, которая, как правило, меньше 45 градусов. Видимость Unison Deep и Unison Float визуальных эффектов в широком диапазоне углов зрения и ориентации обеспечивает простой и удобный способ отличия материалов Unison Deep и Unison Float от подделок, которые используют цилиндрическую линзовидную оптику или топографию.
Эффект варианта осуществления Unison Levitate иллюстрируется на Фигурах 2 в-д с помощью изометрических изображений, которые демонстрируют воспринимаемое стереоскопически глубинное положение искусственно увеличенного изображения 38 при трех поворотах на азимутальные углы материала Unison Levitate 36, и соответствующую горизонтальную проекцию материала Unison Levitate 36, и искусственно увеличенное изображение 38, рассмотренное наблюдателем 30. Фиг.2в изображает искусственно увеличенное изображение 38 (далее «изображение»), которое кажется стереоскопически видимым внизу плоскости материала Unison Levitate 36, при ориентации вышеупомянутого материала, как показано в горизонтальной проекции. Большая темная линия в горизонтальной проекции служит как опорная точка азимутальной ориентации 37 для большей ясности. Нужно обратить внимание, что опорная точка азимутальной ориентации 37 на Фиг.2в выровнена в вертикальном направлении и изображение 38 выровнено в горизонтальном направлении. Изображение 38 появляется в положении Unison Deep, поскольку коэффициент перечисления равняется менее чем 1,000, вдоль первой оси материала Unison Levitate 36, и выровнено практически параллельно линии, которая соединяет зрачки наблюдателя (далее стереоскопический коэффициент перечисления). Стереоскопический коэффициент перечисления материала Unison Levitate 36, больший чем 1,000 вдоль второй оси, перпендикулярной первой оси, таким образом, приводит к Unison Float эффекта изображения 38, когда вторая ось выровнена практически параллельно линии, которая соединяет зрачки наблюдателя, как показано на Фиг.2е. Следует обратить внимание, что опорная точка азимутальной ориентации 37 в горизонтальной проекции на этой Фиг.2д показывает промежуточную азимутальную ориентацию материала Unison Levitate 36, что создает эффект ортопараллактического изображения Unison Motion, поскольку стереоскопический коэффициент перечисления в данной азимутальной ориентации по сути равняется 1,000.
Визуальный эффект Unison Levitate изображения 38, которое движется снизу материала Unison Levitate 36 (Фиг.2г) и вверх к уровню материала Unison Levitate 36 (Фиг.2д) и дальше выше уровня к материалу Unison Levitate 36 (Фиг.2е), по мере поворота материала в азимутальной плоскости, может усиливаться благодаря объединению материала Unison Levitate 36 с классической печатной информацией. Неизменная стереоскопическая глубина классической печатной информации служит как базовая плоскость, чтобы лучше понять движение изображений 38 в стереоскопической глубине.
При освещении материала Unison с использованием источника направленного света, такого как источник «точечного» света (т.е. прожектор или светодиодный источник света) или колимованный источник излучения (т.е. солнечный свет), можно увидеть «теневые изображения» пиктограмм. Эти теневые изображения не являются обычными. В то время как искусственное, представленное Unison, изображение не движется по мере движения освещения, созданные теневые изображения реально движутся. Больше того, в то время как разные искусственные изображения Unison могут лежать в разных визуальных плоскостях не в плоскости материала, теневые изображения всегда лежат в плоскости материала. Цветами теневого изображения являются цвета пиктограммы. Поэтому черные пиктограммы создают черные теневые изображения, зеленые пиктограммы создают зеленые теневые изображения и белые пиктограммы создают белые теневые изображения.
Движение теневого изображения при движении угла освещения связано со специфическим Unison эффектом глубины или движением, аналогичным присутствующему в искусственном изображении визуальному эффекту. Таким образом, движение теневого изображения при изменении угла освещения, аналогично движению искусственного изображения при изменении угла зрения. В частности:
подвижные теневые изображения движутся ортопараллактично с движением источника света.
Deep теневые изображения движутся в том самом направлении, что и источник света.
Float теневые изображения движутся в направлении, противоположному движению источника света.
Levitate теневые изображения движутся в направлениях, которые является комбинациями приведенного выше:
Levitate Deep теневые изображения движутся в том самом направлении, что и источник света, слева направо, но противоположно движению света сверху вниз;
Levitate Float теневые изображения движутся в противоположном движении источника света направления, слева направо, но в том самом направлении движения света сверху вниз;
Levitate Motion теневые изображения движутся ортопараллактично относительно перемещения света.
Unison Morph изображения обнаруживают эффект плавного преобразования изображений по мере перемещения света.
Дополнительные необыкновенные эффекты теневых изображений видно, когда точечный источник рассеянного света, например светодиод, движется к и от пленки Unison. Когда источник света ставится дальше, то его рассеянные лучи сильнее приближают колимованный свет и теневые изображения, созданные искусственными изображениями Unison Deep, Unison SuperDeep, Unison Float, Unison SuperFloat кажутся приблизительно такого же размера, как и искусственные изображения. Когда свет поднимается ближе к поверхности. Unison Deep, Unison SuperDeep материалы суживаются, поскольку освещение является сильно рассеянным, тогда как теневые изображения материалов Unison Float и Unison SuperFloat расширяются. Освещение этих материалов рассеянным светом приводит к расширению теневых изображений Unison Deep, Unison SuperDeep к размерам, большим за сами искусственные изображения, в то время как Float и SuperFloat материалы суживаются.
Теневые изображения материала Unison Motion значительно не изменяют масштаб при изменении восхождения или рассеяние освещения, а скорее данные теневые изображения поворачиваются вокруг центра освещения. Теневые изображения Unison Levitate суживаются в одном направлении и расширяются в перпендикулярном направлении, при изменении восхождения или рассеяние освещения. Теневые изображения Unison Morph изменяются специфическим для конкретной Morph структуры путем при изменении восхождения или рассеяние освещения.
Все эти эффекты теневых изображений могут использоваться как дополнительные способы установления подлинности для материалов Unison, используемых в качестве противофальсификационных мер по защите торговой марки и других похожих вариантов применения.
Фиг.3 а-в представляют собой горизонтальные проекции, которые демонстрируют разные варианты осуществления и коэффициенты заполнения разных структур симметричных двухмерных матриц микролинз. Фиг.3 а, г и ж изображают микролинзы 46, 52 и 60, соответственно, составленные в стандартную структуру шестиугольной матрицы 40. (Пунктирные линии матричных структур 40, 42 и 44 показывают симметрию линзовых структур, но не обязательно представляют любые физические элементы данной матрицы). Линзы на Фиг.3а имеют практически круговую базовую геометрию 46, линзы на Фиг.3е имеют практически шестиугольную базовую геометрию 60 и линзы на Фиг.3г имеют практически промежуточную базовую геометрию и являются закругленными шестиугольниками 52. Похожая последовательность геометрических форм линз применяется к квадратной матрице 42 линз 48, 54 и 62, где данные линзы имеют базовые геометрические формы в диапазоне от практически круглой 48 к округленному квадрату 54 или практически квадратной формы 62, как изображено на Фигурах 3 б, е и з. Соответственно, равносторонняя треугольная матрица 44 имеет линзы с базовыми геометрическими формами в диапазоне от практически круглой 50 к округленному треугольнику 58, или практически треугольной формы 64, как изображено на Фигурах 3 в, е, и.
Структуры линз на Фигурах 3 а-в является линзами, которые могут использоваться для данной системы. Промежуточное пространство между линзами не вносит прямого вклада в искусственное увеличение изображений. Материал, созданный с использованием одной из вышеупомянутых линзовых структур, также будет включен в систему матрицы элементов пиктограмм, которые согласовано согласно той же геометрии и, приблизительно, в том самом масштабе, разрешая используемой разности в масштабах создать эффекты Unison Motion, Unison Deep, Unison Float и Unison Levitate. Если промежуточное пространство большое, например, такое как представленное на Фиг.3в, это означает, что линзы имеют низкий коэффициент заполнения, и контраст между изображением и фоном будет уменьшенным с помощью рассеянного элементами пиктограммы света. Если промежуточное пространство малое, это означает, что линзы имеют высокий коэффициент заполнения, и контраст между изображением и фоном будет высоким, при условии, что сами линзы имеют хорошие фокальные свойства и элементы пиктограмм расположены в фокальных плоскостях линз. Вообще легче сформировать микролинзы с высокими оптическими качествами с круговой или практически круговой базой, чем с квадратной или треугольной. Хороший баланс между характеристиками линз и минимизацией промежуточного пространства показан на Фиг.3г; это шестиугольная матрица линз, которые являются округленными шестиугольниками с базовыми геометрическими размерами.
Линзы, которые имеют малый индекс диафрагмы (F#), особенно подходят для использования в данной системе. Под малым индексом диафрагмы понимается значение меньше 4, и, особенно для Unison Motion, приблизительно 2 или меньше. Линзы, которые имеют малый индекс диафрагмы, имеют высокую кривизну и, соответственно, большую толщину изгиба или центра пропорционально их диаметру. Типичные линзы Unison с индексом диафрагмы 0,8 имеют ширину шестиугольной базы в 28 микрон и толщину центра 10,9 микрон. Типичная линза Дринквотера, с диаметром 50 микрон и фокусным расстоянием 200 микрон, имеет F#, равный 4, и толщину центра 3,1 микрон. Если линза Unison имеет такие же базовые размеры, то она имеет почти в шесть раз больший изгиб, чем линза Дринквотера.
Авторы выяснили, что многозональные линзы с многоугольной базой, например многозональные линзы с шестиугольной базой, имеют важные неожиданные преимущества над сферическими линзами с круговой базой. Как объяснено выше, многозональные линзы с шестиугольной базой значительно повышают технологичность благодаря своей геометрии, которая позволяет снять внутренние напряжения, но существуют и неожиданные дополнительные оптические преимущества, полученные благодаря использованию многозональных линз с шестиугольной базой.
Авторы называют эти линзы многозональными, поскольку они имеют три оптические зоны, каждая из которых обеспечивает разные и уникальные преимущества для данного изобретения. Эти три зоны - это центральная зона (занимает приблизительно половину площади линзы), боковые зоны и угловые зоны. Многозональные линзы имеют эффективный диаметр, который является диаметром круга внутри угловых зон, вокруг центральной зоны, включая боковые зоны.
Центральная зона многозональных линз с шестиугольной базой, описанных в данном изобретении, имеет асферическую форму (например, форму, определенную [в=(5,1316Э)Х4 - (0,01679)Х3+(0,124931)Х+11,24824] для линзы с диаметром в 28 микрон с номинальным фокусным расстоянием в 28 микрон), которая фокусирует свет, по меньшей мере, так, как и сферическая поверхность с тем же диаметром и фокусным расстоянием. На Фиг.30 показано фокусирующие свойства 782 центральной зоны 780 многозональных линз 784 с шестиугольной базой с номинальным фокусным расстоянием 28 микрон в полимерной подкладке 786 (линза и подкладка n=1,51) и на Фиг.31 показаны фокусирующие свойства 790 центральной зоны 788 сферических линз 792 с диаметром в 28 микрон, и с номинальным фокусным расстоянием в 30 микрон в полимерной подкладке 794 (линза и подкладка n=1,51). Сравнение двух данных Фигур ясно демонстрирует, что многозональные линзы с шестиугольной базой 784 связанного изобретения, работают, по меньшей мере, также как и сферические линзы 792. Центральная зона 780 многозональных линз 784 с шестиугольной базой обеспечивает высокое разделение изображения и небольшую глубину поля зрения при разных углах зрения.
Каждая из шести боковых зон 796 многозональной линзы 784 с шестиугольной базой родственного изобретения имеют фокусные расстояния со сложной зависимостью от их расположения, но эффект должен вызвать распространение фокуса боковых зон 796 в диапазоне показателей 798, охватывая приблизительно +/-10% фокуса центральной зоны, как представлено на Фиг.32. Эта вертикальная размытость 798 фокусной точки эффективно увеличивает глубину резкости линзы в данных зонах 796 и обеспечивает одинаковые с плоской линзой преимущества. Функционирование внешних зон 800 сферических линз 792 может быть рассмотрено на Фиг.33. Эта вертикальная размытость фокусной точки 802 значительно меньше для сферической линзы 792, чем вертикальная размытость для многозональных линз с шестиугольной базой 784.
Это особенно важно для наблюдения не под нормальным углом зрения: увеличенная глубина резкости и значительно высшая резкость смягчают резкое размывание изображения, которое может иметь место для сферической линзы при отделении искривленной фокусирующей поверхности от плоскости пиктограммы. Кроме того, материал Unison, в котором используются многозональные линзы с шестиугольной базой, отображает искусственные изображения, которые более мягко идут из фокуса при рассмотрении под высшими углами зрения, чем эквивалентный материал Unison, в котором используются сферические линзы. Это желательно, поскольку это увеличивает эффективный угол зрения материала и, значит, увеличивает его полезность как средства защиты или средства презентации изображения.
Угловые зоны 806 многозональных линз 784 с шестиугольной базой на Фиг.32 имеют фокусные рассеивающие свойства, которые обеспечивают неожиданные преимущества рассеяния 808 окружающего освещения на плоскости пиктограммы, и, таким образом, уменьшают чувствительность материала Unison к условиям освещения. Сферические линзы 792 на Фиг.33 не рассеивают окружающее освещение на такую широкую площадь (это видно благодаря отсутствия рассеянных лучей на областях 804 плоскости пиктограммы), поэтому материалы Unison, созданные с использованием сферических линз, имеют больше вариаций яркости искусственного изображения при рассмотрении под разными углами зрения, чем материалы Unison, созданные с использованием многозональных линз с шестиугольной базой.
Преимущество, полученное от экспериментальных многозональных линз с шестиугольной базой, дальше увеличивается, поскольку многозональные линзы с шестиугольной базой имеют более высокий коэффициент заполнения (способность охватывать плоскость), чем сферические линзы. Промежуточные расстояния или внутреннепоровое пространство между сферическими линзами по сути не обеспечивают рассеяния окружающего освещения, в то время как такие области, которые не рассеивают, значительно меньшие в случае многозональных линз с шестиугольной базой.
Таким образом, видно, что даже несмотря на более низкие фокусные свойства многозональных линз с шестиугольной базой, по сравнению со сферическими линзами, согласно классическим оптическим стандартам, в контексте данного изобретения, многозональные линзы с шестиугольной базой имеют неожиданные преимущества и усовершенствования сравнительно со сферическими линзами.
Любой тип линзы может получить преимущества от добавления рассеивающих микроструктур или материалов, нанесенных на или введенных в промежуточное пространство линз, чтобы увеличить рассеяние окружающего света на плоскость пиктограммы. Более того, промежуточные пространства линз могут наполняться материалом, который сформирует выпукло-вогнутые линзы малого радиуса, с фокусными свойствами, которые сводят или рассеивают, чтобы направить окружающий свет на плоскость пиктограммы. Способы могут комбинироваться, например, благодаря введению частиц, которые рассеивают свет, в материал заполнения выпукло-вогнутых линз малого радиуса в линзах. Альтернативно, промежуточные зоны линз могут сразу производиться с необходимыми промежуточными зонами рассеивающих линз.
Сферические линзы с такими пропорциями очень сложные в производстве, поскольку высокий угол контакта между поверхностью пленки и краем линзы служит как накопитель напряженности для приложенных сил, чтобы отделить линзу от инструмента во время производства. Эти высокие напряженности оказывают содействие слипанию линзы с пленкой и сложности удаления пленки из инструмента. Более того, оптические характеристики сферических линз с малым индексом диафрагмы постепенно ухудшаются для радиальных зон, отдаленных от центра линзы: сферические линзы с малым индексом диафрагмы не обеспечивают надлежащей фокусировки, за исключением области близ центральной зоны.
Линзы с шестиугольной базой имеют значительные и неожиданные преимущества над линзами с практически круговой базой: шестиугольные линзы отделяются от их инструментов с меньшей силой отслоения, чем эквивалентные оптические линзы с практически круговой базой. Шестиугольные линзы имеют форму, которая постепенно переходит от в значительной степени симметричной аксиально вблизи их центра к шестиугольно симметричной с углами, которые служат как накопители напряженности в их базах. Вызванные резкими базовыми углами накопители напряженности уменьшают общую силу отслоения, необходимую для отделения линз от их форм при производстве.
Контрастность изображения материала может усиливаться благодаря наполнению промежуточных пространств линз поглощающим свет (темного цвета) непрозрачным пигментированным материалом, эффективно формируя маску для линз. Это исключает снижение контрастности, которая возрастает от рассеянного от уровня пиктограммы света через промежуточные пространства линз. Дополнительный эффект промежуточного заполнения заключается в том, что общее изображение темнеет через блокирование прохождения входного внешнего освещения через промежуточные пространства на плоскость пиктограммы. Ясность изображения, созданного линзами с нетипичным фокусированием на их периферии также может быть улучшено непрозрачным пигментированным межпространственным заполнением, при условии, что это заполнение загораживает периферийную линзовую зону с нетипичным фокусированием.
Может быть получен другой эффект благодаря заполнению промежуточного пространства линзы белым или немного окрашенным материалом или материалом с цветами, которые подходят к цветам подкладки, которая используется в материале Unison. Если немного окрашенный материал заполнения промежуточного пространства линзы довольно плотный, и плоскость пиктограммы вызывает сильный контраст между элементами пиктограммы и фоном, искусственное изображение Unison будет в значительной степени невидимым при просмотре в отраженном свете, однако будет ясно видимым при просмотре в заломленном со стороны линзы свете, но не будет видимым при просмотре со стороны пиктограммы. Это обеспечивает инновационный эффект защиты относительно одностороннего изображения, видимого только в заломленном свете и лишь с одной стороны.
Флуоресцирующие материалы могут использоваться как покрытие линз в промежуточных пространствах, вместо или, кроме того, к видимому пигменту как дополнительное средство определения подлинности.
На Фиг.4 изображен эффект изменения стереоскопического коэффициента перечисления SSR (период повторения элемента пиктограммы/период повторения матрицы линзы) вдоль оси данного материала. Зоны системы, которые имеют SSR, больший 1,0000, обеспечивают Unison Float и Unison SuperFloat эффекты; зоны системы, которые имеют SSR, практически равный 1,0000, обеспечивают эффекты ортопараллактического движения (ОРМ) Unison Motion, и зоны системы, которые имеют SSR менее 1,0000, обеспечивают Unison Deep и Unison SuperDeep эффекты. Все эти эффекты могут создаваться и трансформироваться один в другой разными способами вдоль оси пленки системы. Данная Фигура отображает один из вариантов таких комбинаций. Пунктирная линия 66 показывает SSR, практически равный 1,0000, разделительную линию между Unison Deep и Unison SuperDeep, и Unison Float и Unison SuperFloat, и показатель SSR, который демонстрирует ОРМ. В зоне 68 SSR материала Unison равняется 0,995, что создает Unison Deep эффекты.
Расположенная рядом зона - это зона 70, в которой SSR колеблется от 0,995 до 1,005, создавая пространственный переход от Unison Deep к Unison Float эффекту. SSR следующей зоны равняется 1,005, что создает Unison Float эффект. Следующая зона 74 создает гладкий переход вниз от Unison Float эффекта к Unison Deep эффекту. Зона 76 скачкообразно переходит от Unison Deep эффекта к ОРМ и к Unison Float эффекту, и зона 78 скачкообразно переходит назад к ОРМ. Необходимые вариации в периоде повторения, чтобы создать данные эффекты, и они наиболее легко выполняются на уровне элемента пиктограммы. Дополнительно к изменению SSR в каждой зоне может быть желательным изменять углы поворота каждой зоны данных матриц, преимущественно в пределах матрицы элементов пиктограммы, чтобы удерживать искусственно увеличенные изображения, соответствующими их размерам.
Самый легкий путь интерпретации этого графика - рассмотреть поперечный профиль его стереоскопической глубины вдоль оси образца материала системы. Поэтому является возможным создать стереоскопически составленные области изображения, моделированные визуальные поверхности, контролируя SSR на месте и, на выбор, благодаря местному контролю угла поворота матрицы. Стереоскопически составленная поверхность может использоваться, чтобы отобразить неограниченный диапазон форм, включая человеческое лицо. Структура элементов пиктограмм, которая создает эффект стереоскопической решетки или периодических точек, может быть особенно эффективной при визуальном отображении сложной поверхности.
Горизонтальные проекции на Фигурах 5 а-в изображают эффект поворота одной структуры матрицы относительно другой при производстве материала данной системы. На Фиг.5а показана линзовая матрица 80, которая имеет пространство 82 стандартной периодической матрицы, без значительных перемен в углах наклона осей матрицы. На Фиг.5б показана матрица элементов пиктограмм 84 с последовательно изменяемым углом ориентации оси матрицы 86. Если линзовая матрица 80 объединяется с матрицей элементов пиктограмм 84 благодаря перемещению матрицы линз 80 над матрицей пиктограмм 84, как показано, то приблизительный результирующий визуальный эффект показан на Фиг.5в. На Фиг.5в материал 88, созданный с помощью соединения матрицы линз 80 и матрицы пиктограмм 84, создает структуру искусственно увеличенных изображений 89, 90, 91, которые являются разными за масштабом и углом поворота материала. В направлении верхнего края материала 88 изображение 89 большое и имеет малый угол поворота. Изображение 90 в направлении верхней средней секции материала 88 имеет меньшие размеры и поворачивается на значительный угол относительно изображения 89. Разные масштабы и углы поворота между изображениями 89 и 91 - это результат разности в угловом сдвиге структуры 82 линзы и структуры элемента пиктограммы 86.
На Фиг.6 а-в показан способ трансформации одного искусственно увеличенного изображения с ОРМ 98 (эффект ортопараллактического движения) в другое искусственно увеличенное изображение 102 по мере движения первого изображения через границу 104 в структурах элементов пиктограмм 92 и 94. Структура элемента пиктограммы 92 имеет элементы пиктограммы 98 круглой формы, показанные на увеличенном вкладыше 96. Структура элемента пиктограммы 94 имеет элементы пиктограммы 102 звездообразной формы, показанные на увеличенном вкладыше 100. Структуры элементов пиктограмм 92 и 94 не являются отдельными объектами, но объединяются на их границе 104. Когда материал собирается с использованием объединенной структуры элементов пиктограмм, ОРМ изображения покажут эффекты трансформации, отображенные на Фигурах 6б и в. На Фиг.6б показаны круглые изображения 107, которые движутся вправо через границу 104, и звездообразные изображения, которые появляются на границе 102, что также движутся вправо. Изображение 106 находится в переходном состоянии, частично круглое, частично звезда, поскольку оно пересекает границу. На Фиг.6 а-в показаны изображения после их движения дальше по правую сторону: изображение 98 теперь ближе к границе 104, и изображение 106 практически полностью пересекло границу для завершения собственного преобразования из круга в звезду. Эффект преобразования может выполняться в менее резкой манере, благодаря созданию переходной зоны от одной структуры элемента пиктограммы к другой, вместо четкой границы 104. В переходной зоне эти пиктограммы постепенно будут трансформироваться из кругов в звезды, проходя несколько стадий. Гладкость визуального преобразования результирующих ОРМ изображений будет зависеть от количества стадий, используемых для преобразования. Диапазон графических возможностей бесконечный. Например, переходная зона может быть сконструирована таким образом, чтобы круг, который появляется, казался суженным или уменьшенным, в то время, как вершины звезды будут высовываться вверх из него, или, как альтернатива, стороны круга могут казаться вогнутыми вглубь, чтобы создать укороченную звезду, которая постепенно становится более резкой к достижению своей конечной формы.
Фиг.7 а-в являются поперечными разрезами материалов данной системы, которые иллюстрируют альтернативные варианты осуществления элементов пиктограмм. На Фиг.7а показан материал, который содержит линзы 1, отделенные оптической прокладкой 5 от элементов пиктограммы 108. Элементы пиктограммы 108 формируются структурами бесцветного, цветного, слегка окрашенного или окрашенного материала, наложенного на верхнюю поверхность оптической прокладки 5. Любой из общеизвестных способов печати, например, струйная печать, лазерная печать, высокая печать, флексография, фотогравюра и глубокая печать могут использоваться для нанесения элементов пиктограммы 108 такого рода, пока раздельная способность печати достаточная.
На Фиг.7б показана похожая система материала с разными вариантами осуществления элементов пиктограмм 112. В данном варианте осуществления элементы пиктограммы формируются из цветных и грунтовых красителей или частиц, встроенных в поддерживаемый материал 110. Примеры данного варианта осуществления элементов пиктограмм 112 в поддерживаемом материале 110 включают: серебряные частицы в желатине как фотографическая эмульсия, пигментированные или цветные чернила, абсорбированные приемочным чернильным покрытием, возгонка красителя в приемочном покрытии красителя и фотохромные и термохромные изображения на кинопленке.
На Фиг.7в показан микроструктурный подход к формированию элементов пиктограмм 114. Этот способ имеет преимущество практически неограниченного пространственного разделения. Элементы пиктограмм 114 могут формироваться из пустот в микроструктуре 113 или твердых участков 115, отдельно или в комбинации. Пустоты 113, на выбор, могут заполняться или покрываться другим материалом, например, металлического напыления, материала, который имеет разные коэффициенты отражения, или окрашенного или пигментированного материала.
Фиг.8а, б показывают позитивные и негативные варианты осуществления элементов пиктограмм. Фиг.8а показывает позитивные элементы пиктограмм 116, которые являются цветными, окрашенными, или пигментированными 120 на прозрачном фоне 118. Фиг.8б показывает негативные элементы пиктограмм 122, которые являются прозрачными на цветном, окрашенном, или пигментированном фоне 120. Материал данной системы, может, на выбор, содержать и негативные, и позитивные элементы пиктограмм. Данный способ создания позитивных и негативных элементов пиктограмм особенно хорошо приспособлен для элементов пиктограмм микроструктуры на Фиг.7в.
На Фиг.9 показан поперечный разрез одного из вариантов осуществления материала элемента изображения данной системы. Этот вариант осуществления включает зоны с линзами 124 с коротким фокусом и с другими линзами 136 с длинным фокусом. Линзы с коротким фокусом 124 проецируют изображение 123 элементов пиктограммы 129 в плоскости пиктограммы 128, расположенной в фокальной плоскости линз 124. Линзы с длинным фокусом 136 проецируют изображение 134 элементов пиктограммы 137 в плоскости пиктограммы 132, расположенной в фокальной плоскости линз 136. Оптическая прокладка 126 отделяет линзы с коротким фокусом 124 от связанной плоскости пиктограммы 128. Линзы с длинным фокусом 136 отделяются от их связанной плоскости пиктограммы 132 благодаря общей толстой оптической прокладке 126 плоскости пиктограммы 128, и второй оптической прокладки 130. Элементы пиктограммы 137 во второй плоскости пиктограммы 132, находятся вне фокусной глубины линз с коротким фокусом 124, и, значит, не формируют четких искусственно увеличенных изображений в зонах линз с коротким фокусом. Аналогично, элементы пиктограммы 129 находятся слишком близко к линзам с длинным фокусом 136, чтобы сформировать четкие искусственно увеличенные изображения. Соответственно, зоны материала с линзами с коротким фокусом 124 будут отображать изображение 123 элементов пиктограммы 129, в то время как зоны материала с линзами с длинным фокусом 136 будут отображать изображение 134 элементов пиктограммы 137. Проектируемые изображения 123 и 134, могут различаться за дизайном, цветами, направлением ОРМ, коэффициентом искусственного увеличения и эффектами, включая приведенные выше эффекты Deep, Unison, Float и Levitate.
Фиг.10 является поперечным разрезом альтернативного варианта осуществления материала пиксельной зоны данной системы. Этот вариант осуществления включает зоны с линзами 140, поднятыми с помощью меза-области держателя объектива 144, выше базы не поднятых линз 148. Фокусное расстояние поднятых линз 140 - это расстояние 158 с размещением фокуса данных линз в первой плоскости пиктограммы 152. Фокусное расстояние не поднятых линз 148 - это расстояние 160 с размещением фокуса данных линз во второй плоскости пиктограммы 156. Эти два фокусных расстояния, 158 и 160, могут быть одинаковыми или неодинаковыми. Поднятые линзы 140 проецируют изображение 138 элементов пиктограммы 162 в плоскости пиктограммы 152, расположенной в фокальной плоскости линз 140. Не поднятые линзы 148 проецируют изображение 146 элементов пиктограммы 164 в плоскости пиктограммы 156, расположенной в фокальной плоскости линз 148. Поднятые линзы 140 отделяются от их связанных элементов пиктограмм 162 благодаря общей толщине меза-области держателя объектива 144 и оптической прокладки 150. Не поднятые линзы 148 отделяются от их связанных элементов пиктограмм 164 благодаря общей толщине оптической прокладки 150, уровня пиктограмм 152 и прокладки (сепаратора) пиктограммы 154. Элементы пиктограммы 164 во второй плоскости пиктограммы 156 находятся вне фокусной глубины поднятых линз 140, и, значит, не формируют четких искусственно увеличенных изображений в зонах поднятых линз. Аналогично, элементы пиктограммы 152 находятся слишком близко к не поднятым линзам 148, чтобы сформировать четкие искусственно увеличенные изображения. Соответственно, зоны материала с поднятыми линзами 140 будут отображать изображение 138 элементов пиктограммы 162, в то время как зоны материала с не поднятыми линзами 136 будут отображать изображение 146 элементов пиктограммы 156. Проектируемые изображения 138 и 146, могут различаться по дизайну, цветам, направлению ОРМ, коэффициенту искусственного увеличения и эффектам, включая приведенные выше эффекты Deep, Unison, Float и Levitate.
Фиг.11а, б являются поперечными разрезами, которые иллюстрируют нерефракционные варианты осуществления данной системы. Фиг.11а отображает вариант осуществления с использованием фокусирующего рефлектора 166 вместо рефракционной линзы, чтобы спроектировать изображение 174 элементов пиктограмм 172. Уровень пиктограммы 170 находится между глазами наблюдателя и фокусирующей оптикой. Фокусирующие рефлекторы 166 могут иметь металлизированное покрытие 167 для высокой фокусирующей эффективности. Уровень пиктограммы 170 поддерживается на расстоянии равному фокусному расстоянию рефлекторов, с помощью оптической прокладки 168. Фиг.11б отображает вариант осуществления данного материала с точечной оптикой. Непрозрачный верхний уровень 176, преимущественно черного цвета для увеличения контраста, пересекается апертурой 178. Элемент оптической прокладки (оптического сепаратора) 180 контролирует поле зрения данной системы. Элементы пиктограмм 184 в уровне пиктограммы 182 отображаются через апертуру 178 тем же способом, который применяется в камере с точечной диафрагмой. Из-за малого количества света, который проходит через апертуру, этот вариант осуществления является наиболее эффективным, с задним подсвечиванием, со светом, который проходит сначала через плоскость пиктограммы 182, потом через апертуру 178. Эффекты каждого из вышеописанных вариантов осуществления, ОРМ, Deep, Float и Levitate, могут создаваться и с использованием конструкции рефракционной системы, и с использованием конструкции системы с точечной оптикой.
