МИКРООПТИЧЕСКОЕ ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО СО СЛОЯМИ ФАЗОВОСИНХРОНИЗИРОВАННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ Российский патент 2024 года по МПК G02B27/12 B41M3/14 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к системам повышения устойчивости защищенных документов против подделок. Более конкретно, это изобретение относится микрооптическому защитному устройству со слоями фазово-синхронизированных изображений.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В зависимости от их конструкции и встраивания в конечное изделие, микрооптические защитные устройства с динамическим, трудновоспроизводимым внешним видом могут значительно повышать устойчивость к подделыванию защищенных документов, таких как банкноты, паспорта и прочие документы, требующие наличия заслуживающих доверия визуальных индикаторов подлинности. Общая эффективность конкретного микрооптического защитного устройства зависит от многих переменных характеристик, включающих, без ограничения, различительную способность создаваемых элементом визуальных эффектов, трудность воспроизведения, и пригодность элемента к крупномасштабному изготовлению. Например, микрооптическое защитное устройство, которое создает неотчетливый или визуально неинтересный оптический эффект, с меньшей вероятностью будет отмечаться конечными пользователями, и, по существу, его отсутствие точно так же не будет замечено конечными пользователями. В таких случаях вероятность обращения поддельных документов, которые не содержат надлежащее микрооптическое защитное устройство, без их выявления становится более высокой, чем в случаях, где микрооптическое защитное устройство создает визуальный эффект, который, благодаря определенной комбинации ясности или новизны, четко опознается конечными пользователями. Подобным образом, эффективность микрооптического защитного устройства возрастает, когда он может быть изготовлен большим тиражом, тем самым снижая стандартную цену и стимулируя широкое признание. Расширением границ в отношении достижения все более различимых оптических эффектов, которые одновременно оказываются недостижимыми для фальшивомонетчиков, но в то же время будучи пригодными к широкомасштабному изготовлению законными производителями, остается постоянным источником технических проблем и благоприятных возможностей для усовершенствования в пределах области дизайна микрооптических защитных устройств.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Настоящее изобретение иллюстрирует варианты осуществления микрооптического защитного устройства со слоями фазово-синхронизированных изображений.

[0004] В первом варианте реализации микрооптическое защитное устройство включает планарную матрицу микролинз, которые предназначены для фокусирования света вдоль множества фокальных траекторий, ассоциированных с углом обзора микрооптического защитного элемента. Кроме того, микрооптическое защитное устройство включает набор (стек) слоев пиктограмм, размещенных вдоль множества фокальных траекторий. Стек слоев пиктограмм включает первый слой пиктограмм, который включает объемы отвержденного материала первого цвета в местоположениях вдоль фокальных траекторий первого диапазона углов обзора, и объемы по существу прозрачного материала в местоположениях вне фокальных траекторий первого диапазона углов обзора. Стек слоев пиктограмм также включает второй слой пиктограмм, размещенный ниже первого слоя пиктограмм относительно планарной матрицы микролинз. Второй слой пиктограмм также включает объемы по существу прозрачного отвержденного материала в местоположениях вдоль фокальных траекторий первого диапазона углов обзора, и объемы отвержденного материала второго цвета в местоположениях вдоль фокальных траекторий второго диапазона углов обзора. По меньшей мере один из первого слоя пиктограмм или второго слоя пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур.

[0005] Во втором варианте реализации микрооптическое защитное устройство включает планарную матрицу фокусирующих элементов, предназначенных для фокусирования света вдоль множества фокальных траекторий, причем множество фокальных траекторий ассоциированы с углом обзора микрооптического защитного элемента. Кроме того, микрооптическое защитное устройство включает стек слоев пиктограмм, размещенных вдоль множества фокальных траекторий. Стек слоев пиктограмм включает первый слой пиктограмм, который включает объемы направленно отвержденного материала первого цвета, причем объемы направленно отвержденного материала первого цвета связаны с первым диапазоном углов обзора микрооптического защитного устройства. Стек слоев пиктограмм также включает второй слой пиктограмм с объемами направленно отвержденного материала второго цвета в местоположениях вдоль фокальных траекторий второго диапазона углов обзора. По меньшей мере один из первого слоя пиктограмм или второго слоя пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур. Кроме того, второй диапазон углов обзора не совпадает с первым диапазоном углов обзора.

[0006] Другие технические признаки могут быть легко понятными квалифицированному специалисту в этой области технологии из нижеследующих фигур, описаний и пунктов формулы изобретения.

[0007] Прежде чем переходить к приведенному ниже ПОДРОБНОМУ ОПИСАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ, может быть полезным разъяснение определений некоторых слов и выражений, используемых на протяжении этого патентного документа. Термин «связывание» и его производные подразумевают любое непосредственное или косвенное сообщение между двумя или многими элементами, находятся ли или нет эти элементы в физическом контакте друг с другом. Термины «заключает в себе» и «включает», а также их производные, означают включение без ограничения. Термин «или» является включающим, означающим «и/или». Выражение «связанный с», а также его производные, означает «включает», «содержащийся внутри», «взаимосвязанный с», «содержит», «содержащийся внутри», «присоединенный к» или «соединенный с», «связанный с чем-то», «сообщающийся с», «взаимодействует с», «чередуется», «наложенный друг на друга», «близкий к», «присоединенный к» или «соединенный с», «имеет», «имеет свойство», «имеет отношение к» или «взаимосвязанный с», или тому подобные. Выражение «по меньшей мере один из», когда использовано со списком элементов, означает, что могут быть применены различные комбинации одного или многих из перечисленных элементов, и только один элемент в списке может быть нужным. Например, «по меньшей мере один из А, В, и С» включает любую из следующих комбинаций: А, В, С, А и В, А и С, В и С, и А и В и С.

[0008] Формулировки других определенных терминов и выражений приведены на протяжении этого патентного документа. Специалистам с обычной квалификацией в этой области технологии должно быть понятно, что во многих, если не во всех, примерах такие формулировки применимы как к первоначальным, так и к будущим вариантам использования таких сформулированных слов и выражений.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0009] Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ теперь приведена ссылка на нижеследующее описание, представленное в связи с сопроводительными чертежами, в которых подобные ссылочные позиции обозначают подобные части или элементы:

[0010] ФИГ. 1А и 1В иллюстрируют пример микрооптического защитного устройства согласно различным вариантам осуществления этого изобретения, а также аспекты действия микрооптического защитного устройства;

[0011] ФИГ. 2А и 2В иллюстрируют, в качестве базовой ситуации, аспекты технических проблем, связанных с достижением фазовой синхронизации в микрооптическом защитном устройстве;

[0012] ФИГ. 3А, 3В и 3С иллюстрируют конструктивные аспекты микрооптических защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления этого изобретения;

[0013] ФИГ. 4А и 4В иллюстрируют аспекты конструкций индивидуальных стековых слоев пиктограмм микрооптического защитного устройства согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения;

[0014] ФИГ. 5А-5С иллюстрируют из множества точек зрения пример аспектов формирования размещенной на поверхности пиктограммы изображения согласно некоторым вариантам осуществления этого изобретения;

[0015] ФИГ. 6А-6I иллюстрируют конструктивные аспекты микрооптических защитных устройств согласно различным вариантам осуществления этого изобретения;

[0016] ФИГ. 7 иллюстрирует конструктивные аспекты микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения;

[0017] ФИГ. 8А и 8В иллюстрируют конструктивные аспекты микрооптических защитных устройств согласно некоторым вариантам осуществления этого изобретения;

[0018] ФИГ. 9 иллюстрирует конструктивные аспекты микрооптических защитных устройств согласно различным вариантам осуществления этого изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] ФИГУРЫ 1А-9, обсуждаемые ниже, и различные варианты исполнения, использованные для описания принципов настоящего изобретения, приведены только в порядке иллюстрирования, и никоим образом не должны толковаться как ограничивающие область изобретения. Квалифицированным специалистам в этой области технологии будет понятно, что принципы настоящего изобретения могут быть осуществлены в самых разнообразных подходящим образом сформированных микрооптических защитных элементах.

[0020] Хотя настоящее изобретение было описано с различными вариантами осуществления, квалифицированным специалистом в этой области технологии могут быть предложены различные изменения и модификации. Как предполагается, настоящее изобретение охватывает такие изменения и модификации как входящие в пределы области пунктов формулы изобретения.

[0021] ФИГ. 1А и 1В иллюстрируют пример микрооптического защитного устройства согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения, а также аспекты действия микрооптического защитного устройства.

[0022] Со ссылкой на неограничивающий пример на ФИГ. 1А-В, на фигурах представлены первый вид 101 (показанный в ФИГ. 1А) и второй вид 151 (показанный в ФИГ. 1В) ценного (защищенного) документа 105, включающего микрооптическое защитное устройство 110. Согласно различным вариантам реализации, защищенный документ 105 представляет собой паспорт, банкноту, удостоверение личности, или другой документ, который оснащен заслуживающими доверие визуальными индикаторами подлинности. В неограничивающем примере на ФИГ. 1А-В микрооптическое защитное устройство 110 включает слой фокусирующих элементов (например, микролинз), и стек(набор) изображений, включающий область, в которой фазово-синхронизированы два или более слоев пиктограмм изображений. Как используемый в этом изобретении, термин «фазово-синхронизированный», будучи применяемым со ссылкой на пиктографические структуры внутри слоев многослойного стека пиктограмм, подразумевает характеристику, в которой окрашенные пиктограммы первого слоя пиктограмм занимают местоположения первого слоя пиктограмм, связанные с фокальными траекториями первого диапазона углов обзора, окрашенные пиктограммы второго слоя пиктограмм занимают местоположения второго слоя пиктограмм, связанные с фокальными траекториями второго диапазона углов обзора, причем окрашенные пиктограммы первого слоя пиктограмм занимают местоположения внутри первого слоя пиктограмм, связанные с фокальными траекториями вне второго диапазона углов обзора, и окрашенные пиктограммы второго слоя пиктограмм занимают местоположения второго слоя пиктограмм, связанные с фокальными траекториями вне первого диапазона углов обзора. В практическом плане, где окрашенные пиктограммы изображений являются фазово-синхронизированными согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения, можно по существу регулировать взаимные искажения, или условие, где для данного диапазона углов обзора окрашенные пиктограммы изображений из двух или более слоев стека пиктограмм одновременно проецируются фокусирующими элементами, и вводить или устранять как конструктивный элемент синтетического изображения, проецируемого микрооптическим защитным устройством. Согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения, регулирование возникновения взаимных искажений между слоями пиктограмм изображений облегчает создание микрооптических защитных устройств, которые проявляют улучшение вдоль по меньшей мере трех измерений, по которым измеряют характеристики действия микрооптических защитных устройств. Более конкретно, при фазовой синхронизации между пиктограммами изображений как регулируемом конструктивном параметре может становиться более резким переход между многоцветными синтетическими изображениями, проецируемыми микрооптическим защитным устройством в первом диапазоне углов обзора, на синтетические изображения, проецируемые микрооптическим защитным элементом во втором диапазоне углов обзора, и варианты осуществления согласно этому изобретению могут, например, как создавать многоцветные «мерцающие» эффекты, при которых синтетическое изображение включает окрашенные компоненты, которые быстро возникают и исчезают, так и эффекты, в которых окрашенные области синтетического изображения постепенно смещаются или изменяют цвет. Введение многоцветных «мерцающих» эффектов, в дополнение к постепенному развитию эффектов окрашивания, может создавать синтетические изображения, которые бросаются в глаза и привлекают внимание наблюдателей. В дополнение, достижение фазовой синхронизации между слоями среди слоев пиктограмм составляет дополнительные проблемы при формировании, и при осуществлении делает такие элементы еще более трудными для подделки злоумышленниками. В-третьих, определенные варианты осуществления согласно этому изобретению могут быть изготовлены посредством структурированного пиктограммами оборудования (например, пресс-формами для тиснения удерживающих структур в слое УФ-отверждаемого полимера), и в таком случае могут быть в настоящее время выполнены большим тиражом.

