ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАНОЧАСТИЦ ДЛЯ НАСТРОЙКИ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СЛОЕВ ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЫ С ЦЕЛЬЮ ОПТИМИЗАЦИИ МИКРООПТИЧЕСКОГО (MO) ФОКУСИРОВАНИЯ Российский патент 2023 года по МПК G02B27/16 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к улучшению характеристик защитных устройств, таких как микрооптические полосы, или иным образом введенные в защищенные документы для обеспечения стойких к фальсификации показателей аутентичности. Более конкретно, настоящее изобретение относится, без ограничения, к микрооптическим системам и к способам их изготовления, которые содержат многослойные покрытия с пиктограммами, содержащие множество слоев пиктограмм. Кроме того, настоящее изобретение также направлено, без ограничения, на определенные варианты осуществления микрооптической системы, которые используют наночастицы для настройки показателя преломления одного или нескольких компонентов микрооптической системы, содержащей многослойное покрытие с пиктограммами.

Уровень техники

[0002] Во многих случаях, проблемы конструирования и изготовления определенных микрооптических защитных устройств включают установление баланса между реализацией свойств желаемого продукта и возможностями, и ограничениями, накладываемыми, например, доступными технологиями изготовления и законами физики. Например, производители защищенных документов (например, банкнот, чеков и других документов, имеющих необходимость в достоверных показателях аутентичности) желают получить микрооптические защитные устройства, которые имели бы одно или несколько из свойств: они должны быть тонкими, износостойкими, стойкими к фальсификации и притягивающими внимание. В то же время, свойства используемых материалов, в сочетании с законами физики, используемыми для конструирования микрооптических защитных устройств, могут накладывать ограничения на рабочие характеристики готовых продуктов. Как один из неограничивающих примеров, линзы, изготовленные из материала с низким показателем преломления, будут толще, чем линзы с таким же фокусным расстоянием, изготовленные из материала с высокими показателями преломления. Как другой неограничивающий пример, взаимодействие между световыми волнами и составляющими материалами линзы могут вызывать хроматические аберрации, при этом фокусное расстояние линзы различается для разных длин волн света.

[0003] С учетом сказанного выше, настройка физических свойств (например, толщины компонентов и показателей преломления) материалов для изготовления микрооптических защитных устройств, представляет собой не использованные ранее возможности для развития возможностей относительно реализации большего набора желаемых характеристик готового продукта (например, общей толщины, стойкости к загрязнениям) в пределах ограничений, накладываемых действием законов физики на выбранные материалы.

Сущность изобретения

[0004] Настоящее описание иллюстрирует, без ограничения, варианты осуществления систем и способов с использованием наночастиц для настройки показателя преломления полимерной матрицы с целью оптимизации микрооптического (“MO”) фокусирования, а также варианты осуществления микрооптических систем с использованием материалов с низким показателем преломления в одном или нескольких составляющих слоях системы.

[0005] В первом варианте осуществления, защитное устройство содержит одно или более средств (систем) пиктограмм, одно или более средств (систем) преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и герметизирующий слой. Кроме того, одно или более средств преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм располагаются поверх одного или более средств пиктограмм так, что часть одного

или более средств преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм проецирует синтетическое изображение части одного или более средств пиктограмм. Кроме того, одно или более средств преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм находятся в контакте с герметизирующим слоем вдоль неплоской границы. В дополнение к этому, по меньшей мере, одна из одного или более средств (систем) преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и герметизирующий слой содержат смесь органической смолы и наночастиц, имеющую первый показатель преломления.

[0006] Во втором варианте осуществления, защитное устройство содержит одно или более средств (систем) пиктограмм, и одно или более средств (систем) преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм содержит смесь органической смолы и наночастиц. Одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм располагаются поверх одной или нескольких систем пиктограмм так, что часть одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм проецирует синтетическое изображение части одной или нескольких систем пиктограмм. Смесь органической смолы и наночастиц имеет показатель преломления больше 1,5.

[0007] В третьем варианте осуществления, защищенный документ содержит подложку и защитное устройство. Защитное устройство сдержит одну или несколько систем пиктограмм, одну или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и герметизирующий слой. Кроме того, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм располагаются поверх одной или нескольких систем пиктограмм так, что часть одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм проецирует синтетическое изображение части одной или нескольких систем пиктограмм. Кроме того, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм находятся в контакте с герметизирующим слоем вдоль неплоской границы. В дополнение к этому, по меньшей мере, одна из одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и герметизирующий слой содержат смесь органической смолы и наночастиц, имеющий первый показатель преломления.

[0008] В четвертом варианте осуществления, защищенный документ содержит подложку и защитное устройство. Защитное устройство содержит одну или несколько систем пиктограмм, и одну или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм содержит смесь органической смолы и наночастиц. Одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм располагаются поверх одной или нескольких систем пиктограмм так, что часть одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм проецирует синтетическое изображение части одной или нескольких систем пиктограмм. Смесь органической смолы и наночастиц имеет показатель преломления больше 1,5.

[0009] В пятом варианте осуществления, защитное устройство содержит одну или несколько систем пиктограмм, одну или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм, и спейсерный слой, расположенный между одной или несколькими системами пиктограмм и одной или несколькими системами преломляющих элементов пиктограмм. Спейсерный слой содержит смесь органической смолы и наночастиц. В дополнение к этому, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм располагаются поверх одной или нескольких систем пиктограмм так, что часть одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм проецирует синтетическое изображение части одной или нескольких систем пиктограмм. Кроме того, смесь органической смолы и наночастиц имеет показатель преломления больше 1,5.

[0010] В шестом варианте осуществления, защищенный документ содержит подложку, одну или несколько систем пиктограмм, одну или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и спейсерный слой, расположенный между одной или несколькими системами пиктограмм и одной или несколькими системами преломляющих элементов пиктограмм. Спейсерный слой содержит смесь органической смолы и наночастиц. В дополнение к этому, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм располагаются поверх одной или нескольких систем пиктограмм так, что часть одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм проецирует синтетическое изображение части одной или нескольких систем пиктограмм. Кроме того, смесь органической смолы и наночастиц имеет показатель преломления больше 1,5.

[0011] В седьмом варианте осуществления, защитное устройство содержит систему фокусирующих элементов пиктограмм, где каждый фокусирующий элемент пиктограмм системы фокусирующих элементов пиктограмм связан с фокальным путем, слой пиктограмм содержит одну или несколько пиктограмм, связанных с первым характерным цветом, и одну или несколько пиктограмм, связанных со вторым характерным цветом, и одну или несколько областей между пиктограммами, содержащих объем, по существу, бесцветного материала. В дополнение к этому, под первым углом зрения, цвет является видимым через каждый фокусирующий элемент пиктограмм, и цвет, видимый через каждый фокусирующий элемент пиктограмм под первым углом зрения, основан на одном или нескольких цветах из первого характерного цвета, второго характерного цвета или, по существу, бесцветного материала.

[0012] Другие технические признаки будут очевидны специалисту в данной области из следующих далее фигур, описаний и пунктов формулы изобретения.

[0013] Перед предоставлением ниже Подробного описания, может быть преимущественным привести определения определенных слов и фраз, используемых в настоящем патентном документе. Термин “связывать” и его производные относятся к любому прямому или косвенному сообщению между двумя или более элементами, находятся ли эти элементы в физическом контакте друг с другом или нет. Термины “включать” и “содержать”, а также их производные, означают включения без ограничения. Термин “или” является инклюзивным, он означает и/или. Фраза “связанный с”, а также ее производные, означает включать, быть включенным, взаимодействовать, содержать, содержаться, присоединяться или соединяться, привязываться или связываться, находиться в сообщении, кооперироваться, чередоваться, накладываться, быть связанным или привязанным, содержать, иметь свойство, иметь отношение или соотношение, или что-либо подобное. Фраза “по меньшей мере, один из” при использовании вместе со списком объектов, означает, что можно использовать различные сочетания из одного или нескольких перечисленных объектов, и может потребоваться только один объект из этого списка. Например, “по меньшей мере, один из: A, B и C” включает любое из следующих сочетаний: A, B, C, A и B, A и C, B и C, и A и B и C.

[0014] Определения других определенных слов и фраз предлагаются в этом патентном документе. Специалисты в данной области должны понять, что во многих, если не в большинстве случаев, такие определения относятся как к предыдущим, так и к будущим использованиям таких определенных слов и фраз.

Краткое описание чертежей

[0015] Для более полного понимания настоящего описания и его преимуществ, теперь будет упоминаться следующее далее описание, взятое в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

[0016] Фигуры 1A, 1B и 1C иллюстрирует примеры элементов микрооптических защитных устройств и защищенных документов, содержащих микрооптические защитные устройства согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения;

[0017] Фигуры 2A-2D иллюстрирует аспекты настройки оптических характеристик преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;

[0018] Фигура 3 иллюстрирует аспекты хроматической аберрации, связанной с прохождением света с различными длинами волн через преломляющий фокусирующий элемент пиктограмм;

[0019] Фигура 4 иллюстрирует пример множества систем пиктограмм, расположенных под преломляющим фокусирующим элементом пиктограмм с настраиваемым показателем преломления согласно некоторым вариантам осуществления настоящее изобретение;

[0020] Фигура 5 иллюстрирует аспекты визуальных эффектов для синтетического изображения, создаваемого с помощью микрооптического защитного устройства согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения;

[0021] Фигуры 6A-6E иллюстрируют примеры конфигураций микрооптических защитных устройств с настраиваемым герметизирующим слоем с наночастицами согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;

[0022] Фигуры 7A-7E иллюстрируют примеры конфигураций микрооптических защитных устройств с настраиваемыми преломляющими фокусирующими элементами пиктограмм с наночастицами согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения;

[0023] Фигура 8 иллюстрирует пример синтетического изображения, содержащего комбинации характерных цветов первой системы пиктограмм, связанных с первым характерным цветом, и второй системы пиктограмм, связанных со вторым характерным цветом, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;

[0024] Фигуры 9A, 9B и 9C иллюстрирует аспекты генерирования синтетических изображений, содержащих комбинации характерных цветов первой системы пиктограмм, связанной с первым характерным цветом, и второй системы пиктограмм, связанной со вторым характерным цветом; и

[0025] Фигуры 10A и 10B иллюстрируют примеры микрооптических защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание

[0026] Фигуры 1A – 10B, обсуждаемые ниже, и другие различные варианты осуществления, используемые для описания принципов настоящего описания в настоящем патентном документе, приводятся только в качестве иллюстрации и не должны рассматриваться как ограничивающие каким-либо образом рамки настоящего изобретения.

[0027] Фигуры 1A, 1B и 1C иллюстрируют примеры элементов микрооптических защитных устройств и защищенных документов, содержащих микрооптические защитные устройства согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения. Для удобства, структурные элементы общие для примеров Фигур 1A, 1B и 1C нумеруются сходным образом (например, подложка 105).

[0028] Обращаясь к неограничивающему примеру Фигуры 1A, здесь, микрооптические защитные устройства 100 и защищенные документы 101 могут конструироваться как слоистые сочетания некоторых или всех элементов, показанных в иллюстративном примере Фигуры 1A.

[0029] Как показано в иллюстративном примере Фигуры 1A, защищенные документы 101 содержит подложку 105, к которой прикреплено микрооптическое защитное устройство 100. Как используется в настоящем изобретении, термин “защищенный документ” охватывает документы, которые используют микрооптическое защитное устройство для обеспечения стойких к фальсификации визуальных показателей (например, синтетического изображения, создаваемого пространственным совмещением одной или нескольких устройств(систем) пиктограмм с одним или несколькими преломляющими фокусирующими элементами пиктограмм) аутентичности документа. Примеры защищенных документов включают, без ограничения, банкноты, паспорта, билеты, коллекционные карточки, удостоверения личности (например, водительские права).

[0030] Согласно определенным вариантам осуществления, подложка 105 представляет собой лист тонкого гибкого волокнистого материала, такого как бумага для банкнот. Согласно некоторым вариантам осуществления, подложка 105 представляет собой тонкий гибкий лист полимерной пленки из биаксиально ориентированного полипропилена (BOPP). В различных вариантах осуществления, подложка 105 представляет собой секцию синтетического бумажного материала, такого как TESLIN®. Согласно некоторым вариантам осуществления, подложка 105 представляет собой секцию полимерного материала карточки, такого как заготовка из полиэтилентерефталата (PET) типа пригодного для изготовления кредитных карт и водительских прав.

[0031] Обращаясь к неограничивающему примеру Фигуры 1A, здесь, микрооптическое защитное устройство 100 содержит одну или несколько устройств (систем) пиктограмм (110a и 110b). Согласно различным вариантам осуществления, одна или несколько систем пиктограмм содержат окрашенные области из пигментированного материала (например, окрашенную область 112), расположенные в виде заданной структуры (например, как дизайны пиктограмм, которые должны синтетически увеличиваться с помощью одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм). Согласно различным вариантам осуществления, окрашенная область 112 содержит имеющий определенную форму объем пигментированного материала для созданий изображений (например, пигментированного УФ-отверждаемого полимера). В определенных вариантах осуществления, окрашенная область 112 имеет ширину приблизительно 1 мкм или больше.

