CN101983349B - 用于显示具有改进的清晰度和深度的图像的印刷品 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了印刷品和制造印刷品的方法。所述印刷品典型地包含：(a)基材，具有顶面和底面；(b)图形图像层，包括印在基材的至少一个表面上的多幅图像；(c)多个多角形透镜，印刷在或者形成在基材的至少一个表面上，在图形图像层的上方，其中多角形透镜是透光的、放大的凸透镜。所述透镜可以选择性地放大所述图像阵列的多个部分，从而创造多幅会出现和消失的图像，或者创造从不同视角观看时会浮在图形图像顶部或下方的图像。

Description

用于显示具有改进的清晰度和深度的图像的印刷品
背景技术
本发明涉及显示图像的印刷品，图像可以包含复合图像。印刷品可以包含安全信用卡、交易卡、贺卡、标牌、招贴画、标签、贴花、书籍封面、装饰板、铭牌、可视显示器等等。印刷品可以显示或者投映出被多个透光的几何透镜放大的复合图像，几何透镜印刷在或者形成在有图案的图形设计的上方。复合图像可以具体表现出深度、三维性、隐藏图像或动态的视觉错觉。复合图像可以为印刷品提供不易拷贝的可识别特征(例如全息图像、隐藏图像等等)。
为吸引消费者的注意力，许多产品被制造成带有提供了独特的、有意思的视觉显示的图像。为满足这项需求，发展出了多种多样的印刷技术，用于产生在美学上另人愉悦的视觉效果，比如深度、三维性和动态的出现。而且，在现有技术中，已知多种方法，用于产生隐藏的或潜在的图像，或者在两维介质上产生三维图像。只有从某个角度观看两维介质，隐藏的图像或者潜在的图像才可能变得清晰可见。
而且，使用隐藏的图像或潜在的图像、或者三维图像有助于防止伪造，这些图像不能通过常规方法被拷贝。复制外观以及漂浮的或者隐藏的图像效果的唯一方法是再创造真实的印刷品，包含具体化的图形层和光学层。
创造三维图像的一种方法包括将两幅偏移的图像以不同的颜色印刷在一块不透明或者透明的薄板上，并且使用专门的眼镜观看图像，这种专门的眼睛具有分别对应不同图像颜色的左右透镜。这种方法的局限之处在于，为了看到视觉效果，观看者必须惯常地通过专门的眼镜观察图像。
另一种获得三维的或者生动的视觉显示的方法是通过使用透镜的或者透镜阵列的图像系统。在这些系统中，平行的凸透镜阵列形成在透光的塑料基材之上，并在那里，平行的透镜放大印刷在其下方的多个图像的多个部分。通过从不同的角度观看基材，观看者观察到表面下的多个图像的不同聚焦部分，这样，在一个观看角度看到全部的图像或者图案，并在另一个观看角度看得到不同的图像。这能产生若干视觉效果，比如三维图像、图像A到图像B的简单翻转(或者转换)或者多重图像，所述多重图像从一个到另一个观看角度显示一系列的图像，产生了观看动画片段的视觉效果。尽管可能得到的效果具有多样性，但是因为制造开支和材料成本高昂，这些系统只取得了有限的成功。现有技术的系统的局限之处还在于，系统能利用透镜的预制薄板，而不是直接印刷在一个图形图像的一个选定部分上的透镜。
美国专利第6,856,462号和第6,833,960号描述了透镜成像系统(在下文中分别称为‘462和‘960专利)‘462和‘960两项专利都描述了印刷或者形成透镜阵列，从顶部平面视角观看，透镜阵列包括多个直线型或圆形的形状。然而，‘462和‘960专利中披露的透镜系统的局限之处在于，它们使用直线型或者圆形形状的透镜。由阵列产生的复合图像的清晰度将与阵列中的放大的透镜材料的数量成正比，此数量相对于放大的透镜材料之间的不放大的空间而言。因此，将阵列中的透镜尽可能地紧密装填是所希望的。然而，透镜允许的接近度会因为“溢出(flooding)”而受到限制，“溢出”可能发生在透镜阵列印好之后，固化之前。当被印刷的透镜的表面张力不足以阻止透镜在固化前与相邻的一个或多个透镜融合时，就会发生“溢出”。“溢出”破坏阵列的一致性。据此，必须把透镜定位在阵列里，使相邻的透镜之间包含间距，从而避免溢出。考虑到透镜之间的这个间距，在所披露物品中的透镜的几何形状和定位要选择为使在多个透镜中的放大的透镜的百分比区域达到最大，使不放大的区域减到最小。