Фиг.12а, б являются поперечными разрезами, которые сравнивают структуры всерефракционного или всепреломляющего материала 188, с гибридным рефракционным (преломляющим)/ преломляющим материалом 199. На Фиг.12а показана образцовая структура с микролинзами 192, отделенными от плоскости пиктограммы 194 оптическим сепаратором 198. Выборочный герметизирующий уровень 195 вносит свою лепту в общую толщину системы 196. Линзы 192 проецируют изображение пиктограмм в направлении наблюдателя (не показано). Гибридный преломляющий/преломляющий материал 199 включает микролинзы 210 с плоскостью пиктограммы 208 снизу от них. Оптическая прокладка 200 отделяет линзы 210 и плоскость пиктограммы 208 от преломляющего слоя 202. Преломляющий слой 202 может быть металлизирован, например, с использованием алюминиевого, золотого, родиевого, осмиевого, хромового, серебряного напыления, или напыления с использованием обедненного урана, химически нанесенного серебра или многоуровневых интерференционных пленок. Рассеянный плоскостью пиктограммы 208 свет отбивается от преломляющего уровня 202, проходит через уровень пиктограммы 208 у линзы 210, которые проецируют изображение 206 в направлении наблюдателя (не показано). Обе Фигуры имеют, приблизительно, одинаковый масштаб: с помощью визуального сравнения можно увидеть, что общая толщина системы 212 гибридной преломляющей/отбивающей системы 199 равняется, приблизительно, половине общей толщины 196 всепреломляющей системы 188. Образцовые размеры для эквивалентных систем - 29 микрон для общей толщины 196 всепреломляющей системы 188, и 17 микрон для общей толщины 212 преломляющей/отбивающей системы 199. Толщина преломляющей/отбивающей системы может быть и дальше уменьшена с помощью обработки. Таким образом, гибридная система, которая имеет линзы 15 микрон в диаметре, может быть выполнена с общей толщиной в 8 микрон. Эффекты каждого из вышеописанных вариантов осуществления, ОРМ, Deep, Float, Morph, 3-D и Levitate, могут создаваться с использованием гибридной преломляющей/отбивающей конструкции.
Фиг.13 является поперечным сечением, которое демонстрирует так называемый «отслоить-чтобы-показать» вариант осуществления материала информации об искажении (или фальсификацию) данной системы. Этот вариант осуществления не показывает изображения, если оно не подделано. Неискаженная структура показана в области 224, где преломляющая система 214 оптически введена под верхний слой 216, который состоит из выборочной подкладки 218 и легко отслаивающегося или съемного слоя 220, который согласован с линзами 215. Съемный слой 220 эффективно формирует негативные линзовые структуры 220, которые насаждаются на позитивные линзы 215 и приглушают их оптическую мощность. Линзы 215 не могут сформировать изображения уровня пиктограммы на неискаженном участке, и рассеянный свет 222 от плоскости пиктограммы не является сфокусированным. Верхний уровень 216 может включать выборочную пленочную подкладку 218. Искажение, показанное на участке 226, приводит к высвобождению верхнего слоя 216 от преломляющей системы 214, экспонируя линзы 215 так, что они могут сформировать изображение 228. Эффекты каждого из вышеописанных вариантов осуществления, ОРМ, Deep, Float и Levitate, могут включаться в «отслоить-чтобы-показать» систему индикации об искажении такого типа, который изображен на Фиг.13.
Фиг.14 является поперечным сечением, которое демонстрирует так называемый «отслоить-чтобы-изменить» вариант осуществления материала индикации об искажении данной системы. Этот вариант осуществления показывает первое изображение 248 первой плоскости пиктограммы 242 к искажению 252, потом отображает другое изображение 258 в области 254 после вмешательства. Неискаженная структура показана на участке 252, где стыкованы две преломляющие системы. Первая плоскость пиктограммы 242 расположена внизу линз 240 второй системы. К искажению на участке 252 первая, или верхняя, система 232 представляет собой изображение первой плоскости пиктограммы 242. Вторая плоскость пиктограммы 246 находится слишком далеко за пределами фокусной глубины линз 234, чтобы сформировать четкие изображения. Первые линзы 234 отделены от вторых линз 240 выборочной подкладкой 236 и слоем 238, который легко снимается, согласован с другими линзами 240. Легко снимающийся слой 232 эффективно формирует негативные линзовые структуры 238, насаждающиеся на позитивные линзы 240, и уменьшает их оптическую мощность. Верхний уровень 232 может включать выборочную пленочную подкладку 236. Искажение приводит к отделению 256 верхнего слоя 232, показанного в области 254, от второй преломляющей системы 230, экспонируя другие линзы 240 так, что они могут сформировать изображение 258 второго слоя пиктограммы 246. Другие линзы 240 не формируют изображений первого слоя пиктограммы 242, поскольку слой пиктограммы находится слишком близко к линзам 240.
Вариант осуществления материала индикации несанкционированного доступа (или искажения, или фальсификации) хорошо подходит для использования в качестве ленты или ярлыка, который наклеивается на изделие. Несанкционированный доступ приводит к отделению верхнего уровня 232, оставляя другую систему 230 прикрепленной к изделию. До несанкционированного доступа данная система представляет собой первое изображение 248. После несанкционированного доступа 254 вторая система 230, все еще прикрепленная к изделию, представляет собой второе изображение 258, в то время как отделяемый слой 256 вообще не представляет собой какого-нибудь изображения. Эффекты каждого из вышеописанных вариантов осуществления, ОРМ, Deep, Float и Levitate, могут включаться или в первую систему 232 или вторую систему 230.
Следует отметить, что альтернативный вариант осуществления, который обеспечивает эффект, подобный показанному на Фиг.14, предусматривает две отдельные системы, наложенные одна на другую. В этом варианте осуществления, когда верхний слой снимается, он забирает с собой первую плоскость пиктограммы и ее изображение, открывая вторую систему и ее изображение.
Фиг.15 а-г являются поперечными разрезами, которые демонстрируют двусторонние варианты осуществления данной системы. На Фиг.15а показан двусторонний материал 260, который включает одну плоскость пиктограммы 264, которая отображается 268 с помощью линз 262 на одной стороне и отображается 270 с помощью второго комплекта линз на противоположной стороне. Изображение 268, видимое с левой стороны (как показано на рисунке), является зеркальным изображением 270, которое видно с правой стороны. Плоскость пиктограммы 264 может содержать элементы пиктограммы, которые являются символами или изображениями, которые кажутся одинаковыми в зеркальном отображении, или элементы пиктограммы, которые кажутся разными в зеркальном отображении, или комбинацию элементов пиктограмм, где часть элементов пиктограмм читается правильно, когда рассматривается с другой стороны. Эффекты каждого из вышеописанных вариантов осуществления, ОРМ, Deep, Float и Levitate, могут отображаться с двух сторон двустороннего материала, согласно данному варианту осуществления.
На Фиг.15б показан другой двусторонний вариант осуществления 272, который имеет две плоскости пиктограммы 276 и 278, которые отображаются, 282 и 286, соответственно, с помощью двух комплектов линз, 274 и 280, соответственно. Этот вариант осуществления по сути представляет собой две отдельные системы 287 и 289, как изображено на Фиг.1а, которые были стыкованы вместе с прокладкой уровня пиктограммы 277 между ними. Толщина данной прокладки уровня пиктограммы 277 определяет степень изображения «неправильного» уровня пиктограммы 284 и 288 с помощью комплекта линз. Например, если толщина прокладки уровня пиктограммы 277 равняется нулю, т.е. равные пиктограммы 276 и 278 контактируют одна с одной, оба уровня пиктограммы будут отображаться комплектами линз 274 и 280. В другом примере, если толщина прокладки уровня пиктограммы 277 значительно больше фокусной глубины линз 274 и 280, тогда «неправильные» равные пиктограммы не будут отображаться линзами 274 и 280. Однако в другом примере, если фокусная глубина комплекта линз 274 большая, но фокусная глубина другого комплекта линз меньшая (так как линзы 274 и 280 имеют разные индексы диафрагмы), тогда обе плоскости пиктограммы 276 и 278 будут отображаться 282 линзами 274, но только одна плоскость пиктограммы 278 будет отображаться линзами 280, поэтому материал данного типа покажет два изображения с одной стороны, но только одно из этих изображений, отраженное, будет с противоположной стороны. Эффекты каждого из вышеописанных вариантов осуществления, ОРМ, Deep, Float и Levitate, могут отображаться с двух сторон двустороннего материала, согласно данному варианту осуществления, и два спроектированных изображения 282 и 286 могут иметь одинаковые или разные цвета.
На Фиг.15в показан другой двусторонний материал 290, который имеет пигментированную прокладку слоя пиктограммы 298, которая блокирует линзы на одной стороне материала от просмотра «неправильного» комплекта пиктограмм. Линзы 292 отображают 294 уровень пиктограммы 296, но не могут отобразить уровень пиктограммы 300 из-за присутствия пигментированного слоя пиктограммы 298. Аналогично, линзы 302 отображают 304 уровень пиктограммы 300, но не могут отобразить уровень пиктограммы 296 из-за присутствия пигментированного слоя пиктограммы 298. Эффекты каждого из вышеописанных вариантов осуществления, ОРМ, Deep, Float и Levitate, могут отображаться с двух сторон двустороннего материала, согласно данному варианту осуществления, и два проектированных изображения 294 и 304 могут иметь одинаковые или разные цвета.
На Фиг.15г показан другой двусторонний материал 306, который содержит линзы 308, которые отображают слой 318 пиктограммы 314 и линзы 316 на противоположной стороне, которые отображают слой 322 пиктограммы 310. Слой пиктограммы 310 близкий или в значительной мере контактирует с базами линз 308 и слой пиктограммы 314 близкий или в значительной мере контактирует с базами линз 316. Пиктограммы 310 слишком близки к линзам 308, чтобы сформировать изображение, поэтому свет 320 рассеивается, вместо того, чтобы фокусироваться. Пиктограммы 314 слишком близки к линзам 316, чтобы сформировать изображение, поэтому свет рассеивается 324 вместо того, чтобы фокусироваться. Эффекты каждого из вышеописанных вариантов осуществления, ОРМ, Deep, Float и Levitate, могут отображаться с двух сторон двустороннего материала, согласно данному варианту осуществления, и два проектированных изображения 318 и 322 могут иметь одинаковые или разные цвета.
Фиг.16 а-е - это поперечные сечения и соответствующие горизонтальные проекции, которые отображают три разных способа создания полутоновых или тоновых структур элемента пиктограммы и следующих искусственно увеличенных изображений с данной системой. Фиг.16в - это поперечные профильные детали стороны материала пиктограммы 307, включительно, с частью оптической прокладки 309 и прозрачного микроструктурированного слоя 311. Элементы пиктограмм сформированы как рельефные поверхности 313, 315, 317, которые в дальнейшем заполняются пигментированным материалом или красителем 323, 325, 327, соответственно. Нижняя часть слоя пиктограммы может, на выбор, запечатываться герметизирующим слоем 321, который может быть прозрачным, слегка окрашенным, цветным, окрашенным, пигментированным или непрозрачным. Рельефные микроструктуры элементов пиктограмм 313, 315, 317 обеспечивают разную толщину в материале с окрашенным или пигментированным заполнением 323, 325, 327, соответственно, что приводит к вариациям в оптической плотности элемента пиктограммы, как видно в горизонтальной проекции. Горизонтальные проекции, которые отвечают элементам пиктограмм 323, 325, 327, представляют собой горизонтальные проекции 337, 339 и 341. Использование данного способа для создания полутоновых или тоновых искусственно увеличенных изображений не ограничено спецификой примеров, приведенных здесь, но могут широко применяться, чтобы создать неограниченное количество полутоновых изображений.
Фиг.16 включает элемент пиктограммы 313, окрашенное или пигментированное заполнение элемента пиктограммы 323, и соответствующую горизонтальную проекцию 337. Разрез плоскости пиктограммы в верхней части данной фигуры может показать только одну секущую плоскость сквозь элементы пиктограммы. Расположение секущей плоскости обозначается пунктирной линией 319 через горизонтальные проекции 337, 339, и 341. Соответственно, разрез плоскости пиктограммы 313 - это одна проекция почти полусферического элемента пиктограммы. С помощью соответствующего ограничения общей плотности краски или пигмента наполнителя 323, расхождение за толщиной окрашенного или пигментированного наполнителя 323 создают тону или полутону расхождения оптической плотности, представленные на горизонтальной проекции 337. Матрица элементов пиктограммы данного типа может быть увеличена искусственным путем в рамках системы с данного материала, чтобы создать изображение, которое показывают эквивалентные полутоновые вариации.
Фиг.16б включает элемент пиктограммы 317, окрашенное или пигментированное заполнение элемента пиктограммы 325, и соответствующую горизонтальную проекцию 339. Разрез плоскости 339 показывает, что элемент пиктограммы 315 является рельефным представлением лица. Тоновые вариации в изображении лица являются сложными, как показано с помощью сложных вариаций толщины 325 в разрезе. Как показано для элемента пиктограммы 313, матрица элементов пиктограммы данного типа, как показано с помощью 315, 325, и 339, может быть увеличена искусственным путем в рамках системы с данного материала, чтобы создать изображения, которые воссоздают эквивалентные полутоновые вариации, которые представляют в данном примере изображения лица.
Фиг.16в включает элемент пиктограммы 317, окрашенное или пигментированное заполнение 327 и соответствующую горизонтальную проекцию 341. Аналогично изложенному выше, на Фиг.16а, б барельефная форма данной структуры элемента пиктограммы создает тоновую вариацию во внешнем виде окрашенного или пигментированного заполнения 327 и в искусственно увеличенном изображении, созданному системой данного материала. Элемент пиктограммы 317 изображает способ создания яркого центра в округлой поверхности в сравнении с эффектом элемента пиктограммы 313, который создает темный центр в округлой поверхности.
Фиг.16г, д раскрывают другой вариант осуществления прозрачного рельефного структурного микрослоя пиктограммы 311, включая элементы пиктограммы 329 и 331, покрытые материалом 328 с высоким индексом преломления. Слой пиктограммы 311 может быть, на выбор, опечатанный герметизирующим слоем 321, который заполняет элементы пиктограммы 329 и 331,330 и 332, соответственно. Слой 328 с высоким индексом преломления увеличивает видимость наклонных поверхностей с помощью создания преломления от них благодаря общему внутреннему преломлению. Разрезы 342 и 344 представляют собой соответствующие изображения внешнего вида элементов пиктограмм 329 и 331 и их искусственно увеличенных изображений. Вариант осуществления покрытия с высоким индексом преломления обеспечивает своего рода эффект выделения контуров, без добавления пигмента или красителя, чтобы сделать видимыми пиктограммы и их изображения.
Фиг.16е раскрывает другой вариант осуществления 333 прозрачного рельефного структурного микрослоя пиктограммы 335, который использует воздушный, газовый или жидкий объем 336, чтобы обеспечить визуальное определение для этой микроструктуры межфазовой поверхности 334. Выборочный герметизирующий слой 340 может быть добавлен с или без выборочного связующего вещества 338, чтобы удержать воздушный, газовый или жидкий объем 336. Визуальный эффект элемента пиктограммы межфазовой поверхности похожий на эффект элемента 329 и 331 с высоким индексом преломления покрытия.
Фиг.17 а-г - это поперечные сечения, которые показывают использование данной системы в качестве многослойной пленки вместе с печатной информацией, например, это может использоваться в производстве идентификационных карточек и водительских прав, где материал 348 (составляется из скоординированной микроматрицы линз и изображений, описанных выше) охватывает значительную часть поверхности. Фиг.17а описывает вариант осуществления Unison, использованный как слой, наложенный на печатное изображение 347. Материал 348, который имеет определенную оптическую прозрачность, в слое пиктограммы наносится на волоконную подкладку 354, например, бумагу или ее заменитель, со слоистым вяжущим веществом 350, которое покрывает или частично покрывает печатный элемент 352, который раньше был нанесен на волоконную подкладку 354. Поскольку материал 348, имеет определенную оптическую прозрачность, печатный элемент 352 может быть видно из-за него, и эффект данной комбинации обеспечивает эффект динамического изображения данной системы в комбинации со статической печатью.
На Фиг.17б приведен вариант осуществления системного материала, использованный как слой, наложенный на печатный элемент 352, который раньше был нанесен на неволоконную подкладку 358, например, полимерную пленку. Как и на Фиг.17а, материал 348, который имеет определенную оптическую прозрачность, в слое пиктограммы наносится на неволоконную подкладку 348, такую как полимер, металл, стекло или керамический заменитель, со слоистым вяжущим веществом 350, которое покрывает или частично покрывает печатный элемент 352, который раньше был нанесен на неволоконную подкладку 354. Поскольку материал 348 имеет определенную оптическую прозрачность, печатный элемент 352 может быть видно сквозь него, и эффект данной комбинации обеспечивает эффект динамического изображения данной системы в комбинации со статической печатью.
На Фиг.17в показано использования печатного элемента прямо на линзовой стороне материала 360. В данном варианте осуществления материал 348 имеет печатный элемент 352, нанесенный прямо на верхнюю поверхность линзы. Этот вариант осуществления не требует хотя бы частичной прозрачности материала:
печатный элемент 352 лежит на вершине материала и эффект динамического изображения просматривается со стороны печатного элемента. В данном варианте осуществления материал 348 используется как подкладка для конечного продукта, например, валюты, идентификационных карточек и других бумаг, которые требуют установления подлинности или обеспечивают установление подлинности других изделий.
На Фиг.17г показано использования печатного элемента прямо на стороне пиктограммы, по меньшей мере, частично прозрачного материала 362. Печатный элемент 352 наносится прямо на слое пиктограммы или герметизирующий слой, по меньшей мере, частично прозрачного материала 348 системы. Поскольку материал 348 имеет определенную оптическую прозрачность, печатный элемент 352 может быть видно сквозь него, и эффект данной комбинации обеспечивает эффект динамического изображения данной системы в комбинации со статической печатью. В данном варианте осуществления материал 348 используется как подкладка для конечного продукта, например, валюты, идентификационных карточек и других бумаг, которые требуют установления подлинности или обеспечивают установление подлинности других изделий.
Каждый из вариантов осуществления на Фигурах 17 а-г может использоваться отдельно или в комбинации. Таким образом, например, материал системы 348 может печататься сверху (Фиг.17в) и на обороте (Фиг.17г), потом, на выбор, наносится на печатное изображение на подкладке
(Фиг.17а, б). Комбинации вышесказанного могут дальше повысить защиту от подделки, фальсификации, несанкционированного доступа материала данной системы.
Фиг.18 а-е - это поперечные сечения, которые показывают использование данной системы с разными подкладками или введенной в них, и в комбинации с печатной информацией. Варианты осуществления на Фигурах 18 а-е отличаются от вариантов осуществления на Фигурах 17 а-г тем, что предыдущие фигуры раскрывают системный материал 348, который покрывает все или большую часть изделия, в то время как эта фигура раскрывает варианты осуществления, где системный материал или его оптические эффекты не покрывают в значительной степени всю поверхность, но покрывают только ее часть. На Фиг.18а показана часть материала 346, который имеет определенную оптическую прозрачность и нанесен на волоконную или неволоконную подкладку 368 с помощью соединительного элемента 366. Выборочный печатный элемент 370 нанесен прямо на верхнюю линзовую поверхность материала 364. Часть материала 346, на выбор, ламинирована на печатный элемент 372, который был нанесен на волоконную или неволоконную подкладку до нанесения материала 364.
На Фиг.18б показано осуществления материала 364 из односторонней системы, включенного в неоптическую подкладку 378 как окно, где, по меньшей мере, некоторые из краев системного материала 364 охвачены, покрыты или уложены в неоптическую подкладку 378. Печатные элементы 380, на выбор, могут наноситься на верхнюю часть линзовой поверхности системного материала, и эти печатные элементы могут выравниваться или согласовываться с печатными элементами 382, нанесенными на неоптическую подкладку 378 в области, которая прилегает к печатному элементу 380. Аналогично, печатные элементы 384 могут наноситься на противоположную сторону неоптической подкладки, выровненной или согласованной с печатными элементами 386, нанесенными на пиктограмму или герметизирующий слой 388 системного материала 364. Эффект такого окна будет использоваться для создания четких изображений, когда данный материал просматривается со стороны линзы, и не будет изображений при просмотре со стороны пиктограммы, обеспечивая эффект одностороннего изображения.
На Фиг.18в показан похожий вариант осуществления, как на Фиг.18б, за исключением того, что системный материал 306 является двусторонним материалом 306 (или другим двусторонним вариантом осуществления, описанным выше). Элементы печатных элементов 390, 392, 394, и 396 значительно совпадают по функциям с элементами печати 380, 382, 384, 386, как описано раньше. Эффект материального окна такого рода будет использоваться для создания четких изображений, когда данный материал рассматривается с противоположных сторон. Например, введенное в бумагу для валюты окно может отображать цифровой номинал банкноты, например, «10», при просмотре с лицевой стороны банкноты, но при просмотре с оборота банкноты Unison окно может отобразить другую информацию, например «США», которая может иметь одинаковые с первым изображением цвета или другой цвет.
На Фиг.18г показана прозрачная подкладка 373, которая действует как оптический разделитель для материала, сформированного зоной ограниченной длины линз 374, и слоем пиктограммы 376, который значительно выступает за периферию зоны линз 374. В данном варианте осуществления эти эффекты будут видимыми лишь в той зоне, которая содержит в себе и линзы и пиктограммы (отвечает линзовой зоне 374 на этой фигуре). Печатные материалы могут, на выбор, наносится 375 на линзы 374 и прилегающую подкладку, и печатные элементы могут наноситься также на слой пиктограммы 376 или дополнительный. На выбор, герметизирующий слой, который покрывает пиктограммы (не показано на этой Фиг. - см. Фиг.1). Многолинзовые зоны могут использоваться в изделии для данного варианта осуществления всюду, где содержится линзовая зона, будет видно эффекты Unison; размер, угол поворота, стереоскопическая глубина, свойства ОРМ изображения могут быть разными для каждой линзовой зоны. Этот вариант осуществления хорошо подходит для применения в идентификационных карточках, кредитных карточках, водительских правах и похожих вариантах применения.
На Фиг.18д показан вариант осуществления, похожий на Фиг.18в, за исключением того, что плоскость пиктограммы 402 не сильно простирается за границы линзовой зоны 400. Оптический разделитель 398 отделяет линзы 400 от пиктограмм 402. Печатные элементы 404 и 406 отвечают печатным элементам 375 и 377 на Фиг.18в. Несколько зон 400 может использоваться в изделии для данного варианта осуществления; каждая зона имеет раздельные эффекты. Этот вариант осуществления хорошо подходит для применения в идентификационных карточках, кредитных карточках, водительских правах и похожих вариантах применения.
На Фиг.18е показан вариант осуществления, похожий на Фиг.18 г, за исключением того, что данный вариант осуществления включает оптический разделитель 408, который отделяет линзы 413 от плоскости пиктограммы 410. Линзы 413 значительно простираются за периферию зоны пиктограммы 412. Печатные элементы 414 и 416 отвечают печатным элементам 375 и 377 на Фиг.18г. Многолинзовые зоны могут использоваться в изделии для данного варианта осуществления; всюду, где содержится линзовая зона, будет видно эффекты Unison;
размер, угол поворота, стереоскопическая глубина, свойства ОРМ изображения могут быть разными для каждой линзовой зоны. Этот вариант осуществления хорошо подходит для применения в идентификационных карточках, кредитных карточках, водительских правах и похожих вариантах применения.
На Фиг.19а, б изображены поперечные сечения для сравнения фокусного поля зрения сферической линзы с плоским полем асферической линзы, когда каждая вводится в структуру описанного выше типа. На Фиг.19а отображена почти сферическая линза, которая применяется в описанной выше системе. Практически сферическая линза 418 отделена от плоскости пиктограммы 422 оптическим разделителем 420. Изображение 424, которое проектируется перпендикулярно поверхности, возникает в фокусной точке 426, в пределах слоя пиктограммы 422.
Изображение 424 есть в резком фокусе, поскольку фокусная точка 426 находится в пределах слоя пиктограммы 422. Когда линза рассматривается под острым углом, тогда изображения 428 является мутным и расфокусированным, поскольку соответствующая фокусная точка 430 не находится в плоскости пиктограммы, а находится значительно выше ее. Стрелка 432 указывает кривизну данной линзы, которая отвечает кривизне фокусной точки от 426 до 430. Данная фокусная точка находится в плоскости пиктограммы во всей зоне 434, потом выходит из плоскости пиктограммы в зону 436. Линзы, которые хорошо подходят для применения в координации с плоскостью печатных изображений или икон, как правило, имеют малый индекс диафрагмы, как правило меньше 1, что приводит к очень малой фокусной глубине, линзы с большим индексом диафрагмы могут эффективно использоваться для достижения эффектов Deep и Float, но вызывают вертикальную бинокулярную диспартность при описанных здесь эффектах, когда используются с эффектами Unison Motion. По мере движения низшей границы фокусной глубины за границы плоскости пиктограммы, ясность изображения значительно ухудшается. На этой фигуре можно увидеть, что кривизна почти сферической линзы ограничивает поле зрения изображения: изображение является четким только в пределах фокусной зоны 434 и быстро расфокусируется при более острых углах просмотра. Почти сферические линзы - это не плоские линзы, и кривизна данных линз увеличивается для линз с малым индексом диафрагмы.
Фиг.19б показывает асферическую линзу, применяемую в данной системе. Поскольку она асферическая, ее кривизна не приближается к сфере. Асферическая линза 438 отделяется от слоя пиктограммы 442 оптическим разделителем 440. Асферическая линза 438 проецирует изображение плоскости пиктограммы нормально к плоскости материала. Изображение возникает в фокусной точке 446. Фокусная точка асферической линзы находится в плоскости пиктограммы в широком диапазоне углов зрения, от нормального 444 к острому 448, поскольку она имеет плоскость 452. Фокусное расстояние линзы изменяется в зависимости от угла зрения. Фокусное расстояние является кратчайшим для нормального 444 угла и увеличивается, если угол зрения становится более острым. При остром угле зрения 448 фокусная точка 450 все еще находится в пределах толщины плоскости пиктограммы, изображение рассматривается под острым углом зрения, а значит, все еще находится в фокусе для данного острого угла зрения 448. Фокусная зона 454 значительно больше для асферической линзы 438, чем фокусная зона 434 для практически сферической линзы 418. Асферическая линза 438, таким образом, обеспечивает расширенное поле зрения в диапазоне соответствующей пиктограммы изображения, так что периферийные края соответствующей пиктограммы изображения не выпадают из поля зрения сравнительно со сферической линзой 418. Асферические линзы лучшие для данной системы из-за большего поля зрения, которое они обеспечивают, и результирующего увеличения видимости связанных изображений.
Фиг.20 а-в - это поперечные сечения, которые изображают два практических преимущества, которые являются результатом использования толстого слоя пиктограммы. Эти преимущества существуют независимо от того, является ли используемая линза 456 сферической 418 или асферической 438, но преимущества большие при комбинации с асферической линзой 438. Фиг.20а отображает системный материал тонкого слоя пиктограммы 460, включая линзы 456, отделенные от слоя пиктограммы 460 оптическим разделителем 458. Элементы пиктограммы 462 являются тонкими 461 сравнительно с кривизной линзы 463, ограничивая фокусную зону маленьким углом между проектированным в нормальном направлении 464 изображением и изображением 468 с наиболее острым углом, который имеет фокусную точку 470 в пределах слоя пиктограммы 460. Высочайшее поле зрения можно получить с помощью конструирования нормального фокуса изображения 466 на дне плоскости пиктограммы, таким образом максимально увеличивая острое поле угла зрения ограниченное точкой, в которой фокальная точка 470 лежит на вершине плоскости пиктограммы. Поле зрения системы, как на Фиг.20а, ограниченно 30 градусами.
На Фиг.20б показаны преимущества, что является результатом введения плоскости пиктограммы 471, которая является толстой 472 сравнительно с кривизной линзы 456. Линзы 456 отделены от элементов толстой пиктограммы 474 с помощью оптической прокладки 458. Элементы толстой пиктограммы 474 остаются в фокусе 475 в широком поле зрения, 55 градусов, в отличие от тонких элементов пиктограммы 462, как на Фиг.20а. Нормальное изображение 476, проектированное через линзы 456 из фокусной точки 478, находится в ясном фокусе, и фокус остается ясным по мере увеличения угла зрения до 55 градусов, где фокусная точка 482 острого изображения 480 лежит вверху плоскости пиктограммы 471. Увеличенное поле зрения является большим для плоских линз, например, для асферических линз, как на Фиг.19б.
На Фиг.20в показано другое преимущество плоскости толстой пиктограммы 492; уменьшение чувствительности данного системного материала к вариациям в толщине S, что может стать результатом вариаций при производстве. Линза 484 отделена расстоянием S нижней поверхности слоя пиктограммы с толщиной i. Линза 484 проецирует изображение 496 из фокусной точки 498, расположенной на дне слоя пиктограммы 492. Эта фигура отображает то, что вариации в оптическом пространстве S между линзами и слоем пиктограммы могут изменяться в диапазоне, равном толщине слоя пиктограммы и без потерь фокуса изображения 496, 500, 504. В линзе 486 толщина оптической прокладки составляет около (S+L/ 2), и фокусная точка 502 изображения 500 все еще находится в толщине слоя пиктограммы 492. В линзе 488 толщина оптической прокладки увеличилась до (S+i)490, и фокусная точка 506 изображения 504 находится на вершине элемента 494 толстой пиктограммы. Толщина оптической прокладки, значит, может варьироваться в диапазоне толщины слоя пиктограммы i: тонкий слой пиктограммы обеспечивает небольшое допустимое отклонение для вариаций толщины оптической прокладки, и тонкий слой пиктограммы обеспечивает большее отклонение для вариаций толщины оптической прокладки.