[0032] Согласно определенным вариантам осуществления, каждая из одной или нескольких систем пиктограмм 110a и 110b формируется как отдельный слой. В некоторых вариантах осуществления, система пиктограмм формируется посредством создания структуры слоя пиктограмм (например, посредством тиснения полимерной матрицы и отверждения ее) для создания удерживающих структур, таких как углубления или пустоты для удерживания одного или нескольких пигментированных полимерных материалов, и затем нанесения одного или нескольких пигментированных полимерных материалов для создания окрашенных областей (например, окрашенной области 112), совместно определяющих ряд пиктограмм.

[0033] В различных вариантах осуществления, для данной системы пиктограмм, пигментированный полимерный материал, используемый для создания окрашенных областей (например, окрашенной области 112), конструируется так, что все окрашенные области или большинство их заполнено полимерным материалом характерного цвета. Как используется в настоящем описании, термин “характерный цвет” охватывает цвет, связанный с указанной длиной волны света или с набором длин волн света, для которого фокусное расстояние преломляющего фокусирующего элемента пиктограмм совпадает с глубиной системы пиктограмм в микрооптическом защитном устройстве 100.

[0034] Как показано в неограничивающем примере Фигуры 1A, в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения, микрооптического защитное устройство 100 содержит две, расположенных друг над другом, системы пиктограмм (110a и 110b). Варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются двумя системами пиктограмм, и варианты осуществления с меньшими или большими системами пиктограмм также рассматриваются в рамах настоящего описания.

[0035] Согласно различным вариантам осуществления, показатель преломления полимерной матрицы, используемой для создания удерживающих структур (например, удерживающей структуры 114) для одного или нескольких пигментированных материалов в одной системе пиктограмм (например, в системе пиктограмм 110b), может настраиваться посредством добавления наночастиц в матрицу для улучшения фокусировки света на другой системе пиктограмм (например, на системе пиктограмм 110a).

[0036] В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения, микрооптическое защитное устройство 100 прикрепляется к подложке 105 посредством адгезивной связи с нижней поверхностью системы пиктограмм (например, системы пиктограмм 110a). В некоторых вариантах осуществления, микрооптическое защитное устройство прикрепляется к подложке 105 как осуществление части процесса изготовления подложки 105 (например, как вставленная защитная нить в лист бумаги для банкнот).

[0037] Обращаясь к неограничивающему примеру Фигуры 1A, здесь, в определенных вариантах осуществления, микрооптическое защитное устройство 100 содержит оптический спейсер 115. Согласно некоторым вариантам осуществления, оптический спейсер 115 содержит тонкую пленку прозрачного материала (например, полиэстра), поверх которой наносится, формуется (например, посредством тиснения) и отверждается полимерная матрица для создания преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и/или удерживающих структур (например, удерживающей структуры 114) для пигментированных материалов. В некоторых вариантах осуществления, оптический спейсер 115 формируется как слой полимерной матрицы и объединяется с одной или несколькими системами преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм. Согласно различным вариантам осуществления, оптические свойства микрооптического защитного устройства 100 (например, качество фокусировки на системе пиктограмм или внутренние отражения в защитном устройстве), включающего оптический спейсер 115, сформированный из полимерной матрицы, могут регулироваться или настраиваться посредством изменения толщины оптического спейсера 115 и/или регулировки концентрации наночастиц в полимерной матрице, используемой для формирования оптического спейсера 115. Согласно определенным вариантам осуществления, оптический спейсер 115 формируется из полимерной матрицы пригодной для использования при формировании герметизирующего слоя 125 или преломляющего фокусирующего элемента 121. В различных вариантах осуществления, композиция матрицы, используемой для формирования оптического спейсера 115, приготавливается конкретно, чтобы она не содержала материалов с поляризующим элементом, таким как йод, бром, хлор или сера.

[0038] В дополнение к этому, хотя в неограничивающем примере Фигуры 1A, микрооптическое защитное устройство 100 показано как содержащее оптический спейсер 115, варианты осуществления настоящего изобретения этим не ограничиваются. В определенных вариантах осуществления, оптический спейсер 115 может отсутствовать. Кроме того, хотя в неограничивающем примере Фигуры 1A, оптический спейсер 115 показан как являющийся физически отличным от системы преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм, варианты осуществления настоящего изобретения этим не ограничиваются, и варианты осуществления, в которых одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм формируются посредством создания структурных вариаций показателя преломления материала, используемого для создания оптического спейсера 115, рассматриваются в рамках настоящего изобретения.

[0039] Обращаясь к иллюстративному примеру Фигуры 1A, здесь, в определенных вариантах осуществления, микрооптическое защитное устройство 100 содержит одну или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов 120 пиктограмм, которые располагаются поверх одной или нескольких систем пиктограмм (например, систем пиктограмм 110a и 110b) так, что часть одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм проецирует синтетическое изображение части одной или нескольких систем пиктограмм. Как обсуждается в других местах в настоящем описании, в определенных вариантах осуществления, получают два или более синтетических изображений, где каждое синтетическое изображение связано с характерным цветом.

[0040] Как показано в неограничивающем примере Фигуры 1A, система преломляющих фокусирующих элементов 120 пиктограмм содержит множество индивидуальных преломляющих фокусирующих элементов (например, преломляющий фокусирующий элемент 121), расположенных в виде заданной структуры относительно, по меньшей мере, одной системы пиктограмм (например, системы пиктограмм 110a). В определенных вариантах осуществления, окрашенные области системы пиктограмм, по существу, совместно располагается в плоскости, определяющей оси x и y системы координат. В некоторых вариантах осуществления, центры преломляющих фокусирующих элементов расположены при таких же значениях x и y, как и пиктограммы, но с другими координатами по оси z. В некоторых вариантах осуществления, синтетическое изображение может выглядеть как находящееся в плоскости микрооптического защитного устройства 100. В некоторых вариантах осуществления, расстояние между центрами (то есть, шаг) преломляющих фокусирующих элементов может слегка отличаться от пространственного периода пиктограмм, и синтетическое изображение (изображения) может наблюдаться выше или ниже плоскости микрооптического защитного устройства 100. В различных вариантах осуществления, центры преломляющих фокусирующих элементов могут быть слегка (например, под углом меньше 1 градуса) повернуты относительно пиктограмм, создавая эффекты ортопараллактического движения.

[0041] В определенных вариантах осуществления, преломляющий фокусирующий элемент 121 содержит некоторый объем отвержденной полимерной матрицы, по меньшей мере, с одной внешней поверхностью, определяющей неплоскую границу между областью среды с первым показателем преломления и областью среды со вторым показателем преломления. Хотя, в неограничивающем примере Фигуры 1A, преломляющий фокусирующий элемент 121 показан как имеющий плоскую нижнюю поверхность и радиально симметричную искривленную верхнюю поверхность, варианты осуществления настоящего изобретения этим не ограничиваются. Согласно некоторым вариантам осуществления, преломляющий фокусирующий элемент может представлять собой линзу лентикулярного ряда или может, например, быть искривленным на своих верхней и нижней поверхностях.

[0042] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, преломляющий фокусирующий элемент 121 формируется из полимерной матрицы и после отверждения имеет показатель преломления меньше 1,5. Примеры материалов для использования в таких полимерных матрицах, которые имеют показатель преломления 1,5 или меньше включают, без ограничения, изодецилакрилат, дипропиленгликоль диакрилат, трипропиленгликоль диакрилат, тетракрилат сложного полиэфира, триметилолпропантриакрилат и гександиолдиакрилат. Дополнительные примеры материалов пригодных для формирования преломляющего фокусирующего элемента 121 включают, по существу, прозрачные, светопроницаемые, окрашенные или бесцветные полимеры, такие как акриловые полимеры, сложные акрилатные полиэфиры, акрилатные уретаны, эпокиды, поликарбонаты, полипропилены, сложные полиэфиры и уретаны. Другие примеры материалов, которые можно использовать для формирования матриц для формирования преломляющего фокусирующего элемента 121, включают, без ограничения, акрилатные мономеры, акрилатные олигомеры, O-фенилфеноксиэтилакрилат, фенилтиоэтилакрилат, бис-фенилтиоэтилакрилат, кумилфеноксилэтилакрилат, бифенилметилакрилат, эпоксиакрилаты бисфенола A, акрилаты флуоренового типа, бромированные акрилаты, галогенированные акрилаты, меламинакрилаты и их сочетания. Согласно определенным вариантам осуществления, композиция матрицы, используемая для формирования преломляющего фокусирующего элемента 121, приготавливается конкретно и не содержит материалов с поляризующим элементом, таким как йод, бром, хлор или сера. Как используется в настоящем описании, термин “поляризующий элемент” охватывает элементы, у которых поляризуемость больше, чем у углерода.

[0043] В различных вариантах осуществления настоящего изобретения, показатель преломления материала, содержащего преломляющий фокусирующий элемент 121, может настраиваться, или регулироваться посредством добавления или регулировки концентрации наночастиц в смесь материалов (например, в полимерную матрицу) используемую для формирования преломляющего фокусирующего элемента 121. Согласно некоторым вариантам осуществления, показатель преломления материала, содержащего преломляющий фокусирующий элемент, может регулироваться посредством добавления к смеси, например, неорганических наночастиц с диаметром частиц 100 нм или меньше. Примеры неорганических наночастиц, которые можно добавлять к смеси материалов, включают, без ограничения, наночастицы оксида алюминия, диоксида циркония, диоксида титана, сульфида цинка или теллурида цинка. Согласно определенным вариантам осуществления, добавление наночастиц к смеси материалов может повысить показатель преломления смеси материалов, используемой для формирования преломляющего фокусирующего элемента 121, от меньшего, чем 1,5 до большего, чем 1,7. В некоторых вариантах осуществления, показатели преломления выше 1,7 являются возможными при добавлении наночастиц к органической смоле.

[0044] Обращаясь к неограничивающему примеру Фигуры 1A, здесь, в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, микрооптическое защитное устройство 100 дополнительно содержит герметизирующий слой 125. Согласно различным вариантам осуществления, герметизирующий слой 125 содержит гладкую или по существу плоскую верхнюю поверхность 127 и неплоскую нижнюю поверхность 129, которая обеспечивает, по существу, непрерывную, неплоскую границу между герметизирующим слоем 125 и системой преломляющих фокусирующих элементов 120 пиктограмм. Согласно некоторым вариантам осуществления, герметизирующий слой 125 имеет неплоскую верхнюю поверхность, которая имеет меньше “карманов”, чем граница между герметизирующим слоем 125 и системой преломляющих фокусирующих элементов 120 пиктограмм,

[0045] В определенных вариантах осуществления, герметизирующий слой 125 вносит вклад в надежность и износостойкость микрооптического защитного устройства 100, защищая одну или несколько устройств преломляющих фокусирующих элементов 120 пиктограмм и устраняя пространство, в котором грязь, жир и другие загрязнения, связанные с использованием и обращением защищенных документов, собираются в пространстве между преломляющими фокусирующими элементами (например, для преломляющего фокусирующего элемента 121). В дополнение к этому в определенных вариантах осуществления, герметизирующий слой 125 позволяет использовать дополнительные слои материалов, таких как наружные адгезивы, без значительного влияния на фокусное расстояние системы.

[0046] Согласно различным вариантам осуществления, герметизирующий слой 125 находится в контакте с преломляющими фокусирующими элементами устройства преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм (например, для устройства преломляющих фокусирующих элементов 120 пиктограмм, вдоль неплоской границы, по меньшей мере, частично определяемой нижней поверхностью 129 герметизирующего слоя 125). В определенных вариантах осуществления, герметизирующий слой 125 формируется из материала, имеющего показатель преломления, который отличается от показателя преломления материала, используемого для создания преломляющего фокусирующего элемента 121.

[0047] В различных вариантах осуществления, герметизирующий слой 125 формируется из полимерной матрицы и при отверждении имеет показатель преломления меньше 1,5. Примеры материалов для использования в таких полимерных матрицах включают и, которые имеют показатель преломления 1,5 или меньше, включают, без ограничения, изодецилакрилат, дипропиленгликоль диакрилат, трипропиленгликоль диакрилат, тетракрилат сложного полиэфира, триметилолпропантриакрилат и гександиолдиакрилат. Другие примеры материалов пригодных для формирования герметизирующего слоя 125 включают, по существу, прозрачные, светопроницаемые, окрашенные или бесцветные полимеры, такие как акриловые полимеры, акрилатные сложные полиэфиры, акрилатуретаны, эпокиды, поликарбонаты, полипропилены, сложные полиэфиры и уретаны. Другие примеры материалов, которые можно использовать для формирования матрицы для формирования герметизирующего слоя 125 включают, без ограничения, акрилатные мономеры, акрилатные олигомеры, O-фенилфеноксиэтилакрилат, фенилтиоэтилакрилат, бис-фенилтиоэтилакрилат, кумилфеноксилэтилакрилат, бифенилметилакрилат, эпоксиакрилаты бисфенола A, акрилаты флуоренового типа, бромированные акрилаты, галогенированные акрилаты, меламинакрилаты и их сочетания. Согласно определенным вариантам осуществления, композиция матрицы, используемая для формирования герметизирующего слоя 125, приготавливается конкретно и не содержит материалов с поляризующим элементом, таким как йод, бром, хлор или сера.