[0023] Как показано в первом виде 101, когда защищенный документ 105 ориентируют так, что поверхность документа занимает значения в пределах первого диапазона углов обзора Θ₁→Θ₂ в координатной системе 115, пиктографические структуры и фокусирующие элементы микрооптического защитного устройства 110 проецируют двухцветное первое синтетическое изображение 120, включающее пару овалов первого цвета в полигоноальном поле контрастирующего второго цвета. Как показано в примере ФИГ. 1А-В, наблюдатель наклоняет защищенный документ 105 в пределах первого диапазона углов обзора Θ₁→Θ₂, пока он переходит во второй диапазон углов обзора Θ₂→Θ₃, показанный во втором виде 151. В этом примере пара овалов «отключается», когда документ перемещают из первого диапазона углов обзора во второй диапазон углов обзора, и, как показано во втором виде 151, микрооптическая система проецирует второе синтетическое изображение, которое, в этом иллюстративном примере, представляет собой полигональное поле контрастного второго цвета. Соответственно этому, микрооптические системы согласно различным вариантам осуществления этого изобретения создают резкие переходы от одного синтетического изображения к еще одному синтетическому изображению, когда элемент перемещают между диапазонами углов обзора.

[0024] В то время как ФИГ. 1А-В представляют пример перехода от двухцветного синтетического изображения к одноцветному синтетическому изображению, варианты осуществления согласно этому изобретению этим не ограничиваются, и возможны дополнительные варианты осуществления, предусматривающие большее число цветов и диапазонов углов обзора, и это находится в пределах области этого изобретения. Кроме того, возможны варианты осуществления, в которых окрашенные пиктограммы многих слоев в стеке слоев пиктограмм имеют одинаковый цвет (создавая интересные эффекты движения, когда фокусирующие элементы переходят от фокусирования на пиктограммах на первой глубине к фокусированию на пиктограммах на второй глубине), и находятся в пределах обсуждаемой области этого изобретения.

[0025] ФИГ. 2А-2В иллюстрируют, в порядке основы, аспекты технических проблем, связанных с достижением фазовой синхронизации внутри микрооптического защитного устройства.

[0026] В иллюстративном примере ФИГ. 2А-В показаны первый вид 201 (изображенный в ФИГ. 2А) и второй вид (показанный в ФИГ. 2В) микрооптической ячейки 200. Микрооптическое защитное устройство включает множество (обычно миллионы или более) микрооптических ячеек. В качестве базового уровня микрооптическая ячейка включает фокусирующий элемент и одну или более пиктографических структур внутри фокальных областей (также называемых «опорными участками»). В пояснительном примере ФИГ. 2А-В микрооптическая ячейка 200 включает фокусирующий элемент 205, который в этом примере представляет собой плосковыпуклую микролинзу. Возможны другие фокусирующие элементы, в том числе, без ограничения, отражательные фокусирующие элементы (то есть, очень маленькие изогнутые зеркала) и градиентные («GRIN») линзы т.е. линзы с переменным показателем преломления.

[0027] В этом примере микрооптическая ячейка 200 дополнительно включает слой 210 пиктограмм изображений, который содержит удерживающие структуры (например, удерживающую структуру 211), в которой могут быть сформированы пиктограммы 213 из окрашенного материала. Угол Θa, под которым пиктограмма 213 проецируется наблюдателю фокусирующим элементом 205, зависит от ее местоположения внутри опорного участка (показанного левой и правой границами 217а и 217b) фокусирующего элемента 205. Как показано со ссылкой на второй вид 251, маленькие смещения 253 в положении пиктограммы относительно опорного участка фокусирующего элемента 205 обусловливают изменение угла Θ_b, под которым пиктограмма 213 проецируется наблюдателю. При широкомасштабном производстве обычно неизбежны некоторые вариации приводки слоя 210 удерживающих структур относительно опорного участка фокусирующего элемента. В определенных фактических вариантах применения вариации приводки между фокусирующими элементами могут быть порядка шага линз в матрице линз.

[0028] В контексте микрооптического защитного устройства с единственным слоем пиктограмм изображений вариации приводки слоя пиктограмм изображений относительно фокусирующего элемента могут проявляться для конечных пользователей как вариации в диапазоне углов, под которыми конкретное синтетическое изображение проецируется наблюдателю. Во многих вариантах применения с использованием единственного слоя пиктограмм эта вариация угла обзора, при котором конкретное синтетическое изображение выглядит как несущественное, или по большей части как незначительное неудобство, при котором пользователь может иметь возможность «повертеть» защищенный документ, чтобы найти угол обзора, при котором проявляется конкретное синтетическое изображение. В контексте микрооптических защитных устройств, в которых наслоены два или более слоев пиктограммы, вышеупомянутые вариации в приводке проявляются как вариации в такой мере, до которой окрашенные пиктограммы в слоях пиктограммы находятся в приводке друг с другом. Эти вариации межслоевой приводки между пиктограммами могут проявляться как неразборчивые или «мягкие» изменения синтетического изображения, проецируемого микрооптическим защитным устройством в пределах изменений в диапазонах углов обзора. Например, вместо резкого переключения с проецирования первого синтетического изображения 120 на второе синтетическое изображение 155, описанное со ссылкой на неограничивающий пример в ФИГ. 1А-В, микрооптическая система может одновременно проецировать компоненты первого и второго синтетического изображения в пределах промежуточного диапазона углов. В зависимости от степени и характера проблем с межслоевой приводкой, проецируемое изображение может по-разному проявляться как эффект постепенного изменения цвета (в отличие от определенного «включения-выключения», или эффекта «мерцания»), или неясной смеси двух или более цветов, или как визуальная какофония, при которой различные цвета различных слоев пиктограмм проецируются без любой угловой взаимосвязи между собой.

[0029] ФИГ. 3А, 3В и 3С иллюстрируют примеры микрооптических защитных устройств и защищенных документов со слоями фазово-синхронизированных пиктограмм, согласно различным вариантам осуществления этого изобретения. Для удобства структуры, которые являются общими с одной или многими в ФИГ. 3А-3с, пронумерованы сходным образом.

[0030] Со ссылкой на неограничивающий пример в ФИГ. 3А, в фигуре показан пример микрооптического защитного элемента 301 согласно различным вариантам осуществления этого изобретения.

[0031] Со ссылкой на неограничивающий пример в ФИГ. 3А, микрооптическое защитное устройство 301 включает, на фундаментальном уровне, планарную матрицу фокусирующих элементов 305 (включающих, например, фокусирующий элемент 307), и стек 308 слоев пиктограмм, который включает первый слой 320 пиктограмм (включающий, например, пиктограмму 321 изображения), и второй слой 323 пиктограмм (включающий, например, пиктограмму 324 изображения). Согласно различным вариантам исполнения, каждый фокусирующий элемент планарной матрицы фокусирующих элементов 305 имеет опорный участок. Кроме того, планарная матрица фокусирующих элементов включает одну или более ячеек, которые локализуют одну или многие пиктограммы изображения конфигурации первого слоя 320 пиктограмм или второго слоя 323 пиктограмм. Кроме того, стек 308 слоев пиктограмм включает по меньшей мере одну область, в которой находятся фазово-синхронизированные окрашенные пиктограммы изображений первого слоя 320 пиктограмм и окрашенные пиктограммы изображений второго слоя 323 пиктограмм. В определенных вариантах исполнения местоположения пиктограмм изображений (например, пиктограмм изображений 321 или 324) соответствуют местоположениям внутри удерживающих структур, сформированных из по существу прозрачного материала, такого как Уф-отверждаемая смола, которая вытиснена и затем отверждена с образованием слоя пиктограммы изображений, имеющего такие структуры, как полости, стойки или горки, в которых может быть избирательно осажден окрашенный материал. Согласно некоторым вариантам исполнения, индивидуальные фокусирующие элементы планарной матрицы фокусирующих элементов 305 размещены с одним или многими локальными периодами повторения. Как применяемый в этом изобретении, термин «локальный период повторения» подразумевает выражение того, как часто конкретный признак слоя микрооптического защитного устройства 301 повторяется внутри рассматриваемой области. В качестве примера, фокусирующие элементы планарной матрицы фокусирующих элементов 305 могут иметь локальный период повторения в 50 линз на миллиметр в одной области, и 49 линз на миллиметр в другой части системы. Подобным образом, окрашенные пиктограммы внутри первого слоя 320 пиктограмм могут, например, иметь локальный период повторения в 51 пиктограмму на миллиметр в одной области микрооптического защитного устройства 301, и локальный период повторения в 49,5 пиктограмм на миллиметр в другой области микрооптического защитного устройства 301. Посредством вариаций отношения локального периода повторения фокусирующих элементов к пиктографическим структурам могут быть настроены аспекты внешнего вида синтетических изображений пиктографических структур, проецируемых фокусирующими элементами. Например, видимое положение синтетического изображения относительно плоскости микрооптического защитного устройства 301 может быть изменено посредством отношения локального периода повторения фокусирующих элементов к локальному периоду повторения пиктографической структуры так, что синтетическое изображение может выглядеть всплывающим поверх плоскости микрооптического защитного устройства 301, или позиционированным ниже плоскости микрооптического защитного устройства 301 (иногда называемым эффектом «глубины» или «сверхглубины»). Подобным образом, в определенных вариантах исполнения отношение локального периода повторения фокусирующих элементов к локальному периоду повторения окрашенных пиктографических структур может быть само по себе локально изменяемым, придавая синтетическому изображению более трехмерный внешний вид.

[0032] Согласно определенным вариантам исполнения, множество фокусирующих элементов 305 включают планарную матрицу микрооптических фокусирующих элементов. В некоторых вариантах исполнения фокусирующие элементы планарной матрицы фокусирующих элементов 305 включают микрооптические преломляющие фокусирующие элементы (например, плосковыпуклые или градиентные микролинзы), с фокусирующей поверхностью, создающей изогнутую поверхность раздела между областями с неодинаковыми показателями преломления (например, полимерным материалом линзы и воздухом). Преломляющие фокусирующие элементы планарной матрицы фокусирующих элементов 305 в некоторых вариантах исполнения сформированы из отверждаемых излучением смол с показателями преломления в диапазоне от 1,35 до 2,05, и имеют диаметры в диапазоне от 5 мкм до 200 мкм. В различных вариантах исполнения фокусирующие элементы планарной матрицы фокусирующих элементов 305 включают отражательные фокусирующие элементы (например, очень маленькие вогнутые зеркала), с диаметрами в диапазоне от 5 мкм до 50 мкм. В то время как в этом иллюстративном примере фокусирующие элементы планарной матрицы фокусирующих элементов 305 показаны как включающие круглые плосковыпуклые линзы, возможны также иные геометрические формы рефракционных линз, например, двояковыпуклые линзы, и они находятся в пределах области этого изобретения.

[0033] Как показано в иллюстративном примере в ФИГ. 3А, первый слой 320 пиктограмм включает набор пиктограмм изображений (в том числе пиктограмму 321 изображения), размещенную в местоположениях внутри опорных участков фокусирующих элементов планарной матрицы фокусирующих элементов 305, связанных с диапазоном углов направленного отверждения. Согласно различным вариантам исполнения, индивидуальные пиктограммы изображений первого слоя 320 пиктограмм включают участки направленно отвержденного материала в части или во всех зонах, определяемых удерживающими структурами структурированного слоя пиктограмм изображений, сформированного из по существу прозрачного материала. Как используемый в этом изобретении, термин «структурированный слой изображений» подразумевает слой из по существу прозрачного материала (например, отверждаемой излучением смолы), который был вытиснен, или иным образом сформирован включающим структуры (например, стойки, канавки или горки) для размещения и удерживания материала пиктограмм изображений.