Дополнительное преимущество обеспечивается толстым слоем пиктограммы 492. Несовершенные линзы, например, практически сферические линзы, могут иметь менее короткое фокусное расстояние 493 в направлении их краев, чем в их центре 496. Это один из аспектов общего дефекта сферической аберрации практически сферических линз. Толстый слой пиктограммы обеспечивает элемент пиктограммы, который может быть ясно сфокусирован через диапазон фокусных расстояний, 498 -495, таким образом улучшая общую ясность и контраст изображения, созданного линзой 484, которая имеет вариации фокусного расстояния.
Фиг.21 является горизонтальной проекцией, которая показывает применение данной системы к валюте, других защищенных документов в качестве «оконной» защитной нити. На Фиг.21 показана оконная нитевидная структура, которая включает системный материал 508, который был вшит в ленту, дальше называемую нитью, которая является, как правило, в диапазоне от 0,5 мм до 10 мм шириной. Нить 508 введена в волоконную подкладку документа 510 и обеспечивает оконные зоны 514. Нить 508 может, на выбор, включать пигментированный, окрашенный, заполненный или покрытый герметизирующий слой 516, чтобы увеличить контраст изображения и/или обеспечить дополнительные средства защиты или определения подлинности, например, электрическую проводимость, магнитные свойства, обнаружения и определения подлинности при ядерном магнитном резонансе или чтобы спрятать материал с поля зрения в заломленном освещении, при просмотре с оборота подкладки (сторона, противоположная той, что и та, которая объединяет слоем 517, чтобы укрепить связь между нитью 508 и волоконной подкладкой 510).
Поддерживается ориентация нити 508, чтобы держать линзы как можно выше и чтобы эффекты изображения были видимыми в оконных зонах 514. И волоконная подкладка 510, и нить могут служить поверхностью для нанесения печатных элементов 518, и печатные элементы могут наноситься 520 на волоконную подкладку на ее обороте.
На Фиг.21 показано, что нить 508 и эффекты ее изображения 522 видимы только с верхней поверхности 521 подкладки 510 в оконных зонах 514. Нить 508 покрывается волоконным подкладочным материалом во внутренних зонах 512 и эффекты изображения 522 почти невидимые в этих зонах. Особенно драматическая ситуация с ОРМ эффектами при введении в нить 508 (См. Фиг.22). Поскольку волоконная подкладка 510 смещена в разных направлениях, может быть создано ОРМ изображение для сканирования по ширине 524 данной нити, создавая разительные и драматические визуальные эффекты. Эта сканирующая характеристика ОРМ изображения делает возможным представление изображения 522, которое является большим, чем ширина нити 508. Пользователь, который проверяет документ, который содержит защитную нить 508, может в дальнейшем сместить документ, чтобы просканировать полное изображение во всей нити, разворачивая ее как надпись. Эффекты вариантов осуществления Deep, Float и Levitate также могут использоваться в формате такой оконной нити.
Нить 508 может быть, по меньшей мере, частично введена в защищенные документы при производстве с помощью техники, широко используемой в целлюлозно-бумажной промышленности. Например, нить 508 может быть втиснута прессом во влажную бумагу, пока волокна не сцепились и легко отделяются, как обозначено в патенте США 4,534,398, который включен авторами путем ссылки.
Оконная нить данной системы особенно хорошо подходит для применения в валюте. Типичная общая толщина материала нити находится в диапазоне 22-34 микрона, в то время как общая толщина бумаги валюты может достигать 88 микрон, можно ввести оконную защитную нить данной системы в бумагу валюты без значительного изменения общей толщины бумаги с помощью уменьшения на месте толщины бумаги на величину, эквивалентную толщине нити.
В оптимальном варианте осуществления нить 508 содержит:
(a) одну или несколько оптических прокладок;
(b) одну или больше, на выбор, периодических планарных матриц микроизображений или пиктограмм, расположенных в пределах, на или рядом с оптической прокладкой; и
(с) одну или несколько, на выбор, периодических планарных матриц нецилиндрических микролинз, расположенных на или рядом с оптической прокладкой или планарной матрицей пиктограммы, с каждой микролинзой, которая имеет базовый диаметр менее 50 микрон.
В другом варианте осуществления микроизображения или пиктограммы содержат заполненные пустоты или пустоты, которые сформированы на поверхности одной или больше оптических прокладок, в то время как нецилиндрические микролинзы являются асферическими микролинзами, с каждой асферической микролинзой, которая имеет базовый диаметр от около 15 до 35 микрон. По меньшей мере, один пигментированный, герметизирующий или затененный слой 516 может располагаться на планарных матрицах микроизображений или пиктограмм для увеличения контраста, и, соответственно, резкости пиктограмм, а также для маскировки присутствия нити 508, когда нить, по меньшей мере, частично введена в защищенный документ.
В другом варианте осуществления данного изобретения нить 508 содержит:
(a) оптическую прокладку, которая имеет противоположные верхние и нижнюю плоские поверхности;
(b) периодическую матрицу микроизображений или пиктограмм, которые содержат заполненные пустоты, сформированные на нижний плоской поверхности оптической прокладки;
(c) периодическую матрицу нецилиндрических, плоскостных, асферических или многозональных шестиугольной базой микролинз, расположенных на верхней плоской поверхности оптической прокладки, где каждая микролинза имеет базовый диаметр в диапазоне 20 - 30 микрон; и
(d) пигментированный, герметизирующий или затененный слой 516, расположенный на матрице пиктограммы.
Оптические прокладки могут формироваться с использованием одного или больше бесцветных полимеров, включая, но не ограничиваясь, полиэфир, полипропилен, полиэтилен, полиэтиленовый терефталат, поливинилиденхлорид и подобные им материалы. В образцовом варианте осуществления, оптические прокладки формируются с использованием полиэфира или полиэтиленового терефталата и имеют толщину в диапазоне 8-25 микрон.
Матрицы пиктограмм и микролинз могут формироваться с использованием практически прозрачных или отвердевающих под излучением материалов, включая, но не ограничиваясь, акрил, полиэфир, эпоксидные смеси, уретан и подобные им материалы. Преимущественно, матрицы формируются с использованием таких материалов как уретановая смола, которая производится компанией «Lord Chemicals» с кодом продукта U107.
Проточки пиктограмм, сформированные на нижней плоской поверхности оптической прокладки имеют типичные размеры около 0,5 - 8 микрон по глубине и 30 микрон в ширине микроизображения или пиктограммы. Проточки могут заполняться пригодным материалом, например, пигментированной смолой, чернилами, красителями, металлами, магнитными материалами. В преобладающем варианте осуществления эти проточки заполняются пигментированной смолой, которая содержит субмикронный пигмент, который производится компанией «Sun Chemicals Corporation» с кодом продукта Spectra Рас.
Пигментированный или матовый слой 516 может формироваться с использованием одного или больше непрозрачных покрытий или чернила, включая, но не ограничиваясь, такими материалами как пигментированное покрытие, которое содержит пигмент, такой как диоксид титана, диспергированный в пределах связующего вещества или носителя полимерного материала, который отвердевает. Преимущественно пигментированный или матовый слой 516 формируется с использованием полимеров, которые отвердевают, и имеет толщину от 0,5 до 3 микрон.
Нить 508, описанная выше, может быть подготовлена следующими способами:
применяя практически прозрачную или просвечивающуюся смолу, которая отвердевает, для верхних и нижних поверхностей оптической прокладки;
формируя матрицу микролинз на верхней поверхности и матрицу пиктограмм в форме выточек на нижней поверхности оптической прокладки;
стимулируя твердение практически прозрачной или просвечивающейся смолы с использованием источника излучения;
заполняя пустоты матрицы пиктограмм пигментированной смолой или чернилами;
удаляя лишнюю смолу или чернила из нижней поверхности оптической прокладки; и
применяя пигментированное или осажденное покрытие или слой к нижней поверхности оптической прокладки.
Во многих случаях желательно, чтобы защитные нити, используемые в валюте и других ценных финансовых документах, оказывались и идентифицировались высокоскоростными бесконтактными сенсорами, например, такими как емкостный датчик, магнитный датчик, датчик прозрачности, датчик непрозрачности, флуоресценция, и/или ядерный магнитный резонанс.
Введение флуоресцентных материалов в линзу, подкладку, матрицу пиктограммы или элементы наполнения пиктограммы пленки Unison могут дать возможность скрытого или юридического определения подлинности материала Unison благодаря наблюдению присутствия и спектральных характеристик флуоресценции. Флуоресцентная пленка Unison может конструироваться так, чтобы иметь ясно видимые флуоресцентные свойства с обеих сторон материала, или только с одной стороны материала. Без слоя оптической изоляции в материале, в нижней части слоя пиктограммы, флуоресценция любой части материала Unison будет видима с обеих сторон материала. Включение слоя оптической изоляции в материал позволяет разделить видимость флуоресценции из двух сторон. Таким образом, материал Unison, который включает слой оптической изоляции снизу плоскости пиктограммы, может быть сконструирован таким образом, чтобы флуоресцентировать в разных направлениях: флуоресцентные цвета А видно со стороны линзы, нет видимой флуоресценции со стороны слоя оптической изоляции, флуоресцентные цвета А или В, видимые со стороны слоя оптической изоляции, но не со стороны линзы, и флуоресцентный цвет А, видимый со стороны линзы, и флуоресцентные цвета А или В, видимые со стороны слоя оптической изоляции. Уникальность, которая обеспечивает широкий диапазон возможных флуоресцентных подписей, может использоваться, чтобы дальше увеличить защиту материала Unison. Слой оптической изоляции может быть слоем пигментированного или окрашенного материала, слоем металла или комбинацией пигментированных и металлических слоев, которые поглощают или отбивают флуоресцентное излучение с одной стороны материала и предотвращают его видимость с другой стороны.
Пиктограммы, сформированные из формовых выточек и их противоположностей, пиктограммы, сформированные из формовых узлов, являются особенно полезными, поскольку дают возможность машинного считывания характеристик, которые подтверждают подлинность, из защитного материала нити Unison для валюты и других ценных документов. Матрица пиктограммы, наполнитель пиктограммы, и любое количество вторичного покровного слоя (герметизирующий покровный слой) могут все, отдельно или в комбинации, включать в себя нефлуоресцентные пигменты, нефлуоресцентные красители, флуоресцентные пигменты, флуоресцентные красители, металлические частицы, магнитные частицы, материалы для ядерного магнитного резонанса, лазерные частицы, органические диодные материалы, материалы с разными оптическими свойствами, напыленные металлы, тонкопленочные интерференционные материалы, жидкокристаллические полимеры, оптические материалы для преобразования со снижением и повышением частоты, двухцветные материалы, оптически активные материалы (что имеют свойство оптического поворота), оптические поляризационные материалы и другие соответствующие материалы.
При определенных обстоятельствах, например, при добавлении темного или цветного покрытия (например, магнитный материал или проводящий слой) к материалу Unison, или когда цвета плоскости пиктограммы являются спорными при рассмотрении с оборота подкладки, может быть желательно замаскировать или спрятать встроенную, частично встроенную или оконную (т.е. реализованную в виде окна) защитную нить материала Unison с одной стороны бумажной подкладки, как видно в отраженном свете, тогда как нить является видимой с противоположной стороны подкладки. Другие типы защитных нитей для валюты широко используют металлический слой, как правило, алюминиевый, чтобы отразить свет, который фильтруется через поверхность подкладки, таким образом обеспечивая похожую яркость с окружающей подкладкой. Алюминий или другой отбивающий цветной нейтральный металл может использоваться таким самым образом, чтобы замаскировать появление защитной нити с оборота бумажной подкладки, накладывая металлический слой на оборот материала Unison и потом, на выбор, герметизируя его на месте. Пигментированный слой может использоваться с той самой целью, т.е. для маскировки или затемнения видимости защитной нити от «оборота» документа, на месте металлизированного слоя, или в их комбинации. Пигментированный слой может быть любых цветов, включая белый, но наиболее эффективными цветами являются цвета, который отвечает цветам и интенсивности света, который рассеивается внутри и вне волоконной подкладки.
Добавление металлизированного слоя к материалу Unison может выполняться разными способами, включая прямое металлическое напыление пиктограммы или герметизирующего слоя материала Unison благодаря термовакуумному напылению, металлическому распылению, химическому осаждению и другим пригодным способам, или ламинированием пиктограммы или герметизирующего слоя материала Unison на металлическую поверхность другой полимерной пленки. Общеизвестно, что можно создавать защитные нити в валюте с помощью металлизации пленки, структурного снятия металла с данной пленки, чтобы оставить узкие ленты металлизированной области, ламинирование металлизированной поверхности ко второй полимерной пленке, потом с помощью прорезывания ламинированного материала так, чтобы металлические ленты были изолированы от краев прорезанных нитей ламинированным соединительным слоем, таким образом предохраняя метал от химических реакций по краям нитей. Этот способ может также применяться в случае родственного изобретения: материал Unison может просто заменить вторую ламинировальную пленку. Таким образом, материал Unison может усиливаться с помощью структурированных или неструктурированных металлизированных слоев.
Искусственные изображения могут конструироваться как двойные структуры, которые имеют один цвет (или отсутствие света), который определяет пиктограмму, и другие цвета (или отсутствие света), которые определяют фон; в этом случае каждая зона включает завершенное однотонное изображение, которое использует «пиксели» изображения, которые являются или полными, или пустыми. Более сложные искусственные изображения могут конструироваться с помощью тональных вариаций избранных цветов пиктограммы. Тональная вариация искусственного изображения может создаваться путем контроля плотности цветов в каждом изображении пиктограммы или эффективным «полутонированием» искусственного изображения с помощью включения или исключения элементов дизайна в избранных группах пиктограмм.
Первый способ, который контролирует плотность цвета в каждом изображении пиктограммы, может быть реализован путем контроля оптической плотности материала, который создает микропечатное изображение пиктограммы. Один из таких удобных способов использует вариант осуществления пиктограммы с заполненными пустотами, был уже описан раньше.
Второй способ, «полутонирование» искусственного изображения с помощью включения или исключения элементов дизайна в избранных группах пиктограмм, изображенный на Фиг.23, выполняется благодаря включению элементов дизайна изображения в зону пиктограмм с желательной плотностью цветов. Фиг.23 иллюстрирует это благодаря примеру использования шестиугольной структуры повторения для зон пиктограмм 570, которые будут координироваться с похожей шестиугольной структурой повторения линз. Каждая из зон пиктограммы 570 не содержит идентичной информации. Все элементы изображения пиктограмм 572, 574, 576 и 578 имеют практически одинаковую оптическую плотность (или интенсивность окраски). Элементы изображения пиктограмм 572 и 574 присутствуют в некоторых из зон пиктограмм, и другие элементы изображения пиктограмм присутствуют в других зонах пиктограмм. Некоторые зоны пиктограмм содержат отдельный элемент изображения пиктограммы 570. В частности, элемент изображения пиктограмм 572 является присутствующим в половине из зон пиктограмм, элемент изображения пиктограмм 574 является присутствующим в трех четвертых зон пиктограмм, элемент изображения пиктограмм 578 является присутствующим в половине из зон пиктограмм и элемент изображения пиктограмм 576 является присутствующим в одной трети зон пиктограмм. Присутствующая в каждой зоне пиктограммы информация определяет, покажут ли ее соответствующие линзы цвета структуры изображения пиктограммы или цвета фона изображения пиктограммы при конкретной ориентации наблюдателя. Или элемент изображения пиктограмм 572 или элемент изображения пиктограмм 578 будут видимы во всех линзах, связанных с данной структурой пиктограммы, но пространство 580 искусственного изображения элемента изображения пиктограммы 572 перекрывает пространство искусственного изображения элемента изображения пиктограммы 578. Это означает, что в перекрывающейся зоне 582 искусственные изображения пиктограмм 572 и 578 появятся при 100% оптической плотности, поскольку каждая линза будет проецировать цвета изображения пиктограммы в данной зоне. Часть этих двух искусственных изображений 588, которые не перекрываются, видно в линзах только на 50%, поэтому она появляется при 50% оптической плотности. Искусственное изображение 586 элемента пиктограммы 576 является видимым только в одной трети линз, поэтому оно появляется при 33,3% плотности. Искусственное изображение 584 элемента пиктограммы 576, соответственно, появляется при 75% плотности. Ясно, что огромное количество тоновых расхождений может быть получено в искусственном изображении благодаря селективному исключению элементов изображения пиктограмм в избранной части зон пиктограмм. Для большей эффективности распределение элементов изображения пиктограмм по зонам изображения пиктограмм должно быть относительно равномерным.
Подобный способ конструирования изображения пиктограммы, проиллюстрированный на Фиг.24а, может использоваться для создания комбинированных элементов искусственного изображения, которые являются меньшими за размерами, чем наименьшая деталь индивидуальных элементов искусственного изображения. Это можно реализовать в общих условиях, где размер наименьшей детали изображения пиктограммы больший, чем точность размещения детали. Таким образом, изображение пиктограммы будет иметь минимум деталей, приблизительно два микрона в масштабе, но эти детали могут быть размещены точнее в любой точке на решетке с интервалом порядка 0,25 микрон. В этом случае наименьшая деталь изображения пиктограммы - в восемь раз больше за точность размещения данной детали. Как и в случае с предыдущей схемой, этот способ отображается с использованием шестиугольной структуры пиктограммы 594, но он хорошо применяется и для других видов пригодной структурной симметрии. Аналогично изображенному на Фиг.23, данный способ использует разную информацию, по крайней мере, в одной зоне пиктограммы. В примере на Фиг.24а каждая из двух разных структур пиктограммы 596 и 598 присутствует в половине зон пиктограммы (для пояснения одна из этих структур показанная на этой фигуре). Эти изображения пиктограммы создают составное искусственное изображение 600, которое содержит в себе искусственное изображение 602, созданное элементами изображения пиктограммы 596, и искусственное изображение 604, созданное элементом изображения пиктограммы 598. Эти два искусственных изображения, 602 и 604, созданные для перекрывания участков 606 и 608, что появляются за 100% оптической плотности (или интенсивности окраски), в то время как не перекрытые участки 605 имеют 50% оптическую плотность. Минимальный масштаб перекрытых участков в сложном или композитном искусственном изображении может быть также малым, как и приведенная для масштаба искусственного увеличения точность размещения элементов изображения пиктограммы, и потому может быть меньше, чем минимальный размер детали двух составных искусственных изображений, сконструированных, чтобы перекрываться на малом участке. В примере на Фиг.23 перекрывающиеся участки используются для создания деталей номера «10», с более узкими линиями, чем те, которые могли бы применяться в других условиях.
Этот способ может использоваться для создания узких структур пробелов между элементами изображений пиктограммы, как показано на Фиг.24б. Шестиугольные зоны пиктограммы 609 могут быть квадратными или иметь любую пригодную форму, чтобы создать матрицу с наполняемым пространством, но шестиугольная форма является лучшей. В данном примере половина структур пиктограммы - это изображение пиктограмм 610, и половина - это изображение пиктограмм 611. В идеальном варианте эти две структуры были 6 относительно равномерно распределены среди зон пиктограмм. Все из элементов этих структур, изображены как практически равные и равномерные за оптической плотностью. При изоляции эти две структуры не принимают форму конечного изображения, и она может быть использована как элемент защиты - изображение не является очевидным до тех пор, пока оно не сформировано линзовой матрицей, которая находится выше.
Один из примеров искусственных изображений 612, сформированных комбинацией элементов пиктограммы 610 искусственного изображения с элементами пиктограммы 611 искусственного изображения, показанный здесь, и при нем остаются пробелы между отдельными искусственными изображениями, которые формируют цифру «10». В этом случае два искусственных изображения объединены, чтобы сформировать конечное синтетическое изображение, поэтому окрашенные части изображения 613 показывают только 50% оптической плотности. Данный способ не ограничивается только деталями данного примера: три пиктограммы могут использоваться вместо двух, пробелы, которые определяют желательный элемент в составных искусственных изображениях, могут иметь разную ширину и неограниченный диапазон изменения форм, и данный способ может объединяться или со способами на Фигурах 23, 24а, б, или 25, или другим известным способом конструирования изображения пиктограммы. Замаскированная и скрытая информация может быть включена в изображение пиктограмм, которое невозможно увидеть в результирующих искусственных изображениях. Имея такую замаскированную информацию, которая запрятана в пиктограмме, изображения могут, например, использоваться для размещения информации, которая удостоверяет подлинность объекта. Два способа реализации этой идеи изображены на Фиг.25. Первый способ проиллюстрирован благодаря использованию пригодных изображений пиктограмм 616 и 618. Изображение пиктограммы 616 показывает твердую предельную структуру и номер «42», что удерживается внутри границы. Изображение пиктограммы 618 показывает твердую форму с номером «42», как графическое отверстие в данной форме.
Замаскированная и скрытая информация может быть включена в изображение пиктограмм, которое невозможно увидеть в результирующих искусственных изображениях. Имея такую замаскированную информацию, которая запрятана в пиктограмме, изображения могут, например, использоваться для размещения информации, которая удостоверяет подлинность объекта. Два способа реализации этой идеи изображены на Фиг.25. Первый способ проиллюстрирован благодаря использованию пригодных изображений пиктограмм 616 и 618. Изображение пиктограммы 616 показывает твердую предельную структуру и номер «42», что удерживается внутри границы. Изображение пиктограммы 618 показывает твердую форму с номером «42», как графическое отверстие в данной форме. В этом примере формы периметра изображений пиктограмм 616 и 618 являются в значительной степени идентичными и их относительное положение в пределах их соответствующих зон пиктограмм 634 и 636 также являются в значительной степени идентичными. Когда составное искусственное изображение 620 создается из данных изображений пиктограмм, граница составного искусственного изображения 622 покажет 100% оптическую плотность, поскольку все изображения пиктограммы имеют структуру на соответствующем участке, поэтому присутствующее полное перекрытие искусственных изображений, созданных из изображений пиктограмм 616 и 618. Оптическая плотность внутреннего участка 624 составного искусственного изображения 620 будет 50%, поскольку отображение пространства, которое окружает «42», происходит от изображений пиктограмм 618, которые заполняют только половину зон пиктограмм, и изображение цветного «42» происходит от изображений пиктограмм 616, которые также заполняют только половину зон пиктограмм. Дальше, нет тоновой дифференциации между «42» и фоном, рассматриваемое синтетическое изображение 626 покажет изображение, которое имеет 100% оптическую плотность на границе 628, и 50% оптическую плотность внутри 630. «42» скрыто является присутствующим во всех изображениях пиктограмм 616 и 618, и, таким образом, «нейтрализовано» и не будет видимым в искусственном составном изображении 626, которое рассматривается.
Второй способ для включения скрытой информации в изображение пиктограмм проиллюстрирован с помощью треугольников на Фиг.25. Треугольники 632 могут быть в случайном порядке помещены у зоны пиктограммы (не показанные на этой фигуре) или они могут размещаться в матрице или другой структуре, которая практически не подходит для периода зон пиктограмм 634, 632. Искусственные изображения создаются из множества стандартных матричных изображений пиктограмм, которые отображаются соответствующей стандартной матрицей микролинз. Структуры в плоскости пиктограммы, которые, в значительной степени, не отвечают периоду матрицы микролинз, не будут формировать завершенное искусственное изображение. Структура треугольников 632, значит, не создаст согласованного искусственного изображения и не будет видима в наблюдаемом искусственном изображении 626. Данный способ не ограничивается простыми геометрическими конструкциями, например, треугольниками 632: другая скрытая информация, например, буквенно-цифровая информация, штрих коды, биты данных, крупномасштабные структуры, могут включаться в плоскость пиктограммы с помощью данного способа.
Фиг.26 иллюстрирует общий подход к созданию полностью трехмерных интегральных изображений в материале Unison (Unison 3-D). Отдельная зона пиктограммы 640 содержит изображение пиктограммы 642, которое представляет собой вид объекта с обезображенным масштабом для отображения в 3-D, как видно с точки обзора зоны пиктограммы 640. В этом случае изображение пиктограммы 642 выполнено так, чтобы сформировать искусственное изображение 670 пустотелого куба 672. Изображение пиктограммы 642 имеет границы переднего плана 644, что представляет собой ближайшие углы 676 пустотелого куба 672, конические щелевые структуры 646, которые представляют углы 678 пустотелого куба 672, и границы заднего плана 648, которые представляют самую дальнюю сторону 678 пустотелого куба 672. Можно увидеть, что относительные пропорции основы переднего плана 644 и заднего плана 648 в изображении пиктограммы 642 не отвечают пропорциям ближайшей стороны 674 и самой дальней стороны 678 искусственного изображения пустотелого куба 672. Причина разницы в масштабах - изображения, которые должны появляться дальше от плоскости материала Unison, имеют большее увеличение, поэтому их размер в изображении пиктограммы должен быть уменьшен для обеспечения правильного масштаба с увеличением, чтобы сформировать искусственное изображение 672.
В разных местоположениях на материале Unison 3-D находятся зоны пиктограммы 650, которые содержат в себе разные изображения пиктограммы 652. Так же, как и с изображением пиктограммы 642, изображение пиктограммы 652 представляет собой вид искусственного изображения 672 с обезображенным масштабом, как оно просматривается с точки обзора зоны пиктограммы 650. Относительное масштабирование переднего плана 654 и заднего плана 658 является похожим на соответствующие элементы изображения пиктограммы 642 (хотя это, в общем, неправда), но расположение контура заднего плана 658 сместилось вместе с размерами и ориентацией угловых структур 656. Зона пиктограммы 660 расположена на расстоянии, на материале Unison 3-D, и представляет собой другое изображение пиктограммы 662, с обезображенным масштабом, включая изображение пиктограммы 662 с контуром переднего плана 664, коническими щелевыми структурами 667 и контуром заднего плана 668.
В общем, изображение пиктограммы в каждой зоне пиктограммы в материале Unison 3-D будет слегка отличаться от ближайших соседей и может значительно отличаться от далеких соседей. Можно увидеть, что изображение пиктограммы 652 представляет собой переходную ступень между изображениями 642 и 662. В общем, каждое изображение пиктограммы в материале Unison 3-D может быть уникальным, но каждое будет представлять переходную ступень между изображениями пиктограммы к другой ее стороне.
Искусственное изображение 670 формируется из множества изображений пиктограмм, подобно изображениям пиктограмм 640, 650 и 660, которые отображаются искусственно сквозь связанную линзовую матрицу. Искусственное изображение пустотелого куба 674 показывает разные коэффициенты искусственного увеличения, которые стали результатом эффективных периодов повторения разных элементов каждого из изображений пиктограмм. Можно предположить, что изображение пустотелого куба 674 предназначено для просмотра как SuperDeep изображение. В этом случае зона пиктограммы 640 располагалась на некотором расстоянии снизу, левее зоны пиктограммы 650, и зона пиктограммы 660 располагалась на некотором расстоянии вверху, по правую сторону зоны пиктограммы 650, и можно было увидеть, что эффективный период контуров переднего плана 644, 654 и 664 будет меньшим за эффективный период контуров заднего плана 648, 658 и 668, таким образом, заставляя ближайшую сторону 676 куба (отвечает контурам переднего плана 644, 654 и 664) находиться ближе к плоскости материала Unison и увеличиваться на больший множитель. Угловые элементы 646, 656 и 667 скоординированы с элементами переднего и заднего плана, чтобы создать эффект тучного изменения глубины между ними.
Способ конструирования изображений пиктограммы для материала Unison 3-D детальнее показан на Фиг.27. Эта фигура предоставляет отдельное или изолированное представление данного способа для отдельного проекционного аппарата 680. Как описано раньше, отдельный проекционный аппарат содержит в себе линзу, оптическую прокладку и изображение пиктограммы; изображение пиктограммы, которая имеет практически такие же размеры, как и период повторения линзы (разрешается небольшая разница в масштабе, который создает визуальный эффект Unison). Поле зрения данной линзы и связанной пиктограммы показано как конус 682: это также отвечает инверсии фокусного конуса линзы, поэтому пропорции поля зрения конуса 682 определяются индексом диафрагмы линзы. И хотя на фигуре показано, что этот конус имеет круговую подставку, форма подставки на самом деле будет такая самая, как и форма зоны пиктограммы, например - шестиугольная.
В данном примере авторы желают создать искусственное изображение Unison 3-D, которое содержит три копии слова «UNISON», 686, 690 и 694 с теми же визуальными размерами, что и три разных плоскости изображения SuperDeep 684, 690 и 692. Диаметр плоскостей изображений 684, 690 и 692 расширяется с конусом поля зрения: иначе говоря, по мере увеличения глубины изображения увеличивается область охвата конуса поля зрения. Таким образом, поле зрения в плоскости с наименьшей глубиной 684 только содержит часть «NIS» слова «UNISON», в то время как плоскость со средней глубиной 688 содержит всю часть «NIS» и части «U» и «О», и плоскость с наибольшей глубиной 692 содержит практически все слово «UNISON», за исключением только части последней «N».
Информация, представленная (UNISON 686, 690 и 694) с помощью каждой из этих плоскостей искусственного изображения 684, 688 и 692, должна обязательно быть включена в отдельное изображение пиктограммы в проекционном аппарате 680. Это выполняется благодаря увлечению информации в конус поля зрения 686 в каждой плоскости с разной глубиной 684, 688 и 692, с дальнейшим масштабированием результирующих структур изображений пиктограмм по таким же самым размерам. Изображение пиктограммы 696 представляет собой поле зрения изображения UNISON 686, которое видно в глубинной плоскости 684, изображение пиктограммы 704 представляет собой поле зрения изображения UNISON 690, которое видно в глубинной плоскости 688, и изображение пиктограммы 716 представляет собой поле зрения изображения UNISON 694, которое видно в глубинной плоскости 692.
В пределах изображения пиктограммы 696 элемента изображения пиктограммы 696 возникают с части первого «N» изображения UNISON 686, элемент изображения пиктограммы 700 возникает из части «I» изображения UNISON 686, элементы изображения пиктограммы 702 возникают из части «S» изображения UNISON 686. В пределах изображения пиктограммы 704 элемент изображения пиктограммы 706 возникает с части «U» изображения UNISON 690, элемент изображения пиктограммы 708 возникает с части первого «N» изображения UNISON 690, элемент изображения пиктограммы 710 возникает с части «S» изображения UNISON 690, и элемент изображения пиктограммы 714 возникает с части «О» изображения UNISON 690. Авторы обращают внимание на то, что, несмотря на представление искусственных изображений 686, 690 и 694 в похожем масштабе, изображение пиктограммы 704 для плоскости 688 со средней глубиной представляет собой свои буквы UNISON в меньшем масштабе, чем буквы изображения пиктограммы 696. Это объясняет высшее искусственное увеличение, которому будет подвергаться изображение пиктограммы 704 (при систематическом соединении с множеством окружающих пиктограмм изображений, для одинаковой плоскости с той же самой глубиной). Аналогично, изображение пиктограммы 716 включает элементы изображения пиктограммы 718, которое возникает с изображения UNISON 694, и буквы UNISON, включенные в данное изображение пиктограммы, имеют дальше уменьшенный масштаб.