[0048] Согласно определенным вариантам осуществления, герметизирующий слой 125 можно формировать из материалов, дающих большую разницу (например, разницу больше 0,1) показателей преломления между герметизирующим слоем 125 и одной или несколькими устройствами преломляющих элементов 120 пиктограмм. Согласно определенным вариантам осуществления, материалы с низким показателем преломления пригодные для использования в герметизирующем слое 125, включают материалы, имеющие показатель преломления в пределах между 1,3 и 1,4, или материалы, имеющие показатель преломления меньше 1,3. Примеры соответствующих материалов с низким показателем преломления включают, без ограничения, смеси фторированных акрилатов и фторированных уретанакрилатов, которые согласно измерениям имеют показатели преломления в диапазоне 1,3-1,35. Другие примеры соответствующих материалов с низким показателем преломления включают, без ограничения, определенные соединения простых перфторполиэфиров, таких как простые перфторполиэфиркапролактондиакрилаты.

[0049] В различных вариантах осуществления настоящего изобретения, показатель преломления материала, составляющего герметизирующий слой 125, может настраиваться, или регулироваться посредством добавления или регулировки концентрации наночастиц в смеси материалов (например, полимерной матрице), используемой для формирования герметизирующего слоя 125. Согласно некоторым вариантам осуществления, показатель преломления материала, содержащего преломляющий фокусирующий элемент, может регулироваться посредством добавления в смесь неорганических наночастиц, например, с диаметром частиц 100 нм или меньше. Примеры неорганических наночастиц, которые можно добавлять в смесь материалов, включают, без ограничения, наночастицы оксида алюминия, диоксида циркония, диоксида титана, сульфида цинка или теллурида цинка. Согласно определенным вариантам осуществления, добавление наночастиц в смесь материалов может повысить показатель преломления смеси материалов, используемой для формирования герметизирующего слоя 125, от меньшего, чем 1,5, до большего, чем 1,7. В некоторых вариантах осуществления, показатели преломления выше 1,7 являются возможными посредством добавления наночастиц к органической смоле. В зависимости от относительных значений показателя преломления между герметизирующим слоем 125 и одной или несколькими устройствами преломляющих элементов 120 пиктограмм, форма границы раздела между этими двумя слоями может иметь либо выпуклую, либо вогнутую геометрию. Например, и как показано в иллюстративном примере Фиг.1A, когда материал, формирующий одну или несколько устройств преломляющих фокусирующих элементов 120, имеет более высокий показатель преломления относительно материала, формирующего герметизирующий слой 125, преломляющие фокусирующие элементы будет иметь выпуклую геометрию. Подобным же образом, когда герметизирующий слой 125 формируется из материала, имеющего более высокий показатель преломления, чем одна или несколько систем (устройств) преломляющих фокусирующих элементов 120 пиктограмм, преломляющие фокусирующие элементы будут иметь вогнутую геометрию.

[0050] Хотя, в неограничивающем примере Фигуры 1A, микрооптическое защитное устройство 100 показано как содержащее герметизирующий слой 125, варианты осуществления настоящего изобретения этим не ограничиваются, и варианты осуществления без герметизирующего слоя 125 рассматриваются рамках настоящего изобретения.

[0051] Фигура 1B иллюстрирует другой неограничивающий пример микрооптического защитного устройства 100 согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. Обращаясь к неограничивающему примеру Фигуры 1B, здесь, согласно некоторым вариантам осуществления, микрооптическое защитное устройство 100 содержит негерметизированную (например, герметизирующий слой 125 отсутствует) систему, в которой наночастицы 117 введены в матрицу, используемую для создания оптического спейсера 115. Согласно некоторым вариантам осуществления, посредством регулировки концентрации наночастиц 117 в матрице, используемой для создания оптического спейсера 115, определенные оптические свойства (можно настраивать, например, F# и эффективное фокусное расстояние преломляющего фокусирующего элемента 121).

[0052] Фигура 1C иллюстрирует другой пример микрооптического защитного устройства 100 согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. Как иллюстрируется в неограничивающем примере Фигуры 1C, здесь, согласно определенным вариантам осуществления, показатель преломления материала, составляющего герметизирующий слой 125 может быть больше, чем показатель преломления материала, содержащего одну или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов 120 пиктограмм. Согласно определенным вариантам осуществления, в зависимости от относительных долей показателей преломления герметизирующего слоя 125 и одной или нескольких систем преломляющих элементов пиктограмм, они имеют профиль вогнутой или плоско-вогнутой линзы, как изображено на Фигуре 1C.

[0053] Фигуры 2A-2D иллюстрируют аспекты настройки оптических характеристик преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0054] Как обсуждается в другом месте в настоящем описании, во многих случаях конструкция и изготовление микрооптических защитных устройств включает достижение баланса между реализацией желаемых готовых продуктов и ограничениями, накладываемыми материалами для изготовления и действием законов физики на выбранные материалы. В качестве одного из примеров, ограниченная точность изготовления при создании слоев преломляющих фокусирующих элементов и пиктограмм может накладывать ограничения на точность, с которой преломляющий фокусирующий элемент фокусируется соответствующим образом на пиктограмме. В качестве другого примера, точность изготовления может накладывать ограничения на количество визуальной информации (например, на детали в отдельном синтетическом изображении, или на разные синтетические изображения), которая может размещаться в фокальной области за преломляющим фокусирующим элементом. В системе, где показатель преломления материала, используемого для конструирования преломляющего фокусирующего элемента, является фиксированным, законы физики требуют, чтобы для увеличения размера пространства конструкции (например, области слоя пиктограмм, в котором можно разместить пиктограммы и графическую информацию) за преломляющим фокусирующим элементом, толщина фокусирующего элемента обязательно увеличивалась. Для многих готовых продуктов (например, для банкнот), увеличение толщины фокусирующего слоя является нежелательным, поскольку более толстые банкноты могут быть более склонными к повреждению или к застреванию в соответствующих устройствах (например, в купюроприемниках в торговых автоматах).

[0055] Как обсуждается со ссылкой на неограничивающий пример Фигур 2A-2D, определенные варианты осуществления настоящего изобретения позволяют конструкторам и производителям микрооптических защитных устройств рассматривать показатель преломления одного или нескольких компонентов микрооптического защитного устройства как настраиваемый параметр, тем самым уменьшая степень, до которой конструкторы и производители микрооптических защитных устройств должны обеспечивать баланс между желаемыми рабочими характеристиками (например, толщиной устройства) для достижения другой желаемой рабочей характеристики (например, для увеличения количества визуальной информации под преломляющим фокусирующим элементом).

[0056] Обращаясь к неограничивающему примеру Фигур 2A-2D, здесь показан преломляющий фокусирующий элемент 200, имеющий высоту h₁ и ширину w₁. Согласно определенным вариантам осуществления, преломляющий фокусирующий элемент 200 формируется из материала, содержащего как минимум органическую смолу. В некоторых вариантах осуществления, органическая смола имеет показатель преломления меньше 1,5. В различных вариантах осуществления, показатель преломления преломляющего фокусирующего элемента можно повысить посредством добавления наночастиц в полимерную матрицу, используемую для создания преломляющего фокусирующего элемента 200.

[0057] Согласно некоторым вариантам осуществления, увеличение показателя преломления преломляющего фокусирующего элемента 200 может облегчить реализацию одного или нескольких желаемых свойств готового продукта без поиска баланса с другими желаемыми свойствами готового продукта. Например, добавление наночастиц для повышения показателя преломления преломляющего фокусирующего элемента может давать более тонкий фокусирующий элемент с таким же фокусным расстоянием. Например, преломляющий фокусирующий элемент 205 имеет такую же ширину (w₁) и фокусное расстояние как преломляющий фокусирующий элемент 200, но меньшую толщину (h₂ < h₁).

[0058] В определенных вариантах осуществления, увеличение показателя преломления преломляющего фокусирующего элемента 200 может катализировать повышение доступной площади под преломляющим фокусирующим элементом, тем самым давая возможность для увеличения визуальной информации, обеспечиваемой под этим преломляющим фокусирующим элементом, не требуя увеличения толщины фокусирующего элемента или точности изготовления для кодирования визуальной информации (например, посредством создания системы пиктограмм). Например, преломляющий фокусирующий элемент 210, в котором наночастицы добавляют в полимерную матрицу для формирования преломляющего фокусирующего элемента, имеет больший показатель преломления. В этом неограничивающем примере, преломляющий фокусирующий элемент 210 имеет такую же толщину и фокусное расстояние, но больший диаметр (w₂>w₁), чем преломляющий фокусирующий элемент 200, тем самым делая возможным кодирование большей визуальной информации под преломляющим фокусирующим элементом 210, чем под преломляющим фокусирующим элементом 200.

[0059] Во многих микрооптических защитных устройствах, несовершенная фокусировка (то есть, когда фокусное расстояние преломляющего фокусирующего элемента не совпадает с глубиной пиктограммы на длине волны (на длинах волн), представляющей интерес), соответствует плохому контрасту на синтетических изображениях, получаемых с помощью микрооптического защитного устройства. Согласно определенным вариантам осуществления, фокусное расстояние (f) преломляющего фокусирующего элемента 215, имеющего такую же ширину и диаметр как преломляющий фокусирующий элемент 200, может настраиваться в диапазоне расстояний (Δf) посредством изменения концентрации наночастиц в смеси материалов, используемой для создания преломляющего фокусирующего элемента 215. Например, увеличение концентрации наночастиц в смеси материалов соответствует увеличению показателя преломления преломляющего фокусирующего элемента 215, тем самым уменьшая фокусное расстояние преломляющего фокусирующего элемента 215. Подобным же образом, уменьшение концентрации наночастиц в смеси материалов соответствует уменьшению показателя преломления преломляющего фокусирующего элемента 215, тем самым увеличивая фокусное расстояние преломляющего фокусирующего элемента 215.

[0060] Хотя неограничивающий пример Фигур 2A-2D описывает оптическую настройку преломляющего фокусирующего элемента посредством регулировки концентрации наночастиц в смеси материалов, варианты осуществления настоящего изобретения этим не ограничиваются. Свойства компонентов микрооптического защитного устройства, таких как герметизирующий слой (например, герметизирующий слой 125 на Фигуре 1A), оптический спейсер (например, оптический спейсер 115 на Фигуре 1A) или удерживающая структура для системы пиктограмм (например, удерживающая структура 114 на Фигуре 1A), также могут настраиваться посредством изменения концентрации наночастиц в смеси материалов для изменения показателя преломления компонентов.

[0061] Хотя иллюстративные примеры Фигур 2A-2D описываются со ссылками на выпуклую/плоско-выпуклую линзу, варианты осуществления настоящего изобретения этим не ограничиваются, и оптическая настройка с помощью наночастиц является возможной в линзах других форм (например, в выпуклых линзах или плоско-выпуклых линзах).

[0062] Фигура 3 иллюстрирует аспекты хроматической аберрации, связанной с прохождением света с различными длинами волн через преломляющий фокусирующий элемент пиктограмм.

[0063] Обращаясь к иллюстративному примеру Фигуры 3, здесь показан преломляющий фокусирующий элемент 300 пригодный для использования в микрооптическом защитном устройстве (например, в микрооптическом защитном устройстве 100 на Фигуре 1A). В этом иллюстративном примере, преломляющий фокусирующий элемент 300 имеет показатель преломления приблизительно 1,5. Кроме того, в примере Фигуры 3, показатель преломления преломляющего фокусирующего элемента 300 можно настраивать до более высоких значений посредством добавления наночастиц в смесь материалов, используемую для формирования преломляющего фокусирующего элемента 300.

[0064] В этом примере, эффекты дисперсии в преломляющем фокусирующем элементе 300 создают хроматическую аберрацию или сферохроматизм, при этом свет с различными длинами волн фокусируется на различных фокусных расстояниях. Например, первый луч света 305 цвета, связанного с длиной волны λ₁, проходит через преломляющий фокусирующий элемент 300 и фокусируется в точке на фокусном расстоянии f₁. Подобным же образом, второй луч света 310 цвета, связанного с большей длиной волны λ₂ (например, λ₂ > λ₁), проходит через преломляющий фокусирующий элемент 300 и фокусируется в точке с фокусным расстоянием f₂ , которое больше чем фокусное расстояние f_1,

[0065] В контексте микрооптического защитного устройства, описанная выше хроматическая аберрация может иметь эффект уменьшения контраста между цветами синтетических изображений, получаемых с помощью микрооптической системы, что могут находить нежелательным пользователи готового продукта. В дополнение к этому, когда показатель преломления преломляющего фокусирующего элемента 300 увеличивается (например, при добавлении наночастиц в смесь материалов), степень хроматической аберрации (например, отношение f₂ к f₁) может, в зависимости от изменений дисперсии в матрице, стать более выраженной. Хотя с хроматической аберрацией можно бороться в телескопах и камерах посредством увеличения общего фокусного расстояния фокусирующего элемента, делая фокусные расстояния для различных длин волн ближе друг к другу, этот подход, как правило, является неприемлемым в контексте микрооптических защитных устройств и защищенных документов, где толстые продукты часто являются бесполезными. В дополнение к этому, в определенных вариантах осуществления, с хроматической аберрацией можно бороться посредством введения второй линзы, или дублета, сформированного из двух материалов с различными дисперсионными свойствами.