[0034] Как показано в иллюстративном примере в ФИГ. 3А, в определенных вариантах исполнения микрооптическое защитное устройство 301 включает оптическую прокладку 310. Согласно различным вариантам реализации, оптическая прокладка 310 включает пленку из по существу прозрачного материала, которая действует для позиционирования пиктограмм изображений одной или более конфигураций пиктограмм изображений в стеке 308 слоев пиктограмм вокруг фокальной плоскости фокусирующих элементов планарной матрицы фокусирующих элементов 305. В определенных вариантах осуществления согласно этому изобретению, оптическая прокладка 310 включает формирование подложки, на которую могут быть нанесены один или более слоев отверждаемого излучением материала, вытисненные (эмбоссированные) и отвержденные по всей площади с образованием одного или более слоев удерживающих структур. В определенных вариантах реализации отверждаемый излучением материал, используемый для образования первого слоя 320 пиктограмм, представляет собой пигментированный, отверждаемый ультрафиолетовым (УФ) излучением полимер. В различных вариантах осуществления согласно этому изобретению, оптическая прокладка 310 включает нанесенный промежуточный слой из прозрачного УФ-отверждаемого полимера (например, полимера, используемого для образования фокусирующих элементов планарной матрицы фокусирующих элементов 305) между фокусирующими элементами и стеком 308 слоев пиктограмм.

[0035] В определенных вариантах реализации согласно этому изобретению, микрооптическое защитное устройство 301 включает герметизирующий слой 340. Согласно определенным вариантам реализации, герметизирующий слой 340 включает тонкий (например, слой с толщиной от 2 мкм до 50 мкм) по существу прозрачный материал, который сопрягается с нижней поверхностью, с фокусирующими элементами планарной матрицы фокусирующих элементов 305, и включает верхнюю поверхность с меньшей вариацией в кривизне (например, будучи плоским, или имеющим поверхность, локальные волнистости которой имеют больший радиус кривизны, чем у фокусирующих элементов), нежели у планарной матрицы фокусирующих элементов 305.

[0036] Как показано в неограничивающем примере в ФИГ. 3А, в определенных вариантах реализации микрооптическое защитное устройство 301 может быть присоединено, например, клеевым слоем 330, к подложке 350 с образованием защищенного документа 360 (например, защищенного документа 105 в ФИГ. 1А-В). Согласно различным вариантам реализации, подложка 350 может представлять собой лист бумаги для изготовления банкнот, или полимерную подложку. Согласно некоторым вариантам реализации, подложка 350 представляет собой тонкий гибкий лист полимерной пленки биаксиально ориентированного полипропилена (BOPP). В различных вариантах реализации подложка 350 представляет собой секцию синтетического бумажного материала, такого как TESLIN®. Согласно некоторым вариантам исполнения, подложка 350 представляет собой секцию полимерного материала заготовки карты, такого как полиэтилентерефталат (PET), типа, пригодного для изготовления кредитных карт и водительских удостоверений. В определенных вариантах реализации подложка 350 включает поверхность изделия, такого как бутылка, защищенный документ, или высокоценный товар, такой как смартфон или компьютер.

[0037] В то время как ФИГ. 3А иллюстрирует пример микрооптического защитного устройства 301, в котором оба из первого слоя 320 пиктограмм и второго слоя 323 пиктограмм изображений сформированы внутри структурированного слоя пиктограмм изображений, образованного из по существу прозрачного материала, варианты осуществления согласно этому изобретению этим не ограничены. В то время как технология создания инструментов для тиснения тонких слоев отверждаемых излучением материала для формирования удерживающих структур является высокоразвитой, и была встроена в оборудование для крупномасштабного производства микрооптических защитных устройств, возможны другие способы создания пиктограмм изображений, и могут быть использованы в связи со структурированными слоями пиктограмм в микрооптических защитных элементах со слоями фазово-синхронизированных пиктограмм согласно различным вариантам осуществления этого изобретения. Например, в определенных вариантах осуществления согласно этому изобретению, как конфигурация пиктограмм изображений, так и вторая конфигурация пиктограмм изображений, могут быть получены с использованием способов на основе цифровых инструментов. Как используемые в этом изобретении, цифровые инструменты включают способы изготовления структуры составляющих элементов (например, пиктограммы изображения или фокусирующего элемента) микрооптического защитного устройства посредством определенной управляющей логической схемы (например, файла G-CODE для принтера) для электронного устройства, используемого для формирования и размещения структуры составляющих элементов. Как более подробно обсуждается в этом изобретении со ссылкой на иллюстративный пример в ФИГ. 5 и 8, согласно определенным вариантам реализации пиктограммы изображения как первой, так и второй конфигурации пиктограмм изображений могут быть созданы способом поверхностного монтажа как пиктограммы на поверхности с использованием цифровых инструментов.

[0038] В качестве дополнительного примера цифровых инструментов согласно различным вариантам осуществления этого изобретения, один или более УФ-проекторы с цифровым управлением могут проецировать ультрафиолетовым излучением картины (например, файл маски, соответствующей всему или части синтетического изображения, проецируемого микрооптическим защитным устройством) на слой прозрачного или окрашенного неотвержденного, способного к отверждению излучением материала для создания размещенных на поверхности пиктограмм изображений. В определенных вариантах реализации один или более УФ-проекторов проецируют ультрафиолетовым излучением картины через слой фокусирующих элементов, тем самым производя направленное отверждение участков неотвержденного, способного к отверждению излучением материала. В различных вариантах реализации, вместо УФ-проектора с цифровым управлением картина УФ-излучения может быть проецирована на неотвержденный материал посредством растрированного УФ-лазерного пучка.

[0039] Со ссылкой на неограничивающий пример в ФИГ. 3В, в этом конкретном примере первый слой 320 пиктограмм изображений имеет такую же конфигурацию, как в ФИГ. 3А, в которой пиктограммы изображений сформированы как участки окрашенного материала, размещенные внутри зон, определяемых удерживающей структурой, которая в этом конкретном примере включает слой вытисненного и отвержденного полимерного слоя. Согласно определенным вариантам реализации, структуры формы глубокой печати внутри первого слоя 320 пиктограмм заполнены отверждаемым излучением жидким материалом первого цвета, и затем направленно отверждены так, что часть отверждаемого излучением материала затвердевает с переходом в твердое состояние, тогда как еще одна часть отверждаемого излучением материала остается в жидкостном состоянии и может быть удалена из удерживающей структуры, например, вымыванием.

[0040] Используемый в этом изобретении, термин «направленное отверждение» подразумевает проецирование структурированного или полуструктурированного излучения (например, коллимированного излучения) в виде картины на основе синтетического изображения, создаваемого микрооптическим защитным устройством, от источника (или множества источников), размещенных в местоположениях, связанных с диапазоном предполагаемых углов обзора для синтетического изображения, в сторону элементов матрицы фокусирующих элементов так, что излучение фокусируется фокусирующими элементами на неотвержденном материале, занимающем местоположения в слое пиктограмм изображений, связанных с углом обзора. Другими словами, и как описано, например, посредством пояснительного примера в ФИГ. 6А-6I этого изобретения, неотвержденный материал отверждается вдоль фокальных траекторий излучения от источника, связанного с диапазоном углов обзора, и фокусируется фокусирующими элементами матрицы фокусирующих элементов (например, планарной матрицы фокусирующих элементов 305 в ФИГ. 3А), тогда как неотвержденный материал в местоположениях вне фокальных траекторий направленно отверждающего излучения, как фокусируемого фокусирующими элементами, остается неотвержденным.

[0041] Согласно определенным вариантам реализации, после вымывания неотвержденного материала первого цвета из удерживающих структур, выполняют дополнительные итерации направленно отверждаемых материалов других цветов, или связанных с иными углами обзора. В иллюстративном примере в ФИГ. 3В финальной стадией формирования первого слоя 320 пиктограмм является заполнение открытых зон (например, участков, не занятых отвержденным окрашенным материалом) по существу прозрачным способным к отверждению излучением материалом, малозаметным или невидимым (по меньшей мере для глаза человека. Согласно определенным вариантам реализации, слои по существу прозрачного материала могут быть выявлены создающими изображения устройствами, такими как электронные микроскопы).

[0042] Со ссылкой на неограничивающий пример в ФИГ. 3В, согласно определенным вариантам реализации, пиктограммы (например, размещенная на поверхности пиктограмма 326), или объемы отвержденного окрашенного материала второго слоя 328 пиктограмм, могут быть созданы на поверхности первого слоя 320 пиктограмм по меньшей мере двумя описываемыми здесь способами.

[0043] Согласно определенным вариантам реализации, в одном способе создания размещенных на поверхности пиктограмм на поверхности первого слоя 320 пиктограмм, первый слой 320 пиктограмм формируют сначала созданием набора удерживающих структур, таким как тиснение, и затем отверждением заливкой т.е. сплошным отверждением по всей площади слоя отверждаемого излучением полимера. В различных вариантах реализации во второй стадии удерживающей структуры затем заполняют неотвержденным по существу прозрачным способным к отверждению излучением материалом, избыток которого удаляют с удерживающих структур ракелем, с последующим направленным отверждением материала в удерживающих структурах с использованием картины направленно отверждающего излучения, связанного с первым диапазоном углов обзора, для создания областей внутри первого слоя 320 пиктограмм из отвержденного по существу прозрачного материала, связанных с первым диапазоном углов обзора. Затем неотвержденный по существу прозрачный способный к отверждению излучением материал вымывают из удерживающих структур, и все еще доступные удерживающие структуры заполняют или покрывают неотвержденным способным к отверждению излучением материалом первого цвета, избыток которого удаляют со удерживающих структур ракелем, причем остальной материал отверждают по всей площади для завершения первого слоя 320 пиктограмм, имеющего по существу плоскую наружную поверхность, отдаленную от планарной матрицы фокусирующих элементов 305. Согласно определенным вариантам реализации, неотвержденный излучением материал второго цвета наносят на наружную поверхность и направленно отверждают с использованием излучения, связанного с первым диапазоном углов обзора, как во второй стадии формирования первого слоя 320 пиктограмм. После направленного отверждения неотвержденный отверждаемый излучением материал второго цвета смывают с наружной поверхности, причем размещенные на поверхности пиктограммы второго слоя 328 пиктограмм остаются на наружной поверхности первого слоя пиктограмм.

[0044] Согласно определенным вариантам реализации, еще один способ формирования второго слоя 328 пиктограмм из размещенных на поверхности пиктограмм изображений включает создание первого слоя 320 пиктограмм, как описано выше, и нанесение слоя неотвержденного отверждаемого излучением материала второго цвета. Неотвержденный отверждаемый излучением материал второго цвета направленно отверждают с использованием структурированного излучения при угле, дополнительном первому диапазону углов, при котором был отвержден материал первого цвета. Этим путем может быть достигнуто регулируемое разделение между диапазоном углов, в котором синтетические изображения из окрашенного материала первого цвета проецированы через фокусирующие элементы, и диапазоном углов, в котором через фокусирующие элементы проецированы синтетические изображения из окрашенного материала второго цвета.

[0045] ФИГ. 3С иллюстрирует пример микрооптического защитного устройства 301 согласно различным вариантам осуществления этого изобретения.

[0046] В дополнение к иллюстративному примеру в ФИГ. 3В, который иллюстрирует пример микрооптического защитного устройства согласно этому изобретению, слой пиктограмм изображений, включающий размещенные на поверхности пиктограммы, является отдаленным от матрицы фокусирующих элементов, относительно еще одной пиктограммы изображения, включающей множество по существу прозрачных удерживающих структур, ФИГ. 3С иллюстрирует пример микрооптического защитного устройства 301, в котором слой размещенных на поверхности пиктограмм находится вблизи фокусирующих элементов, относительно слоя пиктограмм, включающего по существу прозрачные удерживающие структуры.