Конечное изображение пиктограммы для данного проекционного аппарата создается благодаря комбинации всех трех изображений пиктограмм 696, 704 и 716 в одно изображение пиктограммы 730, показанное на Фиг.28. Элементы комбинированной пиктограммы 732 включают всю графическую и глубинную информацию, необходимую для проекционного аппарата 680, чтобы внести свой вклад в искусственное изображение, сформированное из множества проекторов изображений, каждый из которых имеет специфическую информацию об изображении пиктограммы, что является результатом пересечения его собственного конуса поля зрения, сосредоточенного на проекторе изображения, с уровнями и элементами создаваемого искусственного изображения. Поскольку каждый проектор изображения смещен, по меньшей мере, на один период повторения линзы от каждого другого проектора изображения, каждый проектор изображения будет нести разную информацию, что является результатом сечения его собственного конуса поля зрения с пространством искусственного изображения.
Каждое из изображений пиктограмм, которое необходимо для представления избранного 3-D изображение, может быть рассчитано на основе информации о трехмерной цифровой модели искусственного изображения, желательного глубинного положения и глубины, для представления в искусственном изображении, периода повторения линзы, поля зрения линзы, наивысшего графического расширения изображений пиктограммы. Этим фактором является верхняя граница на равные детали, которая может быть представлена в каждой глубинной плоскости. Поскольку глубинные плоскости, которые лежат дальше от плоскости материала Unison, несут большое количество информации (из-за увеличенного поля зрения), граница графического разделения пиктограмм имеет значительное влияние на разделение этих глубинных плоскостей искусственного изображения.
Фиг.29 иллюстрирует, как способ с Фиг.27 может применяться к сложному трехмерному искусственному изображению, например, изображения артефакта с бесценной резьбой на мамонтовой кости ледникового периода, Леди Брассемпоу 742. Индивидуальный проектор изображения 738, который включает, по меньшей мере, линзу, оптический пространственный элемент, и изображение пиктограммы (не показано на этой фигуре) находится в плоскости 740 материала Unison, которая отделяет пространство искусственного изображения типа float, от пространства искусственного изображения типа deep. В данном примере пространство искусственного изображения охватывает материал Unison таким образом, что часть изображения находится в пространстве искусственного изображения типа float и часть находится в пространстве искусственного изображения типа deep. Проектор изображения 738 имеет практически коническое поле зрения, которое расширяется как в пространство искусственного изображения типа deep 744, так и в пространство искусственного изображения типа float 746. Необходимое количество плоскостей изображения типа deep 748 и 752-762 избирается в пространстве, необходимом для получения желательного разделения пространства искусственного изображения типа deep. Аналогично, необходимое количество плоскостей изображения типа float, 750 и 764-774, в пространстве, необходимом для получения желательного разделения пространства искусственного изображения типа float. Некоторые из данных плоскостей, например, плоскости типа deep 748 и плоскости типа float 750, простираются за искусственное изображение, и не будут делать вклад в конечную информацию в изображении пиктограммы. Для ясности, показанное на Фиг.29 количество плоскостей изображения ограничено малым числом, но данное количество избранных плоскостей изображения может быть высоким, например, 50 или 100 плоскостей или больше, чтобы получить желательное разделение по глубине искусственного изображения.
Способ, изображенный на Фигурах 27 и 28, применяется для получения изображения пиктограммы в каждой глубинной плоскости с помощью определения формы разреза поверхности объекта 742 с избранной глубинной плоскостью 156-114. Результирующие отдельные изображения пиктограмм масштабированы к конечному размеру объединенного изображения пиктограммы. Все изображения пиктограммы типа float сначала повернуты на 180 градусов (поскольку они снова поворачиваются на данный угол, когда они проектируются, таким образом поворачивая их на правильный угол ориентации в искусственном изображении), потом они объединяются с изображениями пиктограммы типа deep, чтобы сформировать конечное изображение пиктограммы для данного проекционного аппарата 738. Этот процесс повторяется для каждого из положений проекторов изображения, чтобы получить полную структуру изображений пиктограмм, нужных для формирования полного искусственного изображения 742.
Разрешение искусственных изображений зависит от разрешения оптических проекторов и графического разделения изображений пиктограмм. Авторы получили графические разделения изображений пиктограмм меньше чем 0,1 микрон, который превышает теоретическую границу оптического разделения увеличительной оптики (0,2 микрона). Типичное изображение пиктограммы создается с разделением 0,25 микрон.
Материалы Unison могут производиться путем листовой или ленточной обработки, с использованием инструментов, которые отдельно вставляют линзы и микроструктуры пиктограмм. Как линзовые инструменты, так и инструменты пиктограмм выполняются с использованием фотошаблонов и фоторезистных способов.
Линзовые инструменты сначала были сконструированы как шаблоны полупроводникового типа, как правило, черный хром на стекле. Шаблоны, которые имеют значительное разделение, могут создаваться с использованием фотоуменьшения или фоторедуцирования, электронно-лучевой записи или лазерной записи. Типичный шаблон линзового инструмента содержит повторяемую структуру непрозрачных шестиугольников с избранным периодом, например, 30 микрон, с чистыми линиями, которые отделяют шестиугольники с шириной меньше чем 2 микрона. Этот шаблон потом используется для нанесения фоторезистного слоя на стеклянную плоскость, используя классическую полупроводниковую систему УФ фотолитографии. Избирается толщина защитного слоя, чтобы получить желательный прогиб линзы. Например, толщина в 5 микрон позитивного защитного слоя AZ 4620 наносится на стеклянную плоскость подходящими способами, например, нанесением покрытия с использованием центрифугирования, нанесением покрытия со способом погружения, нанесением менискового покрытия или с помощью распыления, чтобы создать линзы с номинальным повторением в 30 микрон и номинальным фокусным расстоянием в 35 микрон. Защитный слой наносится с использованием шаблона и вводится в стекло классическим способом, потом высушивается и дегазируется при 100°С на протяжении 30 минут. Линзы формируются с помощью оплавления стандартными способами, которые известны специалистам. Результирующие микролинзы с защитным слоем покрыты токопроводящим металлом, например, золотом или серебром, и создается негативный никелевый инструмент с помощью гальванопластики.
Инструменты пиктограмм создаются с использованием похожих способов. Структура пиктограммы, как правило, создается с использованием программного обеспечения CAD и эта конструкция передается производителю полупроводникового шаблона. Этот шаблон используется аналогично с линзовым шаблоном, за исключением того, что толщина защитного слоя, как правило, находится в диапазоне от 0,5 микрон до 8 микрон, в зависимости от оптической плотности желательного искусственного изображения. Фоторезистный защитный слой наносится шаблонной структурой, вводится в стекло с использованием классических способов, покрывается проводящим металлом и создается негативный никелевый инструмент с помощью электрического формирования. Согласно выбору конструкции оригинальной маски и выбора используемого защитного слоя (позитивный или негативный), пиктограммы могут создаваться в форме выточек в защитных структурах, или они могут создаваться в форме "меза-областей" или узлов в защитных структурах, или вместе.
Материалы Unison могут производиться с использованием многих разнообразных материалов и с использованием известных специалистам способов микрооптической и микроструктурной репликации, включая экструзионное штампование, радиационную вулканизацию, мягкое штампование, прессование литьем, реактивное прессование литьем и литье способом противодавления. Преобладающий способ производства - это сформировать пиктограммы как пустоты в радиационном вулканизированном жидком полимере, который наносится литьем на базовую пленку, например, клейкую пленку с полиэтилентерефталатом, 75 толщины, потом сформировать линзы с радиационно вулканизированного полимера на обороте базовой пленки при корректном выравнивании или наклоне относительно пиктограмм, потом заполнить пустоты пиктограммы субмикронными частицами цветного пигментированного материала с помощью нанесения граверного покрытия раклея на поверхность пленки, сделать заполнение твердым с использованием пригодных способов (примеры: удаление раствора, радиационная вулканизация или химическая реакция) и, в конце концов, нанести. На выбор, герметизирующий слой может быть прозрачным, окрашенным, пигментированным или включать скрытые защитные материалы.
Производство материала Unison Motion требует, чтобы инструмент пиктограммы и линзовый инструмент содержал избранную степень сдвига осей симметрии двух матриц. Сдвиг осей симметрии пиктограмм и линз контролирует размер искусственного изображения и поворот искусственного изображения в сделанном материале. Часто желательным является получить практически выровненные искусственные изображения как в одном направлении сетки, так и в перекрестных сетевых направлениях, и в этих случаях общий угловой сдвиг пиктограмм и линз разделяется в равной пропорции между линзовой структурой и структурой пиктограммы. Степень нужного углового сдвига, по обыкновению, очень мала. Например, общий угловой сдвиг порядка 0,3 градуса, является пригодным для увеличения изображений пиктограмм в 30 микрон к размеру в 5,7 миллиметров в материале Unison Motion. В данном примере общий угловой сдвиг разделяется в равной пропорции между двумя инструментами, так что каждый инструмент наклоняется под углом 0,15 градусов в том самом направления для обоих инструментов. Наклон в том самом направлении, так как инструменты формируют микроструктуры на оборотах базовой пленки так, что наклоны инструментов составляются, вместо того, чтобы нейтрализовать друг друга.
Наклон может быть введен в инструменты во время первоначального конструирования шаблонов с помощью поворота всей структуры на желательный угол до ее записи. Наклон может также быть введен механически в плоский никелевый инструмент с помощью обрезания его под соответствующим углом с применением станка с числовым программным управлением. Инструмент с наклоном потом формируется в цилиндрический инструмент, который использует срезанный косо край, чтобы выровнять инструмент относительно оси вращения печатного цилиндра.
Здесь микрооптическая система искусственного увеличения может быть объединена с дополнительными характеристиками, включая, но не ограничиваясь, данными вариантами осуществления, как отдельные элементы или разного рода комбинации, например, материалы для заполнения пиктограмм, оборотное покрытие, внешнее покрытие, слабоструктурированные и неструктурированные заполнения или включения у линзы, оптические прокладки или материалы пиктограмм, в качестве ламината или покрытие, чернила или клеи, включая водные растворы, радиационно вулканизированные, оптически прозрачные, полупрозрачные или непрозрачные, пигментированные или окрашенные клейма или фирменные знаки, в форме позитивного или негативного материала покрытий или печатных элементов, включая, но не ограничиваясь, чернила, металлы, флуоресцентные, или магнитными материалы, рентгеновские, инфракрасные, или ультрафиолетовые абсорбенты или излучаемые материалы, как магнитные, так и немагнитные металлы, включая алюминий, никель, хром, серебро и золото; магнитные покрытия и частицы для обнаружения и информационного хранения; флуоресцентные красители и пигменты как покрытие и частицы; ER-флуоресцентные покрытия, наполнители, красители или частицы; УФ флуоресцентные покрытия, наполнители, красители, или частицы; флуоресцентные красители и пигменты как покрытие и частицы, ДНК, РНК или другие макромолекулярные соединения, двухцветные волокна, радиоизотопы, рецептивные к печати покрытия, калиброванные или грунтовочные покрытия, химически реактивные материалы, микроинкапсулированные ингредиенты, проводящие материалы с измененным полем зрения, металлические и неметаллические покрытия, перфорированные микроскопические отверстия, цветные нити или волокна, участки Unison, введенные в поверхность документа, этикетки или поверхность материала, прикрепленные к бумаге или полимеру в качестве носителя, чтобы приклеиваться к бумаге при производстве, флуоресцентные двухцветные нити или волокна, покрытие с комбинированным рассеянием или частицы с комбинированным рассеянием, которые меняют цвета покрытия или частицы, Unison, ламинированный на бумагу, картон, папку, пластик, керамику, волокно или металлическую подкладку, Unison как нить, участок, этикетка, упаковка, горячее клеймо или отрывная лента, голографическое преломляемое кинетическое изображение, изограммы, фотографические и преломляющие оптические элементы, жидкокристаллические материалы, материалы с преобразованием - увеличением или с уменьшением частоты.
Хотя компонент пиктограммы был детально описан в связи с вышеупомянутой матрицей фокусирующих элементов, компонент пиктограммы может применяться для обеспечения "печати" изображения в других случаях. Например, Фиг.34 является поперечным сечением сквозь слой пиктограммы 821 варианта осуществления материала, который имеет микроструктурные элементы пиктограмм, например матрицу микроструктурных элементов пиктограмм. Показанный слой пиктограммы 821 может включать слой пиктограммы представленной микрооптической проекционной системы искусственного увеличения изображений, муаровая увеличительная система, слой пиктограммы "замок и ключ" муаровой увеличительной системы (как описано ниже), отдельный слой микроизображений или эффективная "микропечать", слой пиктограммы пленочной системы микроцилиндрических линзовидных изображений или изображение или слой пиктограммы другой микрооптической системы.
Слой пиктограммы 821 может быть отдельным или необязательно предусмотренным на подкладке 820 или прозрачной подкладке 820 (последняя требуется в случае, если слой пиктограммы составляет элемент в муаровой увеличительной системе, в которой слой пиктограммы 821 является оптически связанным с микроматрицей линз через прозрачную подкладку 820). Необязательная подкладка или прозрачная подкладка 820 поддерживает или находится в контакте со слоем пиктограммы 821, который включает разные микроструктуры, которые могут действовать как элементы изображений пиктограмм. Микроструктурные элементы пиктограмм могут быть образованы как проточки или рельефные участки в слое материала, таком, как слой пиктограммы 821, или в подкладке. Микроструктурные элементы изображения пиктограмм могут иметь разные формы и геометрические конфигурации, включая, кроме других, асимметрические пустые структуры 822, симметричные пустые структуры 823, лабиринтные структуры 824, голографические поверхностные рельефные структуры 825, обобщенные дифракционные поверхностные рельефные структуры 826, двойные структуры 827, "двойные оптические", "структурные цветные" и общие ступенчатые рельефные структуры 828, случайные грубые и псевдослучайные грубые структуры 829, структуры с номинально плоской поверхностью 830 и вогнутые 831 и выгнутые 832 структуры (если смотреть с нижней стороны слоя пиктограммы, как показано).
Слой пиктограммы 821 может включать матрицу или узор из однородных микроструктур, например, исключительно асимметрических пустых структур 822. В альтернативном варианте слой пиктограммы 821 может включать матрицу или узор с двух или большего количества вариантов микроструктуры 822-832. Микроструктуры служат как элементы пиктограмм, которые могут быть сформированы в матрицу микроструктурных элементов пиктограмм, которые вместе образовывают изображение, подобные группе или матрице пикселей, которые образовывают традиционное печатное изображение. Например, может быть создана система, которая имеет матрицу микроструктурных элементов пиктограмм, которые могут быть комбинированы с вышеупомянутой матрицей фокусирующих элементов, в которой две матрицы взаимодействуют для образования искусственного оптического изображения, которое может быть или может не быть увеличено. Также может быть создана система, которая имеет матрицу микроструктурных элементов пиктограмм, которые вместе образовывают "микропечатное" изображение, которое можно рассмотреть при увеличении, например, через увеличительное стекло или с помощью микроскопа.
Микроструктурные элементы пиктограмм 822-832 с Фиг.34 могут быть сконструированы таким образом, чтобы демонстрировать оптический контраст в пределах их частей и между их частями и окружающими неструктурированными участками слоя пиктограммы 821, когда элементы пиктограмм являются погруженными или контрастируют с вакуумом, газом (включая смешанный газ, такой, как воздух), жидкостью или твердым веществом. Оптический контраст может возникать через преломление, полное внутреннее отражение, поверхностное отражение, рассеяние, частичную поляризацию, поляризацию, вращение плоскости поляризации света, дифракцию, оптическую интерференцию и другие оптические эффекты.
Микроструктурные элементы пиктограмм
Фиг.35 является поперечным сечением, которое показывает покрытый слой пиктограммы 777, который включает несколько вариантов осуществления микроструктурных элементов изображения пиктограмм. Слой пиктограммы 777 является подобным слою пиктограммы 821 с Фиг.34 и также может быть отдельным или необязательно может быть предусмотренным на подкладке 775 или прозрачной подкладке 775. Варианты осуществления показанных элементов пиктограмм могут включать показанные на Фиг.34, включая асимметрические пустые структуры 779, симметричные пустые структуры 781, светолабиринтные структуры 783, топографические поверхностные рельефные структуры 785, обобщенные дифракционные поверхностные рельефные структуры 787, двойные структуры 789, "двойные оптические", "структурные цвету" и общие ступенчатые рельефные структуры 791, случайные грубые и псевдослучайные грубые структуры 795, структуры с номинально плоской поверхностью 797 и вогнутые 799 и выгнутые 801 структуры (если смотреть с нижней стороны слоя пиктограммы, как показано).
Микроструктурные элементы изображения пиктограмм образовывают в слое пиктограммы, применяя любые из вышеупомянутых инструментов и способов для микроструктурных элементов изображения пиктограмм.
Любой микроструктурный элемент пиктограммы может быть покрыт конформным, неконформным и/или направленным материалом покрытия 793.
Структурированные покрытия
Материал покрытия 793 может быть конформным, неконформным, сплошным, прерывчатым, структурированным, неструктурированным, направленным, или может иметь отличительные свойства или материалы сравнительно со слоем пиктограммы 777, или их комбинации. Структурирование материала покрытия 793 может обеспечивать элементы изображения пиктограмм, которые являются скоординированными со структурами микроструктурных элементов изображения или независимыми от структур микроструктурных элементов изображения, или и такими, и другими. Материал покрытия 793 может быть структурирован для обеспечения элементов изображения пиктограмм на поверхности слоя пиктограммы 777, независимо от того, включает ли слой пиктограммы 777 любые микроструктурные узоры. Материал покрытия 793, структурированный или неструктурированный, не обязательно должен укрывать всю поверхность слоя пиктограммы 777. Материал покрытия может наноситься лишь на выбранные части слоя пиктограммы 777.
Например, элементы изображения пиктограмм могут быть образованы путем создания структурированного деметаллизированного алюминиевого слоя как материала покрытия (как один пример материала покрытия 793) на полиэфирный слой пиктограммы (как один пример слоя пиктограммы 777) в участке полиэфирного слоя пиктограммы, который не имеет любой микроструктуры, которая его формирует (например, как показано на Фиг.40 и описывается ниже). В этом примере структурированный деметаллизированный алюминиевый слой обеспечивает изображение пиктограмм без применения микроструктурных поверхностей на слое пиктограммы. Такой структурированный деметаллизированный алюминиевый слой также может применяться в связи с микроструктурными элементами изображения пиктограмм в другом участке полиэфирного слоя пиктограммы. Структурированный деметаллизированный алюминиевый слой может согласовываться с микроструктурными элементами изображения пиктограмм таким образом, чтобы их предусмотренный внешний вид был более четким сквозь структурированный деметаллизированный алюминиевый слой, или изображение пиктограмм, которые обеспечиваются структурированным деметаллизированным алюминиевым слоем, могут быть независимыми от микроструктурных элементов изображения слоя пиктограммы таким образом, чтобы изображение пиктограмм со структурированного деметаллизированного алюминиевого слоя применялись для создания одного искусственного изображения, а микроструктурные элементы изображения пиктограмм применялись для создания второго искусственного изображения.
Позитивные и негативные изображения, которые включают структурированные покрытия
И микроструктурные элементы изображения пиктограмм, и структурированные покрытия слоя пиктограммы могут применяться для образования позитивных изображений или негативных изображений (см. также Фиг.40 ниже) таким образом, чтобы любой из этих элементов изображения мог приобретать или выбранные свойства "переднего плана" или выбранные свойства "фона", тогда, как окружающие участки приобретают остальные свойства. Таким образом, элементы изображения пиктограмм могут применяться для образования нормальных изображений или изображений с оборотным цветом и, соответственно, нормальных искусственных изображений или искусственных изображений с оборотным цветом.
Например, любой из этих способов создания элементов изображения пиктограмм может применяться для обеспечения изображений (например, обозначения стоимости купюры - "50"), которые являются непрозрачными или выполненными первым цветом на прозрачном фоне или на фоне, выполненном вторым цветом, тогда как в другом участке слоя пиктограммы 777 цветная схема может быть оборотной, таким образом, чтобы изображение были прозрачными или выполненными вторым цветом, а фон был непрозрачным или выполненным первым цветом.
Варианты осуществления элементов изображения пиктограммы, которые применяются для микропечати
Хотя любые и все варианты осуществления элементов изображения пиктограммы согласно данному описанию могут применяться как элементы муаровой увеличительной системы, они также могут применяться отдельно как микропечать сверхвысокой расширяющей способности в разных случаях. Способы создания элемента изображения пиктограммы согласно данному изобретению могут применяться для микропечати для компактного хранения информации, скрытого подтверждения подлинности валюты, документов, упаковки и произведенных товаров, для штрихкодов и цифрового помечения валюты, документов, упаковки и произведенных товаров, и во всех случаях, в которых существует потребность в печати сверхвысокой расширяющей способности или помечения информации. В этих вариантах осуществления обеспечивается структура или матрица микроструктурных элементов пиктограмм, которые вместе образовывают изображение или обеспечивают определенную информацию, которая для ознакомления требует увеличения.
Фигуры 36а, б представляют поперечный разрез сквозь слой пиктограммы 836 материала, который имеет набор микроструктурных элементов изображения пиктограмм, подобный изображенному на Фигурах 34 и 35, с добавлением слоев материала покрытия 838 и 840. Показанный слой пиктограммы 836 может представлять собой слой пиктограммы муаровой увеличительной системы, слой пиктограммы муаровой увеличительной системы "замок и ключ" (как описано ниже), отдельный слой микроизображений или эффективный "микропечать", слой пиктограммы из пленки с микроцилиндрическим линзовидным изображением или изображение или слой пиктограммы другой микрооптической системы.
Слой пиктограммы 836 может быть отдельным или необязательно может быть предусмотрен на подкладке 834 или прозрачной подкладке 834. Необязательная подкладка или прозрачная подкладка 834 поддерживает или находится в контакте со слоем пиктограммы 836, который включает разные микроструктуры, которые могут действовать, отдельно или в комбинации, как элементы изображений пиктограмм. Микроструктурные элементы изображения пиктограмм могут иметь разные формы и геометрические конфигурации, включая, кроме других, варианты осуществления 844-864, которые отвечают варианту с Фиг.34.
Как показано на Фиг.36а, слой пиктограммы 836, который имеет микроструктурные элементы пиктограммы 844-856, показан как наслоенный с помощью ламинирующего адгезива 838 на слой материала покрытия 840, который может поддерживаться подкладкой или прозрачной подкладкой 842. Ламинирующий адгезив 838 может сначала наноситься на слой пиктограммы 836, потом приводиться в контакт со слоем материала покрытия 838, как указывают пробелы в ламинирующем адгезиве, показанные для микроструктурных элементов пиктограмм 844 и 846, или ламинирующий адгезив 838 в дополнительном или альтернативном варианте сначала может наноситься на слой материала покрытия 840, потом приводиться в контакт со слоем пиктограммы 836, как указывает сплошной слой ламинирующего адгезива 838, показанный для микроструктурных элементов изображения пиктограмм 848-856.
В этих вариантах осуществления слой материала покрытия 840 располагается в непосредственной близости или контактирует с микроструктурными элементами изображения пиктограмм 844-856. Слой покрытия является подобным слою покрытия 793 с Фиг.34 и может иметь влияние, как описано по отношению к слою покрытия 793.
На Фиг.36б показан поперечный разрез слоя пиктограммы 837, который имеет микроструктурные элементы изображения пиктограмм 858-864, как наслоенный с применением ламинирующего адгезива 839 на ламинирующую подкладку 843, которая имеет слой материала покрытия 841. Хотя ламинирующий адгезив 839 показан как нанесенный на слой пиктограммы 837, а потом приведенный в контакт с ламинирующей подкладкой 843, следует понимать, что ламинирующий адгезив 839 в дополнительном или альтернативном варианте может быть сначала нанесен на ламинирующую подкладку 843, а потом приведен в контакт со слоем пиктограммы 837.
В этих вариантах осуществления слой материала покрытия 841 является отделенным от слоя пиктограммы 837 ламинирующей подкладкой 843. Слой покрытия 841 может быть изготовлен из любых материалов, перечисленных выше для слоев покрытия 840 и 793.
Хотя микроструктурные элементы изображения пиктограмм 844-864 являются показанными на Фиг.36а как незаполненные, по крайней мере, часть микроструктурных элементов изображения пиктограмм 844-864 необязательно может быть заполнена материалом заполнения пиктограммы или покрыта конформным, неконформным или направленным материалом покрытия перед ламинированием. Микроструктурные элементы пиктограмм не обязательно должны быть полностью заполнены. Если их заполняют, они могут быть лишь частично заполнены, или заполняется их часть.
Микроструктурные элементы изображения пиктограмм могут быть представлены как позитивные или негативные изображения, или и такие, и другие. На Фигурах 37 а-в слой пиктограммы 868 может быть отдельным или необязательно может быть предусмотрен на подкладке 866 или прозрачной подкладке 866. Слой пиктограммы 868 необязательно может иметь слой материала покрытия 870, который может частично или полностью укрывать слой пиктограммы 868.
На Фиг.37а слой пиктограммы 868 имеет две зоны микроструктурных элементов пиктограмм: позитивные элементы пиктограмм 872 и негативные элементы пиктограмм 874. Для объяснения, общие формы негативных элементов пиктограмм 872 отражаются в формах позитивных элементов пиктограмм 874. Необязательно материал покрытия 870 показан как конформное покрытие на позитивных пиктограммах 872 и неконформное покрытие на негативных пиктограммах 874, например, и конформные, и неконформные покрытия могут применяться в связи с позитивными пиктограммами 872 и негативными пиктограммами 874.
Объектные изображения позитивных элементов изображения пиктограмм 872 предполагаются как углубления или пустоты 871 в слое пиктограммы 868, тогда, как участки фона позитивных элементов изображения пиктограмм 872 предполагаются как рельефные участки в участке позитивной пиктограммы 872. Участки фона негативных элементов изображения пиктограмм 874 предполагаются как углубления 875 в слое пиктограммы 868, а объектные изображения негативных элементов изображения пиктограмм 874 предполагаются как рельефные участки в слое пиктограммы.
Фиг.37б объясняет, насколько заметным является влияние позитивных и негативных элементов пиктограмм и узоров, когда пиктограммы являются заполненными материалом заполнения пиктограммы, который имеет свойства, отличительные от материала слоя пиктограммы 868. Другой участок слоя пиктограммы 868 и, необязательно, подкладки 866 показан с заполненными позитивными пиктограммами 876 и заполненными негативными пиктограммами 880. Материал заполнения пиктограммы 878 образует объектные изображения 886 позитивных элементов пиктограмм 876, но фон заполненных негативных элементов пиктограмм 880.
Детальная горизонтальная проекция 882, см. Фиг.37в, заполненных позитивных элементов пиктограмм 890 и заполненных негативных элементов пиктограмм 892 показывает заполненный позитивный элемент пиктограммы 886, который на вид отличается 888 от окружающего фона 884.
Например: одним из расхождений между внешним видом заполненного позитивного элемента пиктограммы и окружающего фона является цвет. Если материал заполнения пиктограммы 878 содержит пигмент, краситель или другой цветной материал, то заполненный позитивный элемент пиктограммы 886 будет иметь высокую концентрацию 893 материала заполнения пиктограммы 886, а участок окружающего фона 884 не будет иметь. Подобным образом, фон заполненных негативных элементов пиктограмм 892 будут иметь высокую концентрацию материала заполнения пиктограммы 886, а объектные изображения заполненных негативных элементов пиктограмм 892 будут иметь недостаток 894 материала заполнения пиктограммы.
С помощью этих средств в комбинации с другими указаниями авторов можно увидеть, что можно получить как позитивные, так и негативные изображения элементов пиктограмм. При применении в качестве элементов муаровой увеличительной системы эти позитивные и негативные изображения элементов пиктограмм могут применяться для образования позитивных и негативных искусственных изображений. Позитивные и негативные элементы изображения могут применяться отдельно или в комбинации.
Типичная выборка вариантов комбинирования заполненных пиктограмм и покрытия представлена на Фиг.38 а-в. Слой пиктограммы 898 может быть отдельным или необязательно может быть предусмотрен на подкладке 896 или прозрачной подкладке 896. Необязательная подкладка или прозрачная подкладка 896 поддерживает или находится в контакте со слоем пиктограммы 898, который включает разные микроструктуры, которые могут действовать, отдельно или в комбинации, как элементы изображений пиктограмм.
Фиг.38а показывает материал покрытия 900, который был нанесен соответствующими средствами (как описано для Фиг.35), по крайней мере, на часть поверхности слоя пиктограммы 898. Материал покрытия 900 на этой фигуре показан как конформный к поверхности слоя пиктограммы 898, но он может быть неконформным, прерывчатым, структурированным, или может состоять из покрытых участков, которые имеют разные свойства и/или материалы. Позитивные элементы пиктограмм 904 имеют микроструктуры объектных изображений, заполненные материалом заполнения пиктограммы 902, и незаполненные элементы фона. Негативные элементы пиктограмм 906 имеют микроструктуры фона, заполненные материалом заполнения пиктограммы 902, а их микроструктуры объектных изображений 908 являются незаполненными.