[0066] Фигура 4 иллюстрирует пример множества систем пиктограмм, расположенных под преломляющим фокусирующим элементом пиктограмм, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, при использовании наночастиц для настройки показателя преломления преломляющего фокусирующего элемента и/или других компонентов микрооптического защитного устройства, эффекты хроматической аберрации, описанные со ссылкой на Фигуру 3 настоящего описания, можно ослабить и оптимизировать для получения синтетических изображений с неожиданными визуальными эффектами.

[0067] Обращаясь к иллюстративному примеру Фигуры 4, здесь показан преломляющий фокусирующий элемент 400 как фокусирующий первый луч 405 света с первой длиной волны λ₁ на первой системе 415 пиктограмм. Согласно определенным вариантам осуществления, первая система 415 пиктограмм содержит один или несколько признаков (например, окрашенную область 112 на Фигуре 1) цвета, связанного с длиной волны, соответствующей указанному диапазону длин волн вокруг первой длины волны λ_1, Согласно определенным вариантам осуществления, в дополнение к преломляющему фокусирующему элементу 400, первый луч света проходит через другие оптические компоненты (например, через спейсерный слой или герметизирующий слой) микрооптического защитного устройства, которое в сочетании с преломляющим фокусирующим элементом 400, имеет первое эффективное фокусное расстояние f₁^* для света длины волны λ_1, Согласно определенным вариантам осуществления, величина f₁^* может настраиваться посредством регулировки концентрации наночастиц в преломляющем фокусирующем элементе 400 и в других компонентах микрооптического защитного устройства так, что первый луч света 405 фокусируется на первой системе пиктограмм 415.

[0068] Как показано в иллюстративном примере Фигуры 4, здесь преломляющий фокусирующий элемент 400 показан как фокусирующий второй луч света 410 со второй длиной волны λ₂ на второй системе 420 пиктограмм, Согласно определенным вариантам осуществления, вторая система 420 пиктограмм содержит один или несколько признаков цвета, связанного с длиной волны соответствующей указанному диапазону длин волн вокруг второй длины волны λ_2. Согласно определенным вариантам осуществления, в дополнение к преломляющему фокусирующему элементу 400, первый луч света проходит через другие оптические компоненты (например, через спейсерный слой или герметизирующий слой) микрооптического защитного устройства, которые в сочетании с преломляющим фокусирующим элементом 400, имеют второе эффективное фокусное расстояние f₂^* для света длины волны λ₂.

[0069] Согласно некоторым вариантам осуществления, поскольку вторая система 420 пиктограмм располагается под первой системой 415 пиктограмм, второй луч света 410 проходит через дополнительные структуры 419 (например, спейсерные слои или удерживающие структуры) микрооптического защитного устройства. Согласно определенным вариантам осуществления, величина f₂^* может настраиваться для обеспечения того, чтобы второй луч света 410 фокусировался на второй системе 420 пиктограмм, например, посредством регулировки концентрации наночастиц в преломляющем фокусирующем элементе 400, а также в дополнительных структурах 419.

[0070] Фигура 5 иллюстрирует аспекты визуальных эффектов в синтетическом изображении, создаваемом с помощью микрооптического защитного устройства согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0071] Обращаясь к неограничивающему примеру Фигуры 5, здесь преломляющий фокусирующий элемент 500 показан как фокусирующий первый луч света 505 цвета (например, голубого), связанного с длиной волны λ₁, через компоненты микрооптического защитного устройства так, что он фокусируется на первой системе 515 пиктограмм на эффективном фокусном расстоянии f₁^* для света длины волны λ_1, Подобным же образом, в этом пояснительном примере, преломляющий фокусирующий элемент показан как фокусирующий второй луч света 510 цвета (например, красного), связанного с большей длиной волны λ₂, через компоненты (включая дополнительные компоненты 519) микрооптического защитного устройства, так, что он фокусирует второй луч света на второй системе 520 пиктограмм на эффективном фокусном расстоянии f₂^* для света длины волны λ₂.

[0072] Обращаясь к неограничивающему примеру Фигуры 5, здесь, эффективное фокусное расстояние f₁^* для света длины волны λ₁ меньше эффективного фокусного расстояния f₂^* для света длины волны λ₂. Согласно различным вариантам осуществления, описанная выше разница эффективных фокусных расстояний между f₁^* и f₂^* дает основанную на длине волны разницу для числа F. Говоря иначе, признаки первой системы 515 пиктограмм первого характерного цвета, связанного с длиной волны λ₁, формируют компоненты первого характерного цвета синтетического изображения, проецируемого микрооптической системой. Подобным же образом, признаки второй системы 520 пиктограмм второго характерного цвета, связанного с длиной волны λ₂, формируют компоненты второго характерного цвета синтетического изображения, проецируемого микрооптической системой.

[0073] Из-за разницы эффективного фокусного расстояния f₁^* для света длины волны λ₁ и эффективного фокусного расстояния f₂^* для света длины волны λ₂, пиктограммы, у которых характерный цвет связан со светом длины волны λ₁ формируются в первой системе 515 пиктограмм, которая находится на ином слое, чем вторая система 520 пиктограмм, содержащая пиктограммы, у которых характерный цвет связан со светом длины волны λ₂. Все другие факторы являются одинаковыми (например, обе системы пиктограмм дают сходные оптические эффекты), описанная выше разница высоты слоя между первой системой 515 пиктограмм и второй системой пиктограмм заставляет компоненты синтетического изображения, создаваемого микрооптическим защитным устройством первого характерного цвета, демонстрировать меньшее изменение положения (Δ₁), чем изменение положения (Δ₂) компонентов второго характерного цвета в ответ на изменение положения зрения. То есть, в неограничивающем примере Фигуры 5, красные компоненты синтетического изображения будут выглядеть как движущиеся дальше и быстрее в ответ на изменения положения зрения, чем голубые компоненты синтетического изображения (то есть, Δ₂ > Δ₁). Говоря иначе, синтетическое изображение от первой системы 515 пиктограмм будет иметь вид находящегося на коротком “плече рычага” 550 по сравнению с более длинным “плечом рычага” 560 для компонентов большой длины волны синтетического изображения от второй системы 520 пиктограмм. Таким образом, когда зритель регулирует угол зрения микрооптического защитного устройства, компоненты большой длины волны синтетического изображения (например, красные части) на второй системе 520 пиктограмм выглядят движущимися быстрее, чем компоненты малой длины волны синтетического изображения (например, голубых частей) на первой системе 515 пиктограмм. Согласно определенным вариантам осуществления, относительная “скорость” различных окрашенных компонентов синтетического изображения может быть показателем аутентичности признака системы защиты.

[0074] Хотя неограничивающие примеры Фигур 3-5 иллюстрируют аспекты оптических эффектов, производимых микрооптическими системами согласно определенным вариантам осуществления, содержащих линзы, изображенные как выпуклые или плоско-выпуклые, варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются этим, и примеры Фигур 3-5 применимы для вариантов осуществления, использующих множество геометрий линз, включая, без ограничения, вогнутые или плоско-вогнутые линзы.

[0075] Фигуры 6A-6E иллюстрируют пять примеров, обозначенных a.) - e.) конфигураций микрооптических защитных устройств с настраиваемым герметизирующим слоем с наночастицами согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. Хотя определенные варианты осуществления описываются со ссылкой на пять вариантов осуществления, показанных в иллюстративных примерах Фигур 6A-6E, настоящее изобретение не ограничивается этим, и дополнительные конфигурации микрооптических защитных устройств с герметизирующими слоями, настраиваемыми с помощью наночастиц, являются возможными и находятся в рассматриваемых рамках настоящего изобретения.

[0076] Обращаясь к неограничивающим примерам Фигур 6A-6E, здесь, определенные микрооптические защитные устройства по настоящему изобретению содержат герметизирующий слой 600, настраиваемый с помощью наночастиц. В некоторых вариантах осуществления, герметизирующий слой 600, настраиваемый с помощью наночастиц, содержит самый верхний (относительно предполагаемого положения зрения) слой микрооптического защитного устройства, и он имеет, по существу, плоскую верхнюю поверхность чтобы противостоять накоплению грязи, жира и других деградирующих агентов для способности микрооптического защитного устройства генерировать синтетическое изображение. Согласно различным вариантам осуществления, герметизирующий слой 600, настраиваемый с помощью наночастиц, конструируется из смеси материалов, которая содержит органическую смолу (например, акрилатный мономер или акрилатный олигомер) и один или несколько видов наночастиц, концентрация которых в смеси материалов регулирует показатель преломления герметизирующего слоя 600, настраиваемого с помощью наночастиц. В некоторых вариантах осуществления, концентрация наночастиц выбирается для достижения заданной разности показателей преломления между герметизирующим слоем 600, настраиваемым с помощью наночастиц, и одной или несколькими системами преломляющих элементов 605 пиктограмм, вдоль неплоской границы между герметизирующим слоем 600, настраиваемым с помощью наночастиц, и одной или несколькими системами преломляющих элементов 605 пиктограмм. В неограничивающих примерах, показанных на Фигурах 6A-6E, герметизирующий слой 600, настраиваемый с помощью наночастиц, конструируется из материала, имеющего более высокий показатель преломления, чем преломляющие фокусирующие элементы 605 пиктограмм, и в результате, преломляющие фокусирующие элементы 605 пиктограмм имеют геометрию вогнутой линзы. Другие варианты осуществления настоящего изобретения, где разница между показателями преломления герметизирующего слоя 600 и преломляющими фокусирующими элементами 605 пиктограмм делает необходимой геометрию выпуклой линзы, являются возможными и находятся в рассматриваемых рамках настоящего изобретения.

[0077] Как показано в иллюстративных примерах Фигур 6A-6E, микрооптические защитные устройства согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения могут содержать одну или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов 605 пиктограмм. Согласно определенным вариантам осуществления, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм содержат набор структур, которые определяют одну или несколько неплоских границ между областями с различными показателями преломления и фокусируют свет, по меньшей мере, одной длины волны на пиктограммах в одной или нескольких системах 615 пиктограмм. В некоторых вариантах осуществления, преломляющие фокусирующие элементы в одной или нескольких системах преломляющих фокусирующих элементов 605 пиктограмм являются радиально симметричными. В определенных вариантах осуществления, преломляющие фокусирующие элементы являются аксиально или трансляционно симметричными (например, линзы лентикулярного ряда). В некоторых вариантах осуществления, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм содержат две или более систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм (например, 605a и 605b). В определенных вариантах осуществления, использование множества систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм может быть желательным из-за внутренних отражений, хроматических аберраций или других нежелательных визуальных эффектов. Согласно различным вариантам осуществления, преломляющие фокусирующие элементы одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов 605 пиктограмм имеют диаметр 30 мкм или больше. В различных вариантах осуществления, преломляющие фокусирующие элементы 605 пиктограмм имеют размер в пределах между 7,5 и 25 мкм.

[0078] В различных вариантах осуществления настоящего изобретения, микрооптические защитные устройства с герметизирующими слоями, настраиваемыми с помощью наночастиц, содержат оптический спейсер 610. Согласно некоторым вариантам осуществления, оптический спейсер 610 может представлять собой лист материала, поверх которого наносятся и формируются материалы для формирования других элементов микрооптического защитного устройства. В некоторых вариантах осуществления, оптический спейсер 610 объединяется с другим компонентом (например, с системой преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм) микрооптического защитного устройства. В определенных вариантах осуществления, в зависимости, например, от разницы показателей преломления вдоль неплоской границы между герметизирующим слоем и системой преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм, оптический спейсер 610 служит для позиционирования одной или нескольких систем пиктограмм на фокусном расстоянии системы преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм.

[0079] Как показано в неограничивающих примерах Фигур 6A-6E, микрооптические защитные устройства согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения содержат одну или несколько систем 615 пиктограмм, которые располагаются под (относительно предполагаемой точки зрения) одной или несколькими системами преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм так, что часть одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов 605 пиктограмм проецирует синтетическое изображение части одной или нескольких систем 615 пиктограмм. Согласно определенным вариантам осуществления микрооптическое защитное устройство содержит две или более систем пиктограмм (615a и 615b). В определенных вариантах осуществления, каждая система пиктограмм содержит признаки, имеющие характерный цвет, и каждая система пиктограмм располагается на глубине или в положении внутри микрооптического защитного устройства, относительно одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм, связанных с зависящим от длины волны эффективным фокусным расстоянием одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов 605 пиктограмм.