[0047] Со ссылкой на неограничивающий пример в ФИГ. 3С, первый слой 327 пиктограмм включает множество размещенных на поверхности пиктограмм изображений (в том числе размещенную на поверхности пиктограмму 329 изображения), сформированные на стороне оптической прокладки 310 направленным отверждением слоя неотвержденного пигментированного материала первого цвета с конфигурацией излучения, связанного с первым синтетическим изображением, из источника структурированного излучения, размещенного для направления излучения в пределах первого диапазона углов обзора. В этом иллюстративном примере, после направленного отверждения удаляют неотвержденный материал первого цвета, опционально формируют последующие наборы размещенных на поверхности пиктограмм, связанных с иными цветами или иными углами обзора, посредством направленного отверждения материала первого или других цветов. Неотвержденный окрашенный материал удаляют с поверхности оптической прокладки 310, и наносят слой по существу прозрачного материала для заполнения промежутков между размещенным на поверхности пиктограммами изображений и для создания гладкой поверхности, поверх которой может быть сформирован второй слой 323 пиктограмм изображений как слой пиктограмм изображений, содержащий удерживающие структуры. Согласно различным вариантам реализации, слой по существу прозрачного материала наносят так, что существу прозрачный материал первого слоя 327 пиктограмм становится встроенным в удерживающие структуры второго слоя 323 пиктограмм изображений.

[0048] В некоторых вариантах реализации удерживающие структуры второго слоя 323 пиктограмм изображений заполняют неотвержденным отверждаемым излучением материалом второго цвета, который затем обрабатывают ракелем для удаления избыточного неотвержденного материала. Неотвержденный отверждаемый излучением материал второго цвета направленно отверждают структурированным излучением, связанным с первым диапазоном углов обзора, и смывают неотвержденный материал второго цвета. В зависимости от числа слоев, заданных для стека 308 слоев пиктограмм, в некоторых вариантах реализации процесс формирования стека 308 слоев пиктограмм может быть здесь завершен, без любых дополнительных операций заполнения/отверждения.

[0049] ФИГ. 4А и 4В иллюстрируют аспекты вкладов стековых слоев пиктограмм микрооптического защитного устройства (например, микрооптического защитного устройства 110 в ФИГ. 1А-В) согласно различным вариантам осуществления этого изобретения. Микрооптические защитные устройства согласно различным вариантам осуществления этого изобретения включают стеки слоев пиктограмм, которые увеличены матрицей фокусирующих элементов для проецирования синтетических изображений, которые создают характерные и привлекающие внимание оптические эффекты, включающие, без ограничения, многоцветные синтетические изображения, с жестким контролем по диапазону углов обзора, в котором каждый слой из стека слоев пиктограмм вносит вклад в синтетическое изображение, создаваемое микрооптическим защитным устройством. Как обсуждается дополнительно в настоящем раскрытии, микрооптические защитные устройства согласно некоторым вариантам осуществления этого изобретения включают стеки пиктограмм со слоями пиктограмм изображений, которые являются фазово-синхронизированными.

[0050] Со ссылкой на иллюстративный пример в ФИГ. 4А-В, на фигуре показаны вклады первого слоя пиктограмм изображений (например, первого слоя 320 пиктограмм на ФИГ. 3А) и второго слоя пиктограмм изображений (например, первого слоя 328 пиктограмм на ФИГ. 3В) в синтетические изображения, проецируемые системой в пределах первого диапазона углов обзора (Θ₁→Θ₂) и второго диапазона углов обзора (Θ₂→Θ₃). Для удобства перекрестных ссылок синтетические изображения, проецируемые наблюдателю микрооптическим защитным устройством в примере на ФИГ. 4, соответствуют синтетическим изображениям, показанным в иллюстративном примере ФИГ. 1А-В. То есть, когда рассматривают под углами в пределах первого диапазона углов обзора, микрооптическое защитное устройство проецирует пару овалов первого цвета на фоне второго цвета. В этом неограничивающем примере, когда угол обзора переходит от первого диапазона углов обзора ко второму диапазону углов обзора, окрашенные овалы «выключаются» и заменяются синтетическим изображением второго цвета, благодаря фазовой синхронизации между пиктограммами первого слоя пиктограмм изображений, который содержит пиктограммы изображений первого цвета, и пиктограммами второго слоя пиктограмм изображений, который содержит пиктограммы изображений второго цвета.

[0051] Как показано в ФИГ. 4А-В, когда микрооптическое защитное устройство рассматривают под углами в пределах первого диапазона углов обзора (Θ₁→Θ₂), фокусирующие элементы микрооптического защитного устройства проецируют области первого слоя пиктограмм, включающего объемы направленно отвержденного материала первого цвета, так, что первый слой пиктограмм изображений проявляет участки, видимые в синтетическом изображении как первый овал 401а и второй овал 401b. Согласно определенным вариантам реализации, в дополнение к направленному отверждению неотвержденного материала первого цвета в картине, связанной с овалами 401а и 401b, неотвержденный по существу прозрачный материал во втором слое пиктограмм также направленно отверждают с картиной, связанной с овалами 401а и 401b, с исключением окрашенного материала второго цвета из фокальных траекторий, связанных с первым диапазоном углов обзора, и обеспечением того, что соответствующие области 403а и 403b второго слоя пиктограмм не создают помехи или иным образом не пересекаются с областями первого слоя пиктограмм, создающих овалы 401а и 401b.

[0052] Подобным образом, для второго диапазона углов обзора (Θ₂→Θ₃) в определенных вариантах реализации на первый слой наносят неотвержденный по существу прозрачный материал и направленно отверждают от источника излучения, связанного со вторым диапазоном углов обзора, тем самым обеспечивая, что вклад 405 первого слоя пиктограмм в синтетическое изображение, проецируемое микрооптическим защитным устройством, во втором диапазоне углов обзора отсутствует. То есть, в некоторых вариантах реализации нет окрашенного материала в первом слое пиктограмм в местоположениях, связанных с фокальными траекториями света, проходящего в микрооптическое защитное устройство или из него вдоль углов, связанных со вторым диапазоном углов обзора.

[0053] В дополнение, для второго диапазона углов обзора (Θ₂→Θ₃) в различных вариантах осуществления согласно этому изобретению объемы неотвержденного материала второго цвета направленно отверждают структурированным излучением, поступающим от источников, связанных со вторым диапазоном углов обзора. По существу, во втором диапазоне углов обзора второй слой пиктограмм изображений проецирует синтетическое изображение 407, компоненты которого обусловлены только вторым слоем пиктограмм изображений.

[0054] В то время как на ФИГ. 4А-В было представлено микрооптическое защитное устройство, обеспечивающее единственный «мерцающий» эффект, создаваемый направленным отверждением окрашенного материала первого цвета в слое стека слоев пиктограмм, и направленным отверждением неокрашенного материала во втором слое пиктограмм, в том же диапазоне углов обзора, варианты осуществления согласно этому изобретению этим не ограничиваются. Например, в определенных вариантах реализации способы достижения управления синхронизацией слоев пиктограмм и углами обзора, при которых окрашенный материал каждого слоя в стеке слоев пиктограмм изображений проявляется в синтетическом изображении, могут быть использованы для создания различных эффектов. Например, в определенных вариантах реализации одна часть синтетического изображения может проявлять фазовую синхронизацию, такую как описанная со ссылкой на ФИГ. 4, при которой один цвет «выключается» непосредственно после того, как угол обзора выходит за пределы первого диапазона углов обзора, тогда как другая часть синтетического изображения проявляет слабое фазовое рассогласование, при котором цвет изменяется с углом обзора. В дополнение, в определенных вариантах реализации, и как обсуждалось со ссылкой на ФИГ. 3В, фазовая синхронизация между окрашенным материалом в первом слое пиктограмм изображений и окрашенным материалом во втором слое пиктограмм изображений может быть достигнута направленным отверждением неотвержденного материала во втором слое пиктограмм изображений при комплементарном диапазоне углов обзора относительно первого диапазона углов обзора, используемого для направленного отверждения окрашенного материала в первом слое пиктограмм изображений.

[0055] ФИГ. 5А-5С иллюстрируют, с многих точек зрения, аспекты формирования размещенной на поверхности пиктограммы изображения в ячейке микрооптического защитного устройства, согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения.

[0056] Для формирования размещенной на поверхности пиктограммы изображения в определенных вариантах осуществления согласно этому изобретению, структурированное излучение проецируют из углов проецирования, соответствующих предварительно определенному диапазону углов обзора, на фокусирующие поверхности фокусирующих элементов планарной матрицы фокусирующих элементов, причем структурированное излучение фокусируется фокусирующими элементами планарной матрицы фокусирующих элементов в областях неотвержденного отверждаемого излучением материала внутри опорных участков фокусирующих элементов планарной матрицы фокусирующих элементов. Затем неотвержденный отверждаемый излучением материал удаляют (например, посредством промывания пульверизацией) или химической дезактивацией, так, что только отвержденные участки отверждаемого излучением материала становятся видимыми через фокусирующие элементы в предварительно определенным диапазоне углов обзора. Этим путем отвержденный объем окрашенного материала (например, пиктограмма изображения), или по существу прозрачный материал (например, для исключения окрашенного материала из местоположения, где он мешал бы проявлению окрашенной пиктограммы в еще одном слое стека слоев пиктограмм), может быть сформирован на поверхности микрооптического защитного устройства.

[0057] Со ссылкой на неограничивающий пример на ФИГ. 5А-С, представлены вид сбоку (ФИГ. 5С), вид снизу (ФИГ. 5А) и вид под углом (ФИГ. 5В) преломляющего фокусирующего элемента 501, который расположен на участке оптической прокладки 503. В этом иллюстративном примере линзовая поверхность 510 фокусирующего элемента 501 определяет изогнутую границу между областями с различными показателями преломления (например, воздуха и полимера с показателем преломления свыше 1), которая направляет отверждающее излучение в местоположение внутри опорного участка линзы, где оно отверждает объем отверждаемого излучением материала первого цвета с образованием размещенной на поверхности пиктограммы 521 изображения.

[0058] Согласно определенным вариантам реализации, фокусирующий элемент 501 закреплен на оптической прокладке 503 и имеет фиксированную взаимосвязь с поверхностями оптической прокладки 503. В определенных вариантах реализации фиксированная взаимосвязь между фокусирующим элементом 501 и поверхностями оптической прокладки 503 достигается нанесением слоя отверждаемого излучением материала на оптическую прокладку 503, выполнением тиснения слоя отверждаемого излучением материала с образованием линзовой поверхности, и отверждением материала in situ. В некоторых вариантах реализации фиксированная взаимосвязь между фокусирующим элементом 501 и поверхностями оптической прокладки 503 достигается формированием как фокусирующего элемента 501, так и оптической прокладки из общего слоя отверждаемого излучением материала, и отверждением сформированного слоя для создания объединенной в единой детали комбинации фокусирующего элемента-оптической прокладки.

[0059] Фокусирующий элемент 501 связан с опорным участком 505, определяющим область, в которой фокусирующий элемент 501 может фокусировать свет с достаточной резкостью, чтобы пиктограммы изображений могли быть проецированы фокусирующим элементом 501. Как показано в примере ФИГ. 5А-С, опорный участок 505 может быть трехмерным участком в пространстве, тем самым позволяя создавать пиктограммы из множества слоев стека слоев пиктограмм, занимая пространство в опорном участке 505. Согласно некоторым вариантам реализации, опорный участок 505 является коэкстенсивным с периметром фокусирующего элемента 501.Согласно некоторым вариантам реализации, опорный участок 505 является меньшим, чем периметр фокусирующего элемента 501. В определенных вариантах реализации опорный участок 505 описывает область, которая является большей, чем периметр фокусирующего элемента 501.