Вариант осуществления, показанный на Фиг.38а, может обеспечивать визуальное увеличение изображений пиктограмм через разные оптические эффекты, созданные благодаря разным углам зрения материала покрытия 900 и материала заполнения пиктограммы 902. Например, если материал покрытия 900 является тонким слоем алюминия, который является практически прозрачным, если смотреть с направления под прямым углом к плоскости слоя пиктограммы 898, центральные участки заполненных элементов пиктограмм будут выглядеть как имеющие практически такой цвет, который имели бы без покрытия. Отражающая способность тонкого слоя алюминия возрастает с увеличением угла падения, поэтому наклоненные стороны заполненных, покрытых элементов пиктограмм выглядят более отражающим, в результате чего создается вид высококонтрастного контура элементов пиктограмм. Если материал покрытия 900 является однослойным или многослойным диэлектрическим покрытием, цвет покрытия может быть разным под разными углами зрения, таким образом создавая эффект затенения цвета или высвечивания цвета на сторонах элементов пиктограмм. Другие типы материалов покрытия могут применяться для содействия адгезии, для создания дополнительных визуальных эффектов, или могут придавать материалу особенностей, которые предусматривают скрытое, машинное или судебное определения подлинности. Следует понимать, что элементы пиктограмм не обязательно требуют заполнения или укрывание. Можно лишь частично заполнять лишь некоторые из элементов пиктограмм.
Вариант осуществления, показанный на Фиг.38б, изменяет на обратный порядок заполнения и укрывание пиктограммы сравнительно с Фиг.38а, когда микроструктурные пиктограммы сначала заполняются материалом заполнения пиктограммы 902, а потом укрываются материалом покрытия 900. Слой пиктограммы 898 необязательно может быть предусмотрен на подкладке 896 или прозрачной подкладке 896, или может быть отдельным. Элементы пиктограмм 910 и 912 заполняют материалом заполнения пиктограммы 902, а потом необязательно укрывают материалом покрытия 900.
Визуальный эффект варианта осуществления с Фиг.38б в целом отличается от визуального эффекта с Фиг.38а, даже при применении одинаковых материалов для материала покрытия 900 и материала заполнения пиктограммы 902. Материал покрытия 900 может быть или не быть видимым сквозь материал заполнения пиктограммы 902, в зависимости от оптических свойств материала заполнения пиктограммы 902. Материал покрытия 900 является непосредственно видимым в участках между заполненными пиктограммами.
Если элементы пиктограмм практически полностью являются заполненными материалом заполнения пиктограммы 902, во всех местах, где материал покрытия 900 является видимым, или сквозь материал заполнения пиктограммы 902, или непосредственно, материал покрытия 900 является практически параллельным поверхности слоя пиктограммы 898. Таким образом, присутствие материала покрытия 900 может изменять общий вид материала заполнения пиктограммы 902, но не обеспечивает функцию усиления контура или края, как на Фиг.38а. Материал покрытия 900 может обеспечивать другие эффекты или функции, которые являются дополнительными или альтернативными оптическому эффекту, например, материал покрытия 900 может позволять осуществлять бесконтактное определение подлинности, обнаружение или идентификацию объекта, на который нанесен слой пиктограммы 898.
Если элементы пиктограмм являются не полностью заполненными материалом заполнения пиктограммы 902, то материал покрытия 900 может не быть практически параллельным поверхности слоя пиктограммы 898. В этом случае (не показано) могут существовать дополнительные оптические эффекты, которые обеспечиваются материалом покрытия 900 в участках, где он контактирует с материалом заполнения пиктограммы 902 и является по сути непланарным.
Вариант осуществления с Фиг.38в является расширением варианта осуществления с Фиг.38б, что включает несколько материалов заполнения пиктограмм. (Хотя это в данном случае не показано, несколько материалов заполнения пиктограмм также могут применяться с вариантом осуществления с Фиг.38(а), и следующее обсуждение также касается этого варианта осуществления). Слой пиктограммы 898 имеет позитивные микроструктурные элементы пиктограммы 926 и негативные микроструктурные элементы пиктограммы 928, которые являются заполненными первым материалом заполнения пиктограммы 916. Микроструктурные элементы пиктограммы 926 и 928 являются не полностью заполненными первым материалом заполнения пиктограммы 916. Это может быть осуществлено разными средствами, включая диспергирование первого материала заполнения пиктограммы 916 в растворителе, заполнение микроструктур пиктограммы диспергированным в растворителе первым материалом заполнения пиктограммы 916 и высушивание растворителя с вызванным, таким образом, сжиманием объема первого материала заполнения пиктограммы 916. Другим способом неполного заполнения микроструктур пиктограммы является заполнение их первым материалом заполнения пиктограммы 916 со следующим удалением определенной части материала заполнения пиктограммы 916 путем вытирания или соскребания, например, с помощью шлифования или вытирания ракельным ножом под высоким давлением.
Первый материал заполнения пиктограммы 916 необязательно может быть стабилизированным, утвержденным или высушенным путем высушивания, химической реакции (например, с помощью реакции полимеризации с двухкомпонентной эпоксидной смолой или смолой и затвердителем), путем радиационной обработки, путем окисления или другими приемлемыми средствами. Первый материал заполнения пиктограммы 916 также необязательно может быть стабилизирован таким образом, чтобы он мог вступать в определенную химическую реакцию со вторым материалом заполнения пиктограммы 918.
Микроструктуры пиктограммы 926 и 928 после этого необязательно заполняют вторым материалом заполнения пиктограммы 918. В зависимости от способа, который применяют для обеспечения неполного заполнения первым материалом заполнения пиктограммы 916, относительная толщина первого материала заполнения пиктограммы 916 и второго материала заполнения пиктограммы 918 может быть разной в разных участках или для микроструктурных элементов пиктограммы, которые имеют разную глубину, ширину или соотношение геометрических размеров. Позитивные элементы пиктограмм 926 имеют приблизительно одинаковые объемы первого материала заполнения пиктограммы 916 и второго материала заполнения пиктограммы 918, с толщиной двух наполнителей, которая является приблизительно одинаковой в центре заполненных участков 920. Негативные элементы пиктограмм на этом изображении имеют большие расхождения в соотношении геометрических размеров, и, таким образом, центральные зоны 922 двух больших заполненных элементов пиктограмм имеют соотношение толщины наполнителя, например, приблизительно 1:3 для первого 916 и второго 918 материалов заполнения пиктограмм, соответственно. Центр меньшего негативного элемента пиктограммы 924 демонстрирует большие расхождения в соотношении толщины наполнителя, например, приблизительно 4:1 для первого 916 и второго 918 материалов заполнения пиктограмм, соответственно. Заполненные пиктограммы необязательно могут укрываться материалом покрытия 900.
Материал покрытия 900 также необязательно может быть нанесен на слой пиктограммы 898 перед заполнением пиктограммы первым материалом заполнения пиктограммы 916 или может быть нанесен на слой пиктограммы 989 и первый материал заполнения пиктограммы 916 перед заполнением вторым материалом заполнения пиктограммы 918. Эти варианты на фигуре не показаны.
Позитивные элементы пиктограмм 920 имеют микроструктуры объектных изображений, заполненные материалами заполнения пиктограмм 916 и 918 и незаполненные элементы фона. Негативные элементы пиктограмм 928 имеют микроструктуры фона, заполненные материалами заполнения пиктограмм 916 и 918, а их микроструктуры объектных изображений являются незаполненными.
Следует отметить, что любой слой материала пиктограммы в любом варианте осуществления этого изобретения, дополнительно к представленному на Фигурах 38 (а-в), сам может включать пигменты, красители, краски, флуоресцирующие материалы или заполнители любого приемлемого типа, как было указано выше в разделе определений этого патента. Заполнение слоя пиктограммы делает различение между позитивными и негативными элементами пиктограмм немного осложненным, поскольку конкретный микроструктурный элемент пиктограммы, образованный в прозрачном, непигментированном и неокрашенном слое пиктограммы, а потом заполненный пигментированным материалом заполнения пиктограммы, может считаться позитивным элементом пиктограммы, тогда, как этот самый микроструктурный элемент пиктограммы, образованный в пигментированном слое пиктограммы, а потом заполненный прозрачным, непигментированным и неокрашенным материалом заполнения пиктограммы, может считаться негативным элементом. В этом примере все изменения между позитивным элементом пиктограммы и негативным элементом пиктограммы являются делом выбора материалов для слоя пиктограммы и материала заполнения пиктограммы. Хотя удобнее было бы оперировать понятиями позитивных и негативных элементов пиктограмм, на самом деле существует множество возможностей, включая элементы пиктограмм, которые имеют один цвет или оптический эффект, присутствующий в фоне, и второй цвет и/или оптический эффект, присутствующий в объектных изображениях, и наоборот.
Если элементы пиктограмм с Фигур 38 а-в применяются как часть муаровой увеличительной системы, уникальные эффекты, которые обеспечиваются комбинацией материалов покрытия и материалов заполнения пиктограмм, также переносятся в искусственные изображения, созданные муаровой увеличительной системой.
Структурированные покрытия на пиктограммах и в качестве пиктограмм
Фигуры 39 а-в объясняют нанесение и комбинирование структурированных материалов покрытия, фольги горячего тиснения, направленного покрытия и заполненных пиктограмм. Как показано на Фиг.39а, слой пиктограммы 932 может быть отдельным или необязательно может быть предусмотрен на подкладке 930 или прозрачной подкладке 930. Необязательно подкладка или прозрачная подкладка 930 поддерживает или находится в контакте со слоем пиктограммы 932, который включает разные микроструктуры, которые могут действовать, отдельно или в комбинации, как элементы изображений пиктограмм.
На Фиг.39а структурирование материала покрытия 934 образует участки, в которых материал покрытия является присутствующим, и участки, в которых материал покрытия является отсутствующим. Структурирование материала покрытия 934 может осуществляться в любой форме и с любой целью, включая создание элементов пиктограмм для муаровой увеличительной микрооптической системы. Специалистам известно много способов структурированного покрытия, включая печатание или осаждение резистного материала на покрытие и химическое травление открытого покрытия, с необязательным следующим химическим снятием резистного материала с покрытия. Резистный слой может быть фоторезистом, и структурирование резиста может осуществляться способами оптической экспозиции. Альтернативный подход к структурированию покрытия состоит в нанесении сначала структурированного резиста (или, в альтернативном варианте, нанесении резиста с его следующим структурированием), со следующим нанесением покрытия на поверхность материала и резисту и химическим удалением резиста и покрытия, присоединенного к нему. Например, последний способ является традиционным в изготовлении "деметаллизированных защитных нитей", когда резистный материал печатают на полимерной подкладке, подкладку и резист укрывают алюминием путем вакуумной металлизации или напыления, и резист химически удаляют. В местах, где присутствовал резист, алюминиевое покрытие является отсутствующим после "отрывания" при удалении резиста. Вместо химического удаления выбранных металлизированных участков эти участки могут быть удалены механически, например, путем стирания. Следует понимать, что лишь части покрытия могут быть структурированными.
Структурированное металлизированное покрытие, которое не согласовано с размером и геометрической формой элементов пиктограмм, в муаровой увеличительной пленке может применяться для создания эффекта частично прозрачного металла в искусственных изображениях, поскольку расположение деметаллизированных участков может быть разным для разных элементов пиктограммы - искусственное изображение, образованное из этих элементов пиктограмм с матовостью, пропорциональной проценту покрытия, в способ, подобный способам полутонирования, которые применяют для печати.
В альтернативном варианте структурированное деметаллизированное металлическое покрытие может применяться для создания другого набора элементов пиктограмм из микроструктурных элементов пиктограмм, которые могут применяться для образования второго набора искусственных изображений. Одним из примеров применения таких дополнительных искусственных изображений является скрытое определение подлинности материалов для валюты, документов и защиты торговых марок.
На Фиг.39а материал покрытия 934 в участке, указанном скобкой 936, является структурированным в способ, который не согласовывается с геометрической формой микроструктурных элементов пиктограмм. Структурированный материал покрытия 934 может нести отдельную информацию, например, о другой структуре элементов пиктограмм, или может нести другую графическую или текстовую информацию, или не нести никакой информации.
Вместе с тем слой покрытия 934 в участке, указанном скобкой 938, согласовывается с элементами пиктограмм, укрывая углубления 931, но не укрывая "плоскости" 939 между ними. Этот тип структурирования может выполняться путем укрывания всей поверхности слоя пиктограммы 932 материалом покрытия 934, включая как углубленные участки 931, так и "плоскости" 939, со следующим удалением материала покрытия 932 из "плоскостей" 939 путем соскребания, стирания, снятия щеткой, срезания, шлифования, химического травления, адгезивного снятия или другими приемлемыми средствами.
Структурированный материал покрытия 934, который согласовывается с элементами пиктограмм, таким образом может обеспечивать значительное визуальное, оптическое, электромагнитное, магнитное или другое усиление элементов пиктограмм. Например: на слой пиктограммы 932, который включает микроструктурные элементы пиктограмм, может быть напылено золото, потом золото удаляется из плоских поверхностей 939 путем обтирания покрытой поверхности волокнистым материалом, таким как бумага. Золото, которое остается в элементах пиктограмм, придает им золотисто-металлический вид, тогда, как плоские поверхности являются свободными от золота, поэтому элементы пиктограмм выглядят как отдельные золотые объекты на фоне.
На Фиг.39б описываются разные варианты слоя пиктограммы 932, которые включают нанесенное горячим тиснением покрытие из фольги 942, отдельно (946) и в комбинации с (950, 951) материалом заполнения пиктограммы 948. Показана типичная структура фольги горячего тиснения, в которой слой термического адгезива 940 связывает слой фольги 942 нанесенного горячим тиснением покрытия из фольги, со слоем пиктограммы 932. Слой ломкого лака 944, нанесенного горячим тиснением покрытия из фольги, необязательно предполагается для поддержки фольги горячего тиснения 942. Слой ломкого лака 944 может включать микроструктурный узор, такой, как голограмма. В участке, указанном скобкой 946, нанесение горячим тиснением покрытия из фольги 942 выполняют общеизвестными средствами на поверхность слоя пиктограммы 932, герметически укрывая углубленные участки микроструктурных элементов пиктограмм. В участке, указанном скобкой 950, фольгу горячего тиснения 942 наносят на микроструктурную пиктограмму, которая содержит материал заполнения пиктограммы 948. В участке, указанном скобкой 951, фольга горячего тиснения 942 была нанесена на слой пиктограммы 932, а потом материал покрытия из фольги горячего тиснения, который укрывал углубленные участки микроструктурных элементов пиктограмм, был удален. К приемлемым средствам удаления материала покрытия из фольги горячего тиснения, кроме других, струя газа высокого давления, струя воды или другой жидкости высокого давления и механическое разрушение и стирание. Микроструктурные элементы пиктограмм потом необязательно могут быть заполнены материалом заполнения пиктограммы 948, и вид этих микроструктур пиктограммы регулируется материалом заполнения пиктограммы 948, а вид "плоскостей" регулируется материалом покрытия из фольги горячего тиснения. Материал заполнения пиктограммы 948 необязательно может быть нанесен на, по крайней мере, часть нанесенного горячим тиснением покрытия из фольги 942, как показано, или может быть нанесен таким образом, чтобы лишь заполнять углубление пиктограммы (не показано).
Фиг.39в показывает разные варианты слоя пиктограммы 932, которые включают направленные материалы покрытия (952 и 962), которые необязательно могут применяться в комбинации с материалами заполнения пиктограмм 948. Первое направленное покрытие 952 наносят на слой пиктограммы 932 с направления, показанного стрелкой 954. Направленное осаждение первого направленного покрытия 952, прежде всего, укрывает "плоскости" и правые стороны (как показано) элементов пиктограмм в участке, указанном скобкой 956. Такое покрытие может обеспечивать визуальное высвечивание одной стороны микроструктурного элемента пиктограммы, создавая "затененный" эффект или эффект "пятнистого освещения".
В участке, указанном скобкой 958, применяют два направленных покрытия. Стрелка 954 указывает направление нанесения первого направленного покрытия 954, которое укрывает "плоскости" и правые стороны микроструктурных элементов пиктограмм в этом участке. Второе направленное покрытие 962 наносят с направления, показанного стрелкой 960, и укрывает левые стороны микроструктурных элементов пиктограмм. Первое и второе направленные покрытие (952 и 962, соответственно) могут быть одним материалом или разными материалами, и они могут наноситься с противоположных направлений (954 и 960), как показано, или могут наноситься с подобных направлений. Например: если первое направленное покрытие 952 является серебром и наносится с направления, показанного стрелкой 954, и если второе направленное покрытие 962 является золотом и наносится с направления, показанного стрелкой 960, то правые стороны микроструктурных элементов пиктограмм будут выглядеть серебряными, а их левые стороны будут выглядеть золотыми, тогда, как центры остаются непокрытыми и могут выглядеть прозрачными. Другой пример: условия по предыдущему примеру, за исключением того, что серебро наносят под углом, показанным стрелкой 954, а золото наносят с того самого общего направления, под углом, который на десять градусов ближе к нормали к поверхности общего слоя пиктограммы 932. Золото в этом случае укрывает те же самые стороны элементов пиктограмм, что и серебро, но золото укрывает правую сторону ближе к верху или к центру пиктограммы. В результате полученный элемент пиктограммы имеет серебристую правую сторону, которая переходит в золотой цвет в направлении верха элемента пиктограммы (как показано). Много других подобных комбинаций и вариантов станут понятными специалисту в данной области.
Еще один вариант показан на участке с Фиг.39в, указанной скобкой 964, где микроструктурные элементы пиктограммы имеют два направленных покрытия, первое направленное покрытие 952 и второе направлено покрытие 962, а потом заполняются материалом заполнения пиктограммы 948. Материал заполнения пиктограммы необязательно может прибавляться к любому из покрытых микроструктурных элементов пиктограммам любой части этой фигуры, где его уже не видно, включая участки 936 и 938 с Фиг.39а и участок 956 с Фиг.39в.
Фиг.40а объясняет применение структурированного материала покрытия 967 как средства создания элементов изображения пиктограмм. Структурированный материал покрытия 967 обеспечивается на подкладке 966 или прозрачной подкладке 966, вышеупомянутое структурирование включает участки материала покрытия 968 выбранной толщины и участки материала покрытия 969, которые имеют меньшую толщину, или участки без материала покрытия 970, или и такие, и другие. Разная толщина материала покрытия - полная толщина (968), частичная толщина (969) и нулевая толщина (970) (или отсутствие материала покрытия) - может быть структурирована для представления информации об изображении пиктограммы как элемент в муаровой увеличительной системе. Материал покрытия полной толщины или материал покрытия нулевой толщины могут применяться для образования объектных изображений элементов пиктограмм. Фиг.40б показывает горизонтальную проекцию 972 применения элементов пиктограмм полной толщины для образования объектных изображений (букв и цифр) на фоне 976, образованном материалом покрытия нулевой толщины или частичной толщины. Поскольку объектные изображения элементов пиктограмм, показанные в горизонтальной проекции 972, образовываются из-за присутствия материала покрытия 967, изображение пиктограммы называется позитивным изображением пиктограммы. Фиг.40в представляет горизонтальную проекцию 978 негативного изображения пиктограммы, где фон образуется материалом покрытия полной толщины 982, а объектные изображения образовываются материал покрытия частичной или нулевой толщины 980. Участки из материала покрытия частичной толщины 969 применяют для создания полутоновых изображений, а оптический эффект материала покрытия 967 обеспечивает эффект измененной или сниженной интенсивности, в зависимости от характера материала покрытия.
Структурирование материала покрытия 967 может осуществляться любым из способов, описанных выше со ссылкой на Фиг.38. Участки материала покрытия частичной толщины могут создаваться с помощью дополнительного этапа маскировки и травления или путем вытравливания всей толщины покрытия в структуре участков частичной толщины со следующим осуществлением второго нанесения материала покрытия 967 для нанесения слоя частичной толщины на всю подкладку 966 или прозрачную подкладку 966 и необязательной дополнительной маскировкой и травлением для создания участков нулевой толщины 970.
Дополнительные слои материала покрытия необязательно могут прибавляться к структурированному материалу покрытия 967. Примерами, кроме других, могут быть металлизация путем напыления в вакууме, пигментированные или окрашенные покрытия или любые из перечисленных в разделе определений этого документа. Пример: такие слои могут быть нанесены непосредственно путем ламинирования, горячего тиснения, укрывания или иным образом. Нанесение таких дополнительных слоев может обеспечивать преимущество изменения внешнего вида участков материала покрытия частичной толщины 969 и участков материала покрытия нулевой толщины (отсутствующего) 970.
Фигуры 41а, б объясняют два варианта двукомпонентной муаровой увеличительной системы, которая может применяться как "замок и ключ" система определения подлинности, в которой микроматрица линз является отдельным компонентом, который действует как ключ для "открывания" информации в компоненте матрицы пиктограммы. На Фиг.41а необязательно прозрачная подкладка 984 содержит микролинзы 986, изготовленные из светопроводного материала 988, который может быть отличным или таким самым, что и материал, который применяют для образования необязательно прозрачной подкладки 984. Общая толщина слоя линз 1000, который включает микролинзы 986 и необязательную подкладку 984, является меньшей за фокусное расстояние 1004 микролинз 986.
Слой линз 1000 не является постоянно присоединенным к письму пиктограммы 1002, а является свободным и отдельным компонентом, который может применяться как средство определения подлинности для листа пиктограммы 1002. При применении в качестве средства определения подлинности слой линз 1000 приводится в контакт или непосредственную близость с поверхностью листа пиктограммы 1002. Зазор 992 между двумя слоями по обыкновению содержит тонкую прослойку воздуха, или этот зазор 992 необязательно может быть заполнен водой, глицерином или другой жидкостью для обеспечения оптического или механического соединения между слоем линз 1000 и листом пиктограммы 1002.
Лист пиктограммы 1002, который включает необязательную прозрачную подкладку 990, слой пиктограммы 994 и элементы пиктограмм 996 (показанные авторами как необязательно заполненные материалом заполнения пиктограммы 997), имеет слой пиктограммы на поверхности, наиболее отдаленный от слоя линз 1000. Общая толщина листа пиктограммы 1002 и слоя линз 1000 предполагается такой, чтобы практически равняться фокусному расстоянию 1004 микролинз 986. Когда слой линз 1000 располагается в существенной близости, например, в контакте с листом пиктограммы 1002, с соединительной жидкостью или без нее, фокальная точка 998 микролинз 986 должна находиться где-то в пределах или вблизи от слоя пиктограммы 994. Оптимальная позиция фокальной точки 998 находится на нижней поверхности слоя пиктограммы 994 или немного ниже ее.
Система, образованная согласно вариантам осуществления с Фиг.41а, может применяться как средство против подделок, средство подтверждения подлинности или защитное устройство. Например, слой пиктограммы 994 листа пиктограммы 1002 может быть присоединен, приклеен или иным образом постоянно прикреплен или включен к объекту или документу во время изготовления, создания оригинала, упаковки или распределения. Лист пиктограммы 1002 сам по себе не должен иметь какие-то видимые отличительные особенности. На практике элементы пиктограмм 996 являются очень малыми, приблизительно от нескольких микрон до нескольких десятков микрон в размере, и эффективно скрываются от невооруженного глаза. Если нужно, могут обеспечиваться дополнительные традиционные печать или репродукция, которые наносятся на лист пиктограммы 1002.
Пример такой дополнительной репродукции может быть фотография лица для идентификации, чтобы слой пиктограммы выполнял функцию фона для фотографии. Подлинность листа пиктограммы 1002 и вместе с ним объекта, к которому он крепко присоединяется, может быть подтверждена путем помещения соответственно масштабированного слоя линз 1000 фактически в контакт с листом пиктограммы 1002 и вращение слоя линз 1000 в его плоскости, пока линзы и элементы пиктограмм 996 не выровняются достаточной мерой для образования искусственного изображения элементов пиктограммы 996. ("Надлежащим образом масштабированный" слой линз является слоем линз, в котором матрица фокусирующих элементов имеет осевую симметрию и период повторения, который по сути отвечает показателю матрицы элементов пиктограммы 996 на листе пиктограммы 1002, с соотношением периода повторения пиктограмм с периодом повторения линз, предназначенным для достижения выбранного оптического эффекта [SuperDeep, Deep, Motion, Float, SuperFloat, Levitate, 3-D, их комбинации и т.д.]).
Фиг.41б показывает альтернативное осуществление этого аспекта изобретения. На этой фигуре слой линз 1010 является монолитным, состоит из одного материала, который включает микролинзы 1008 на его верхней поверхности и необязательную дополнительную толщину материала 1006 для обеспечения оптического интервала. Слой линз 1000 с Фиг.41а также может быть образован в этот способ, если слой линз 1000 не включает необязательной прозрачной подкладки 984. Подобным образом слой линз 1010 с Фиг.41б может быть образован с применением прозрачной подкладки и слоя микролинз, как показано на Фиг.41а. Две альтернативные структуры для слоев линз 1000 и 1010 показано для полноты - любой из слоев линз, 1000 или 1010, может иметь любую из двух показанных структур - монолитные линзы (Фиг.41б) или подкладка плюс линзы (Фиг.41а).
Функция слоя линз 1010 в варианте осуществления с Фиг.41б является такой самой, что и в слое линз 1000 с Фиг.41а, хотя общая толщина слоя линз 1010 по обыкновению представляет большую пропорцию в фокусном расстоянии 1024 микролинз 1008 из-за разности в слое пиктограммы 1014 сравнительно с листом пиктограммы 1002. Лист пиктограммы 1014 включает поверхность, которая несет элементы пиктограмм 1020, которые необязательно могут быть заполнены материалом заполнения пиктограммы 997. Для полноты лист пиктограммы 1014 показан как монолитный, без отдельного слоя пиктограммы и слоя подкладки, но лист пиктограммы 1014 в альтернативном варианте может быть образован наподобие листа пиктограммы 1002, с подкладкой и присоединенным слоем пиктограммы. Подобным образом лист пиктограммы 1002 может быть образован согласно структуре слоя пиктограммы 1014 как монолитный лист.
Функциональные расхождения между слоем пиктограммы 1014 и листом пиктограммы 1002 состоят в том, что первый имеет элементы пиктограмм на поверхности, ближайшей к слою линз 1010, а последний имеет элементы пиктограмм на поверхности, наиболее отдаленной от слоя линз 1000. Кроме того, поскольку элементы пиктограмм 1020 слоя пиктограммы 1014 находятся на его верхней поверхности, материал 1018, который находится под элементами пиктограмм 1020, не обязательно должен быть прозрачным, независимо от того, является лист пиктограммы 1014 монолитным или имеет структуру листа пиктограммы 1002 со слоем пиктограммы и подкладкой. Подкладка 990 листа пиктограммы 1002 должна быть практически прозрачной, поскольку свет должен проходить сквозь подкладку 990 для того, чтобы линзы 986 образовывали изображение элементов пиктограммы 996.
Необязательный материал покрытия 1016 может быть предусмотрен на элементах пиктограмм 1020 слоя пиктограммы 1014. Материал покрытия 1016 может быть желательным для обеспечения оптического или бесконтактного определения подлинности слоя пиктограммы с помощью средств, отличных от применения слоя линз 1010. Слой покрытия 1016 может включать другие оптические особенности, такие как голографическая или дифракционная структура. Элементы пиктограмм листа пиктограммы 1002 и слоя пиктограммы 1014 могут приобретать любую форму, включая любые описанные авторами варианты осуществления элемента пиктограммы.
Как в случае варианта осуществления с Фиг.41а, слой линз 1014 варианта осуществления с Фиг.41б не является постоянно присоединенным к слою пиктограммы 1014, а является свободным и отдельным компонентом, который может применяться как средство определения подлинности для слоя пиктограммы 1014. Когда он применяется как средство определения подлинности, слой линз 1010 приводится в контакт или непосредственную близость с поверхностью слоя пиктограммы 1014. Зазор 1012 между двумя листами, по обыкновению, содержит тонкую прослойку воздуха, или этот зазор 1012 необязательно может быть заполнен водой, глицерином или другой жидкостью для обеспечения оптического или механического соединения между слоем линз 1010 и слоем пиктограммы 1014.
Общая толщина слоя пиктограммы 1014 и слоя линз 1010 рассчитывается таким образом, чтобы практически равнять фокусному расстоянию 1024 микролинз 1008. Когда слой линз 1010 фактически приводится в контакт со слоем пиктограммы 1014, с соединительной жидкостью или без нее, фокальная точка 1022 микролинз 1008 должна находиться где-то в пределах или вблизи от элементов пиктограмм 1020. Оптимальная позиция фокальной точки 1022 находится в нижней части элементов пиктограммы 1020 или несколько ниже.
Система, образованная согласно варианту осуществления с Фиг.41б, может применяться как средство против подделок и средство определения подлинности. Например, нижняя поверхность слоя пиктограммы 1014 может быть присоединена, приклеенная или иным образом постоянно прикреплена или включена к объекту или документу во время изготовления, создания оригинала, упаковки или распределения. Лист пиктограммы 1014 сам по себе не должен иметь какие-то видимые отличительные особенности. На практике элементы пиктограмм 1020 являются очень малыми, приблизительно от нескольких микрон до нескольких десятков микрон в размере, и эффективно скрываются от невооруженного глаза.
Если нужно, могут обеспечиваться дополнительные традиционные печать или репродукция, которые наносятся на лист пиктограммы 1014. Примером такой дополнительной репродукции может быть фотография лица для идентификации, чтобы слой пиктограммы выполнял функцию фона для фотографии. Подлинность листа пиктограммы 1014 и вместе с ним объекта, к которому он крепко присоединяется, может быть подтверждена путем помещения соответственно масштабированного слоя линз 1010 фактически в контакт с листом пиктограммы 1014 и вращение слоя линз 1010 в его плоскости, пока линзы и элементы пиктограмм 1020 не выровняются достаточной мерой для образования искусственного изображения элементов пиктограммы 1020.
Любая структура или форма листа пиктограммы (1002 или 1014) может включать много структур элементов пиктограмм (996 или 1020, соответственно), которые образовывают разные искусственные изображения, которые могут быть считаны или подтверждены под разными углами поворота слоя линз (например, одна структура пиктограммы обеспечивает максимальное увеличение искусственного изображения под углом поворота слоя линз 0 градусов, а вторая структура пиктограммы обеспечивает максимальное увеличение искусственного изображения под углом поворота слоя линз 30 градусов), с разным периодом повторения линз, разной геометрической формой линз и матрицы пиктограммы (например, один набор матрицы имеет шестиугольную геометрическую форму, а второй набор матрицы имеет квадратную геометрическую форму) и их комбинации.
Примером способа определения подлинности с разным периодом повторения линз является применение слоя пиктограммы, который включает структуру элемента пиктограммы, которая создает изображение Deep при искусственном увеличении слой линз, которые имеют период повторения 30 микрон, а также включает вторую структуру элемента пиктограммы, которая создает изображение Float при искусственном увеличении слой линз, которые имеют период повторения 45 микрон. Вторая структура элемента пиктограммы необязательно может быть подтверждена под другим углом поворота, отличным от структуры первого элемента пиктограммы.