[0080] В различных вариантах осуществления настоящего изобретения, микрооптические защитные устройства с герметизирующими слоями, настраиваемыми с помощью наночастиц, дополнительно содержат машинно-считываемое защитное устройство (Mr-SD) 620. В определенных вариантах осуществления, Mr-SD 620 содержит слой магнитной краски или другой среды, которая, когда проходит через соответствующее устройство, такое как устройство для проверки банкнот (BEM), дает характерный спектр испускания или отклика для надежной проверки критериев валидации.

[0081] Согласно различным вариантам осуществления, микрооптические защитные устройства с герметизирующим слоем 600, настраиваемым с помощью наночастиц, имеют толщину устройства 50 микрон или меньше. Как используется в настоящем описании, термин “толщина устройства” охватывает расстояние от поверхности, через которую свет поступает в оптическое устройство, до поверхности (напротив слоя адгезива), обеспечивающей границу раздела между микрооптическим защитным устройством и подложкой, к которой прикреплено микрооптическое защитное устройство.

[0082] Фигуры 7A-7E иллюстрируют пять примеров конфигураций микрооптических защитных устройств, которые не содержат герметизирующего слоя, настраиваемого с помощью наночастиц, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. Хотя определенные варианты осуществления описываются со ссылкой на пять вариантов осуществления, показанных в иллюстративных примерах Фигур 7A-7E, настоящее изобретение не ограничивается этим, и дополнительные конфигурации микрооптических защитных устройств являются возможными и находятся в рассматриваемых рамках настоящего изобретения.

[0083] Как показано в иллюстративных примерах Фигур 7A-7E, микрооптические защитные устройства согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения могут содержать одну или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов 705 пиктограмм. Согласно определенным вариантам осуществления, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм содержат набор структур, которые определяют одну или несколько неплоских границ между областями с различными показателями преломления и фокусируют свет, по меньшей мере, одной длины волны на пиктограммах в одной или нескольких системах 715 пиктограмм. В некоторых вариантах осуществления, преломляющие фокусирующие элементы одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов 705 пиктограмм являются радиально симметричными. В определенных вариантах осуществления, преломляющие фокусирующие элементы являются аксиально симметричными (например, линзы лентикулярного ряда). В некоторых вариантах осуществления, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм содержат две или более систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм (например, 705a и 705b). В определенных вариантах осуществления, использование множества систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм может быть желательным из-за внутреннего отражения, хроматических аберраций или других нежелательных визуальных эффектов. Согласно различным вариантам осуществления, преломляющие фокусирующие элементы одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов 705 пиктограмм имеют диаметры 30 мкм или больше. Согласно различным вариантам осуществления, преломляющие фокусирующие элементы формируется из смеси материалов, которая содержит органическую смолу и наночастицы, которые, в сочетании, имеют показатель преломления больше 1,5. Согласно некоторым вариантам осуществления, органическая смола в смеси материалов, сама по себе, имеет показатель преломления меньше 1,5. В определенных вариантах осуществления, органическая смола в смеси материалов имеет показатель преломления 1,4 или меньше.

[0084] В различных вариантах осуществления настоящего изобретения, микрооптические защитные устройства, в которых отсутствуют герметизирующие слои, настраиваемые с помощью наночастиц, содержат оптический спейсер 710. Согласно некоторым вариантам осуществления, оптический спейсер 710 может представлять собой лист материала (например, полиэстровую пленку), поверх которого наносятся и формируются материалы для формирования других элементов микрооптического защитного устройства. В некоторых вариантах осуществления, оптический спейсер 710 объединяется с другим компонентом (например, с системой преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм) микрооптического защитного устройства. В определенных вариантах осуществления, и в зависимости, например, от разницы показателей преломления вдоль неплоской границы между системой преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и другой средой (такой как воздух), оптический спейсер 710 служит для позиционирования одной или нескольких систем пиктограмм на фокусном расстоянии системы преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм.

[0085] Как показано в неограничивающих примерах Фигур 7A-7E, микрооптические защитные устройства согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения содержат одну или несколько систем 715 пиктограмм, которые располагаются под (относительно предполагаемой точки зрения) одной или несколькими системами преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм так, что часть одного или нескольких преломляющих фокусирующих элементов 705 пиктограмм проецирует синтетическое изображение части одной или нескольких систем 715 пиктограмм. Согласно определенным вариантам осуществления микрооптическое защитное устройство имеет две или более систем пиктограмм (715a и 715b). В определенных вариантах осуществления, каждая система пиктограмм содержит признаки, имеющие характерный цвет, и каждая система пиктограмм располагается на глубине, или в положении внутри микрооптического защитного устройства, относительно одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм, связанных с зависящим от длины волны эффективным фокусным расстоянием одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов 705 пиктограмм.

[0086] В различных вариантах осуществления настоящего изобретения, микрооптические защитные устройства, которое не содержит герметизирующих слоев, настраиваемых с помощью наночастиц, дополнительно содержат машинно-считываемое защитное устройство (Mr-SD) 720. В определенных вариантах осуществления, Mr-SD 720 содержит слой магнитной краски или другую среду, которая, когда проходит через соответствующее устройство, такое как устройство для проверки банкнот (BEM), дает характерный спектр испускания или отклика для надежной проверки критериев валидации.

[0087] Согласно различным вариантам осуществления, микрооптические защитные устройства, которые не содержат герметизирующего слоя, настраиваемого с помощью наночастиц, могут иметь толщину устройства 20-30 микрон. В некоторых вариантах осуществления, микрооптические защитные устройства, которые не содержат герметизирующих слоев, настраиваемых с помощью наночастиц, имеют толщину 20 микрон или меньше. Согласно определенным вариантам осуществления, микрооптические защитные устройства, которые не содержат герметизирующего слоя, настраиваемого с помощью наночастиц, могут иметь толщину устройства меньше 15 микрон.

[0088] Фигура 8 иллюстрирует пример синтетического изображения 800, содержащего комбинации характерных цветов первой системы пиктограмм, связанных с первым характерным цветом и второй системы пиктограмм второго характерного цвета согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0089] Обращаясь к неограничивающему примеру Фигуры 8, здесь, синтетическое изображение, обеспечиваемое микрооптическим защитным устройством (например, микрооптическим защитным устройством 100 на Фигуре 1), как оно наблюдается под первым углом зрения представлено на указанной фигуре. Согласно определенным вариантам осуществления, микрооптическое защитное устройство, проецирующее синтетическое изображение 800, содержит систему настраиваемых с помощью наночастиц преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм (например, систему преломляющих фокусирующих элементов 120 пиктограмм на Фигуре 1A), где показатель преломления фокусирующего элемента настраивается для фокусировки света первой длины волны на первом слое, содержащем систему пиктограмм (например, систему пиктограмм 110b на Фигуре 1), связанную с первым характерным цветом. В этом иллюстративном примере, первый характерный цвет является голубым, хотя варианты осуществления с другим первым характерным цветом являются возможными и находятся в рамках настоящего изобретения. Подобным же образом, показатель преломления фокусирующих элементов микрооптического защитного устройства, дающего синтетическое изображение, иллюстрируемое на Фигуре 8, настраивается чтобы также фокусировать свет второй длины волны на втором слое, содержащем вторую систему пиктограмм (например, систему пиктограмм 110a на Фигуре 1), связанную со вторым характерным цветом. В этом иллюстративном примере, второй характерный цвет является пурпурным, хотя варианты осуществления с другим вторым характерным цветом являются возможными и находятся в рамках настоящего изобретения. Кроме того, согласно некоторым вариантам осуществления, слои пиктограмм микрооптического защитного устройства, проецирующего синтетическое изображение 800, содержат области между пиктограммами, которые являются по существу бесцветными (например, области прозрачного материала, определяющего структуры, удерживающие пиктограммы).

[0090] Как показано на Фигуре 8, синтетическое изображение 800, получаемое под первым углом зрения, содержит оттенки или комбинации, состоящие из первого характерного цвета, второго характерного цвета и бесцветных областей. Например, синтетическое изображение 800 содержит область 801, которая является голубой с тем же оттенком голубого, что и первый характерный цвет. Подобным же образом, синтетическое изображение 800 содержит область 803, которая имеет голубой цвет, который представляет собой более светлый оттенок голубого, чем первый характерный цвет. В дополнение к этому, синтетическое изображение 800 содержит область 805, которая является пурпурной с тем же оттенком пурпурного, что и второй характерный цвет. Кроме того, синтетическое изображение 800 содержит область 807, которая является пурпурной с более светлым оттенком пурпурного, чем второй характерный цвет. Кроме того, синтетическое изображение 800 содержит область 809, которая, подобно определенным промежуточным областям в слоях пиктограмм, является по существу бесцветной. В дополнение к этому, синтетическое изображение 800 содержит область 811, которая представляет собой оттенок лилового, связанный со смесью первого характерного цвета и второго характерного цвета. Как показано в неограничивающем примере Фигуры 8, синтетическое изображение 800 содержит область 813, которая представляет собой оттенок лилового, связанный со вторым характерным цветом, и имеет более светлый оттенок первого характерного цвета (например, более светлый оттенок голубого в области 803). Подобным же образом, синтетическое изображение 800 содержит область 815, которая имеет оттенок лилового, связанный с более светлым оттенком первого характерного цвета (например, более светлый оттенок голубого в области 803), и с более светлым оттенком второго характерного цвета (например, с более светлым оттенком пурпурного в области 807). Наконец, в определенных вариантах осуществления, синтетическое изображение 800 содержит область 817, которая имеет оттенок лилового, связанный с первым характерным цветом и с более светлым оттенком второго характерного цвета (например, с более светлым оттенком пурпурного в области 807).

[0091] Таким образом, определенные варианты осуществления настоящего изобретения дают неожиданный результат двухцветной структуры пиктограмм, который дает возможность одному фокусирующему элементу вносить вклад, по меньшей мере, в девять цветов в синтетическое изображение, создаваемое микрооптической системой, часть которой представляют собой структура пиктограмм и фокусирующий элемент. В более общем смысле, в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения, синтетические изображения, создаваемые защитным устройством в первом диапазоне углов зрения, могут содержать, по меньшей мере, девять цветов, посредством модуляции положений пиктограмм, связанных с первым характерным цветом, и пиктограмм, связанных со вторым характерным цветом, в двух слоях пиктограмм.

[0092] В дополнение к этому, в определенных вариантах осуществления, другие цвета кроме, по меньшей мере, девяти цветов, обеспечиваемых одним фокусирующим элементом, проецирующим свет от структуры из двух или более слоев пиктограмм, можно получить посредством агрегирования выходных сигналов множества фокусирующих элементов, в которых цветовой выход модулируется согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. В качестве неограничивающего примера, рассмотрим область микрооптического защитного устройства (например, микрооптического защитного устройства 100), содержащую микрооптические ячейки, каждая из которых может давать на выходе, по меньшей мере, девять цветов посредством модуляции положения и присутствия пиктограмм в двух слоях структуры пиктограмм. Как используется в настоящем изобретении, термин “микрооптическая ячейка” охватывает трехмерную секцию микрооптического защитного устройства, соответствующую одному фокусирующему элементу, такому как показано на Фигуре 4 настоящего описания. Посредством конфигурирования первой доли (например, одной трети) микрооптических ячеек, получают на выходе один, по меньшей мере, из девяти цветов (например, более светлый оттенок пурпурного в области 807 на Фигуре 8), получаемых с помощью двух слоев структуры пиктограмм, и второй доли микрооптических ячеек, получают на выходе другой, по меньшей мере, из девяти цветов (например, пурпурный, показанный в области 805 Фигуры 8). Область микрооптических ячеек будет выглядеть как область цвета, который представляет собой смесь цветов, получаемых на выходе первой и второй долей микрооптических ячеек в этой области. Таким образом, согласно определенным вариантам осуществления, исключительно детализированный контроль цветов, обеспечиваемых микрооптической системой защиты, может достигаться посредством размещения вперемешку ячеек, дающих на выходе различные цвета, по меньшей мере, из девяти цветов, получаемых на выходе каждой микрооптической ячейки.

[0093] Фигуры 9A, 9B и 9C иллюстрируют аспекты генерирования синтетических изображений, содержащих комбинации характерных цветов первой системы пиктограмм, связанной с первым характерным цветом, и второй системы пиктограмм, связанной со вторым характерным цветом.

[0094] Обращаясь к неограничивающим примерам Фигур 9A, 9B и 9C, здесь, в определенных вариантах осуществления, комбинации набора характерных цветов пиктограмм можно получить посредством модуляции положения пиктограмм относительно фокальной точки пиктограмм и бесцветных областей в слое пиктограмм.