[0060] Как показано в иллюстративном примере в ФИГ. 5А-С, структурированное излучение (например, коллимированное излучение, свет из проектора, или свет, который был пропущен через еще одну матрицу фокусирующих элементов), связанное с синтетическим изображением, таким как ячейка, показанная на ФИГ. 5А-С, проецируется на линзовой поверхности фокусирующего элемента 501 под углом (или в диапазоне углов), связанным с предварительно определенным углом обзора, который показан на фигуре, как Θ_с. Линзовой эффект или фокусирующее действие фокусирующего элемента 501 обеспечивает фокусирование света, падающего вдоль фокальной траектории 520, внутри опорного участка 505. Нанесением слоя неотвержденного отверждаемого излучением окрашенного (или по существу прозрачного отверждаемого излучением) материала на нижнюю поверхность оптической прокладки 503 перед направлением структурированного излучения на систему, последующее направление структурированного излучения вызывает отверждение участков отверждаемого излучением материала в фокальной траектории 520, тогда как участки отверждаемого излучением материала вне фокальной траектории 520 остаются неотвержденными и могут быть удалены. Таким образом, установленная на поверхности пиктограмма 521 изображения может быть сформирована на поверхностях внутри опорного участка 505 фокусирующего элемента 501.

[0061] ФИГ. 6А-6I иллюстрируют конструктивные аспекты микрооптического защитного устройства согласно различным вариантам осуществления этого изобретения. Для удобства перекрестных ссылок элементы, которые являются общими для более, чем одной из ФИГ. 6А-6I, пронумерованы сходным образом.

[0062] Со ссылкой на неограничивающий пример на ФИГ. 6А, на указанной фигуре показана секция планарной матрицы 601 фокусирующих элементов микрооптического защитного устройства согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения. В некоторых вариантах реализации, таких как показанные в фигуре, фокусирующие элементы планарной матрицы 601 фокусирующих элементов представляют собой плосковыпуклые микролинзы. В некоторых вариантах реализации фокусирующие элементы планарной матрицы 601 фокусирующих элементов представляют собой отражательные фокусирующие элементы, или иные преломляющие структуры (например, GRIN-линзы). Как показано на указанной фигуре, фокусирующие элементы секции планарной матрицы 601 фокусирующих элементов имеют локальный период P₁ повторения, соответствующий дистанции, на которой конфигурация фокусирующих элементов сходной величины повторяется в секции планарной матрицы 601 фокусирующих элементов, показанной на указанной фигуре.

[0063] В определенных вариантах реализации свет, проецируемый планарной матрицей 601 фокусирующих элементов под углом Θ_a, или диапазон углов обзора, включающий Θ_a, фокусируется элементами, составляющими планарную матрицу 601 фокусирующих элементов, и проходит через оптическую прокладку 605 и последующие слои (например, стек слоев пиктограмм) микрооптического защитного устройства вдоль множества фокальных траекторий 610 (включающих, например, фокальную траекторию 611).

[0064] Согласно определенным вариантам реализации, микрооптические защитные устройства включают оптическую прокладку 605, содержащую лист по существу прозрачного материала, такого как пленка из полиэтилена или сложного полиэфира, на которой могут быть сформированы фокусирующие элементы или стек слоев пиктограмм (например, стек 308 слоев пиктограмм на ФИГ. 3А). Согласно некоторым вариантам реализации, оптическая прокладка 605 включает промежуточный слой из по существу прозрачного отверждаемого излучением полимера, используемого для создания других структур микрооптического защитного устройства, таких как планарная матрица 601 фокусирующих элементов. В различных вариантах осуществления согласно этому изобретению оптическая прокладка 605 включает секцию пленки из биаксиально ориентированного полипропилена (BOPP), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC) или полиэтилентерефталата (PET).

[0065] ФИГ. 6В иллюстрирует конструктивные аспекты микрооптического защитного устройства согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения. Со ссылкой на иллюстративный пример на ФИГ. 6В, показана начальная стадия создания первого слоя пиктограмм стека слоев пиктограмм (например, стека 308 слоев пиктограмм согласно ФИГ. 3А). Согласно определенным вариантам реализации, на нижней стороне оптической прокладки 605 сформировано множество удерживающих структур 607. В этом пояснительном примере множество удерживающих структур 607 включают набор рельефов или углублений, сформированных в слое по существу прозрачного материала (показанного на фигуре точечной заливкой). Как показано на указанной фигуре, множество удерживающих структур 607 имеют локальный период P₂ повторения в секции микрооптического защитного устройства, показанного на ФИГ. 6В. В определенных вариантах осуществления согласно этому изобретению, локальный период P₂ повторения удерживающих структур первого слоя пиктограмм в стеке слоев пиктограмм варьирует в пределах слоя пиктограмм так, что компоненты синтетических изображений, проецируемых первым слоем пиктограмм, проявляются на различных высотах относительно физической поверхности микрооптического защитного устройства.

[0066] Согласно некоторым вариантам реализации, множество удерживающих структур 607 заполнены неотвержденным способным к отверждению излучением материалом 609 первого цвета.

[0067] ФИГ. 6С иллюстрирует конструктивные аспекты микрооптического защитного устройства согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения.

[0068] Со ссылкой на неограничивающий пример в ФИГ. 6С, структурированное излучение, связанное с компонентом синтетического изображения, проецируемого первым слоем пиктограмм изображений стека слоев пиктограмм изображений, проецируется на планарную матрицу 601 фокусирующих элементов, и проходит через оптическую прокладку 605, множество удерживающих структур 607 и объемы неотвержденного способного к отверждению излучением материала 609 первого цвета. Как показано в этом неограничивающем примере, фокальные траектории излучения, проходящего через оптическую прокладку 60, не попадают на все из объемов неотвержденного излучением материала первого цвета. Например, из отверждаемого излучением материала 609 первого цвета внутри первой удерживающей структуры 608 первый участок 613а лежит вне фокальной траектории 611, тогда как второй участок 613b попадает внутрь фокальной траектории 611. Согласно некоторым вариантам реализации, первый участок 613а не отверждается способным к отверждению излучением, проходящим вдоль фокальной траектории 611, тогда как второй участок 613b, который находится на пути фокальной траектории 611, отверждается излучением, проходящим вдоль фокальной траектории 611. Подобным образом, третий объем способного к отверждению излучением материала 613с первого цвета находится полностью вне фокальной траектории 611 и соседней фокальной траектории, и остается неотвержденным.

[0069] ФИГ. 6D иллюстрирует конструктивные аспекты микрооптического защитного устройства согласно различным вариантам осуществления этого изобретения.

[0070] Как показано в этом иллюстративном примере, после направленного отверждения способного к отверждению излучением материала первого цвета структурированным излучением из первого диапазона углов обзора (например, излучения, проходящего вдоль множества фокальных траекторий 610 в ФИГ. 6С), неотвержденный материал удаляют из множества удерживающих структур 607, оставляя только объемы отвержденного материала первого цвета в полостях 613 множества удерживающих структур, которые были в фокальных траекториях 611. Например, в то время, как объемы неотвержденного материала на участках 613а и 614с были удалены после направленного отверждения, второй участок 613b остается на месте в множестве удерживающих структур 607.

[0071] ФИГ. 6Е иллюстрирует конструктивные аспекты микрооптического защитного устройства согласно некоторым вариантам осуществления этого изобретения. Со ссылкой на иллюстративный пример на ФИГ. 6Е, чтобы способствовать «фиксированию» объемов отвержденного материала (например, второго участка 613b) в местоположениях внутри множества удерживающих структур 607, связанных с конкретными фокальными траекториями (например, фокальными траекториями 611 на ФИГ. 6С), оставшиеся незаполненными участки удерживающих структур 607 заполняют по существу прозрачным материалом (например, УФ-отверждаемым полимером, пригодным для тиснения и отверждения с образованием планарной матрицы 601 фокусирующих элементов). Согласно определенным вариантам реализации, по существу прозрачный материал, добавляемый в удерживающие структур для заполнения полостей, которые уже не были заполнены направленно отверждаемым материалом, создает граничные области или области поверхности раздела (например, граничная область 615) между по существу прозрачными удерживающими структурами и дополнительным по существу прозрачным материалом. Будучи невидимой для глаза человека, область поверхности раздела, включающая границы между этими зонами по существу прозрачного материала, становится видимой посредством электронного микроскопа.

[0072] В определенных вариантах осуществления согласно этому изобретению, добавлением по существу прозрачного материала в незаполненные участки множества удерживающих структур 607 завершают формирование первого слоя 620 пиктограмм, на котором может быть сформирован второй или более слои пиктограмм стека слоев пиктограмм.

[0073] ФИГ. 6F иллюстрирует конструктивные аспекты микрооптического защитного устройства согласно различным вариантам осуществления этого изобретения.

[0074] Согласно определенным вариантам реализации, второй слой многослойного (то есть, из двух или более слоев) стека слоев пиктограмм формируют на поверхности первого слоя 620 пиктограмм, отдаленной от планарной матрицы 601 фокусирующих элементов. Как показано в неограничивающем примере на ФИГ. 6F, формируют второе множество удерживающих структур 631 (например, тиснением и последующим отверждением слоя по существу прозрачного УФ-отверждаемого материала) на поверхности первого слоя 620 пиктограмм, отдаленной от планарной матрицы 601 фокусирующих элементов.

[0075] Со ссылкой на неограничивающий пример на ФИГ. 6F, углубления во втором множестве удерживающих структур 631 заполняют объемами неотвержденного по существу прозрачного способного к отверждению излучением материала 633. Затем неотвержденный по существу прозрачный способный к отверждению излучением материал 633 направленно отверждают излучением, которое, подобно излучению, используемому для отверждения способного к отверждению излучением материала первого цвета в первом слое 620 пиктограмм, проходит через структуры стека слоев пиктограмм вдоль множества фокальных траекторий 610. Как показано в примере на ФИГ. 6F, объемы неотвержденного по существу прозрачного способного к отверждению излучением материала отверждают в местоположениях внутри второго множества удерживающих структур 631, которые совпадают с фокальными траекториями множества фокальных траекторий 610. Например, способный к отверждению излучением материал, занимающий первый объем 635а, отверждают излучением, проходящим вдоль фокальной траектории 611, тогда как способный к отверждению излучением материал, занимающий местоположение 635b, которое находится вне фокальной траектории 611, остается неотвержденным.

[0076] ФИГ. 6G иллюстрирует конструктивные аспекты микрооптического защитного устройства согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения. Согласно определенным вариантам реализации, удаляют неотвержденный по существу прозрачный способный к отверждению излучением материал 633 во втором множестве удерживающих структур 631. Когда по существу прозрачный способный к отверждению излучением материал отверждают в местоположениях, связанных с первым диапазоном углов обзора (например, в местоположениях на множестве фокальных траекториях 610), дополнительный материал (например, способный к отверждению излучением материал второго цвета) может быть добавлен только во второе множество удерживающих структур 631 в местоположениях, связанных с углами обзора вне фокальных траекторий излучения, проходящего через стек слоев пиктограмм вдоль первого множества фокальных траекторий. Этим путем в определенных вариантах осуществления согласно этому изобретению можно достигать фазовой синхронизации между окрашенными пиктограммами в различных слоях пиктограмм. Иначе говоря, в различных вариантах осуществления согласно этому изобретению объемы отвержденного по существу прозрачного материала во втором множестве удерживающих структур 631 занимают местоположения, которые, если бы были доступны для материала других цветов, могли бы создавать помехи для отвержденных объемов окрашенного материала в первом слое 620 пиктограмм (например, втором участке 613b). Однако объемы отвержденного по существу прозрачного материала (например, первого объема 635а) действуют так, что исключают окрашенный материал из множества фокальных траекторий 610.

[0077] ФИГ. 6H иллюстрирует конструктивные аспекты микрооптического защитного устройства согласно различным вариантам осуществления этого изобретения.