而且，为了最大程度地放大，使阵列中透镜的高度(或者厚度)达到最大是所希望的。用于形成透镜的液体的表面张力无法允许透镜有过分的高度而不发生“溢出”，透镜的允许高度也会因为“溢出”而受到限制。因此，披露的物品中的透镜的几何形状和定位也要选定为使透镜的允许高度达到最大。
直线型和圆形形状的透镜无法达到这些所述的目标。因为直线型透镜只在直线方向聚焦，并且对于获得所希望的透镜高度而言，会发生额外的困难，所以直线型透镜在透镜系统中的应用有限。进一步考虑避免溢出，圆形形状的透镜的不足之处在于，其弧形形状不允许在透镜阵列中达到可能的最紧密的装填排列。
美国专利第5,800,907号披露了透镜本体或者具有透镜的物品，其通过在基材表面形成“透镜形成定义线”(lens-forming defining lines)而被制作出。“透镜形成定义线”用于在基材表面上创造图案格，然后将透镜形成树脂应用到图案格上。透镜形成树脂不溶于用于创造“透镜形成定义线”的材料，并且在透镜形成树脂覆盖图案格后，在图案格的空间中形成透镜。因此，专利‘907未披露直接将透镜应用或者印刷在基材的表面上的图像(或者微型图案图像)上。此外，‘907专利中的“透镜形成定义线”给制造所披露物品的方法增加了复杂性和成本。
本发明通过利用透明的多角形透镜来达到这些目标，并克服现有技术中的局限之处，多角形透镜应用在或者印刷在基材的表面上的图像(或者微型图案图像)上。利用透明的多角形透镜的印刷品和透镜成像可显示具有改进的清晰度和深度的图像。
在说明书中提及任何现有技术不是，也不应被认为是对，对于在任何管辖范围中，这项现有技术形成了部分普遍的、通用的知识，或者这项现有技术能被本技术领域中具有通常技艺的人合理地认为是确定的、可理解的和视为相关，的确认或者任何形式的建议。
发明内容
所披露的是包含图形图像和用于显示所述图形图像的被印刷的多角形透镜的物品。被印刷的多角透镜是透光的、放大的透镜，可以投映出由所述图形图像形成的复合图像。
在一些实施例中，所述披露的物品包含印刷品和透镜成像系统。所述物品可以包含：(a)基材，具有顶面和底面；(b)图形图像层，包括印刷在基材的至少一个表面上的图像；(c)多个多角形透镜，形成在或者印刷在基材的至少一个表面上，在图形图像层的上方(例如，是透光的、放大的凸透镜的多角形透镜)。所述图形图像层可以包含图形图像和分开的微型图案图像，分开的微型图案图像可以包括在阵列或者矩阵里的多幅重复的图像。所述物品可以包含形成在或者印刷在图形图像层之上的透光层，在所述图形图像层上形成或者印刷了多个多角形透镜。在一些实施例中，每个多角形透镜单独形成在或印刷在所述图形图像层或者所述透光层上。
可以把所述多个被印刷的多角形透镜安排成阵列或者矩阵，所述阵列或者矩阵与所述微型图案图像的所述多幅重复图像对应。所述多个被印刷的多角形透镜可以创造通过放大多幅重复图像中的多个部分而形成的复合图像。在一些实施例中，图像的所述阵列或者矩阵典型地包含重复图像的平行排，并且多角形透镜的所述阵列或者矩阵典型地包含透镜的平行排，所述重复图像的频数与透镜的频数不同。
在优选的实施例中，从六角形透镜和四角形透镜(例如正方形透镜、长方形透镜、菱形透镜或者钻石形透镜)中选择所述多角透镜。最佳的是，所述多角形透镜包含六角形透镜。在一些实施例中，所述透镜直接印刷在所述图形图像层上。在其他实施例中，透光层呈现在所述图形图像层上方，所述透镜直接印刷在所述透光层上。