[0095] Обращаясь к неограничивающему примеру Фигуры 9A, здесь показана первая субсекция 900 микрооптического защитного устройства (например, микрооптического защитного устройства 100 на Фигуре 1). Согласно определенным вариантам осуществления, микрооптическое защитное устройство содержит герметизирующий слой 901 (например, герметизирующий слой 125 на Фигуре 1), множество фокусирующих элементов, включая фокусирующие элементы 903, 905 и 907, и оптический спейсер 913 (например, оптический спейсер 115 на Фигуре 1). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, один или несколько элементов из герметизирующего слоя 901, фокусирующих элементов 903, 905 и 907 или оптического спейсера 913 конструируются из полимерной матрицы, которая содержит наночастицы для настройки показателя преломления слоя. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, и в зависимости от геометрии линз, выбранной для фокусирующих элементов 903, 905 и 907 (например, выпуклых или вогнутых линз), один или несколько элементов из герметизирующего слоя 901 или фокусирующих элементов 903, 905 и 907 конструируются из материала с низким показателем преломления, например, из материала, имеющего показатель преломления меньше 1,4, материала, имеющего показатель преломления в пределах между 1,30 и 1,35, или материала, имеющего показатель преломления меньше 1,3. В определенных вариантах осуществления, один или несколько элементов из герметизирующего слоя 901, фокусирующих элементов 903, 905 и 907 или оптического спейсера 913 конструируются из полимерной матрицы, которая не содержит наночастиц для настройки показателя преломления слоя.

[0096] Как показано в иллюстративном примере Фигуры 9A, микрооптическое защитное устройство дополнительно содержит первую систему пиктограмм, связанную с первым характерным цветом (в этом иллюстративном примере, с голубым, хотя другие цвета являются возможными и находятся в рассматриваемых рамках настоящего изобретения), расположенную в первом слое 909. В дополнение к этому, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, микрооптическое защитное устройство содержит вторую систему пиктограмм, связанную со вторым характерным цветом (в этом иллюстративном примере с пурпурным, хотя другие цвета являются возможными и находятся в рассматриваемых рамках настоящего изобретения). Согласно определенным вариантам осуществления, пространство между пиктограммами первого слоя 909 и второго слоя 911 содержит, по существу, бесцветный материал (например, непигментированный полимер).

[0097] Согласно определенным вариантам осуществления, под первым углом зрения, каждый из фокусирующих элементов 903, 905 и 907 фокусирует свет, поступающий в микрооптическое защитное устройство в областях в первом слое 909 и втором слое 911 вдоль путей, сходящихся в фокусных точках 915, 917 и 919, соответственно. По тем же причинам, свет покидает микрооптическое защитное устройство из фокусных точек 915, 917 и 919 вдоль таких же путей, показанных на фигуре. Как отмечено в другом месте в настоящем описании, тонкая модуляция положений пигментированных пиктограмм относительно пути света, попадающего в микрооптическое защитное устройство, в направлении, связанным с первым углом зрения, до каждой из фокусных точек 915, 917 и 919 (упоминается в настоящем документе как “фокальный путь”) может объединять цвета, получаемые в синтетическом изображении, обеспечиваемом микрооптической системой, кроме двух характерных цветов, используемых для пиктограмм в первом слое 909 и втором слое 911.

[0098] В качестве первого примера, когда как пиктограмма 921a, связанная с первым характерным цветом, так и пиктограмма 921b, связанная со вторым характерным цветом, лежат на одном и том же фокальном пути для фокусирующего элемента, компонент синтетического изображения, обеспечиваемый фокусирующим элементом 903, имеет цвет, который представляет собой смесь первого характерного цвета и второго характерного цвета. В этом неограничивающем примере, смешивание первого характерного цвета (голубого) со вторым характерным цветом (пурпурным) дает темно лиловый цвет 923.

[0099] В качестве второго примера, когда пиктограмма 925a, связанная с первым характерным цветом, находится на некотором расстоянии от фокального пути фокусирующего элемента, и пиктограмма 925b, связанная со вторым характерным цветом, лежит на фокальном пути, компонент синтетического изображения, обеспечиваемый фокусирующим элементом 905, имеет цвет, который представляет собой смесь первого характерного цвета, бесцветной области и второго характерного цвета. В этом неограничивающем примере, находящаяся на некотором расстоянии относительно фокального пути пиктограмма 925a дает цвет 927, который представляет собой розоватый оттенок лилового. Отметим, что, в этом неограничивающем примере, вклад первого характерного цвета в цвет 927 в основном ослабляется из-за прохождения некоторого расстояния пиктограммы 925a от фокального пути, в то время как вклад второго характерного цвета, по существу, не изменяется.

[0100] В качестве третьего примера, когда пиктограмма 929a, связанная с первым характерным цветом, находится на фокальном пути фокусирующего элемента и пиктограмма 929b, связанная со вторым характерным цветом, находится на некотором расстоянии от фокального пути фокусирующего элемента, компонент синтетического изображения, обеспечиваемый фокусирующим элементом 907, имеет цвет 931, который представляет собой смесь первого характерного цвета, второго характерного цвета и, по существу, бесцветных областей между пиктограммами второго слоя 911. В этом конкретном примере, цвет 931 содержит голубоватый оттенок лилового. Отметим, что в этом иллюстративном примере, вклад первого характерного цвета, по существу, не изменяется, но вклад второго характерного цвета в цвет 931 ослабляется из-за прохождения некоторого расстояния пиктограммы 929b от фокального пути.

[0101] Фигура 9B дает другие примеры достижения комбинаций ограниченного набора характерных цветов в синтетическом изображении согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0102] Обращаясь к неограничивающему примеру Фигуры 9B, здесь, вторая субсекция 991 микрооптического устройства показана на Фигуре 9B. Для удобства ссылок вторая субсекция 991 использует такую же конструкцию как первая субсекция 900, показанная на Фигуре 9A. Как показано в этом иллюстративном примере, вторая субсекция 991 содержит герметизирующий слой 901, фокусирующие элементы 903, 905 и 907 и оптический спейсер 913, которые имеют конструкцию эквивалентную их соответствующим вариантам осуществления, описанным со ссылкой на Фигуру 9A. Подобным же образом, вторая субсекция 991 содержит первый слой 909 и второй слой 911, которые эквивалентны их соответствующим вариантам осуществления на Фигуре 9A.

[0103] Согласно определенным вариантам осуществления, при некотором расстоянии пиктограммы 933, связанной с первым характерным цветом, от фокального пути фокусирующего элемента, в отсутствие пиктограммы во втором слое 911, компонент синтетического изображения, обеспечиваемый фокусирующим элементом 903, имеет цвет 935, который представляет собой сочетание первого характерного цвета и, по существу, бесцветного материала в первом слое 909. В этом конкретном примере, цвет 935 представляет собой более светлый оттенок первого характерного цвета, который в этом примере содержит более светлый оттенок голубого.

[0104] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в отсутствие пиктограммы вблизи фокального пути фокусирующего элемента 905 и при некотором расстоянии пиктограммы 937 от фокального пути, компонент синтетического изображения, обеспечиваемый фокусирующим элементом 905, имеет цвет 939, который представляет собой сочетание второго характерного цвета и, по существу, бесцветного материала во втором слое 911. В этом неограничивающем примере, цвет 939 представляет собой более светлый оттенок второго характерного цвета, который в этом иллюстративном примере содержит светло розовый.

[0105] В различных вариантах осуществления настоящего изобретения, при некотором расстоянии как пиктограммы 941, связанной с первым характерным цветом, так и пиктограммы 941b от фокального пути фокусирующего элемента 907, компонент синтетического изображения, обеспечиваемый фокусирующим элементом 907, имеет цвет 943, который представляет собой сочетание первого характерного цвета, второго характерного цвета и, по существу, бесцветного материала в первом слое 909 и втором слое 911. В этом неограничивающем примере, цвет 943 содержит лавандовый цвет.

[0106] Обращаясь к неограничивающему примеру Фигуры 9C, здесь, третья субсекция 993 микрооптического устройства показана на Фигуре 9C. Для удобства ссылки третья субсекция 993 использует такую же конструкцию как первая субсекция 900, показанная на Фигуре 9A. Как показано в этом иллюстративном примере, третья субсекция 993 содержит герметизирующий слой 901, фокусирующие элементы 903, 905 и 907, и оптический спейсер 913, которые имеют такую же конструкцию, как и их соответствующие варианты осуществления, описанные со ссылками на Фигуру 9A. Подобным же образом, третья субсекция 993 содержит первый слой 909 и второй слой 911, которые являются такими же как их соответствующие варианты осуществления на Фигуре 9A.

[0107] Обращаясь к неограничивающему примеру Фигуры 9C, здесь, согласно определенным вариантам осуществления, посредством позиционирования пиктограммы 945, связанной с первым характерным цветом, на фокальном пути фокусирующего элемента 903 и в отсутствие позиционирования пиктограммы, связанной со вторым характерным цветом, на фокальном пути фокусирующего элемента 903 или вблизи него, цвет 947 компонента синтетического изображения, проецируемого частью фокусирующего элемента 903, представляет собой первый характерный цвет.

[0108] Согласно различным вариантам осуществления, посредством позиционирования пиктограммы 949, связанной со вторым характерным цветом, на фокальном пути фокусирующего элемента 905 и в отсутствие позиционирования пиктограммы, связанной с первым характерным цветом на фокальном пути фокусирующего элемента 905 или вблизи него, цвет 951 вклада фокусирующего элемента 905 в синтетическое изображение представляет собой второй характерный цвет.

[0109] Подобным же образом, в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, в отсутствие позиционирования любых окрашенных пиктограмм на фокальном пути фокусирующего элемента 907 или вблизи него, вклад фокусирующего элемента 907 в синтетическое изображение будет, подобно областям между пиктограммами первого слоя 909 и второго слоя 911, по существу, бесцветным.

[0110] Хотя модуляция между комбинациями характерных цветов, в примерах Фигур 8 и 9A-C описана со ссылками на микрооптические системы с использованием преломляющих фокусирующих элементов, варианты осуществления настоящего изобретения этим не ограничиваются, и описанные выше эффекты модуляции цветов можно получить в системах с использованием отражающих фокусирующих элементов (например, в микрооптическом защитном устройстве 100 на Фигуре 1C). В дополнение к этому, хотя описаны определенные варианты осуществления настоящего изобретения, достижение модуляции уровня микрооптических ячеек того цвета, который ячейка обеспечивает для синтетического изображения, со ссылками на системы с двухслойной структурой пиктограмм, и пиктограмм, связанных с двумя характерными цветами, настоящее изобретение этим не ограничивается. Варианты осуществления, включающие структуры пиктограмм с более чем двумя слоями, а также варианты осуществления с пиктограммами, связанными с тремя или более характерными цветами, находятся в предполагаемых рамках настоящего изобретения.

[0111] Согласно определенным вариантам осуществления, дополнительная детализация на микроуровне (как используется в настоящем описании, термин “микроуровень” охватывает цвет, видимый через отдельный фокусирующий элемент в отсутствие окрашенной подложки) в цветах на выходе с помощью конечного набора характерных цветов элементов пиктограмм можно достичь посредством модуляции размеров пиктограмм, связанных с каждым характерным цветом. Согласно некоторым вариантам осуществления, размер пиктограмм, связанных с конкретным характерным цветом, можно модулировать с помощью одного или нескольких подходов, изменения ширины линии линейной пиктограммы, удаления частичных пиктограмм или удвоения пиктограмм в пределах площади, занимаемой фокусирующим элементом пиктограмм.

[0112] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, дополнительная детализация на макроуровне (как используется в настоящем изобретении, “макро-уровень” охватывает цвета видимые при взгляде на множество микрооптических ячеек сразу) для цветов может возникнуть в ответ на малые изменения угла зрения так, что среди микрооптических ячеек с подобными структурами пиктограмм, пиктограммы могут находиться на границе с нахождением в пределах фокального пути фокусирующих элементов пиктограмм, приводя к появлению областей, которые демонстрируют цвета промежуточные между цветами, связанными с комбинациями первого и второго характерных цветов. Область 819 на Фигуре 8 дает неограничивающий пример детализации на макроуровне для цветов, наблюдаемых при взгляде на множество микрооптических ячеек микрооптического защитного устройства одновременно. Как показано на Фигуре 8, в области 819, можно наблюдать видимый постепенный переход цветов, включающий множество оттенков характерного цвета (в противоположность резкой границе) между двумя оттенками цвета.

[0113] Фигуры 10A и 10B иллюстрируют примеры микрооптического защитного устройства согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0114] Обращаясь к неограничивающему примеру Фигуры 10A, на этой фигуре показан пример микрооптического защитного устройства 1000. Согласно определенным вариантам осуществления, микрооптическое устройство 1000 содержит герметизирующий слой 1005, систему преломляющих фокусирующих элементов 1010, оптический спейсер 1015 и слой 1020 пиктограмм, содержащий множество пиктограмм 1025.