[0078] Со ссылкой на неограничивающий пример на ФИГ. 6H, после направленного отверждения объемов неотвержденного по существу прозрачного способного к отверждению излучением материала 633 и удаления неотвержденного материала вне множества фокальных траекторий 610, незаполненные полости второго множества удерживающих структур 631 (то есть, местоположений, связанных с фокальными траекториями иных диапазонов углов обзора, нежели первый диапазон углов обзора) заполняют объемами неотвержденного материала второго цвета, и отверждают для создания объемов отвержденного материала второго цвета (например, первого объема 637а и второго объема 637b). Этим путем формируют второй слой 640 пиктограмм поверх первого слоя 620 пиктограмм.

[0079] Как показано в иллюстративном примере в ФИГ. 6H, объемы отвержденного материала первого цвета размещены с локальным периодом Р_С1 повторения в малой секции показанного на указанной фигуре микрооптического защитного устройства, и объемы отвержденного материала второго цвета размещены с локальным периодом Р_С2 повторения в полоске микрооптического защитного устройства, показанного на ФИГ. 6H. В определенных вариантах осуществления согласно этому изобретению, локальные периоды повторения отвержденных объемов материала первого цвета и отвержденных объемов материала второго цвета могут варьировать на протяжении микрооптического защитного устройства.

[0080] В то время как микрооптические защитные устройства согласно различным вариантам осуществления этого изобретения были описаны на ФИГ. 6A-6H со ссылкой на систему, включающую только два слоя и два цвета, варианты осуществления согласно этому изобретению этим не ограничены, и возможны дополнительные варианты осуществления, в которых стек слоев пиктограмм включает дополнительные слои, и каждый слой включает объемы отвержденного материала многих цветов, связанных с множеством углов обзора, и находятся в пределах обсуждаемой области этого изобретения. Иначе говоря, рабочие и конструктивные аспекты микрооптической защитной системы в ФИГ. 6H являются расширяемыми в отношении множестве размеров, в том числе цветов пиктограмм, числа слоев пиктограмм и числа диапазонов углов обзора, связанных с конкретными синтетическими изображениями.

[0081] ФИГ. 6I иллюстрирует конструктивные аспекты микрооптического защитного устройства согласно различным вариантам осуществления этого изобретения.

[0082] Со ссылкой на неограничивающий пример в ФИГ. 6I, опять показаны структуры, иллюстрированные в ФИГ. 6H, только с множеством фокальных траекторий, совмещенными на фигуре, чтобы способствовать иллюстрированию, как отвержденные объемы материала первого цвета в первом слое 620 пиктограмм являются фазово-синхронизированными с отвержденными объемами материала второго цвета во втором слое 640 пиктограмм.

[0083] В иллюстративном примере в Фиг. 6А-6I синтетическое изображение первого цвета мерцает, или внезапно «включается», когда угол обзора входит в диапазон углов обзора, связанных с множеством фокальных траекторий 610, и внезапно «выключается», когда угол обзора выходит из диапазона углов обзора, связанных с множеством фокальных траекторий 610, в котором присутствует точка второго синтетического изображения второго цвета, проецируемая микрооптическим защитным устройством. Таким образом, в определенных вариантах осуществления согласно этому изобретению, период включения-выключения первого слоя пиктограмм синхронизирован с периодом выключения-включения второго слоя пиктограмм. Согласно различным вариантам реализации, эта синхронность между появлением синтетического изображения, проецируемого первым слоем 620 пиктограмм, и исчезновением синтетического изображения, проецируемого вторым слоем 640 пиктограмм, облегчает фазовую синхронизацию объемов отвержденного материала первого цвета в первом слое и объемов отвержденного материала второго цвета во втором слое. ФИГ. 6I представляет неограничивающий пример такой фазовой синхронизации.

[0084] Как показано в ФИГ. 6I, второй участок 613b первого слоя 620 пиктограмм связан с левым краем фокальной траектории 611, и тем самым проецируется планарной матрицей 601 фокусирующих элементов под углами обзора внутри первого диапазона углов обзора. Подобным образом, первый объем 637а второго слоя 640 пиктограмм примыкает к левому краю фокальной траектории 611, но не пересекает его. Соответственно этому, первый объем 637а не проецируется планарной матрицей фокусирующих элементов при углах обзора внутри первого диапазона углов обзора. Однако, поскольку местоположения второго участка 613b и первого объема 637а выровнены по левому краю фокальной траектории 611, вход в первый диапазон углов обзора и выход из него приводит к резким переходам между синтетическими изображениями, проецируемыми первым слоем 620 пиктограмм, и синтетическими изображениями, проецируемыми вторым слоем 640 пиктограмм.

[0085] Квалифицированным специалистам будет понятно, что в определенных вариантах осуществления согласно этому изобретению относительные толщины фокусирующих элементов, стека пиктограмм и оптической прокладки отличаются от иллюстрированных в ФИГ. 6А-6I, которые представлены для иллюстрирования аспектов структуры пиктограмм микрооптических защитных устройств согласно различным вариантам осуществления этого изобретения.

[0086] ФИГ. 7 иллюстрирует конструктивные аспекты микрооптического защитного устройства согласно различным вариантам осуществления этого изобретения.

[0087] Со ссылкой на неограничивающий пример в ФИГ. 7, в определенных вариантах осуществления согласно этому изобретению по существу прозрачные удерживающие структуры одного слоя пиктограмм изображений могут быть сформированы в одно целое с объемами по существу прозрачного материала в еще одном слое. В иллюстративном примере на ФИГ. 7 показана секция 700 микрооптического защитного устройства согласно различным вариантам осуществления этого изобретения. Как показано на указанной фигуре, секция 700 включает планарную матрицу 701 фокусирующих элементов (например, планарную матрицу 601 фокусирующих элементов в ФИГ. 6А), оптическую прокладку 703 (например, оптическую прокладку 605 в ФИГ. 6А), первый слой 705 пиктограмм и второй слой 710 пиктограмм. Согласно определенным вариантам реализации, первый слой 705 пиктограмм включает множество удерживающих структур, содержащие объемы направленно отвержденного материала первого цвета (например, первый объем 715а), занимающие местоположения в удерживающих структурах, связанных с фокальными траекториями структурированного излучения, проходящего через секцию 700 из источника излучения, связанного с первым углом обзора или диапазоном углов обзора. В некоторых вариантах реализации, чтобы обеспечить достижение фазовой синхронизации между окрашенным материалом в первом слое 705 пиктограмм и втором слое пиктограмм изображений, по существу прозрачный материал используют для заполнения в областях удерживающих структур первого слоя 705 пиктограмм, которые не заполнены направленно отвержденным материалом первого цвета.

[0088] Как описано со ссылкой на неограничивающие примеры ФИГ. 6Е и 6F этого изобретения, в определенных вариантах реализации направленно отверждают области окрашенного материала, по существу прозрачный материал наносят и отверждают для заполнения незаполненных участков слоя пиктограмм изображений, и затем удерживающие структуры следующего слоя пиктограмм изображений, в некоторых вариантах реализации, наносят в трех раздельных стадиях. Однако в иллюстративном примере на ФИГ. 7 создают удерживающие структуры первого слоя 705 пиктограмм (например, тиснением и отверждением по существу прозрачного способного к отверждению излучением полимера), и заполняют неотвержденным способного к отверждению излучением материалом первого цвета. После этого избыток способного к отверждению излучением материала первого цвета удаляют ракелем с удерживающими структурами и, и затем направленно отверждают для создания объемов отвержденного материала первого цвета внутри первого слоя 705 пиктограмм. В некоторых вариантах реализации после того, как неотвержденный материал первого цвета был смыт, может быть нанесен слой неотвержденного по существу прозрачного способного к отверждению излучением материала для заполнения незаполненных участков первого слоя 705 пиктограмм, подвергнутого тиснению для формирования удерживающих структур второго слоя 710 пиктограмм, и затем отвержден. Согласно таким вариантам реализации, по существу прозрачные удерживающие структуры второго слоя 710 пиктограмм составляют единое целое с участками первого слоя 705 пиктограмм, и образуют единый промежуточный слой 720 в форме «прямоугольной волны», охватывающий с двух сторон первый слой 705 пиктограмм и второй слой 710 пиктограмм. В определенных вариантах осуществления согласно этому изобретению удерживающие структуры второго слоя 710 пиктограмм заполняют неотвержденным способный к отверждению излучением материалом второго цвета. После того, как избыток способного к отверждению излучением материала второго цвета был удален (например, ракелем), способный к отверждению излучением материал второго цвета направленно отверждают структурированным излучением, связанным со вторым диапазоном углов обзора, и неотвержденный. В зависимости от технических характеристик микрооптического защитного устройства (например, где задан только двухслойный стек слоев пиктограмм), процесс изготовления завершают вымыванием неотвержденного материала второго цвета из второго слоя 710 пиктограмм. В альтернативном варианте, в некоторых вариантах реализации формируют дополнительную «прямоугольную волну» по существу прозрачного материала, который составляет единое целое со вторым слоем 710 пиктограмм, и создает поверхность (например, удерживающие структуры, или гладкую поверхность, на которой могут быть сформированы установленные на поверхности пиктограммы (пиктограммы поверхностного монтажа) для создания третьего слоя пиктограмм (на фигуре не показано).

[0089] В зависимости от вариантов реализации, объединение по существу прозрачных участков слоя пиктограмм изображений со удерживающими структурами еще одного слоя с образованием единого промежуточного слоя может благоприятным образом упрощать процесс изготовления, и удалять некоторые из межфазных участков между по существу прозрачным материалом первого слоя 705 пиктограмм и по существу прозрачными удерживающими структурами второго слоя 710 пиктограмм.

[0090] ФИГ. 8А и 8В иллюстрируют конструктивные аспекты микрооптических защитных устройств согласно различным вариантам осуществления этого изобретения. Для удобства перекрестных ссылок структуры, которые являются общими для обеих ФИГ. 8А и 8В, пронумерованы одинаково.

[0091] Со ссылкой на неограничивающий пример ФИГ. 8А, в фигуре показана секция 800 микрооптического защитного устройства согласно различным вариантам осуществления этого изобретения. Согласно определенным вариантам реализации, секция 800 включает планарную матрицу 801 фокусирующих элементов (например, планарную матрицу 307 фокусирующих элементов на ФИГ. 3А), оптическую прокладку 803 (например, оптическую прокладку 703 на ФИГ. 7), первый слой 805 пиктограмм и второй слой 810 пиктограмм (например, второй слой 710 пиктограмм в ФИГ. 7). Секция 800 микрооптического защитного устройства дополнительно включает промежуточный слой 820 (например, промежуточный слой 720 на ФИГ. 7), причем по существу прозрачный материал первого слоя 805 пиктограмм сделан интегрированным с по существу прозрачными удерживающими структурами второго слоя 810 пиктограмм.

[0092] Как показано в иллюстративном примере в ФИГ. 8А, первый слой 805 пиктограмм не содержит удерживающие структуры для позиционирования объемов по существу прозрачного или окрашенного отвержденного излучением материала. Соответственно этому, структуры пиктограмм, включающие объемы способного к отверждению излучением материала первого цвета (например, включающие первый объем 815а) представляют собой пиктограммы изображений поверхностного монтажа. Согласно различным вариантам реализации, структуры пиктограмм первого слоя 805 пиктограмм получают направленным отверждением участков нанесенного слоя неотвержденного способного к отверждению излучением материала первого цвета (например, согласно способу, показанному со ссылкой на пример на ФИГ. 5А-В этого изобретения).