在一些实施例中，所述被印刷的透镜的横截面可以是半圆形或者是月牙形的。在其他实施例中，所述被印刷的透镜的横截面可以大致是扁平形的。举例来说，所述透镜可以具有顶面，所述顶面的至少约50％表面区域与所述基材的表面基本平行。
所述披露的制品典型地包含图形图像层。所述图形图像层可以印刷在基层的顶面、底面或者两个表面上。在一些实施例中，所述图形图像层包括图像阵列或者矩阵，所述图像可以包含微型图案图像。所述阵列或者矩阵可以在一个或者多个平面上包含重复图形图像的有序排列。可以将所述阵列里的所述图像在一个或者多个平面上均匀隔开(例如，水平以及/或者竖直)。
所述披露的物品典型地包含多个被印刷的多角形透镜，可以把所述多角形透镜安排成阵列或者矩阵，并且所述多角形透镜可以包含透镜的微型图案。可以将阵列的所述透镜在一个或者多个平面上均匀隔开(例如水平、竖直)。在一些实施例中，多角形透镜阵列可以在图像阵列上方定向，以便每个透镜放大一幅图像的一部分，从而显示至少一幅复合图像，所述复合图像由所述图像的每个被放大的部分形成。在一些实施例中，所述复合图像显示在基材的顶面的上方。在其他实施例中，所述复合图像显示在基材的顶面的下方。在进一步的实施例中，当从不同角度观看物品时，所述披露的物品可以显示不同的图像。所述不同的图像可以包含不同颜色的图像。透镜阵列可以具有频数(即每竖直以及/或者水平距离的透镜)，所述频数可以与图像阵列的频数(即每竖直/水平距离的图像)相同或者不同。
在一些实施例中，所述披露的物品包含有序排列的被印刷的透镜阵列，透镜在所述阵列中以选定的频数呈现。举例来说，所述被印刷的透镜阵列可以包含若干在一个或者多个平面中以每直线距离均匀隔开的透镜(例如，每直线英寸100个透镜，水平以及/或者竖直)。此外，所述披露的制品可以包含图像阵列，所述图像阵列可以是以选定的频数存在的图像的有序排列。举例来说，所述图像阵列可以包含若干在一个或者多个平面上以每直线距离均匀隔开的图像(例如，每直线英寸约100幅图像，水平以及/或者竖直地提供图像的“微型图案”)。在一些实施例中，被印刷的透镜的频数与图像的频数不同。举例来说，被印刷的透镜的频数可能小于或者大于图像的频数。在其他实施例中，被印刷的透镜的频数与图像的频数相同(较佳的，当从不同角度观看物品时，物品显示不同颜色图像)。
可以将所述阵列里被印刷的透镜配置成具有选定的宽度和高度。在一些实施例中，所述透镜是六角形的，并且具有如同在顶部平面视图中所观察到的0.0005到0.0100英寸(即12.7到254微米)的平均边到边宽度(W)，以及近似0.0001到0.0050英寸(即2.54到127微米)的平均高度(H)(即最大中心厚度或“垂度”)。在进一步的实施例中，平均高度(H)和平均宽度(W)的比率至少约为0.1(较佳是至少约为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或者1.0)。
可以将阵列里被印刷的透镜配置成在所述阵列里具有选定的间距。在一些实施例中，所述被印刷的透镜在阵列里有近似0.0005到0.0100英寸(即2.54到254微米)的平均间距(S)。在进一步的实施例中，所述透镜(或者至少所述透镜的多个部分)包括至少50％的阵列表面，不到50％的阵列表面是“死区”(即没有被透镜或者至少透镜的一部分占据的空间)。在进一步的实施例中，所述透镜包括至少约60％，70％，80％，或者90％的阵列表面，不到40％，30％，20％，或者10％的阵列表面是死区。在更进一步的实施例中，阵列里透镜的平均间距(S)和阵列里透镜的平均宽度(W)的比率不大于约1.0(较佳地不大于0.9，0.8，0.7，0.6，0.5，0.4，0.3，0.2，或者0.1)。