[0115] Согласно определенным вариантам осуществления, микрооптическое защитное устройство 1000 содержит устройство способное проецировать множество синтетических изображений, включая, без ограничения, эффекты цветового сдвига, оптически переменные эффекты и синтетически увеличенные изображения содержания слоя 1020 пиктограмм, которые появляются выше и/или ниже плоскости микрооптического защитного устройства 1000, Как показано в иллюстративном примере Фигуры 10A, герметизирующий слой 1005 формируется из материала, имеющего больший показатель преломления, чем материал, используемый для формирования системы преломляющих фокусирующих элементов 1010. В некоторых вариантах осуществления, герметизирующий слой 1005 формируется из материала с высоким показателем преломления, такого как ароматический функционализованный акрилат с диспергированными наночастицами оксида циркония. В качестве одного неограничивающего примера, герметизирующий слой 1005 представляет собой, в определенных вариантах осуществления, герметизирующий слой 1005, имеющий показатель преломления приблизительно 1,6 и сформированный как УФ-отвержденный слой жидкой смеси диоксида циркония и акрилатного мономера, смеси флуорендиакрилата бисфенола и o-фенилфенолэтилакрилата, и соответствующего фотоинициатора.

[0116] Согласно различным вариантам осуществления, система преломляющих фокусирующих элементов 1010 формируется из материала, имеющего показатель преломления 1,5 или меньше. Согласно уравнению формулы линзы для данного радиуса линзы, общую толщину микрооптического защитного устройства 1000 можно уменьшить посредством увеличения разности показателей преломления между материалом, формирующим герметизирующий слой 1005, и материалом, содержащим систему преломляющих фокусирующих элементов 1010. В некоторых вариантах осуществления, разность показателей преломления между рассмотренными выше двумя материалами составляет больше 0,1. В определенных вариантах осуществления, разность показателей преломления между материалом, используемым для формирования герметизирующего слоя 1005, и системой преломляющих фокусирующих элементов 1010 находится в пределах между 0,1 и 0,15, а в некоторых вариантах осуществления, разность находится в пределах между 0,16 и 0,20. В различных вариантах осуществления, разность показателей преломления находится в пределах между 0,21 и 0,25, а в некоторых вариантах осуществления, разность показателей преломления составляет 0,26 или больше.

[0117] В качестве иллюстративного примера, по меньшей мере, в одном из вариантов осуществления, система преломляющих фокусирующих элементов 1010 формируется из слоя смеси УФ-отвержденных фторированных акриловых материалов, имеющих показатель преломления ~1,35, например, из смеси, содержащей один или несколько фторуретанакрилатов, и соответствующего фотоинициатора. Хотя этим не ограничиваются соединения пригодные для использования как материал с низким показателем преломления в микрооптическом защитном устройстве 1000, фторированные акриловые материалы представляют определенные выгоды при изготовлении, включая, без ограничения, низкую липкость, хорошую адгезию с другими акриловыми материалами, стойкость к загрязнению и химическую стойкость, и температуру стеклования, которая является достаточно высокой для устранения деформации или избыточной липкости слоя в ходе изготовления. Другие примеры материалов пригодных для систем преломляющих фокусирующих элементов включают, без ограничения, силиконакрилаты и силиконметакрилаты.

[0118] Как показано в неограничивающем примере Фигуры 10A, микрооптическое защитное устройство 1000 содержит оптический спейсер 1015 (например, оптический спейсер 115 на Фигуре 1A). Согласно определенным вариантам осуществления, оптический спейсер 1015 формируется из секции тонкой, по существу, прозрачной пленки, например, полиэтилентерефталата (PET) толщиной 75. Согласно различным вариантам осуществления, микрооптическое защитное устройство 1000 содержит слой пиктограмм 1020 (например, слой 615 пиктограмм на Фигурах 6A-6E). В определенных вариантах осуществления, слой 615 пиктограмм содержит набор отлитых и отвержденных удерживающих структур, которые впоследствии заполняются УФ-отверждаемым материалом одного или нескольких характерных цветов, который отверждается для формирования множества пиктограмм (например, пиктограмм 1025).

[0119] Специалисты в данной области заметят, что общая толщина вариантов осуществления микрооптического защитного устройства 1000 может зависеть от множества специфичных для применения переменных, включая визуальные эффекты, которые должны производиться системой, желаемый размер линз и количество слоев пиктограмм. Однако разность показателей преломления между герметизирующим слоем и фокусирующими элементами является такой, что можно иметь общую толщину ~30 микрон в устройстве с полностью герметизированными сферическими линзами способном проецировать синтетические изображения, имеющие разнообразные оптические эффекты (включая, без ограничения, изменение цвета, многонаправленные эффекты или эффекты ортопараллактического движения) с помощью одного слоя пиктограмм.

[0120] Хотя в иллюстративном примере Фигуры 10A, микрооптическое защитное устройство 1000 описано со ссылкой на конфигурацию, в которой герметизирующий слой 1005 содержит материал, имеющий более высокий показатель преломления, чем система преломляющих фокусирующих элементов 1010, варианты осуществления настоящего изобретения этим не ограничиваются.

[0121] Фигура 10B иллюстрирует пример микрооптического защитного устройства 1050, в котором относительные положения материалов с высоким показателем преломления и низким показателем преломления в герметизирующем слое 1005 и системе преломляющих фокусирующих элементов 1010 меняют местами. Для удобства перекрестных ссылок, структурные элементы микрооптического защитного устройства 1050, которые являются общими с микрооптическим защитным устройством 1000 на Фигуре 10A, нумеруются сходным образом.

[0122] В некоторых вариантах осуществления, разность показателей преломления между герметизирующим слоем и фокусирующими элементами может менять знак, так что герметизирующий слой формируется из материала с более низким показателем преломления. В таких вариантах осуществления, геометрия фокусирующих элементов подобным же образом переключается с вогнутых линз на выпуклые, как показано на Фигуре 10B. В дополнение к этому, в определенных вариантах осуществления, система преломляющих фокусирующих элементов 1010 содержит переходную область 1030 между искривленными (то есть, вогнутыми или выпуклыми) поверхностями линз фокусирующих элементов и оптическим спейсером 1015. Согласно определенным вариантам осуществления, присутствие переходной области 1030, которая обеспечивает минимальную толщину в системе преломляющих фокусирующих элементов 1010, улучшает структурную целостность микрооптического защитного устройства 1050, уменьшая вероятность “отщелкивания” или отделения иным образом отдельных фокусирующих элементов системы преломляющих фокусирующих элементов 1010 от системы в целом.

[0123] Подобным же образом, хотя на иллюстративном примере Фигуры 10A, микрооптическое защитное устройство 1000 описано со ссылкой на вариант осуществления с однослойной структурой пиктограмм, варианты осуществления настоящего изобретения этим не ограничиваются. В определенных вариантах осуществления, микрооптическое устройство имеет многослойную структуру пиктограмм (например, как показано со ссылкой на Фигуры 9A-9C в настоящем документе).

[0124] Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитное устройство, которое содержит одну или несколько систем пиктограмм; одну или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и герметизирующий слой, где одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм располагаются поверх одной или нескольких систем пиктограмм так, что часть одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм проецирует синтетическое изображение части одной или нескольких систем пиктограмм и, при этом одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм находятся в контакте с герметизирующим слоем вдоль неплоской границы.

[0125] Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где, по меньшей мере, одна из одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и герметизирующий слой содержат смесь органической смолы и наночастиц, имеющую первый показатель преломления.

[0126] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где, по меньшей мере, одна из систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и герметизирующий слой содержат материал с низким показателем преломления, этот материал с низким показателем преломления имеет второй показатель преломления, и при этом разность между первым показателем преломления и вторым показателем преломления имеет величину 0,1 или больше.

[0127] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где материал с низким показателем преломления имеет показатель преломления в пределах между 1,3 и 1,4.

[0128] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где материал с низким показателем преломления имеет показатель преломления меньше 1,3.

[0129] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где материал с низким показателем преломления содержит фторированный акрилат или фторированный уретанакрилат.

[0130] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где материал с низким показателем преломления содержит соединение простого перфторполиэфира.

[0131] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где смесь наночастиц содержит один или более наночастиц из оксида алюминия, диоксида циркония, диоксида титана, сульфида цинка или наночастиц теллурида цинка.

[0132] Примеры защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где органическая смола содержит акрилатный мономер.

[0133] Примеры защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где органическая смола содержит акрилатный олигомер.

[0134] Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где органическая смола содержит одно или несколько соединений из феноксибензилакрилата, O-фенилфеноксиэтилакрилата, фенилтиоэтилакрилата, бис-фенилтиоэтилакрилата, кумилфеноксилэтилакрилата, бифенилметилакрилата, эпоксиакрилата бисфенола A, акрилата флуоренового типа, бромированного акрилата, галогенированного акрилата или меламинакрилата.

[0135] Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где органическая смола содержит одно или несколько соединений из изодецилакрилата, дипропиленгликоля диакрилата, трипропиленгликоля диакрилата, тетракрилата сложного полиэфира, триметилолпропантриакрилата или гександиолдиакрилата.

[0136] Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где органическая смола не содержит поляризующего элемента.

[0137] Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, которые не содержат герметизирующего слоя.

[0138] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где герметизирующий слой имеет показатель преломления 1,5 или выше.

[0139] Примеры защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где герметизирующий слой имеет показатель преломления 1,6 или выше.

[0140] Примеры защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где система преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм содержит переходную область между поверхностями линз системы преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и спейсерным слоем.

[0141] Примеры защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где преломляющий фокусирующий элемент пиктограмм одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм имеет диаметр больше 30 микрон.

[0142] Примеры защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где преломляющий фокусирующий элемент пиктограмм одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм имеет диаметр меньше 30 микрон.

[0143] Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, содержащие спейсерный слой, расположенный между системой преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и системой пиктограмм, где спейсерный слой содержит наночастицы.

[0144] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, содержащие спейсерный слой, объединенный с системой преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм.

[0145] Примеры защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, содержащие две или более систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм в контакте вдоль одной или нескольких неплоских границ.

[0146] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где защитное устройство имеет толщину 50 микрон или меньше.

[0147] Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где защитное устройство имеет толщину 20 микрон или меньше.

[0148] Примеры защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где защитное устройство имеет толщину 15 микрон или меньше.

[0149] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, содержащие машинно-считываемое защитное устройство (Mr-SD).

[0150] Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, содержащие две или более систем пиктограмм, где каждая система пиктограмм содержит признаки, имеющие характерный цвет, связанный с системой пиктограмм, и где каждая система пиктограмм располагается на глубине относительно одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм, связанных с зависящим от длины волны фокусным расстоянием, связанным с характерным цветом, связанным с системой пиктограмм.

[0151] Примеры защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где синтетическое изображение содержит оттенки одного или нескольких характерных цветов, движущиеся с различными скоростями.

[0152] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, содержащие одну или несколько систем пиктограмм; и одну или несколько систем преломляющих элементов пиктограмм, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм содержат смесь органической смолы и наночастиц, где одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм располагаются поверх одной или нескольких систем пиктограмм так, что часть одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм проецирует синтетическое изображение части одной или нескольких систем пиктограмм, и, где смесь органической смолы и наночастиц имеет показатель преломления больше чем 1,5.

[0153] Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где органическая смола имеет показатель преломления меньше 1,5.

[0154] Примеры защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где смесь органической смолы и наночастиц имеет показатель преломления больше 1,6.

[0155] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где смесь органической смолы и наночастиц имеет показатель преломления больше 1,7.

[0156] Примеры защищенных документов согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают подложку, прикрепленную к одному или нескольким защитным устройствам согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0157] Примеры защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где синтетическое изображение содержит область третьего цвета, третий цвет содержит комбинацию, по меньшей мере, одного цвета из первого характерного цвета или второго характерного цвета.

[0158] Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где синтетические изображения, обеспечиваемые защитным устройством в первом диапазоне углов зрения, содержат, по меньшей мере, девять (9) цветов, где эти, по меньшей мере, девять цветов содержат комбинации первого характерного цвета и второго характерного цвета.

[0159] Примеры защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, содержащие систему фокусирующих элементов пиктограмм, где каждый фокусирующий элемент пиктограмм системы фокусирующих элементов пиктограмм связан с фокальным путем, слой пиктограмм содержит одну или несколько пиктограмм, связанных с первым характерным цветом, и одну или несколько пиктограмм, связанных со вторым характерным цветом, и одну или несколько областей между пиктограммами, содержащую объем, по существу, бесцветного материала, где, для данного угла зрения, цвет является видимым через каждый фокусирующий элемент пиктограмм, и, где цвет, видимый через каждый фокусирующий элемент пиктограмм под первым углом зрения, основан на одном или нескольких цветах из первого характерного цвета, второго характерного цвета или, по существу, бесцветного материала.

[0160] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где, в отсутствие окрашенной подложки, цвет, видимый через фокусирующий элемент пиктограмм под первым углом зрения, когда нет пиктограмм, расположенных на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм или на некотором расстоянии от него, является белым, связанным с объемом, по существу, бесцветного материала.