[0093] ФИГ. 8В иллюстрирует дополнительные конструктивные аспекты секции 800 микрооптического защитного устройства согласно ФИГ. 8А, показывая множество фокальных траекторий 830 структурированного излучения от одного или более источников, проецирующих излучение на секцию 800 под углом (или в диапазоне углов), соответствующим первому диапазону углов обзора. Со ссылкой на неограничивающий пример ФИГ. 8В, в определенных вариантах осуществления согласно этому изобретению размещенные на поверхности пиктограммы изображений (например, первый объем 815а) могут быть фазово-синхронизированными с пиктограммами, сформированными в удерживающих структур. Как показано в этом неограничивающем примере, как левый край первого объема 815а, так и правый край второго объема 815b во втором слое 810 пиктограмм связаны с левым краем фокальной траектории 831. Соответственно этому, при углах обзора внутри первого диапазона углов обзора окрашенный материал во втором слое 810 пиктограмм не проявляется в синтетическом изображении, проецируемом микрооптической системой. Однако, вследствие фазовой синхронизации между, например, первым объемом 815а и вторым объемом 815b микрооптическая система резко «переключается» от проецирования материала в первом слое 805 пиктограмм на проецирование материала во втором слое 810 пиктограмм, когда угол обзора выходит из первого диапазона углов обзора, связанного с множеством фокальных траекторий 830.

[0094] Со ссылкой на иллюстративный пример на ФИГ. 8В, определенные варианты осуществления согласно этому изобретению обеспечивают гибкость в конфигурировании микрооптических защитных систем. Как было отмечено ранее в этом изобретении, применение удерживающих структур как части формируемых слоев пиктограмм во многих отношениях представляет собой хорошо разработанную технологию, которая была модернизирована и сделана пригодной для крупномасштабного производства микрооптических защитных устройств. В то же время цифровое оборудование, и создание структур пиктограмм без необходимости в использовании пресс-форм для получения удерживающих структур, открывают новые возможности, включающие, без ограничения, способность изменять структуру пиктограмм в конечном изделии без затрат на переоборудование, связанных с изготовлением новых пресс-форм для удерживающих структур, и «высвобождение» участков слоя пиктограмм для дополнительных окрашенных структур пиктограмм. Как показано в неограничивающем примере на ФИГ. 8В, первый объем 815а занимает фокальную траекторию 831 по всей ширине. Напротив, окрашенные пиктограммы с подобной шириной не могут быть сформированы во втором слое 810 пиктограмм, оставляя промежутки в удерживающих структурах этого примера. Согласно определенным вариантам реализации, микрооптические системы согласно настоящему изобретению позволяют разработчикам и изготовителям микрооптических защитных устройств сочетать физическое оборудование (то есть, с использованием полученных литьем удерживающих структур) и цифровое оборудование (то есть, при формировании находящихся на поверхности пиктограмм) в слоях стека пиктограмм изображений, тем самым удобно пользуясь технологической гибкостью цифрового оборудования, так и эффективно использовать накопленный опыт работы с физическим оборудованием.

[0095] Что касается ФИГ. 6A-6I и ФИГ. 7 в этом изобретении, квалифицированным специалистам будет понятно, что в пояснительных примерах ФИГ. 8А и 8В фигуры были представлены, чтобы выделить структуры пиктограмм, и что толщины стека слоев пиктограмм относительно остального микрооптического защитного устройства в этих фигурах могут отличаться от размеров определенных фактических устройств.

[0096] ФИГ. 9 иллюстрирует конструктивные аспекты микрооптических защитных устройств согласно различным вариантам осуществления этого изобретения.

[0097] Со ссылкой на иллюстративный пример в ФИГ. 9, пример 900 микрооптического защитного устройства 900 представлен для иллюстрирования пропорций двухслойного стека слоев пиктограмм относительно остального микрооптического защитного устройства 900, согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения.

[0098] Согласно определенным вариантам реализации, микрооптическое защитное устройства 900 включает планарную матрицу 901 фокусирующих элементов (например, планарную матрицу 603 фокусирующих элементов согласно ФИГ. 6А), оптическую прокладку 903 (например, оптическую прокладку 310 согласно ФИГ. 3А), и стек 905 слоев пиктограмм, включающий первый слой 907 пиктограмм и второй слой 909 пиктограмм. В различных вариантах реализации микрооптическое защитное устройство 900 сформировано так, что фокусирующие элементы планарной матрицы 901 фокусирующих элементов фокусируют излучение на точки в плоскости 911 вдоль границы между первым слоем 907 пиктограмм и вторым слоем 909 пиктограмм. Тем самым компоненты каждого слоя стека 905 слоев пиктограмм проявляются равным образом «в фокусе» в синтетических изображениях, проецируемых микрооптическим защитным устройством 900.

[0099] В различных вариантах осуществления согласно этому изобретению микрооптическое защитное устройство 900 имеет общую толщину 913, как измеренную от наружной части второго слоя 909 пиктограмм до наружной части планарной матрицы 901 фокусирующих элементов, с величиной от 5 до 500 микрон (мкм). В некоторых вариантах реализации микрооптическое защитное устройство 900 имеет общую толщину в диапазоне от 10 до 200 микрон (мкм). В некоторых вариантах реализации микрооптическое защитное устройство 900 имеет толщину от 20 до 60 микрон (мкм). Квалифицированным специалистам будет понятно, что во многих вариантах реализации общая толщина элемента отражает компромиссное решение между различными представляющими интерес техническими параметрами, включающими максимально допустимую толщину микрооптического защитного устройства 900, связанные с изготовлением проблемы (например, число стадий в процессе производства), и требования к оптической эффективности для конечного пользователя (например, насколько подробным и динамичным требуется создаваемый микрооптическим защитным устройством 900 визуальный эффект). Кроме того, квалифицированным специалистам будет понятно, что общая толщина микрооптического защитного устройства 900 зависит от множества факторов, в том числе, без ограничения, числа слоев в стеке 905 слоев пиктограмм, шага фокусирующих элементов, используемых для формирования планарной матрицы 901 фокусирующих элементов, и показателя преломления материала, использованного для формирования планарной матрицы 901 фокусирующих элементов, и что возможны варианты реализации, которые являются более толстыми или тонкими, чем от 5 до 500 микрон (мкм), и находятся в пределах обсуждаемой области этого изобретения. Согласно определенным вариантам реализации, в которых общая толщина микрооптического защитного устройства 900 составляет величину порядка 40 микрон (мкм), двухслойный стек 905 слоев пиктограмм изображений имеет толщину порядка 3 микрон (мкм).

[0100] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, включающие планарную матрицу микролинз, конфигурированных для фокусирования излучения вдоль множества фокальных траекторий, причем множество фокальных траекторий связаны с углом обзора микрооптического защитного устройства, и стек слоев пиктограмм, размещенный вдоль множества фокальных траекторий. Согласно различным вариантам реализации, стек слоев пиктограмм включает первый слой пиктограмм, включающий объемы отвержденного материала первого цвета в местоположениях вдоль фокальных траекторий первого диапазона углов обзора, и объемы по существу прозрачного материала в местоположениях вдоль фокальных траекторий первого диапазона углов обзора. Стек слоев пиктограмм дополнительно включает второй слой пиктограмм, размещенный под первым слоем пиктограмм относительно планарной матрицы микролинз. Второй слой пиктограмм включает объемы по существу прозрачного отвержденного материала в местоположениях вдоль фокальных траекторий первого диапазона углов обзора и объемы отвержденного материала второго цвета в местоположениях вдоль фокальных траекторий второго диапазона углов обзора. По меньшей мере один из первого слоя пиктограмм или второго слоя пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур.

[0101] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых первый слой пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур, и в которых второй слой пиктограмм включает второе множество по существу прозрачных удерживающих структур.

[0102] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых первый слой пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур, и в которых объемы отвержденного материала второго цвета включают размещенные на поверхности пиктограммы.

[0103] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых второй слой пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур, и в которых объемы отвержденного материала первого цвета включают размещенные на поверхности пиктограммы.

[0104] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых второй цвет контрастирует с первым цветом.

[0105] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых второй цвет не контрастирует с первым цветом.

[0106] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, дополнительно включающие оптическую прокладку, размещенную между планарной матрицей микролинз и первым слоем пиктограмм.

[0107] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых первый слой пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур, и в которых по существу прозрачный отвержденный материал в местоположениях вне фокальных траекторий первого диапазона углов обзора выполнен воедино со вторым слоем пиктограмм.

[0108] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых планарная матрица микролинз включает область, в которой микролинзы планарной матрицы микролинз размещены с первым локальным периодом повторения, причем первый слой пиктограмм включает вторую область, в которой объемы отвержденного материала первого цвета размещены со вторым локальным периодом повторения, и причем отношение первого локального периода повторения ко второму локальному периоду повторения является таким, что микролинзы проецируют синтетическое изображение частей объемов отвержденного материала первого цвета в первом диапазоне углов обзора.

[0109] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых второй слой пиктограмм включает третью область, в которой объемы отвержденного материала второго цвета размещены с третьим локальным периодом повторения, и причем отношение первого локального периода повторения к третьему локальному периоду повторения является таким, что микролинзы проецируют синтетическое изображение частей объемов отвержденного материала второго цвета во втором диапазоне углов обзора.

[0110] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых первый диапазон углов обзора включает угол, соответствующий вектору, перпендикулярному к плоскости микрооптического защитного устройства (например, верхняя мертвая точка).

[0111] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, включающие одну или более граничные области, размещенные между по существу прозрачными удерживающими структурами и одним или более объемами по существу прозрачного материала в местоположениях вне фокальных траекторий первого диапазона углов обзора.

[0112] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых первый диапазон углов обзора является последующим после второго диапазона углов обзора, и в которых микрооптическое защитное устройство проецирует синтетическое изображение частей объемов отвержденного материала первого цвета в местоположениях вдоль фокальных траекторий первого диапазона углов обзора, которое исчезает, когда угол обзора переходит из первого диапазона углов обзора во второй диапазон углов обзора.

[0113] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, включающие планарную матрицу фокусирующих элементов, конфигурированных для фокусирования излучения вдоль множества фокальных траекторий, причем множество фокальных траекторий связано с углом обзора микрооптического защитного устройства; и стек слоев пиктограмм размещен вдоль множества фокальных траекторий, причем стек слоев пиктограмм включает: первый слой пиктограмм, включающий объемы направленно отвержденного материала первого цвета, причем объемы направленно отвержденного материала первого цвета связаны с первым диапазоном углов обзора микрооптического защитного устройства; второй слой пиктограмм, включающий объемы отвержденного материала второго цвета, в местоположениях вдоль фокальных траекторий второго диапазона углов обзора, причем по меньшей мере один из первого слоя пиктограмм и второго слоя пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур, и причем второй диапазон углов обзора не является одинаково протяженным с первым диапазоном углов обзора.

[0114] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают микрооптические защитные устройства, в которых второй слой пиктограмм дополнительно включает объемы направленно отвержденного по существу прозрачного материала, и причем объемы направленно отвержденного по существу прозрачного материала связаны с первым диапазоном углов обзора микрооптического защитного устройства.

[0115] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают микрооптические защитные устройства, в которых второй диапазон углов обзора является дополнительным первому диапазону углов обзора.

[0116] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают микрооптические защитные устройства, в которых второй диапазон углов обзора является смежным с первым диапазоном углов обзора.

[0117] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают микрооптические защитные устройства, в которых второй диапазон углов обзора перекрывает первый диапазон углов обзора.

[0118] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, дополнительно включающие оптическую прокладку, контактирующую по меньшей мере с одним из планарной матрицы фокусирующих элементов или стеком слоев пиктограмм.

[0119] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные элементы, в которых фокусирующие элементы планарной матрицы фокусирующих элементов представляют собой отражательные фокусирующие элементы.

[0120] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых фокусирующие элементы планарной матрицы фокусирующих элементов представляют собой преломляющие фокусирующие элементы.

[0121] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых второй цвет контрастирует с первым цветом.