Материалы, которые имеют много структур пиктограммы, могут включать один набор информации, который может быть обнаружен с помощью первого ключа (слой линз, который имеет первый выбранный период повторения) и дополнительные наборы информации, каждый из которых может быть обнаружен с помощью дополнительных ключей (слоев линз, каждый из которых отвечает масштабу их соответствующих повторений элементов пиктограммы). Разные структуры пиктограмм также могут быть предусмотренные в разных слоях пиктограмм, которые требуют фокусирующих элементов, которые имеют разное фокусное расстояние, для образования видимых искусственных оптических изображений из разных слоев пиктограммы.
Вариант осуществления с Фиг.42 касается способа «мокрого декодирования» и системы для включения скрытой информации в муаровую увеличительную систему 1026 согласно данному описанию, которая со временем может быть "декодирована" или обнаружена через применение слоя линз для скрытого определения подлинности 1040. На этой фигуре увеличительная система 1026, включая микролинзы 1028 и слой пиктограммы 1030, включает скрытые структуры пиктограмм 1034 в слое пиктограммы 1030 или на нем. Слой пиктограммы 1030 также необязательно может включать открытые структуры пиктограмм 1032. Увеличительная система 1026 предполагается для создания открыто видимого искусственного изображения 1038 открытых структур пиктограмм 1032, как было указано выше. Вместе с тем, период повторения и/или осевая симметрия скрытых структур пиктограмм 1034 специально являются сконструированными таким образом, чтобы не создавать открыто видимых искусственных изображений, если смотреть на них с помощью микролинз 1028.
Например, период повторения скрытых структур пиктограмм 1034 может существенно отличаться от периода повторения микролинз 1028; период скрытой структуры пиктограммы 1034 может составлять 37 микрон, а период микролинзы 1028 может составлять 32 микрона. Это соотношение масштабов пиктограммы и линзы (приблизительно 1,156) создает искусственное изображение Float скрытой структуры пиктограммы 1034, которая имеет период приблизительно 205 микрон. Особенности скрытого искусственного изображения этого размера являются практически невидимыми для невооруженного глаза. (Период скрытой пиктограммы в альтернативном варианте может быть выбран таким образом, чтобы создавать искусственное изображение Deep равноценного периода с соотношением масштабов пиктограммы и линзы приблизительно 0,865. Для данного периода повторения микролинзы период повторения скрытых пиктограмм может быть предусмотрен таким образом, чтобы создавались искусственные изображения, которые имеют любой эффект Unison муарового увеличения, включая, кроме других, SuperDeep, Deep, Motion, Float, SuperFloat, Morph.) Представленные авторами конкретные размеры представляют собой лишь один пример из многих размеров, которые могут быть выбраны.
Как еще один пример, осевая симметрия скрытых структур пиктограмм 1034 может существенно отличаться от осевой симметрии микролинз 1028. В этом примере допускается, что микролинзы 1028 и скрытые структуры пиктограмм 1034 располагаются в шестиугольную матрицу, но ориентация матрицы скрытых структур пиктограмм 1034 является повернутой на 30 градусов относительно матрицы микролинз 1028. Это несогласование двух матриц также препятствует образованию открыто видимого искусственного изображения скрытых структур пиктограмм 1034. Еще одним способом предотвращения образования искусственных изображений скрытой структуры пиктограмм 1034 является расположение микролинз 1028 в одну геометрическую форму матрицы, например, шестиугольную, а скрытые структуры пиктограмм 1034 при этом располагаются в другую геометрическую форму, такую, как квадрат.
Скрытые структуры пиктограмм 1034 могут быть обнаружены путем образования искусственного изображения с дополнительным, отдельным элементом, слоем линз для скрытого определения подлинности 1040, который приводится в близость или фактически в контакт с микролинзами 1028 увеличительной системы 1026 с материалом оптического связывания 1044, который заполняет зазоры между ними. Материал оптического связывания в оптимальном варианте является жидкостью, такой как глицерин или кукурузный сироп, который имеет коэффициент преломления, близкий к коэффициентам преломления материала 1052, который образует слой линз для скрытого определения подлинности, и материала 1050, который образует линзы увеличительной системы 1028. Связующий материал имеет функцию частичного или полного устранения фокусирующей способности линз 1028 через их погружение в среду, которая имеет подобный коэффициент преломления. К другим материалам, которые могут применяться для выполнения этой функции, принадлежат гели (включая желатины), эластомеры и чувствительные к давлению адгезивы.
Свойства слоя линз для скрытого определения подлинности 1040, включая геометрическую форму его матрицы, период повторения и фокусное расстояние микролинз, согласовывают с геометрической формой матрицы и периодом повторения скрытых структур пиктограмм 1034 и общим расстоянием от слоя линз для скрытого определения подлинности 1042 и плоскостью пиктограммы 1030.
На практике небольшое количество жидкости, такой как глицерин, помещают на поверхность линз увеличительной системы 1028 и плоскую поверхность слоя линз для скрытого определения подлинности 1040 приводят в контакт с жидкостью и прижимают для фактического контакта с линзами 1028. Слой линз для скрытого определения подлинности 1040 потом вращают в его плоскости для фактического выравнивания ориентации матрицы микролинз 1042 в одну линию с ориентацией матрицы скрытых структур пиктограмм 1034. Когда выравнивание приближается к скрытой структуре пиктограммы 1034, искусственное изображение 1048 становится увеличенным, достаточным для различения невооруженным глазом, достигая максимального увеличения в позиции, в которой две матрицы имеют практически идентичную ориентацию.
Альтернативный вариант осуществления заключается в образовании слоя линз для скрытого определения подлинности 1040 как чувствительной к давлению этикетки или ленты, которая может быть нанесена на поверхность линз 1028. В этих вариантах осуществления функция материала оптического связывания 1044 выполняется практически прозрачным чувствительным к давлению адгезивом, который наносят на плоскую поверхность слоя линз для скрытого определения подлинности 1040. Существует потребность в способе выравнивания слоя линз для скрытого определения подлинности 1040 для приведения в соответствие ориентации скрытой структуры пиктограммы 1034, например, с помощью печатных выравнивающих структур или ориентировочных краев увеличительной системы 1026 таким образом, чтобы край слоя линз для скрытого определения подлинности 1040 мог быть приведен в соответствие на время нанесения.
Еще одна альтернативная структура для способа и системы «мокрого декодирования» состоит во включении скрытых структур пиктограмм 1034 во второй слой пиктограммы. Этот второй слой пиктограммы может быть более близким к линзам 1028 или более отдаленным от линз 1028, чем первый слой пиктограммы 1030. Фокусное расстояние и толщину слоя линз для скрытого определения подлинности 1040 рассчитывают таким образом, чтобы его фокальная точка лежала во втором слое пиктограммы, когда слой линз для скрытого определения подлинности 1040 наносится на линзы 1028 с помощью материала оптического связывания 1044. В этих вариантах осуществления свойства матрицы скрытых структур пиктограмм 1034 могут быть такими самыми, что и свойства открытых структур пиктограмм, если позиция второй плоскости пиктограммы не позволяет линзам 1028 образовывать разрозненное открытое изображение скрытых структур пиктограмм 1034.
Вариант осуществления с Фиг.43 касается способа и системы «сухого декодирования» для включения скрытой информации в увеличительную систему 1054, которая со временем может быть "декодирована" или обнаружена через применение слоя линз для скрытого определения подлинности 1064. На этой фигуре увеличительная система 1054, включая микролинзы 1056 и слой пиктограммы 1058, включает скрытые структуры пиктограмм 1060 в слое пиктограммы 1058 или на нем. Слой пиктограммы 1058 также необязательно может включать открытые структуры пиктограмм 1059. Увеличительная система 1056 необязательно может быть сконструирована таким образом, чтобы создавать открыто видимое искусственное изображение открытых структур пиктограмм 1059, как было указано выше. Вместе с тем, период повторения и/или осевая симметрия скрытых структур пиктограмм 1060 специально являются сконструированными таким образом, чтобы не создавать открыто видимых искусственных изображений, если смотреть на них с помощью микролинз 1056.
Например, период повторения скрытых структур пиктограмм 1060 может существенно отличаться от периода повторения микролинз 1056; период скрытой структуры пиктограммы 1060 может составлять 28,071 микрон, а период микролинзы 1056 может составлять 28.000 микрон. Это соотношение масштабов пиктограммы и линзы (приблизительно 1,00255) создает плавающее искусственное изображение 1063 (скрытых структур пиктограмм 1060), которое имеет период приблизительно 392 микрон. Особенности скрытого искусственного изображения этого размера являются практически невидимыми для невооруженного глаза. (Период скрытой пиктограммы в альтернативном варианте может быть выбран таким образом, чтобы создавать искусственное изображение Deep равноценного периода с соотношением масштабов пиктограммы и линзы приблизительно 0,99746. Для данного периода повторения микролинзы период повторения скрытых пиктограмм может быть предусмотрен таким образом, чтобы создавались искусственные изображения, которые имеют любой эффект Unison муарового увеличения, включая, кроме других, SuperDeep, Deep, Motion, Float, SuperFloat, Morph.) Представленные авторами конкретные размеры представляют собой лишь один пример из многих размеров, которые могут быть выбраны.
В другом примере осевая симметрия скрытых структур пиктограмм 1060 может существенно отличаться от осевой симметрии микролинз 1056. В этом примере допускается, что микролинзы 1056 и скрытые структуры пиктограмм 1060 располагаются в шестиугольную матрицу, но ориентация матрицы скрытых структур пиктограмм 1060 является повернутой на 30 градусов относительно матрицы микролинз 1056. Это несогласование двух матриц также препятствует образованию открыто видимого искусственного изображения скрытых структур пиктограмм 1060. Еще одним способом предотвращения образования искусственных изображений скрытой структуры пиктограмм 1060 являются расположения микролинз 1056 в одну геометрическую форму матрицы, например, шестиугольную, а скрытые структуры пиктограмм 1060 при этом располагаются в другую геометрическую форму, такую, как квадрат.
Скрытые искусственные изображения 1063 можно сделать видимыми из-за образования второго искусственного изображения с помощью дополнительного, отдельного элемента, слоя линз для скрытого определения подлинности 1064, который приводится в близость или фактически в контакт с микролинзами 1056 увеличительной системы без применения материала оптического связывания, который заполняет зазор 1065 между ними. Зазор 1065 заполняется воздухом, вакуумом или любым другим газом, который проникает в окружающую среду увеличительной системы 1054.
Свойства слоя линз для скрытого определения подлинности 1064, включая геометрическую форму его матрицы, период повторения и фокусное расстояние микролинз, согласовывают с геометрической формой матрицы и периодом повторения скрытых искусственных изображений 1063 и общим расстоянием от слоя линз для скрытого определения подлинности 1066 и позицией скрытых искусственных изображений 1063, когда они проектируются в материале 1070, который образует слой линз для скрытого определения подлинности 1064.
На практике плоскую поверхность слоя линз для скрытого определения подлинности 1064 приводят в контакт с увеличительными линзами 1056. Слой линз для скрытого определения подлинности 1064 потом вращают в его плоскости для фактического выравнивания ориентации матрицы микролинз 1066 в одну линию с ориентацией матрицы скрытых искусственных изображений 1063. Когда выравнивание приближается к скрытым искусственным изображениям 1063, образуется второе искусственное изображение 1068, которое становится увеличенным, достаточным для различения невооруженным глазом, достигая максимального увеличения в позиции, в которой две матрицы имеют практически идентичную ориентацию.
Альтернативный вариант осуществления заключается в образовании слоя линз для скрытого определения подлинности 1064 как чувствительной к давлению этикетки или ленты, которая может быть нанесена на поверхность линз 1056. В этих вариантах осуществления или очень тонкий (значительно меньший за высоту микролинз 1056) практически прозрачный чувствительный к давлению адгезив (не показано на фигуре) может наноситься на всю плоскую поверхность слоя линз для скрытого определения подлинности 1064, или на эту поверхность может быть нанесен структурированный чувствительный к давлению адгезив (не показано на фигуре). В первом случае нанесение покрытого очень тонким практически прозрачным чувствительным к давлению адгезивом слоя линз для скрытого определения подлинности на увеличительную систему 1056 вызывает контакт адгезива с верхними частями линз 1056 без заполнения зазора 1065 и матирования сторон линз, таким образом сохраняя воздушный зазор, который разрешает линзам 1056 образовывать первые скрытые искусственные изображения 1063. Во втором случае слой линз для скрытого определения подлинности 1064 сохраняет незаполненный зазор 1065 в участках, где адгезива нет. Желательным является способ выравнивания слоя линз для скрытого определения подлинности 1064 для приведения в соответствие ориентации скрытой структуры пиктограммы 1060, например, с помощью печатных выравнивающих структур или ориентировочных краев увеличительной системы 1056 таким образом, чтобы край слоя линз для скрытого определения подлинности 1064 мог быть приведен в соответствие на время нанесения.
Еще одна альтернативная структура для способа и системы «сухого декодирования» предусматривает включение скрытых структур пиктограмм 1060 во второй слой пиктограммы. Этот второй слой пиктограммы может быть более близким к линзам 1056 или более отдаленным от линз 1056, чем первый слой пиктограммы 1058, в любом месте, которое разрешает линзам 1056 образовывать реальное или виртуальное изображения скрытых пиктограмм 1060. Фокусное расстояние и толщина слоя линз для скрытого определения подлинности 1064 в этом случае предполагается такой, чтобы его фокальная точка находилась в месте скрытого искусственного изображения, образованного линзами 1056, когда слой линз для скрытого определения подлинности 1064 фактически приводится в контакт с линзами 1056.
Еще один способ обнаружения скрытой информации в увеличительной системе, согласно данному описанию, объясняется на Фигурах 44а, б. Авторами был употреблен термин HydroUnison для муаровых увеличительных систем, в которых применяются принципы этого варианта осуществления. Как показано на Фиг.44а, муаровая увеличительная система HydroUnison 1078 включает матрицу микролинз 1080, слой пиктограммы 1082 и оптическую прокладку 1081 между ними, который может быть сплошным с микролинзами 1080 слоем пиктограммы 1082, или и тем, и другим. Слой пиктограммы 1082 включает структуры пиктограмм 1084. Толщина оптической прокладки 1081 является существенно большей за фокусное расстояние 1086 микролинз 1080, когда они находятся в воздухе, другом газе или вакууме. Как можно увидеть, воздушные точки 1088 микролинз 1080 являются отдаленными от структур пиктограммы 1084 и слоя пиктограммы 1082. Проекция искусственного изображения в воздухе 1090 от микролинз 1080, таким образом, сильно размывается и является несфокусированной, без изображения, которое подвергается различению.
Фиг.44б показывает эффект от погружения микролинз 1080 в пригодную жидкость 1092, такую как вода. (Погружение являются относительным состоянием - если жидкость 1092 находится над микролинзами 1080 в слое, который является большим за высоту центра 1091 линз 1080, линзы являются "погруженными" с точки зрения оптики). Изменение коэффициента преломления среды за пределами муаровой увеличительной системы HydroUnison 1078 может изменять фокусное расстояние микролинз 1080. В этом примере увеличение коэффициента преломления среды за пределами системы увеличивает фокусное расстояние микролинз 1080. Толщину оптической прокладки 1081 выбирают таким образом, чтобы приблизить фокальные точки 1088 погруженных в жидкость 1092 микролинз 1080 к слою пиктограммы 1082. При этих условиях микролинзы 1080 могут проецировать хорошо сфокусированные искусственные изображения 1095 структур пиктограммы 1084.
Система HydroUnison, согласно этому варианту осуществления, выглядит без четкого изображения, если смотреть на нее в сухом состоянии, с линзами 1080 в воздухе. Когда линзы являются смоченными (погруженными) жидкостью, которая имеет коэффициент преломления, который практически равняется коэффициенту выбранной жидкости для погружения 1092, искусственное изображение неожиданно появляется. Этот эффект является особенно выразительным, если искусственное изображение является комбинацией изображения Float/Deep или изображения SuperDeep.Когда система HydroUnison высыхает, искусственное изображение выцветает и исчезает.
Конструирование системы HydroUnison для создания этого эффекта, когда при погружении в жидкость 1092 она имеет выбранный коэффициент преломления, осуществляют путем обеспечения толщины оптической прокладки 1081, которая приблизительно равняется фокусному расстоянию 1094 погруженной в жидкость 1092 микролинзы 1080 для выбранной жидкости 1092. Пригодной жидкостью 1092 является вода с типичным коэффициентом преломления приблизительно 1,33. Хотя муаровая увеличительная система HydroUnison 1078 может не быть оптической системой "тонкой линзы", формула производителя системы тонкой линзы может быть использована для определения соответствующей точной проектной толщины оптической прокладки 1081 для выбранной жидкости для погружения 1092. Формула производителя линз является следующей:
1/f=(nlens-no)(1/R1-1/R2),
где:
f=фокусное расстояние линзы при погружении в среду с коэффициентом преломления nо,
nlens=коэффициент преломления материала линзы,
nо=коэффициент преломления среды погружения,
R1=радиус кривизны первой поверхности линзы,
R2=радиус кривизны второй поверхности линзы.
Поскольку фокальная точка линз 1080 является внутренней для муаровой увеличительной системы HydroUnison 1078, единая кривизна, которая влияет на фокусное расстояние, является первая кривизна, R1 - вторая кривизна, R2 может рассматриваться как плоская поверхность с радиусом бесконечности, уменьшая соотношение 1/R2 к нулю. Формула производителя линз в этом случае упрощается до:
1/f=(nlens - nо)/R1 или f=R1/(nlens - nо)
Для случая, когда линза находится в воздухе, nlens=1,487, и nо=nair=1,000:
fair=R1/(1,487-1,000)=R1/0,487=2,053 R1.
В случае линзы, погруженной в воду, nlens=1,487, и nо=nH2O=1,333:
fH2O=R1/(1,487-1,333)=R1/0, 154=6,494 R1.
Таким образом, фокусное расстояние погруженных в воду линз 1080 оказывается большей за фокусное расстояние пребывающих в воздухе линз 1080 приблизительно на коэффициент:
fH2O/fair=(6,494 R1)/(2,053 R1)-3,163.
Например, если данная микролинза 1080, выполненная из материала, который имеет коэффициент преломления 1,487, имеет фокусное расстояние в воздухе 1086 23 микрона, то эта микролинза 1080 будет иметь приблизительное фокусное расстояние 23×3,163=72,7 микрон при погружении вводу.
Другие жидкости, которые имеют коэффициент преломления, подобный коэффициенту преломления выбранной жидкости для погружения 1092, могут применяться для обнаружения скрытого изображения с эффективностью конкретной жидкости, которая частично зависит от того, насколько близко ее коэффициент преломления отвечает коэффициенту преломления 1092 выбранной жидкости для погружения. Например, этиловый спирт имеет коэффициент преломления приблизительно 1,36. Фокусное расстояние линз в приведенном выше примере должна составлять 88,2 микрон при погружении в этиловый спирт, поэтому искусственное изображение 1095 будет немного несфокусированным, если оптическую прокладку 1081 было предусмотрено с толщиной приблизительно 73 микрон, которая отвечает выбранной жидкости для погружения 1092, которая имеет коэффициент преломления воды.
Вариант осуществления с Фигур 44а, б может иметь широкое применение, включая, кроме другого, определение подлинности изделий, которые имеют ламинатную пленку системы HydroUnison, этикеток, нашлепок, нитей, печатей, штампов или стикеров, таких, как билеты на спектакли, лотерейные билеты, идентификационных карточек, виз, паспортов, водительских прав, правительственных документов, свидетельств о рождении, оборотных кредитно-денежных документов, дорожных чеков, банковских чеков, валюты, фишек для казино, товаров промышленного производства и других подобных изделий. Системы HydroUnison также могут применяться для декоративных целей, для обозначения новизны и влажности на изделиях, документах и товарах промышленного производства.
Другие варианты осуществления муаровых увеличительных систем Unison, которые указывались выше, также указывают на влажность - погружение линзы этих систем Unison в жидкость по обыкновению препятствует образованию из материалов искусственного изображения. Искусственное изображение поворачивается, когда жидкость высыхает или удаляется.
Вариант осуществления с Фигур 44а, б также может обеспечивать многокомпонентную систему изображений HydroUnison 1096, которая может представлять два или большее количество разных искусственных изображений муаровой увеличительной системы Unison одного или разных цветов, когда микролинзы HydroUnison 1098 являются погруженными в разные среды (1112, 1120, 1128). Пример, представленный на Фигурах 45 а-в, показывает систему HydroUnison 1096, которая может создавать три разных искусственных изображения (1114, 1126, 1134). Первое искусственное изображение создается, когда линзы находятся в среде 1112 воздуха, вакуума или другого газа; второе искусственное изображение создается, когда линзы являются погруженными в воду 1120 или другую жидкость с коэффициентом преломления приблизительно 1,33; и третье искусственное изображение создается, когда линзы являются погруженными в среду 1128, которая имеет коэффициент преломления приблизительно 1,418 (например, однородную смесь из 62 объемных процента глицерина и 38 объемных процентов воды).
Каждое из этих трех искусственных изображений может иметь одинаковый цвет, структуру и тип эффекта Unison с другими, или может отличаться от других по цвету, структуре и эффектом Unison. Хотя тип, цвет и структура искусственного изображения Unison могут быть одинаковыми для некоторых или всех искусственных изображений, созданных системой HydroUnison, следует отметить, что степень эффекта глубины Unison (SuperDeep, Deep, Float, SuperFloat, Levitate), т.е. видимая высота плавающих изображений и глубина изображений Deep, является пропорциональной относительной апертуре микролинз 1112. Погружение микролинз 1098 у среды, которые имеют другие коэффициенты преломления, изменяет относительную апертуру микролинз 1098 и пропорционально увеличивает величину эффектов глубины Unison в соответственно созданных искусственных изображениях.
Муаровая увеличительная система HydroUnison 1096 включает микролинзы 1098, первую оптическую прокладку 1100, которая отделяет микролинзы 1098 от первого слоя пиктограммы 1102, первый слой пиктограммы 1102, который имеет первые структуры пиктограммы 1117, вторую оптическую прокладку 1104, которая отделяет первый слой пиктограммы 1102 от второго слоя пиктограммы 1106, второй слой пиктограммы 1106, который имеет вторые структуры пиктограммы 1119, третью оптическую прокладку 1108, которая отделяет второй слой пиктограммы 1106 от третьего слоя пиктограммы 1110, и третий слой пиктограммы 1110, который имеет третьи структуры пиктограммы 1111.
Фиг.45а объясняет функцию типичной многокомпонентной системы изображений HydroUnison 1096. Когда микролинзы 1098 являются погруженными в среду, которая имеет коэффициент, который по сути равняется 1,000 (такую как вакуум, воздух и большинство газов), микролинзы 1098 имеют фокусное расстояние 1116, что помещает их фокальные точки 1118 в первом слое пиктограммы 1102 или вблизи от него. Слой пиктограммы 1102 может отсутствовать, но если он является присутствующим и если он несет соответствующие структуры пиктограммы 1117 в надлежащем геометрическом соотношении с микролинзами 1098 (как было указано в связи с разными вариантами осуществления данного изобретения), то микролинзы 1098 проецируют искусственное изображение 1114 первой структуры пиктограммы 1117.
На Фиг.45б микролинзы 1098 показаны погруженными в жидкость 1120, которая имеет коэффициент преломления приблизительно 1,33, такую как вода.
Фокусное расстояние 1122 погруженных в жидкость микролинз 1098 теперь более чем втрое превышает фокусное расстояние 1116 микролинз 1098 в воздухе. Погруженная вводу фокальная точка 1124 теперь приблизительно находится на глубине второго слоя пиктограммы 1106, и микролинзы 1098 могут образовывать искусственное изображение 1126 вторых структур пиктограммы 1119.
Функция приведенной многокомпонентной муаровой увеличительной системы изображения HydroUnison 1096, когда микролинзы 1098 являются погруженными в жидкость 1128, которая имеет коэффициент преломления 1,418, объясняется на Фиг.45в. Поскольку коэффициент преломления жидкости для погружения 1128 является еще более близким к коэффициенту преломления микролинз 1098, их фокусное расстояние 1110 является значительно большим - приблизительно в 7,2 раза большим за фокусное расстояние 1116 в воздухе. Новая фокальная точка 1132 теперь находится приблизительно на глубине третьего слоя пиктограммы 1110, и микролинзы 1098 могут образовывать искусственное изображение 1134 третьих структур пиктограммы 1111.
Объем изобретения охватывает бесконечно большое количество вариантов осуществления с Фигур 45 а-в, включая выбор количества искусственных изображений, которые могут быть спроектированными, цвета и типы искусственного изображения, присутствия или отсутствия конкретных слоев пиктограммы, выбор жидкости для погружения коэффициент преломления и т.д.
Применение варианта осуществления с Фигур 45 а-в включает, кроме другого:
призовые и рекламные материалы, материалы для определения подлинности и безопасности, средства для игорного бизнеса, индикаторы влажности и устройства для различения разных жидкостей.
Другой эффект, который может быть достигнут через применение увеличительной системы согласно данному описанию, объясняется на Фиг.46. Этот эффект позволяет изменяться искусственному изображению, на которое смотрит наблюдатель, с изменением относительного азимутального угла для наблюдателя. Изменяемые изображения можно увидеть в пределах конуса углов зрения, смещенных относительно нормали и выбранную величину. Когда наблюдатель смотрит на муаровую увеличительную систему Unison Encompass в пределах этого пустого конуса, то изображение, которое он видит, должно зависеть от конкретного азимутального угла для наблюдателя вокруг этого пустого конуса. В верхней части Фиг.46 наблюдатель видит увеличительную систему с точки А и из этой точки он видит искусственное изображение прописной буквы "А". Если наблюдатель перемещается к другой азимутальной точке наблюдения, такой, как точка наблюдения В, показанная в нижней части Фиг.46, то может видеть другое искусственное изображение, такое как изображение прописной буквы "В".
Способ создания эффекта также объясняется на Фиг.46 в верхнем левом углу и нижнем правом углу фигуры. Когда наблюдатель смотрит на увеличительную систему с точки наблюдения А, микролинзы в системе образовывают искусственные изображения из левых сторон структур пиктограммы, как показано в верхнему левом углу фигуры. Когда наблюдатель смотрит на материал с точки наблюдения В, микролинзы образовывают искусственные изображения из правой стороны структур пиктограммы, как показано в нижнем правом углу фигуры. Конкретные элементы изображения, включенные к каждой структуре пиктограммы, в целом являются уникальными для каждой структуры пиктограммы, поскольку каждая структура пиктограммы несет информацию про много искусственных изображений, как видно из многих точек наблюдения.
Фиг.47 показывает конкретные элементы изображения, включенные в одну типичную структуру пиктограммы. На этой фигуре можно увидеть, что элементы изображения в зоне пиктограммы А являются видимыми с диапазона высот из направления А азимутальной точки наблюдения. Подобным образом зона пиктограммы В является видимой из направления В точки наблюдения, и т.д. Следует отметить, что элементов изображения в зоне пиктограммы в верхнем левом углу структуры пиктограммы (зоне F) нет, поэтому она может представлять пустой участок в искусственном изображении, как видно из точки наблюдения направления F.
Этот вариант осуществления имеет широкое применение. Примеры:
искусственное изображение, которое не изменяет вид из разных азимутальных углов, и, таким образом, всегда является ориентированным прямо к наблюдателю или "преследует" наблюдателя; серия связанных изображений, которые образовывают подвижную картину или анимацию; несколько страниц текстовой или графической информации могут быть предусмотрены таким образом, чтобы наблюдатель "переворачивал страницы", возвращая материал и смотря на него из разных азимутальных позиций; дорожные знаки или знаки управления дорожным движением, которые представляют разную информацию водителям, которые приближаются к ним из разных направлений; и много других примеров.
Фигуры 48 а-е показывают оптимальный способ создания заполненных микроструктур пиктограмм. На Фиг.48а пленочная подкладка (в оптимальном варианте полиэфирная пленка 92) имеет покрытие с гелеобразного или жидкого полимера 1502 (такого как Lord Industries U107). На Фиг.48б гелеобразное или жидкое полимерное покрытие 1502 приводится в контакт с инструментом для микроструктуры пиктограммы 1504, как правило, созданным путем гальванопластики из никеля, и прикладывают соответствующую энергию (например, ультрафиолетовые лучи или облучение электронным пучком) для вызывания полимеризации гелеобразного или жидкого полимерного покрытия 1502 и сохранения формы микроструктуры, которая отвечает форме инструмента для микроструктуры пиктограммы 1504. Когда инструмент для микроструктуры пиктограммы 1504 снимают, Фиг.48в, полимеризированный слой покрытия пиктограммы 1510 сохраняет негативные отражения от инструмента для микроструктуры пиктограммы, и эти негативные отражения составляют микроструктуры 1508 слоя пиктограммы 1510. Слой пиктограммы 1510 после этого укрывают материалом заполнения пиктограммы 1512, Фиг.48г, который заполняет микроструктуры пиктограммы 1508. Материал заполнения пиктограммы 1512 удаляется с верхней поверхности (как показано) слоя пиктограммы 1510 с помощью ракельного ножа 1514, который движется в направлении стрелки 1516. Ракельный нож 1514 выборочно удаляет материал заполнения пиктограммы 1512 из плоской верхней поверхности слоя пиктограммы, оставляя его в микроструктурах пиктограммы 1508, как показано на Фиг.48е. Материал заполнения пиктограммы 1520, который остается в микроструктурах пиктограммы 1508, после этого необязательно полимеризируют с помощью соответствующего источника энергии (такого как ультрафиолетовые лучи или облучение электронным пучком).
Если материал заполнения пиктограммы 1512 изготовлен на основе растворителя, конечный этап процесса может включать нагревание для отгона излишка растворителя.
Описанные в данном изобретении системы и устройства применяются во многих областях.