[0161] Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где, в отсутствие окрашенной подложки, цвет, видимый через фокусирующий элемент пиктограмм под первым углом зрения, когда пиктограмма, связанная с первым характерным цветом, находится на некотором расстоянии от фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм, имеет компонент, связанный с освещенным оттенком первого характерного цвета, и, где, в отсутствие окрашенной подложки, цвет, видимый через фокусирующий элемент пиктограмм под первым углом зрения, когда пиктограмма, связанная со вторым характерным цветом, находится на некотором расстоянии от фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм, имеет компонент, связанный с освещенным оттенком второго характерного цвета.

[0162] Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где, в отсутствие окрашенной подложки, цвет, видимый через фокусирующий элемент пиктограмм, содержит комбинацию из группы комбинаций первого характерного цвета и второго характерного цвета, содержащую: первый цвет, связанный с пиктограммой, связанной с первым характерным цветом, расположенной на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм, и в отсутствие пиктограммы, связанной со вторым характерным цветом, на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм или на некотором расстоянии от него, второй цвет, связанный с пиктограммой, связанной со вторым характерным цветом, расположенной на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм, и в отсутствие пиктограммы, связанной с первым характерным цветом, на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм или на некотором расстоянии от него, третий цвет содержит белый цвет, связанный, по существу, с бесцветным материалом, связанным с отсутствием любых пиктограмм на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм или на некотором расстоянии от него, четвертый цвет, связанный с пиктограммой, связанной с первым характерным цветом, на некотором расстоянии от фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм, и в отсутствие пиктограммы, связанной со вторым характерным цветом, на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм или на некотором расстоянии от него, пятый цвет, связанный с пиктограммой, связанной со вторым характерным цветом, на некотором расстоянии от фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм, и в отсутствие пиктограммы, связанной с первым характерным цветом на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм или на некотором расстоянии от него, шестой цвет, связанный с пиктограммой, связанной с первым характерным цветом, расположенной на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм, и пиктограммой, связанной со вторым характерным цветом, расположенной на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм, седьмой цвет, связанный с пиктограммой, связанной с первым характерным цветом, расположенной на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм, и пиктограммой, связанной со вторым характерным цветом, на некотором расстоянии от фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм, восьмой цвет, связанный с пиктограммой, связанной со вторым характерным цветом, расположенной на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм, и пиктограммой, связанной с первым характерным цветом на некотором расстоянии от фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм, и девятый цвет, связанный с пиктограммой, связанной с первым характерным цветом, на некотором расстоянии от фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм и пиктограммой, связанной со вторым характерным цветом, на некотором расстоянии от фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм. Примеры защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, содержащие первую пиктограмму, связанную с первым характерным цветом, и вторую пиктограмму, связанную со вторым характерным цветом, где отношение размера первой пиктограммы к размеру второй пиктограммы является таким, что, в отсутствие окрашенной подложки, цвет, видимый через фокусирующий элемент пиктограмм, содержит десятый цвет, который не соответствует ни одной из девяти комбинаций первого характерного цвета и второго характерного цвета.

[0163] Примеры защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, содержащие один или несколько преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм или отражающих фокусирующих элементов пиктограмм.

[0164] Примеры защитных устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защитные устройства, где фокусирующие элементы пиктограмм содержат смесь органической смолы и наночастиц.

[0165] Примеры защищенных документов согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защищенные документы, которые содержат подложку и защитное устройство, прикрепленное к подложке. В некоторых вариантах осуществления, защитное устройство содержит одну или несколько систем пиктограмм, одну или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и герметизирующий слой, содержащий органическую смолу и наночастицы. В некоторых вариантах осуществления, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм располагаются поверх одной или нескольких систем пиктограмм так, что часть одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм формирует синтетическое изображение части одной или нескольких систем пиктограмм. В некоторых вариантах осуществления, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм находится в контакте с герметизирующим слоем вдоль неплоской границы.

[0166] Примеры защищенных документов согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защищенные документы, которые содержат подложку и защитное устройство, прикрепленное к подложке. В некоторых вариантах осуществления, защитное устройство содержит одну или несколько систем пиктограмм и одну или несколько систем преломляющих элементов пиктограмм, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм содержит смесь органической смолы и наночастиц. В определенных вариантах осуществления, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм располагаются поверх одной или нескольких систем пиктограмм так, что часть одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм формирует синтетическое изображение части одной или нескольких систем пиктограмм. В некоторых вариантах осуществления, смесь органической смолы и наночастиц имеет показатель преломления больше 1,5.

[0167] Примеры защищенных документов согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения включают защищенные документы, которые содержат подложку и защитное устройство, прикрепленное к подложке. В некоторых вариантах осуществления, защитное устройство содержит одну или несколько систем пиктограмм, одну или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и спейсерный слой, расположенный между одной или несколькими системами пиктограмм и одной или несколькими системами преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм, спейсерный слой содержит смесь органической смолы и наночастиц. В определенных вариантах осуществления, одна или несколько систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм располагаются поверх одной или нескольких систем пиктограмм так, что часть одной или нескольких систем преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм формирует синтетическое изображение части одной или нескольких систем пиктограмм. В некоторых вариантах осуществления, смесь органической смолы и наночастиц имеет показатель преломления больше 1,5.

[0168] Ничего из описания в этой заявке не должно рассматриваться как предположение о том, что какой-либо конкретный элемент, стадия или функция представляет собой основной элемент, который должен включаться в рамки формулы изобретения. Рамки запатентованного предмета изобретения определяются только формулой изобретения. Кроме того, ни один из пунктов формулы изобретения не предназначен для того, чтобы требовать применения 35 U.S.C. § 112(f), если только конкретные слова “средства для” не сопровождаются причастием.

Изобретение относится к улучшению характеристик защитных устройств, таких как микрооптические полосы. Защитное устройство содержит средство фокусирующих элементов пиктограмм, где каждый фокусирующий элемент пиктограмм средства фокусирующих элементов пиктограмм связан с фокальным путем. Кроме того, устройство содержит слой пиктограмм с одной или более пиктограммами, связанными с первым характерным цветом, и одну или более пиктограмм, связанных со вторым характерным цветом, и одну или более областей между пиктограммами, содержащих объем, по существу, бесцветного материала. Под первым углом зрения, цвет является видимым через каждый фокусирующий элемент пиктограмм, и цвет, видимый через каждый фокусирующий элемент пиктограмм под первым углом зрения, основан на одном или нескольких цветах из первого характерного цвета, второго характерного цвета, или, по существу, бесцветного материала. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей защитного устройства. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 26 ил.

1. Защитное устройство (100, 900), содержащее:

средство фокусирующих элементов пиктограмм (120, 605, 705), где каждый фокусирующий элемент пиктограмм средства фокусирующих элементов пиктограмм связан с фокальном путем;

слой пиктограмм, содержащий одну или более пиктограмм (110a, 909), связанных с первым характерным цветом, и одну или более пиктограмм (110b, 911), связанных со вторым характерным цветом; и

одну или более областей между пиктограммами, содержащих объем, по существу, бесцветного материала,

при этом под первым углом зрения, цвет является видимым через каждый фокусирующий элемент пиктограмм, и

при этом цвет, видимый через каждый фокусирующий элемент пиктограмм под первым углом зрения, основан на одном или более цветах из первого характерного цвета, второго характерного цвета или, по существу, бесцветного материала.

2. Защитное устройство по п.1,

в котором при отсутствии окрашенной подложки, цвет, видимый через фокусирующий элемент пиктограмм под первым углом зрения, когда нет пиктограмм, расположенных на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм или вне фокального пути, является белым, связанным с объемом, по существу, бесцветного материала.

3. Защитное устройство по п.1,

в котором при отсутствии окрашенной подложки, цвет, видимый через фокусирующий элемент пиктограмм под первым углом зрения, когда пиктограмма (925a), связанная с первым характерным цветом, находится вне фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм, имеет компонент, связанный с освещенным оттенком первого характерного цвета, и

причем при отсутствии окрашенной подложки, цвет, видимый через фокусирующий элемент пиктограмм под первым углом зрения, когда пиктограмма (929b), связанная со вторым характерным цветом, находится вне фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм, имеет компонент, связанный с освещенным оттенком второго характерного цвета.

4. Защитное устройство по п.1, в котором при отсутствии окрашенной подложки, цвет, видимый через фокусирующий элемент пиктограмм, содержит комбинацию из группы из девяти комбинаций первого характерного цвета и второго характерного цвета, группа из девяти комбинаций содержит:

первый цвет (947), связанный с пиктограммой, связанной с первым характерным цветом, расположенной на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм, и с отсутствием пиктограммы, связанной со вторым характерным цветом, на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм или вне фокального пути,

второй цвет (951), связанный с пиктограммой, связанной со вторым характерным цветом, расположенной на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм, и в отсутствие пиктограммы, связанной с первым характерным цветом, на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм или вне фокального пути,

третий цвет, содержащий белый цвет, связанный, по существу, с бесцветным материалом, связанный с отсутствием любых пиктограмм на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм или вне фокального пути,

четвертый цвет (935), связанный с пиктограммой, связанной с первым характерным цветом, вне фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм, и с отсутствием пиктограммы, связанной со вторым характерным цветом, на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм или вне фокального пути,

пятый цвет (939), связанный с пиктограммой, связанной со вторым характерным цветом, вне фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм, и с отсутствием пиктограммы, связанной с первым характерным цветом, на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм или вне фокального пути,

шестой цвет (923), связанный с пиктограммой, связанной с первым характерным цветом, расположенной на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм, и с пиктограммой, связанной со вторым характерным цветом, расположенной на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм,

седьмой цвет (931), связанный с пиктограммой, связанной с первым характерным цветом, расположенной на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм, и с пиктограммой, связанной со вторым характерным цветом, вне фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм,

восьмой цвет (927), связанный с пиктограммой, связанной со вторым характерным цветом, расположенной на фокальном пути фокусирующего элемента пиктограмм, и с пиктограммой, связанной с первым характерным цветом, вне фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм, и

девятый цвет (943), связанный с пиктограммой, связанной с первым характерным цветом, вне фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм и с пиктограммой, связанной со вторым характерным цветом, вне фокального пути фокусирующего элемента пиктограмм.

5. Защитное устройство по п.4, дополнительно, содержащее:

первую пиктограмму, связанную с первым характерным цветом; и

вторую пиктограмму, связанную со вторым характерным цветом,

при этом отношение размера первой пиктограммы к размеру второй пиктограммы является таким, что в отсутствие окрашенной подложки, цвет, видимый через фокусирующий элемент пиктограмм, содержит десятый цвет, который не соответствует ни одной из девяти комбинаций первого характерного цвета и второго характерного цвета.

6. Защитное устройство по п.1, содержащее один или более преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм или отражающих фокусирующих элементов пиктограмм.

7. Защитное устройство по п.1, содержащее фокусирующие элементы пиктограмм, которые содержат смесь органической смолы и наночастиц.

8. Защитное устройство по п.7, где органическая смола имеет показатель преломления меньше 1,5.

9. Защитное устройство по п.7, где наночастицы содержат одну или более из наночастиц оксида алюминия, диоксида циркония, диоксида титана, сульфида цинка или теллурида цинка.

10. Защитное устройство по п.7, где органическая смола содержит акрилатный мономер.

11. Защитное устройство по п.7, где органическая смола содержит акрилатный олигомер.

12. Защитное устройство по п.7, где органическая смола содержит одно или более соединений из феноксибензилакрилата, O-фенилфеноксиэтилакрилата, фенилтиоэтилакрилата, бис-фенилтиоэтилакрилата, кумилфеноксилэтилакрилата, бифенилметилакрилата, эпоксиакрилата бисфенола A, акрилата флуоренового типа, бромированного акрилата, галогенированного акрилата или меламинакрилата.

13. Защитное устройство по п.7, где органическая смола содержит одно или более соединений из изодецилакрилата, диакрилата дипропиленгликоля, диакрилата трипропиленгликоля, тетракрилата сложного полиэфира, триметилолпропантриакрилата или гександиолдиакрилата.

14. Защитное устройство по п.7, где органическая смола не содержит поляризующего элемента.

15. Защитное устройство по п.7, где смесь органической смолы и наночастиц имеет показатель преломления больше 1,6.

16. Защитное устройство по п.7, где смесь органической смолы и наночастиц имеет показатель преломления больше 1,7.

17. Защитное устройство по п.1, дополнительно содержащее спейсерный слой (610, 710), расположенный между средством преломляющих фокусирующих элементов пиктограмм и средством пиктограмм,

где спейсерный слой содержит наночастицы.

18. Защитное устройство по п.17, в котором спейсерный слой составляет единое целое с средством фокусирующих элементов пиктограмм.

19. Защитное устройство по п.1, дополнительно содержащее машинно-считываемое защитное устройство (Mr-SD) (620, 720).

20. Защищенный документ (101), содержащий защитное устройство по п.1.