[0122] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых второй цвет не контрастирует с первым цветом.

[0123] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых планарная матрица фокусирующих элементов включает область, в которой фокусирующие элементы планарной матрицы фокусирующих элементов размещены с первым локальным периодом повторения, причем первый слой пиктограмм включает вторую область, в которой объемы отвержденного материала первого цвета размещены со вторым локальным периодом повторения, и причем отношение первого локального периода повторения ко второму локальному периоду повторения является таким, что фокусирующие элементы проецируют синтетическое изображение частей объемов направленно отвержденного материала первого цвета в первом диапазоне углов обзора.

[0124] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные элементы, в которых второй слой пиктограмм включает третью область, в которой объемы отвержденного материала второго цвета размещены с третьим локальным периодом повторения, и причем отношение первого локального периода повторения к третьему локальному периоду повторения является таким, что фокусирующие элементы проецируют синтетическое изображение частей объемов отвержденного материала второго цвета во втором диапазоне углов обзора.

[0125] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых первый диапазон углов обзора включает верхнюю мертвую точку.

[0126] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, включающие одну или более граничные области, размещенные между по существу прозрачными удерживающими структурами и одним или более объемами по существу прозрачного материала в местоположениях вне фокальных траекторий первого диапазона углов обзора.

[0127] Примеры микрооптических защитных устройств согласно определенным вариантам осуществления этого изобретения включают защитные устройства, в которых первый диапазон углов обзора является последующим после второго диапазона углов обзора, и микрооптическое защитное устройство проецирует синтетическое изображение частей объемов направленно отвержденного материала первого цвета в местоположениях вдоль фокальных траекторий первого диапазона углов обзора, которое исчезает, когда угол обзора переходит из первого диапазона углов обзора во второй диапазон углов обзора.

[0128] Настоящее изобретение не должно быть прочитано как подразумевающее, что любой конкретный элемент, стадия или функция представляют собой существенные элемент, стадию или функцию, которое должны быть включены в объем пунктов формулы изобретения. Более того, пункты формулы изобретения не предполагают необходимости ссылки на Раздел 35 Кодекса законов США, §112(f), если только точно после слов «средства для» не следует причастие.

Изобретение относится к микрооптическим защитным устройствам. Защитное устройство включает планарную матрицу микролинз, которые конфигурированы для фокусирования излучения вдоль множества фокальных траекторий, ассоциированных с углом обзора. Микрооптическое защитное устройство дополнительно включает стек слоев пиктограмм, размещенный вдоль множества фокальных траекторий. Стек слоев пиктограмм включает первый слой пиктограмм с объемами отвержденного материала первого цвета и объемами по существу прозрачного материала в местоположениях вдоль фокальных траекторий первого диапазона углов обзора. Стек слоев пиктограмм также включает второй слой пиктограмм с объемами по существу прозрачного отвержденного материала в местоположениях вдоль фокальных траекторий первого диапазона углов обзора; и объемами отвержденного материала второго цвета в местоположениях вдоль фокальных траекторий второго диапазона углов обзора. Изобретение обеспечивает повышение качества визуальных эффектов. 2 н. и 29 з.п. ф-лы, 25 ил.

1. Микрооптическое защитное устройство (105), содержащее:

планарную матрицу (305) микролинз, выполненных с возможностью фокусирования излучения вдоль множества фокальных траекторий, причем множество фокальных траекторий (610) ассоциированы с углом обзора микрооптического защитного устройства, и

стек (905) слоев пиктограмм, размещенный вдоль множества фокальных траекторий, причем стек слоев пиктограмм содержит:

первый слой (620) пиктограмм, содержащий:

объемы (613b) отвержденного материала первого цвета в местоположениях вдоль фокальных траекторий первого диапазона углов обзора; и

объемы по существу прозрачного материала в местоположениях вне фокальных траекторий первого диапазона углов обзора; и

второй слой (640) пиктограмм, размещенный под первым слоем пиктограмм относительно планарной матрицы микролинз, причем второй слой пиктограмм содержит:

объемы по существу прозрачного отвержденного материала в местоположениях вдоль фокальных траекторий первого диапазона углов обзора; и

объемы (637а) отвержденного материала второго цвета в местоположениях вдоль фокальных траекторий второго диапазона углов обзора,

причем по меньшей мере один из первого слоя пиктограмм или второго слоя пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур.

2. Микрооптическое защитное устройство по п. 1,

в котором первый слой пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур, и

причем второй слой пиктограмм включает второе множество по существу прозрачных удерживающих структур.

3. Микрооптическое защитное устройство по п. 1,

в котором первый слой пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур, и

в котором объемы отвержденного материала второго цвета включают размещенные на поверхности пиктограммы.

4. Микрооптическое защитное устройство по п. 1,

в котором второй слой пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур, и

причем объемы отвержденного материала первого цвета включают размещенные на поверхности пиктограммы (815а).

5. Микрооптическое защитное устройство по п. 1,

в котором второй цвет контрастирует с первым цветом.

6. Микрооптическое защитное устройство по п. 1,

в котором второй цвет не контрастирует с первым цветом.

7. Микрооптическое защитное устройство по п. 1, дополнительно включающее оптическую прокладку (903), размещенную между планарной матрицей микролинз и первым слоем пиктограмм.

8. Микрооптическое защитное устройство по п. 1,

в котором первый слой пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур, и

причем по существу прозрачный отвержденный материал в местоположениях вне фокальных траекторий первого диапазона углов обзора выполнен единым со вторым слоем пиктограмм.

9. Микрооптическое защитное устройство по п. 1,

в котором планарная матрица микролинз включает область, в которой микролинзы планарной матрицы микролинз размещены с первым локальным периодом повторения,

причем первый слой пиктограмм включает вторую область, в которой объемы отвержденного материала первого цвета размещены со вторым локальным периодом повторения, и

причем отношение первого локального периода повторения ко второму локальному периоду повторения является таким, что микролинзы проецируют синтетическое изображение частей объемов отвержденного материала первого цвета в первом диапазоне углов обзора.

10. Микрооптическое защитное устройство по п. 9,

в котором второй слой пиктограмм включает третью область, в которой объемы отвержденного материала второго цвета размещены с третьим локальным периодом повторения, и

причем отношение первого локального периода повторения к третьему локальному периоду повторения является таким, что микролинзы проецируют синтетическое изображение частей объемов отвержденного материала второго цвета во втором диапазоне углов обзора.

11. Микрооптическое защитное устройство по п. 1,

в котором первый диапазон углов обзора включает верхнюю мертвую точку.

12. Микрооптическое защитное устройство по п. 1, дополнительно содержащее:

одну или более граничных областей, размещенных между по существу прозрачными удерживающими структурами и одним или более объемами по существу прозрачного материала в местоположениях вне фокальных траекторий первого диапазона углов обзора.

13. Микрооптическое защитное устройство по п. 1,

в котором первый диапазон углов обзора является последующим после второго диапазона углов обзора, и

в которых микрооптическое защитное устройство проецирует синтетическое изображение частей объемов отвержденного материала первого цвета в местоположениях вдоль фокальных траекторий первого диапазона углов обзора, которое исчезает, когда угол обзора переходит из первого диапазона углов обзора во второй диапазон углов обзора.

14. Микрооптическое защитное устройство, содержащее:

планарную матрицу фокусирующих элементов (305), выполненных с возможностью фокусирования излучения вдоль множества фокальных траекторий, причем множество фокальных траекторий (610) ассоциированы с углом обзора микрооптического защитного устройства; и

стек (905) слоев пиктограмм, размещенный вдоль множества фокальных траекторий, причем стек слоев пиктограмм содержит:

первый слой (620) пиктограмм, включающий объемы направленно отвержденного материала первого цвета, причем объемы направленно отвержденного материала первого цвета связаны с первым диапазоном углов обзора микрооптического защитного устройства; и

второй слой (640) пиктограмм, включающий объемы отвержденного материала второго цвета, в местоположениях вдоль фокальных траекторий второго диапазона углов обзора,

причем по меньшей мере один из первого слоя пиктограмм и второго слоя пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур, и

причем второй диапазон углов обзора не является соразмерным с первым диапазоном углов обзора.

15. Микрооптическое защитное устройство по п. 14, в котором второй слой пиктограмм дополнительно включает объемы направленно отвержденного по существу прозрачного материала, и причем объемы направленно отвержденного по существу прозрачного материала связаны с первым диапазоном углов обзора микрооптического защитного устройства.

16. Микрооптическое защитное устройство по п. 14, в котором второй диапазон углов обзора является дополнительным первому диапазону углов обзора.

17. Микрооптическое защитное устройство по п. 14, в котором второй диапазон углов обзора является смежным с первым диапазоном углов обзора.

18. Микрооптическое защитное устройство по п. 14, в котором второй диапазон углов обзора перекрывает первый диапазон углов обзора.

19. Микрооптическое защитное устройство по п. 14 дополнительно включает оптическую прокладку, контактирующую по меньшей мере с одним из планарной матрицы фокусирующих элементов или стеком слоев пиктограмм.

20. Микрооптическое защитное устройство по п. 14, в котором фокусирующие элементы планарной матрицы фокусирующих элементов представляют собой отражательные фокусирующие элементы.

21. Микрооптическое защитное устройство по п. 14, в котором фокусирующие элементы планарной матрицы фокусирующих элементов представляют собой преломляющие фокусирующие элементы.

22. Микрооптическое защитное устройство по п. 14, в котором второй цвет контрастирует с первым цветом.

23. Микрооптическое защитное устройство по п. 14, в котором второй цвет не контрастирует с первым цветом.

24. Микрооптическое защитное устройство по п. 14,

в котором первый слой пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур, и

в котором второй слой пиктограмм включает второе множество по существу прозрачных удерживающих структур.

25. Микрооптическое защитное устройство по п. 14,

в котором первый слой пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур, и

в котором объемы отвержденного материала второго цвета включают размещенные на поверхности пиктограммы.

26. Микрооптическое защитное устройство по п. 14,

в котором второй слой пиктограмм включает множество по существу прозрачных удерживающих структур, и

в котором объемы отвержденного материала первого цвета включают размещенные на поверхности пиктограммы.

27. Микрооптическое защитное устройство по п. 14,

в котором планарная матрица фокусирующих элементов включает область, в которой фокусирующие элементы планарной матрицы фокусирующих элементов размещены с первым локальным периодом повторения,

причем первый слой пиктограмм включает вторую область, в которой объемы отвержденного материала первого цвета размещены со вторым локальным периодом повторения, и

причем отношение первого локального периода повторения ко второму локальному периоду повторения является таким, что фокусирующие элементы проецируют синтетическое изображение частей объемов направленно отвержденного материала первого цвета в первом диапазоне углов обзора.

28. Микрооптическое защитное устройство по п. 27,

в котором второй слой пиктограмм включает третью область, в которой объемы отвержденного материала второго цвета размещены с третьим локальным периодом повторения, и

причем отношение первого локального периода повторения к третьему локальному периоду повторения является таким, что фокусирующие элементы проецируют синтетическое изображение частей объемов отвержденного материала второго цвета во втором диапазоне углов обзора.

29. Микрооптическое защитное устройство по п. 14, в котором первый диапазон углов обзора включает верхнюю мертвую точку.

30. Микрооптическое защитное устройство по п. 14, дополнительно содержащее одну или более граничные области, размещенные между по существу прозрачными удерживающими структурами и одним или более объемами по существу прозрачного материала в местоположениях вне фокальных траекторий первого диапазона углов обзора.

31. Микрооптическое защитное устройство по п. 14,

в котором первый диапазон углов обзора является последующим после второго диапазона углов обзора, и

микрооптическое защитное устройство проецирует синтетическое изображение частей объемов направленно отвержденного материала первого цвета, которое исчезает, когда угол обзора переходит из первого диапазона углов обзора во второй диапазон углов обзора.