Примеры:
использование в правительственном и оборонном секторе - независимо в федеральном, государственном и иностранном (например, паспорта, идентификационные карточки, права водителя, визы, свидетельства о рождении, жизненно важные документы, карточки регистрации избирателей, бюллетени для голосования, карточки социального страхования, облигации, продовольственные талоны, почтовые штампы и налоговые отметки);
валюта - федеральная, государственная или иностранная (например, защитные нити в бумажной валюте, водяные знаки в полимерной валюте и водяные знаки в бумажной валюте);
документы (например, правовые документы - засвидетельствование прав собственности и их передачу, лицензии, дипломы и сертификаты);
финансовые и оборотные документы (например, сертифицированные банковские чеки, корпоративные чеки, персональные чеки, банковские ваучеры, акционерные сертификаты, дорожные чеки, платежные доверенности, кредитные карточки, дебиторские карточки, ATM карточки, дисконтные карточки, телефонные карточки и подарочные сертификаты);
конфиденциальная информация (например, субтитры, юридические документы, документы интеллектуальной собственности, медицинские записи/истории болезней, рецепты и "конфиденциальные рецепты");
защита изделия и марки, включая товары для ухода за тканями и домом (например, ингредиенты для стирки, освежители тканей, товары для мытья посуды, бытовые средства для чистки, поверхностные покрытия, отбеливатели и специальные средства ухода за тканями);
косметические средства (например, средства ухода за волосами, краски для волос, средства очищения и ухода за кожей, косметические препараты, ароматические препараты, дезодоранты и средства от пота, женские прокладки, тампоны и другие средства);
средства ухода за ребенком и для семейного применения (например, детские памперсы, детские салфетки, детские пеленки и подгузники, бумажные полотенца, туалетную бумагу и салфетки для лица);
медикаменты (например, для орального применения, для животных и пищевые добавки, фармацевтические препараты, которые применяются по назначению врача, фармацевтические препараты, применяемые без врачебного предписания, средства введения лекарства и поддержки здоровья, витамины, спортивные товары и пищевые добавки; очки; медицинские инструменты и оборудование, которые продаются в медицинские учреждения, медицинским работникам и оптовым распространителям медицинской техники (т.е. бандажи, оборудование, имплантаты, хирургические комплекты);
упаковка пищевых продуктов и напитков;
упаковка сухих пищевых продуктов;
электронное оборудование, запасные части и компоненты;
одежда и обувь, включая спортивную одежду, обувь, лицензированные и нелицензированные, оборудование для спорта и предметы роскоши, ткани;
биотехнологические фармацевтические препараты;
компоненты и запасные части для аэрокосмической техники;
компоненты и запасные части для автомобильной техники;
спортивный инвентарь;
табачная продукция;
программное обеспечение;
компакт-диски DVD;
взрывчатые вещества;
сувенирные и подарочные изделия (например, подарочная упаковка и ленты),
книги и журналы;
продукция для обучения в школе и офисные принадлежности;
визитные карточки;
транспортная документация и упаковки;
обложки книги блокнотов;
издательский знак;
билеты на транспорт и спектакли;
игорный бизнес и товары для игорного бизнеса (например, лотерейные билеты, игровые карточки, фишки казино и предметы для использования в казино, вещевая лотерея и тотализатор);
товары для дома (например, полотенца, постельное белье, и мебель);
ковровые покрытия для пола и стен;
ювелирные украшения и часы;
сумки для ношения;
предметы искусства, предметы коллекционирования и памятные предметы;
игрушки;
экспозиции (например, экспозиция в месте продажи продуктов или торговая экспозиция);
маркирование видов продукции, наклейка этикеток и упаковка (например, этикетки, ярлыки, бейджи, нити, отрывные ленты, оберточный материал, который защищает от несанкционированного доступа, применяемые для марочных продуктов или документа для установления подлинности или улучшение защиты, как маскировка или средство отслеживания имущества должника).
Описанные выше материалы, которые подходят для разных вариантов осуществления, включают широкий диапазон полимерных материалов. Акриловые смолы, модифицированные акриловой смолой полиэфиры, модифицированные акриловой смолой уретаны, полипропилены, эпоксидные смеси, уретаны и полиэфиры имеют пригодные оптические свойства и механические свойства как для микролинз, так и для элементов микроструктурированных пиктограмм. Пригодные материалы для выборочной подкладочной пленки включают большинство пленочных материалов, которые есть в открытом доступе на рынке полимерных материалов, включая акриловые, целлофановые, пленочные материалы из поливинилиденхлорида, найлона, поликарбоната, полиэфира, полипропилена, полиэтилена и поливинила. Материалы наполнения микроструктурированных пиктограмм могут включать каждый из материалов, приведенных выше, в качестве адекватных для создания элементов микроструктурированных пиктограмм, также как и чернила на основе растворов и другие пигменты, которые есть на рынке, или красители. Пигменты или красители, введенные в эти материалы, должны быть совместимы с химическим составом соединительного материала. Пигменты должны иметь значительно меньший размер частиц, чем наименьшие размеры каждого из компонентов элемента пиктограммы. На выбор пользователя, материалы герметизирующего слоя могут включать любые из перечисленных в предыдущих абзацах материалов, как пригодные материалы для использования или применения при создании элементов микроструктурированных пиктограмм, и дополнительно, много материалов, которые есть на рынке красок, чернил, покрытий, глянцевых покрытий, лаков и прозрачных слоев, которые используются в полиграфии и в области промышленности, которая занимается переработкой пленки или бумаги. Не существует наилучшей комбинации материалов, выбор материала зависит от геометрических деталей и геометрических размеров материала, оптических свойств системы и желательного оптического эффекта.
Упорядочение искусственных изображений.
Еще один вариант осуществления данного изобретения, называемый авторами Unison Flicker, может необязательно представлять разные искусственные изображения с разных точек наблюдения. В одной форме искусственные изображения Flicker (Sls) являются статическими планарными изображениями, не динамическими (движущимися) планарными изображениями, как обсуждаемые выше изображения Motion.
Unison Flicker может предусматриваться для упорядочения множества искусственных изображений, создавая эффект короткой анимации, для создания искусственных изображений, которые появляются и исчезают из виду или "мерцают" (что и подсказало название этого варианта осуществления) для создания серий искусственных изображений последовательных или непоследовательных страниц информации, например, разных страниц текста, и для создания искусственных изображений, обеспечивающих другие визуальные эффекты в результате использования зависимых от угла зрения наборов изображений.
Фигуры с 49 по 63 показывают разные аспекты и варианты осуществления дизайна, внешнего вида и контроля видимости или контроля поля зрения (FOV) планарного изображения, называемого авторами искусственным изображением Flicker. Планарное изображение является изображением, имеющим некую визуальную границу, конфигурацию или структуру, которая визуально располагается главным образом в плоскости подкладки, на которой или в которой находится планарное изображение. Контроль поля зрения (FOV) планарного изображения Flicker осуществляется контрольной структурой или матрицей пиктограмм FOV, содержащейся в пределах границы планарного изображения. Отдельные искусственно увеличенные изображения создаются благодаря взаимодействию матрицы фокусирующих элементов, наподобие любой из описанных выше, и одной или нескольких контрольных структур или матриц пиктограмм FOV, называемых контрольными искусственными изображениями FOV. Могут образовываться фокусирующие элементы и пиктограммы, имеющие размеры и характеристики вышеописанных фокусирующих элементов и пиктограмм. Искусственные изображения для контроля FOV обеспечивают поле зрения для наблюдения планарного изображения Flicker путем перемещения, например, параллактического, ортопараллактического или криптопараллактического перемещения контрольных искусственных изображений FOV в зону и из зоны визуального пересечения с участком изображения Flicker.
Параллактическое перемещение искусственных изображений возникает вследствие эффектов стереоскопической глубины, включая эффекты Deep, SuperDeep, Float, SuperFloat, Levitate, Encompass и 3-D, наподобие описанных выше. Ортопараллактическое перемещение искусственных изображений возникает вследствие эффектов Motion, наподобие описанных выше. Криптопараллактическое перемещение искусственного изображения является перемещением изображения, которое представляет собой сочетание параллактического и ортопараллактического перемещения Криптопараллактическое искусственное изображение перемещается под непараллельным и неортогональным углом к эффективной оси наклона угла зрения, например, 30 градусов (причем «параллельный» определяется как 0 градусов, и «ортогональный» определяется как 90 градусов). Напомним, что ортопараллактическое перемещение является перемещением, которое, как правило, происходит в направлении, параллельном оси наклона плоскости изображения. Криптопараллактические искусственные изображения также в целом демонстрируют определенные эффекты стереоскопической глубины. Вышеупомянутые трансформированные изображения также могут вызывать криптопараллактическое перемещение изображения.
Искусственные изображения Flicker составляют контрольные структуры FOV и форму границ. Контрольные структуры FOV служат для контролирования диапазона углов, в котором линзы в пределах границ можно видеть как "включенные". Для упрощения авторами рассматривается материал Unison Flicker, включающий один набор Flicker контрольных структуры FOV, без каких-либо эффектов Unison. Когда фокусирующий элемент Unison Flicker, такой как линза, сфокусирован на контрольную структуру FOV, цвет контрольной структуры FOV заполняет всю линзу (таким образом, линза является "включенной"), а когда линза сфокусирована на точку вне контрольной структуры FOV, линза заполняется цветом фона (таким образом, линза является "выключенной"). Таким образом, наименьшим элементом конструкции изображения Flicker является отдельная зона пиктограммы, а наименьшим визуальным элементом или пикселем Flicker изображения Flicker является отдельная линза или фокусирующий элемент Unison Flicker.
Изображения Flicker могут иметь любой размер, от одного пикселя Flicker до триллионов пикселей Flicker и более. Очень мелкие изображения Flicker, такие как микротекст или скрытые изображения, которые неразличимы невооруженным глазом, могут создаваться из мелких структур пикселей Flicker. Такие изображения Flicker могут использоваться в качестве скрытых защитных особенностей, которые для обнаружения требуют высокой степени увеличения, например, при помощи высокомощной лупы (20х или больше), микроскопа или материала вторичной линзы для обеспечения искусственно увеличенного изображения, как было указано выше (способ "мокрого декодирования" с Фиг.42 и способ "сухого декодирования" с Фиг.43).
Фигура 49а является горизонтальной проекцией типичного варианта осуществления пленки Unison Flicker 2000 с расположенным на ней структурированным участком планарного изображения Flicker в форме стилизованной головы мастодонта 2005. В пределах границы этого участка находится матрица или узор пиктограмм для контроля FOV, составляющих планарное Flicker-изображение и вместе с матрицей фокусирующих элементов (не показана) вышеописанного типа образующих FOV искусственно увеличенные изображения 2007 и 2010. Искусственные изображения для контроля FOV 2007 и 2010 показываются как изображения Float или SuperFloat, но они также могут представлять собой Deep, SuperDeep, Motion, Morph, Enkompass, 3-D или другие типы вышеописанного искусственно увеличенного изображения Unison. Визуальное пересечение 2015 участка изображения Flicker 2005 и искусственного изображения для контроля FOV 2007 создает видимость заполнения участка изображения Flicker 2005 цветом искусственного изображения для контроля FOV 2007. Таким образом, участок изображения Flicker 2005 с этого угла зрения выглядит как "включены".
Фиг.49 является увеличенной горизонтальной проекцией составного планарного изображения Flicker 4019 стилизованной головы мастодонта 2005 с Фиг.49а. Планарное изображение 4019 имеет границу 4013, в пределах которой находится узор или матрица из множества пиктограмм. В планарной, искусственно составленной форме, множество пиктограмм имеет форму и вид стилизованной головы мастодонта, хотя возможны и другие форма или дизайн. Фиг.49в является увеличенным изображением участка 4017 планарного изображения с Фиг.49б.
Фиг.49в поясняет типичный вариант осуществления матрицы пиктограмм, формирующих планарное изображение 4019. Эта матрица пиктограмм характеризуется участками темных и светлых пиктограмм. Матрица пиктограмм также может быть сформирована, например, из матрицы изображений пиктограмм и участков в пределах планарного изображения 4019 без пиктограмм. В одной форме темные пиктограммы могут иметь один цвет или, в альтернативном варианте, могут иметь различные цвета. В примере с Фиг.49 каждая из темных зон имеет общую форму трапеции, хотя темные зоны могут иметь другие формы.
Искусственно увеличенные изображения для контроля FOV 2007, 2010 образуются путем взаимодействия матрицы фокусирующих элементов, наподобие любой из описанных авторами выше, и матрицы пиктограмм для контроля FOV, показанных на Фигурах 49б, в, которые формируют составное планарное Flicker-изображение 4019. В типичном варианте осуществления матрица фокусирующих элементов является периодической осесимметричной плоской матрицей фокусирующих элементов с осью симметрии в ее плоскости, принадлежащей к вышеописанному типу (см., например, Фиг.3а-и). Матрица пиктограмм для контроля FOV также имеет форму периодической осесимметричной плоской матрицы с осью симметрии в ее плоскости. В примере с Фигуры 49а и г периодическая осесимметричная плоская матрица фокусирующих элементов пиктограмм имеет осевую симметрию, которая по сути соответствует осевой симметрии матрицы пиктограмм для контроля FOV, причем соотношение периода повторения контрольных пиктограмм с периодом повторения фокусирующих элементов превышает единицу в оси симметрии периодической плоской матрицы пиктограмм для контроля FOV и соответствующие оси симметрии периодической плоской матрицы фокусирующих элементов находятся практически на одной линии, таким образом создавая искусственно увеличенные изображения Float для контроля FOV 2007, 2010. Поскольку пиктограммы с Фиг.49 в целом имеют форму трапеции, соответствующее искусственно увеличенное изображение Float для контроля FOV практически такой же трапецеидальной формы, как показано на Фигурах 49а и г.
Как сказано выше, могут быть образованы и другие искусственно увеличенные изображения для контроля FOV. Например, искусственно увеличенное изображение Deep для контроля FOV может создаваться путем изменения соотношения периода повторения пиктограмм для контроля FOV с периодом повторения фокусирующих элементов таким образом, чтобы оно было меньше единицы.
Фигура 49г показывает эффект с Фиг.49а в перспективе, включая глаз наблюдателя 2020. На этом виде можно увидеть, что одно искусственно увеличенное изображение Float (или SuperFloat) 2007 для контроля FOV находится на линии прямой видимости (или визуального пересечения) между глазом наблюдателя 2020 и участком изображения Flicker 2005. Видимый размер визуальной проекции 2025 искусственного изображения для контроля FOV 2007 является большим, чем участок изображения Flicker 2005, поэтому искусственное изображение для контроля FOV 2007 выглядит полностью заполненным цветом темных или окрашенных пиктограмм, образуя изображение Flicker 2005.
Части искусственного изображения для контроля FOV 2007, которые визуально располагаются за пределами участка изображения Flicker 2005, являются невидимыми из-за отсутствия пиктограмм для контроля FOV за пределами площади или границы участка изображения Flicker 2005. Участок изображения Flicker 2005 фактически является окном, которое определяет, в данном случае ограничивает, степень видимости искусственного изображения для контроля FOV 2007
Если искусственное изображение для контроля FOV 2007 имеет меньший визуальный размер, чем участок изображения Flicker 2005, то оно не полностью заполняет изображение Flicker 2005, поэтому планарное Flicker-изображение 2005 не будет выглядеть полностью "включенным". Некоторые части будут отсутствовать, поскольку участок изображения Flicker для FOV определяется степенью визуального выравнивания или пересечения участка изображения Flicker 2005 и искусственного изображения для контроля FOV 2007. Другими словами, степень видимости планарного изображения Flicker 2005 со стороны наблюдателя 2020 определяется степенью визуального пересечения или перекрытия искусственного изображения для контроля FOV 2007 и планарного изображения Flicker 2005
Фигуры 50а, д показывают эффект пленки Unison Flicker 2000 с другой точки наблюдения, отличной от представленных на Фигурах 49а и г. Фиг.50а является горизонтальной проекцией пленки Unison Flicker с другого угла зрения, отличного от представленного на Фиг.49а. С этого угла кажущаяся визуальная позиция искусственного изображения для контроля FOV 2007 смещена влево по линии наблюдения по сравнению с предыдущей позицией на Фиг.49а.
Как показано на Фиг.50б, ни одно из контрольных искусственных изображений FOV 2007, 2010 визуально не перекрывается и не находится на одной линии с участком изображения Flicker 2005 с этой измененной точки наблюдения 2030. Поскольку вид рисунка пиктограммы Flicker возникает вследствие визуального выравнивания или перекрытия искусственное изображение для контроля FOV с изображением Flicker, из-за отсутствия визуального выравнивания или перекрытия изображение Flicker выглядит "выключенным", если смотреть с этой измененной точки наблюдения. Поскольку участок изображения Flicker не выглядит как заполненный темными или окрашенными пиктограммами, изображение Flicker нельзя увидеть с этой точки наблюдения. Сдвиг на Фигурах 50а, б специально усилен для показа примера случая, когда угол зрения таков, что граница искусственного изображения 2007 с Фигур 49а, г выходит за пределы границы площади изображения Flicker 2005. Этот эффект возникает тогда, когда фокальные точки фокусирующих элементов попадают на пиктограммы светлого цвета или на участки с отсутствием пиктограмм на Фиг.49в.
Фигуры 51 а-б показывают способы составления пиктограммы для контроля FOV одного или нескольких искусственные изображения Unison Flicker, с необязательным их комбинированием с другим искусственным изображением Unison. Фиг.51а показывает структуру пиктограммы 2045 для эффекта глубины Unison (такого, как для вышеупомянутой системы искусственного изображения Deep или Float), представляющую повторяющийся узор из изображений амулета зуньи в виде медведя. Фиг.51 6 показывает узор из пиктограмм 2050 для обеспечения контроля FOV для изображения Flicker, на котором показан конь из пещеры Ласко 2052 Фиг.51в показывает узор из пиктограмм 2055 для обеспечения контроля FOV для изображения Flicker, на котором показан мастодонт 2057.
В соответствии со способами, представленными в этом описании выше, соотношение масштабов каждой из этих отдельных структур пиктограмм рассчитано для достижения эффекта, необходимого для каждой. Например, соотношение масштабов матрицы пиктограмм 2045 с изображением амулета зуньи в виде медведя с соответствующей матрицей для фокусирующих элементов может составлять 0,998498498 (в результате увеличения около 666х) для создания искусственных изображений Deep с периодом 20 миллиметров в сочетании с матрицей микролинз, имеющей период повторения 30 микрон. Соотношение масштабов пиктограммы для контроля FOV 2050 изображения Flicker коня из пещеры Ласко 2052 может предусматриваться для создания искусственных изображений SuperDeep FOV с достаточно большим периодом повторения, чтобы визуальные размеры отдельного элемента матрицы искусственно увеличенных пиктограмм для контроля FOV были большими, чем размеры плоской структуры пиктограммы с изображением Flicker коня из пещеры Ласко 2052, как показано на Фигурах 49 а, г, на которых представлено искусственное изображение для контроля FOV 2007 в искусственном увеличении, которое делает его большим, чем площадь узора планарного изображения Flicker, на котором показана голова мастодонта 2005. Например, соотношение в изображении коня из пещеры Ласко может составлять 0,9997498148834, в результате чего увеличение составляет приблизительно 3997х, а соотношение в изображении мастодонта может составлять 0,9998888066148, в результате чего увеличение составляет 8993х.
Для пояснения границы изображения Flicker коня из пещеры Ласко 2052 и изображения Flicker мастодонта 2057 на Фигурах 50 б, в показываются пунктирной линией, но эти изображения Flicker не имеют смежной границы. Пунктирная линия обозначает очертание матрицы пиктограмм, включающей изображения Flicker 2052, 2057, как показано на Фигурах 49 б, в. Их пределы определяются пределами их структур матриц пиктограмм для контроля FOV 2050 и 2055, соответственно. Изображения Flicker можно увидеть лишь там, где существует их матрица пиктограмм для контроля FOV, и в случае визуального пересечения участка изображения Flicker с искусственным изображением для контроля FOV. Этот принцип действует для всех изображений Flicker согласно варианту с этой фигуры.
Размер или увеличение изображения Flicker определяется площадью занимаемой им поверхности или пределами структуры матрицы для контроля FOV, включающей это изображение Flicker. В этом заключается различие между планарными изображениями Flicker и другими разновидностями искусственных изображений - планарные изображения Flicker имеют неизменный размер. Увеличение искусственного изображения Flicker для контроля FOV может изменяться, например, путем изменения соотношения масштабов пиктограммы для контроля FOV / фокусирующего элемента (такого как микролинза) или путем углового сдвига матрицы пиктограмм для контроля FOV по отношению к матрице микролинз, однако размер планарного изображения Flicker не претерпевает существенных изменений. Таким образом, изменение увеличения искусственного изображения FOV не меняет формы или пределов планарного изображения Flicker;
скорее изменение увеличения искусственного изображения FOV меняет степень его визуального пересечения или перекрытия (т.е. заполнения, чрезмерного заполнения или недостаточного заполнения) изображения Flicker.
Вся информация пиктограмм 2045, 2050, 2055 с Фигур 51 а-в может быть объединена для образования составного набора пиктограмм 2065, как показано на Фиг.51 д и в увеличенном виде на Фиг.52. Информацию пиктограмм объединяют путем добавления 2065 таким образом, чтобы изображения Flicker 2052 и 2057 визуально приглушали эффект глубины искусственных изображений Unison с медведями зуньи, когда планарные изображения Flicker "включены". Эта комбинация создается путем применения "объединительной" функции на наборах пиктограмм более детально обсуждаемой ниже.
Эффект составного набора пиктограмм 2065 с Фигур 51 и 52 показан на Фигурах 53 а-й. Составное изображение пиктограмм 2075, 2080, 2085 в пределах зоны изображения пиктограмм 2072 возникает вследствие слияния или объединения трех разных структур пиктограмм 2045, 2050, 2055. Фиг.53 и показывает объединение этих трех структур в одном месте 2115 на материале Unison 2070. Для объяснения вклада отдельных структур пиктограмм 2045, 2050, 2055 показывается на Фигурах 53 а, г, ж разной штриховкой, чтобы можно было проследить их вклад в общий эффект искусственного изображения. Конечно, в реальном составном наборе изображений пиктограмм не видно такой дифференциации, как показано на Фиг.53й.
Поскольку периоды повторения разных структур пиктограмм 2045, 2050, 2055, как правило, бывают разными, зона конкретного изображения пиктограммы 2072, показанная на Фигурах 53 а, г, ж, не является типичной структурой изображения пиктограммы Unison для всех пиктограмм во всех местах на материале Unison 2070. Эта конкретная зона структуры пиктограммы относится в точке 2115 в центре материала Unison 2070, показанного на Фигурах 53 б, д и з. Форма составного изображение структур пиктограмм может повторяться или не повторяться в других местах на материале Unison, в зависимости от масштабных коэффициентов структур пиктограмм, которые их включают, и их расположения на материале Unison 2070.
Элементы изображения пиктограммы 2075, 2080 и 2085 не обязательно должны полностью располагаться в пределах одной позиции воображаемой границы 2072 одной зоны изображения пиктограммы 2072, поскольку размеры площади плоскости пиктограммы, которая может быть сфокусирована каждым фокусирующим элементом, превышают размеры повторов матрицы фокусирующих элементов или структур матриц пиктограмм.
Фиг.53а показывает три разных изображения пиктограмм 2075, 2080 и 2085, которые несут информацию искусственного изображения из их соответствующих структур пиктограмм 2045, 2050 и 2055 Фигуры 51 а-в) для одной точки 2115 на материале Unison 2075. Круг представляет одну фокальную точку 2090, например, микролинз Unison (не показаны на этой фигуре), когда материал Unison 2070 наблюдается 2120 с угла 2125 справа от перпендикуляра, как показано на Фиг.53в. Таким образом, эта точка 2115 на материале Unisonc 2070 показывает часть изображения мастодонта Flicker, если смотреть с этой точки наблюдения 2120. Подобным образом другие фокусирующие элементы в материале Unison 2070 также фокусируются на структуре пиктограммы Flicker с изображением мастодонта 2055, если смотреть с этой точки наблюдения 2120, таким образом делая искусственное изображение мастодонта Flicker 2110 видимым, как показано на Фиг.53б.
Фиг.53б также показывает, что на участках за пределами границы искусственного Flicker-изображения мастодонта 2100 видна структура искусственных Deep-изображений медведя зуньи 2095. Таким образом, с этой точки наблюдения 2120 материал Unison 2070 представляет искусственные изображения плоского Flicker-изображения головы мастодонта 2110 на фоне узора искусственных Deep-изображений медведей зуньи.
Когда точка наблюдения точки 2115 изменяется, как показано на Фиг.53е, таким образом, чтобы материал Unison 2070 наблюдался 2122 под прямым углом 2130 к его верхней поверхности, изменяется и внешний вид искусственных изображений, представленных материалом Unison 2070. Фиг. 53г показывает, что представленная фокальная точка 2090 в данном случае переместилась к центру зоны пиктограммы 2072 и перестала попадать на изображение пиктограммы 2085, а попадает на участок фона между изображениями пиктограмм 2075, 2080 и 2085. Искусственное изображение наблюдается в точке 2115 на материале Unison 2070, как показано на Фиг.53д. Другие точки на материале Unison 2070 показывают искусственные изображения медведей зуньи 2095, но ни одно из изображений Flicker 2110, 2145 не будет видимым с точки наблюдения 2122. По существу, оба искусственных изображения Flicker 2110 и 2145 являются "выключенными" и невидимыми - с этой точки наблюдения только структура искусственных изображений пиктограмм с медведями зуньи 2095 видна через поверхность материала Unison 2070.
Когда точка наблюдения точки 2115 снова изменяется, как показано на Фиг.53й, таким образом, что материал Unison 2070 наблюдается 2124 под углом 2135 слева от перпендикуляра, позиция представленной фокальной точки 2090 попадает на изображение пиктограммы 2080 (показанное на Фиг.53ж), которое является элементом или частью изображения пиктограммы, составленного структурой Flicker-пиктограммы коня из пещеры Ласко 2050. Фигуры 53з показывают, в комбинации с другими подобными фокальными точками, которые видятся с той же точки наблюдения 2124 при помощи других фокусирующих элементов, что материал Unison теперь показывает искусственное Flicker-изображение коня из пещеры Ласко 2145 с фоновым искусственным Deep-изображением медведя зуньи 2095, видимым за пределами границы 2140 искусственного Flicker-изображения коня из пещеры Ласко.
Таким образом, Фигуры 53 а-й показывают эффекты изменчивого искусственного изображения, которые могут наблюдаться или демонстрироваться с разных углов зрения для составного набора пиктограмм 2065 (Фиг.52). В примере с Фиг.53 а-й все углы зрения образовывались путем поворачивания точки наблюдения вокруг оси 2073, параллельной вертикальному размеру (как показано) материала Unison. Это лишь один из примеров, но их количество может быть расширено специалистами в данной области с применением различных способов. Например, структуры пиктограмм могут быть составлены таким образом, чтобы один набор искусственных изображений был виден при наблюдении материала Unison путем поворачивания вокруг одной оси 2073, но чтобы был виден другой набор искусственных изображений при поворачивании материала Unison вокруг оси, ортогональной оси 2073. Разумеется, данное изобретение охватывает неограниченное количество вариантов этого способа
Фигуры 54-57 являются схематическим представлением этих принципов комбинирования наборов пиктограмм для получения различных визуальных эффектов искусственного изображения, когда материал Unison наблюдается с разных углов или точек наблюдения. Эти фигуры, также как и Фигуры 49-53, являются масштабированными схематическими изображениями, поскольку практически невозможно показать реальный масштаб типичных изображений пиктограмм и реальный масштаб полученных в результате типичных искусственных изображений. На каждой из этих фигур верхнее изображение, обозначенное буквой А, схематически представляет еще один составной набор пиктограмм. Часть этих изображений, не соответствующая масштабу, представляет собой границу узора 2161, сформированного матрицей пиктограмм Flicker. Для удобства пояснения Flicker-изображения пиктограмм мастодонта, показанные в частях А, занимают небольшое количество изображений пиктограмм медведей зуньи. На практике создается очень мелкое изображение Flicker, имеющее грубое разрешение изображения.
На практике структура планарного Flicker-изображения 2161 может легко распространяться на тысячи изображений пиктограмм, но это невозможно четко представить на прилагаемых фигурах. Поэтому в частях А этих фигур представлен упрощенный вариант изображения Flicker и связанной с ним структуры пиктограмм. Части В и С этих фигуры представляют искусственные изображения, которые создавались бы материалом Unison, включающим соответственно масштабированные структуры пиктограмм, в которых применяется методология конструкции частей А. Изображения медведей зуньи на частях А следует рассматривать как подвергнутые искусственному увеличению для создания искусственных Deep-изображений медведей зуньи частей В и С. Deep-изображения медведей зуньи искусственно формируются и увеличиваются путем создания матрицы изображений пиктограмм и связанной с ней матрицы фокусирующих элементов, таких как микролинзы, для формирования искусственно увеличенного изображения Unison Deep, как обсуждалось выше. Структуры Flicker с изображением мастодонта с частей В и С охватывают много повторов искусственных Deep-изображений медведей зуньи, однако при показе в их реальном относительном масштабе они могут охватывать сотни или тысячи изображений пиктограмм медведей зуньи с частей А.
Фигуры 49-53 представляют составные наборы пиктограмм, скомбинированные путем графического суммирования. Эта графическая булева функция может выполняться в компьютерной дизайнерской программе, такой как AutoCAD. Могут применяться и другие графические булевы функции для создания составных наборов пиктограмм, как показано на Фигуры 54-61.
Составные структуры пиктограмм, показанные на этих фигурах, являются лишь немногими из неограниченного разнообразия возможных комбинаций. Комбинации, отличные от представленных на Фигурах 54-61, означающие расширение этих концепций и принципов дизайна, станут понятны специалистам в данной области. Способы создания этих составных структур пиктограмм представлены в сокращенной форме согласно следующей схеме:
В=Набор пиктограмм медведей зуньи (Deep)
М=Полное изображение мастодонта
FM=Набор Flicker-пиктограмм мастодонта
+=Графическая булева функция объединения
-=Графическая булева функция вычитания
∩=Графическая булева функция пересечения
С целью описания допустим, что набор пиктограмм с медведями зуньи предусмотрен для создания искусственного Deep-изображения. Фигура 54а показывает составной набор пиктограмм 2160, созданный по формуле
(В-М)+(FM-B)
или в словесном выражении:
"Полное изображение мастодонта, вычтенное из набора пиктограмм медведей зуньи, и этот составной набор пиктограмм объединяется со структурой, созданной путем вычитания набора пиктограмм с медведями зуньи из набора Flicker-пиктограмм мастодонта".
При условии, что искусственные изображения представлены в черном цвете, а фон в белом, материал Unison 2161 представляет эффекты искусственного изображения, создаваемые этой комбинацией пиктограмм, которые представляют собой структуру из черных, в целом, искусственно увеличенных, Deep-изображений медведей зуньи 2165 с белым плоским участком в форме мастодонта 2170, причем структура Deep из медведей зуньи является невидимой, если смотреть через соответствующую матрицу фокусирующих элементов (не показана), например, с позиции перпендикуляра к плоскости изображения и слева от перпендикуляра, как показано на Фиг.54б. Если смотреть с позиции справа от перпендикуляра к плоскости изображения, как показано на Фиг.54в, материал демонстрирует структуру из черных, в целом, медведей зуньи 2165 с черным плоским участком в форме мастодонта 2175, который включает Deep структуру из негативных (белых) медведей зуньи 2180.
Фиг.55а показывает составной набор пиктограмм 2185, созданный при помощи формулы
(В-М)+(М-В)
или
"Полное изображение мастодонта, вычтенное из набора Deep-пиктограмм медведей зуньи, и этот составной набор пиктограмм объединяется со структурой, созданной путем вычитания набора Deep-пиктограмм медведей зуньи из полного изображения мастодонта".
Полученные в результате искусственные изображения из материала Unison 2187 показываются на Фигурах 55 б, в; в целом черная структура Deep из медведей зуньи 2190 с черным плоским участком в форме головы мастодонта 2195, в пределах которого наблюдается негативная (белая) структура Deep из медведей зуньи 2200. Поскольку применялось полное изображение мастодонта вместо структуры из Flicker-пиктограмм в форме мастодонта, общий вид материала не изменяется, если смотреть с перпендикулярной точки наблюдения, точки наблюдения слева от перпендикуляра (Фиг.55б) или точки наблюдения справа от перпендикуляра (Фиг.55в). По существу, полное изображение мастодонта является плоской структурой, которая видна со всех точек наблюдения (немерцающее планарное изображение), как перпендикулярной, так и слева или справа от перпендикуляра. Таким образом, полное изображение мастодонта выглядит "включенным" со всех точек наблюдения. Поскольку искусственные изображения медведей зуньи 2190 и 2200 являются искусственными Deep-изображениями, они демонстрируют параллактическое перемещение с разных точек наблюдения, в отличие от плоского черного искусственного изображения в форме головы мастодонта 2195. Одним из результатов является то, что при изменении точки наблюдения искусственные изображения медведей зуньи 2190, 2200 выглядят меняющими позицию по отношению к плоскому черному искусственному изображению в форме головы мастодонта 2195. Если искусственное изображение медведя зуньи выглядит перемещающимся из-за пределов плоского изображения головы мастодонта 2195 в его пределы, искусственное изображение медведя зуньи меняет цвет с черного 2205 на белый 2210.
В качестве еще одного примера этого варианта осуществления Фиг.56а показывает составной набор пиктограмм 2215, созданный с применением любого из способов
(В-М)+((B+FM) - (В∩FM))
или
(В-М)+((B+FM) - (B-(B-FM)))
Первый и приведенных выше способов определяется так:
"Полное изображение мастодонта, вычтенное из набора Deep-пиктограмм медведей зуньи, объединенное со структурой, созданной путем вычитания пересечения набора Deep-пиктограмм медведей зуньи и набора Flicker-пиктограмм мастодонта из набора пиктограмм, созданного путем объединения набора Deep-пиктограмм медведей зуньи с набором Flicker-пиктограмм мастодонта"
Второй способ обеспечивает такой же результат без необходимости выполнения функции пересечения.
Полученные в результате искусственные изображения показываются на Фигурах 56 б и в. Если смотреть под углом перпендикуляра к плоскости материала Unison 2217 или слева от перпендикуляра, видна структура искусственных Deep-изображений черных в целом медведей зуньи 2220 (Фиг 56б). Если смотреть через соответствующую матрицу микролинз (не показаны) под углом справа от перпендикуляра, виден черный плоский участок в форме головы мастодонта 2225, в пределах которого наблюдается негативная (белая) структура Deep из медведей зуньи 2230. Как объяснялось выше для искусственных изображений с Фиг.55, на которой искусственное Deep-изображение медведя зуньи выглядит перемещающимся из-за пределов плоского изображения головы мастодонта 225 в его пределы, искусственное Deep-изображение медведя зуньи меняет цвет с черного 2235, на белый 2240.
Еще один пример способов этого варианта осуществления представлен на Фигурах 57 а-в. Фиг.57а показывает составной набор пиктограмм 2245, созданный согласно формуле
(B+FM)
или
"Набор Deep-пиктограмм медведей зуньи, объединенный с набором Flicker-пиктограмм мастодонта"
Полученные в результате искусственные изображения показываются на Фигурах 57 б и в. Если смотреть через соответствующую матрицу микролинз под углом перпендикуляра к плоскости материала Unison 2250 или слева от перпендикуляр, наблюдается структура Deep-изображений черных в целом медведей зуньи 2255 (Фиг.57б). Если смотреть под углом справа от перпендикуляра, наблюдается черный плоский участок в форме головы мастодонта 2260, и структура Deep-изображений черных в целом медведей зуньи 2255 остается вокруг него.
С целью пояснения примеры с Фигур 51-57 показывают искусственно увеличенное Deep-изображение, а также одно или несколько планарных искусственных изображений. Очевидно, что материал Unison может представлять любую комбинацию эффектов в сочетании, и каждый эффект может быть независимым от других. Материал Unison может представлять множество искусственных изображений любого типа, включая, помимо прочих, Deep, SuperDeep, Float, SuperFloat, Levitate, Morph, 3-D, Motion, Encompass и Flicker. Примерами, помимо прочих, являются: отдельное изображение Flicker; немерцающее планарное изображение со вторьм изображением Flicker; два движущихся изображения одного или разных масштабов, перемещающиеся в одном или разных направлениях; изображение SuperDeep с плоским изображением Flicker и изображение Float; изображение Levitate с изображением Flicker и т.д.
Кроме того, в соответствии с представленными авторами способами, FOV плоского искусственного изображения Unison может регулироваться одним или несколькими дополнительными искусственно увеличенными изображениями Unison. Фигуры 49-57 показывают, каким образом искусственно увеличенные изображения Float могут использоваться для обеспечения контроля FOV плоских изображений Flicker. Эти способы могут быть расширены для обеспечения контроля FOV других типов искусственных изображений, помимо планарных Flicker-изображений. С целью демонстрации универсальности этих способов на Фигурах 58-61 показано применение движущегося искусственного изображения Motion для контроля FOV структуры искусственных Deep-изображений, а также искусственного изображения Deep для + контроля FOV движущегося искусственного изображения Motion.
Фиг.58 представляет два набора или матрицы перекрывающихся пиктограмм 2265, набор треугольных пиктограмм Motion 2270 и набор Deep-пиктограмм медведей зуньи 2275. Набор пиктограмм Motion 2270 несколько отличается по масштабу от набора пиктограмм Deep 2275, и набор пиктограмм Motion повернут под косым углом для обеспечения выбранного увеличения в случае комбинации с матрицей микролинз Unison находящейся практически на одной линии с осями набора пиктограмм Deep 2275.
Центральная часть двух наборов перекрывающихся пиктограмм 2265 показана в увеличенном виде на Фиг.59а, на которой более четко видны разные структуры перекрытия между набором пиктограмм Motion 2270 и набором пиктограмм Deep 2275. Фиг.59б представляет составной набор пиктограмм 2280, который является результатом выполнения графической булевой функции пересечения на наборах пиктограмм 2270 и 2275. Можно четко увидеть, что полученные в результате пиктограммы имеют существенные различия по форме.
Фиг.60 показывает неоднородность пересекающейся структуры пиктограммы по большей площади набора пиктограмм, показанного ранее на Фиг.58. Как можно увидеть, размер и плотность составной структуры пиктограммы 2280 имеют заметные различия из-за разных масштабов двух первоначальных структур и косого угла первоначальной структуры Motion.
Для части материала Unison 2285, исполняемой с использованием увеличенной площади составного набора пиктограмм 2280, полученные в результате эффекты искусственного изображение показываются на Фигурах 61 а-е. Фигуры 61 а, в и д показывают взаимодействие 2300 треугольных изображений Motion FOV 2295 и Deep-изображений медведей зуньи 2290 в процессе поворачивания материала Unison вокруг вертикальной оси, проходящей сверху донизу через середину фигуры. Фигуры 61 б, г и е показывают вид материала Unison Motion, который соответствует Фигурам 61а, вид, соответственно. (Для большей ясности на этих фигурах не представлен повернутый материал Unison 2285 в укороченном виде или в перспективе).
Как показано на Фигурах 61 а-е, к набору пиктограмм Deep 2275 и набору пиктограмм Motion 2270 была применена графическая булева функция пересечения. Функция пересечения в результате дает структуру, которая сохраняет лишь те части первоначальных структур, где присутствовали обе структуры - другими словами, площадь перекрытия двух первоначальных структур. Таким образом, искусственные изображения, созданные пересекающейся составной структурой пиктограммы 2280 (Фиг.60), имеют FOV, контролируемое перекрытием двух искусственных изображений. Фигуры 61 а-е представляют один пример, в котором увеличение треугольного искусственного изображения Motion 2295 значительно превышает увеличение искусственных Deep-изображений медведей зуньи 2290.
FOV каждого искусственного изображения модулируется другим, но другие свойства каждого искусственного изображения не зависят друг от друга. Таким образом, треугольное искусственное изображение Motion 2295 на Фиг. 61а выглядит ортопараллактично перемещающимся по материалу Unison 2285, когда материал поворачивается относительно вертикальной оси (Фиг.61в) и далее (Фиг.61д), когда материал Unison 2285 далее поворачивается относительно вышеупомянутой вертикальной оси. Также следует заметить, что угловая ориентация треугольного искусственного изображения Motion 2295 отличается от ориентации его пиктограммы 2270 из-за поворота искусственного изображения Motion на девяносто градусов.
В то же время искусственные Deep-изображения медведей зуньи 2290 выглядят параллактично перемещающимися вправо, когда материал Unison 2285 поворачивается относительно вертикальной оси (перемещаясь от Фиг.61а до Фиг.61в и, наконец, до Фиг.61д). Каждое из искусственных изображений может быть видимым лишь в зоне визуального пересечения или перекрытия, соответствующей искусственным Deep-изображениям медведей зуньи 2300, находящейся внутри треугольного искусственного изображения Motion 2295. Внешний вид взаимодействия искусственного изображения с Фиг.61а показан на Фиг.61б, где видимыми искусственными изображениями являются лишь Deep-изображения медведей зуньи 2300, ограниченные пределами треугольного искусственного изображения Motion 2295. Когда материал Unison 2285 поворачивается относительно вертикальной оси (Фиг.61г), угольное искусственное изображение Motion 2295 эффективно создает скользящее окно видимости для Deep-изображений медведей зуньи 2300. В то же время Deep-изображения медведей зуньи 2300 выглядят перемещающимися из-за собственного параллакса вправо при повороте материала Unison 2285.
Дальнейшее поворачивание материала Unison 2285 относительно вертикальной оси перемещает треугольное искусственное изображение Motion 2295 далее вниз, и Deep-изображения медведей зуньи 2300 перемещаются далее вправо, как показано на Фиг.61е. Наклон или поворачивание материала Unison 2285 относительно другой оси, например, горизонтальной оси, вызывает перемещение двух взаимодействующих искусственных изображений 2290 и 2295 характерным для них образом, но всегда с выполнение требования, согласно которому FOV всей структуры контролируется свойствами обоих изображений.
Таким образом, демонстрируется, что FOV или характер видимости искусственного изображения Motion могут контролироваться искусственным Deep-изображением (из частей искусственного изображения Motion видимыми являются лишь места, в которых оно визуально пересекается или перекрывает искусственное Deep-изображение), и FOV, или характер видимости искусственного Deep-изображения могут контролироваться искусственным изображением Motion (единственные места, в которых искусственное Deep-изображение является видимым, соответствуют местам, в которых искусственное изображение Motion пересекается с ним или перекрывает его).
Искусственное изображение Motion может включаться и выключаться в мерцающем режиме, если используется искусственное изображение для контроля FOV. Искусственное изображение для контроля FOV может относиться к типу изображений Motion, Deep, Float, Levitate или другому типу Unison.
Эти способы могут быть обобщены для контроля FOV искусственных изображений всех типов и могут применяться более чем к двум изображениям.
Еще одним параметром, характеризующим искусственное изображение для контроля FOV, являются свойства его перехода между видимым / невидимым состоянием. Искусственное изображение Float для контроля FOV 2007 (Фигуры 49, 50) и искусственное изображение Motion для контроля FOV 2295 (Фиг.61) имеют "жесткий" переход между видимым / невидимым состоянием, поскольку эти структуры имеют четкие границы. Когда искусственное изображение Float для контроля FOV 2007 пребывает на полпути между позициями, показанными на Фигурах 49 и 50, граница структуры попадает в пределы границы Flicker-изображения мастодонта 2005, оставляя изображение мастодонта частично видимым. В некоторых случаях этот эффект может быть желательным, но также существует возможность создания искусственных изображений для контроля FOV, имеющих "мягкий" переход между видимым / невидимым состоянием, причем интенсивность искусственного изображения, которое контролируется, исчезает постепенно, а не резко, когда через него проходит "жесткая" граница искусственного изображения для контроля FOV.
Один из способов достижения "мягкого" перехода между видимым / невидимым состоянием состоит в применении полутоновых эффектов на границе(ах) искусственного изображения для контроля FOV. Полутоновые эффекты искусственного изображения могут достигаться разными путями, как уже описывалось выше. Фигуры 62 и 63 представляют пример применения одного полутонового способа для достижения "мягкого" перехода между видимым/невидимым состоянием искусственного изображения для контроля FOV. Изображение пиктограммы 2305 является квадратной структурой с глубоко извилистыми краями 2310. Если создается матрица изображений пиктограмм, в которой каждое изображение пиктограммы является идентичным изображению пиктограммы 2305, и каждое из них идентично располагается в пределах своей зоны пиктограммы (см., например, зону пиктограммы 2072 на Фиг.53), то вид полученного в результате искусственного изображения (образованного материалом Unison, включающим эту матрицу изображений пиктограмм) будет таким же, как изображение пиктограммы 2305. Это искусственное изображение будет иметь глубоко извилистые жесткие края, точно такие же, как изображения пиктограмм, из которых оно синтезируется.
Если же изображения пиктограмм располагаются в резных позициях в пределах их зон пиктограмм, таким образом, что извилистые края пиктограмм являются смещенными относительно друг друга, границы полученного в результате искусственного изображения 2315 (не масштабированного по отношению к изображению пиктограммы 2310) могут обнаруживать постепенный переход интенсивности от максимальной внутренней 2320 интенсивности, через участки перекрытия 2325, до минимальной интенсивности 2340 за пределами переходной зоны 2325
Фиг.63 показывает полутоновый вид искусственного изображения 2315, в котором интенсивность искусственного изображения изменяется в зависимости от количества пиктограмм, перекрывающихся в каждом участке. На практике оптические аберрации, дифракция и другие эффекты способствуют дальнейшему смягчению градиента по переходной зоне.
Если искусственное изображение 2315 используется в качестве искусственного изображения для контроля FOV, и если размер искусственного изображения 2315 превышает размер искусственного изображения, которое оно контролирует, то переход между видимым/невидимым состоянием контролируемого искусственного изображения будет мягким, поскольку интенсивность контролируемого искусственного изображения будет исчезать постепенно с прохождением через него переходной крайней зоны искусственного изображения 2315
Структуры искусственных изображений Flicker, как правило, имеют определенный предел, в том смысле, что за их пределами искусственное изображение для контроля FOV отсутствует, а в пределах их границ оно присутствует. Когда искусственное Flicker-изображение пребывает в "выключенном" состоянии, чуть заметное искусственное Flicker-изображение может оставаться видимым из-за света, рассеянного в толще или вокруг фокусирующей оптики. Когда искусственное Flicker-изображение комбинируется с общим искусственным изображением Deep, SuperDeep, Float, SuperFloat, Levitate или Motion, присутствие рассеянного света, которому способствует второе искусственное изображение, значительно снижает видимость "выключенного" остаточного изображения Flicker.
В материалах Unison, которые включают обособленные искусственные изображения Flicker, видимость "выключенных" остаточных изображений Flicker может подавляться включением структуры пиктограммы, которая создает фоновый оттенок такого же порядка интенсивности, что и у остаточного изображения Flicker. Эта структура пиктограммы может предусматриваться для того, чтобы не создавалось объединенное искусственное изображение, через специально предусмотренное отсутствие координации периода этой структуры с периодом матрицы фокусирующих элементов. Геометрическая форма структуры пиктограммы для подавления остаточного изображения Flicker может быть случайной, псевдослучайной, апериодической, с иррациональной кратностью периодичности фокусирующих элементов, паркетом Пенроуза или другой приемлемой геометрической формой для избежания формирования искусственного изображения.
Включение подобных стохастических структур в пределах больших изображений пиктограмм часто бывает желательным по разным причинам. При применении способа формирования пиктограмм по принципу полостей и заполненных участков иногда случается, что большие открытые полости не держат материал заполнения во время этапа гравирования-профилирования, так же, как и меньшие открытые полости. Улучшение удержания материалов заполнения пиктограммы может достигаться путем включения в большие открытые полости узлов, гребней или других приемлемых форм в случайной, псевдослучайной, апериодической или иной структуре, которая препятствует формированию искусственного изображения, благодаря чему они эффективно функционируют как полости меньшего размера. Хотя были описаны и показаны оптимальные варианты осуществления, специалистам будет понятно, что можно выполнять огромное количество изменений, модификаций, модернизаций изобретения, как описано авторами. Все эти изменения, модификации и модернизации следует рассматривать в пределах данного описания изобретения.
Описывается искусственная микрооптическая система и защитное устройство, включающие планарное изображение, образованное из матрицы или узора пиктограмм и матрицы фокусирующих элементов, система создает, по крайней мере, два разных искусственных изображения, благодаря чему одно искусственное изображение служит для регулирования или контроля степени видимости другого искусственного изображения. В типичной форме матрица пиктограмм образует планарное искусственное изображение, в то время как взаимодействие матрицы фокусирующих элементов с матрицей пиктограмм образует отдельное искусственно увеличенное изображение, которое служит для контроля поля зрения планарного изображения и, таким образом, служит для регулирования или контроля степени видимости планарного изображения. Таким образом, планарное изображение визуально возникает и исчезает, или включается и выключается, в зависимости от угла зрения системы. 2 н. и 39 з.п. ф-лы, 158 ил.
1. Микрооптическая система, включающая:
планарное искусственное изображение, имеющее границу и участок изображения в пределах границы, который визуально располагается главным образом в плоскости подкладки, на которую нанесено планарное изображение;
один или более контрольных узоров пиктограмм, располагающихся в пределах границы планарного изображения; и
матрицу фокусирующих элементов пиктограмм, расположенную таким образом, чтобы образовывать по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение по крайней мере части одного или более контрольных узоров пиктограмм, причем по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение обеспечивает ограниченное поле зрения для наблюдения планарного изображения, которое служит для модулирования видимости планарного изображения,
в которой видимый размер визуальной проекции по крайней мере одного искусственно увеличенного изображения является большим, чем участок изображения планарного изображения.
2. Микрооптическая система по п.1, в которой по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение обеспечивает поле зрения для наблюдения планарного изображения путем перемещения по крайней мере одного искусственно увеличенного изображения в и из визуального пересечения по крайней мере одного искусственно увеличенного изображения с участком изображения планарного изображения.
3. Микрооптическая система по п.1, в которой планарное изображение является видимым, когда по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение визуально пересекается с участком изображения планарного изображения, и невидимым, когда по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение визуально не пересекается ни с какой частью участка изображения планарного изображения.
4. Микрооптическая система по п.1, в которой величина видимого планарного изображения определяется величиной, которой по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение визуально пересекается с участком изображения планарного изображения.
5. Микрооптическая система по п.1, в которой контрольный узор пиктограмм характеризуется участками темных и светлых пиктограмм.
6. Микрооптическая система по п.1, в которой один или более контрольных узоров пиктограмм включает плоскую матрицу пиктограмм изображений, имеющую ось симметрии в пределах ее плоскости и имеющую повторяющийся период в пределах матрицы, а матрица фокусирующих элементов пиктограмм включает планарную матрицу фокусирующих элементов пиктограмм изображений, имеющих ось симметрии в пределах ее плоскости и имеющую повторяющийся период в пределах матрицы, при этом планарная матрица фокусирующих элементов пиктограмм изображений располагается относительно матрицы пиктограмм изображений, достаточных для того, чтобы фокусирующие элементы пиктограмм изображений формировали по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение по крайней мере части пиктограмм изображений.
7. Микрооптическая система по п.1, в которой планарное изображение и по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение образуют различные визуальные изображения.
8. Микрооптическая система по п.2, в которой планарное изображение является видимым, когда по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение визуально пересекается с участком изображения планарного изображения, и невидимым, когда по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение визуально не пересекается ни с какой частью участка изображения планарного изображения.
9. Микрооптическая система по п.3 или 8, в которой переход между видимым и невидимым планарными изображениями является или четким переходом, или мягким переходом.
10. Микрооптическая система по п.6, в которой отношение повторяющегося периода пиктограмм изображений к повторяющемуся периоду фокусирующих элементов пиктограмм изображений, по существу, равно 1, а ось симметрии планарной матрицы пиктограмм изображений и соответствующая ось симметрии планарной матрицы фокусирующих элементов пиктограмм изображений являются вращательно смещенными.
11. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой один или более контрольных узоров пиктограмм включают составной набор множества матриц пиктограмм для получения визуально различных изображений.
12. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой по крайней мере один из контрольных узоров пиктограмм включает фон для по крайней мере одного контрольного узора пиктограмм, при этом фон имеет оттенок.
13. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой один или более контрольных узоров пиктограмм включают по крайней мере две матрицы пиктограмм, имеющие различные периоды повторения в пределах матриц пиктограмм для формирования по крайней мере двух визуально отличающихся искусственно увеличенных изображений.
14. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой матрица фокусирующих элементов пиктограмм включает фокусирующие элементы, имеющие эффективный диаметр меньше чем 50 мкм, или система имеет толщину меньшую чем 50 мкм, или то и другое.
15. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой фокусирующие элементы представляют собой нецилиндрические фокусирующие элементы, предпочтительно асферические фокусирующие элементы.
16. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой матрица фокусирующих элементов пиктограмм включает фокусирующие элементы, имеющие эффективный диаметр между 10 мкм и 30 мкм.
17. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой матрица фокусирующих элементов включает фокусирующие элементы, имеющие число F, эквивалентное 4 или меньше, предпочтительно число F, эквивалентное 2 или меньше.
18. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой каждый фокусирующий элемент имеет эффективный диаметр меньше чем 30 мкм.
19. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, имеющая общую толщину меньше чем приблизительно 45 мкм.
20. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, имеющая общую толщину от приблизительно 10 до приблизительно 40 мкм, или включающая фокусирующие элементы, имеющие фокусное расстояние меньше чем приблизительно 40 мкм, или и то и другое.
21. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, включающая фокусирующие элементы, имеющие фокусное расстояние от 10 до менее чем 50 мкм.
22. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой пиктограммы сформированы как проточки в подкладке, при этом проточки формируют пустоты, которые произвольно могут быть заполнены материалом, имеющим отличный коэффициент преломления, чем подкладка, окрашенным материалом, металлом, пигментированным материалом или их комбинациями.
23. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, включающая прозрачный материал индикации несанкционированного вмешательства, размещенный над фокусирующими элементами.
24. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой система включена в устройство защиты или подтверждения подлинности.
25. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, далее включающая одну или более оптическую прокладку, помещенную между одним или более контрольными узорами пиктограмм и матрицей фокусирующих элементов пиктограмм изображений.
26. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой пиктограммы сформированы из одного или более узоров бесцветного, прозрачного, непрозрачного, чернильного, слегка окрашенного, цветного или окрашенного материала или сформированы как выступы на поверхности подкладки, при этом промежутки между выступами произвольно заполнены материалом, имеющим один или более различных коэффициентов преломления, чем подкладка, окрашенным материалом, металлом, пигментированным материалом, или пиктограммы являются или позитивными, или негативными пиктограммами относительно фона, на котором они выделяются.
27. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение выглядит лежащим в пространственной плоскости глубже, чем система, или выглядит лежащим на пространственной плоскости выше системы, или выглядит движущимся между пространственной плоскостью глубже, чем система, и пространственной плоскостью выше системы после поворота системы вокруг оси, которая пересекает плоскость системы.
28. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой, когда система наклонена вокруг оси, по существу, параллельной плоскости системы, по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение выглядит перемещающимся в направлении, параллельном оси наклона.
29. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение выглядит преобразующимся из одной или более формы, вида, размера или цвета в другую из формы, вида, размера или цвета.
30. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой по крайней мере одно искусственно увеличенное изображение выглядит трехмерным.
31. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10, в которой фокусирующие элементы являются асферическими фокусирующими элементами и в которой пиктограммы сформированы как проточки в прокладке, при этом проточки формируют пустоты, которые произвольно могут быть заполнены материалом, имеющим другой коэффициент преломления, чем подкладка, окрашенным материалом, металлом, пигментированным материалом или их комбинациями.
32. Микрооптическая система по любому из пп.1-6, 8 или 10; в которой система включена в защитное устройство или устройство подтверждения подлинности, нанесенное на изделие, в которой изделие выбрано из группы:
паспортов, удостоверений личности, водительских прав, виз, свидетельств о рождении, жизненно важных актов, регистрационных карт избирателя, избирательных бюллетеней, карт социального обеспечения, облигаций, продовольственных талонов, почтовых марок и налоговых штемпелей;
валюты, защитных нитей в бумажных деньгах, водяных знаков в полимерной валюте и водяных знаков в бумажных деньгах;
правовых документов, дел, лицензий, дипломов и свидетельств;
сертифицированных банковских чеков, корпоративных чеков, персональных чеков, банковских ваучеров, акционерных сертификатов, дорожных чеков, платежных доверенностей, кредитных карт, дебетовых карт, карт торговых автоматов, документов о родстве, телефонных карт и подарочных сертификатов;
киносценариев, юридических документов, документов на интеллектуальную собственность, медицинских записей/историй болезни, форм предписаний/штемпелей и «конфиденциальных рецептов»;
тканей и товаров для дома;
косметических средств;
средств по уходу за детьми и семейного применения;
медикаментов;
упаковки пищевых продуктов и напитков;
упаковки сухих пищевых продуктов;
электронного оборудования, запчастей и компонентов;
одежды, спортивной одежды и обуви;
биотехнологических фармацевтических препаратов;
компонентов и запчастей аэрокосмической техники;
компонентов и запчастей для автомобильной техники;
спортивного инвентаря;
табачной продукции;
программного обеспечения;
компакт-дисков и DVD;
взрывчатых веществ;
сувениров, подарочной упаковки и лент;
книг и журналов;
школьных принадлежностей и канцелярских товаров;
визитных карточек;
отгрузочной документации и упаковки;
покрытия для портативного компьютера;
книжных обложек;
книжных марок;
билетов на спектакли и транспорт;
азартных игр и товаров и устройств для игорного бизнеса;
домашнего оборудования;
покрытий для пола и стен;
драгоценностей и часов;
сумочек;
предметов искусства, коллекционирования и памятных вещей;
игрушек;
документов покупки недвижимости и товароведческих демонстраций и
средств маркировки продукции и наклеек, нанесенных на брендовый
продукт или документ для установления подлинности или повышения защиты, такие как маркировка или средство отслеживания активов.
33. Микрооптическая система по п.6, в которой отношение повторяющегося периода пиктограмм изображений к повторяющемуся периоду фокусирующих элементов пиктограмм изображений больше чем 1 или меньше чем 1, или
отношение периода повторения пиктограмм изображений к периоду повторения фокусирующих элементов пиктограмм изображений является аксиально асимметричным в плоскостях пиктограмм изображений и фокусирующих элементов, при этом соотношение масштабов меньше чем 1 по одной оси симметрии и больше чем 1 по другой оси симметрии.
34. Микрооптическая система по п.9, в которой полутоновые эффекты включены в края по крайней мере одного искусственно увеличенного изображения для получения мягкого перехода.
35. Микрооптическая система по п.10, в которой обеспечен эффект ортопараллактического движения.
36. Микрооптическая система по п.11, в которой множество матриц пиктограмм включает по крайней мере две матрицы пиктограмм, имеющие отличающиеся периоды повторения для получения визуально разных изображений, по крайней мере одно из изображений проявляет переменный искусственный визуальный эффект, или множество матриц пиктограмм объединено путем графического суммирования, предпочтительно графической Булевой функцией для формирования составного набора.
37. Микрооптическая система по п.24, действующая как система защиты или система подтверждения подлинности для документов, выбранных из группы, состоящей из идентификационных карт, кредитных карт, дебетовых карт, водительских прав, финансовых документов, банкнотов, чеков и валюты, или включена в защитную нить для бумаги для изготовления валюты, или включена в валюту и включает особенности, обнаружимые при помощи технических средств.
38. Микрооптическая система по п.29, в которой преобразование производится за счет масштабных искажений как периода повторения пиктограмм, так и периода повторения фокусирующих элементов, или получается путем введения пространственно изменяющейся информации в один или более контрольный узор пиктограмм.
39. Микрооптическая система по п.37, в которой защитная нить является защитной нитью «оконного» типа.
40. Микрооптическая система по п.39, в которой защитная нить «оконного» типа включает один или более пигментированный, окрашенный, заполненный или покрытый герметизирующий слой для увеличения контраста изображения или для обеспечения дополнительных опознавательных особенностей, или включает один или более свойств электрической проводимости, магнитных свойств, обнаружения при помощи ЯМР, или включает один или более пигментированных, герметизирующих или затененных слоев позади фокусирующих элементов.
41. Искусственная микрооптическая система, включающая по крайней мере два искусственных изображения, при этом одно из искусственных изображений является планарным искусственным изображением, а другое из искусственных изображений является искусственно увеличенным изображением, в которой искусственно увеличенное изображение действует для модулирования или определения степени видимости планарного искусственного изображения, в которой искусственно увеличенное изображение определяет степень видимости планарного искусственного изображения за счет движения искусственно увеличенного изображения в и из визуального пересечения искусственно увеличенного изображения с участком изображения планарного искусственного изображения.
| US 5712731 А, 27.01.1998 | |||
| Способ приготовления мыла | 1923 |
|
SU2004A1 |
| WO 2005052650 А2, 09.06.2005. | |||