所述被印刷的透镜典型地是凸面的，并把光的平行射线聚焦到主焦点，从透镜到主焦点的距离是透镜的焦距(f)。在一些实施例中，所述被印刷的的透镜具有近似0.0010到0.0500英寸(即25.4到1270微米)的平均焦距。在进一步的实施例中，平均透镜高度和平均焦距的比率至少为约0.1(较佳地是至少约0.2、0.3、0.4或者0.5)。
可以在具有与透镜的焦距(f)近似的平均宽度的基材上印刷透镜。在一些实施例中，所述基材可以具有近似0.0010到0.0500英寸(即25.4到1270微米)的平均宽度。
所述物品可以包含额外的元件。举例来说，所述制品可以进一步包含形成在基材的至少一个表面上的透明层(例如，在所述图形图像层上方的表面上)。
所述披露的物品可以包含在基材的至少一个表面上的第二图形图像层。举例来说，除了在第一图形图像层中呈现的第一图像阵列，所述第二图形图像层还可以包括第二图形图像(例如宏图像)或者第二图像阵列(例如第二微型图案图像)。所述透镜阵列可以也可以不形成在第二图形图像层之上。所述透镜阵列可以有小于，等同于，或者大于在第二图形图像层中呈现的第二图像阵列的频数的频数。
所述披露的物品的基材可以是不透明的、亚透明的、半透明的或者是全透明的。可选择地，所述基材包含形成在图形图像层之上的透光或者全透明的层。
同样披露的是透镜成像系统。所述系统可以包含(a)基材，具有顶面和底面；(b)图形图像层，包括形成在基材的至少一个表面上的多幅图像；(c)多个多角形透镜，形成在基材的至少一个表面上，并在所述图形图像层的上方，其中所述多角形透镜是透光的、放大的凸透镜，所述透光的、放大的凸透镜定向在多幅图像上方，以便每个透镜放大图像的一部分，从而显示至少一幅复合图像。多幅图像可以包含图像阵列或者图像矩阵。多个透镜可以包含透镜阵列或者透镜矩阵。所述图像和透镜可以通过包含了印刷、浮雕、压印及冲压的方法形成。
同样披露的是形成所述披露的物品的方法。在一些实施例中，形成所述披露的物品的方法包括：(a)在基材的至少一个表面上印刷包括图像阵列或者矩阵的图形图像层；可选择地，在所述图形图像层之上形成透光或者全透明的层；(b)在基材的至少一个表面上，并在所述图形图像层的上方形成或印刷多角形透镜阵列或者矩阵，其中多角透镜是透光的、放大的凸透镜。所述物品可以包含从由六角形透镜、正方形透镜、长方形透镜以及菱形透镜(较佳是六角形透镜)组成的组中选择的多角形透镜。所述多角形透镜的横截面可以是半圆形、月牙形或者大致扁平形。典型地，正如此处所披露的，所述方法产生的物品中，所述多角形透镜阵列或者矩阵定向在图像阵列或者矩阵上方，以便每个透镜放大图像的一部分从而显示至少一幅复合图像。
形成所述披露的制品的所述方法，较佳地包含使被印刷的透镜的溢出、被印刷的透镜的渗漏、透镜不均匀或者不希望的流动、数字差错、机械差错及阵列里可选的死区减到最少的步骤。在阵列的一些实施例中，所述被印刷的透镜定向在平行排中，其中一排里被印刷的透镜相对相邻排的一排的被印刷的透镜以角度(θ1)偏移。正如此处进一步讨论的，在印刷过程中，被印刷的透镜的定向或者其平行排的角度可以相对观察到的差错的方向进行调整或选择，以弥补或将这些差错减到最少。这些差错的实例包含涉及印刷、剪切、刮板运动的差错、网纹或者凹版蚀刻差错、菲林输出差错及数字光栅图像处理差错。
附图说明
图1是依照本发明制作的印刷品的一实施例的放大的剖视图。
图2是与依照本发明制作的安全信用卡的顶部平面视图的左侧视角成30度的视图。
图3是与依照本发明制作的安全信用卡的顶部平面视图的右侧视角成30度的视图。
图4是依照本发明制作的微型图案图像的被高度地放大的俯视图。
图5是依照本发明制作的透明六角形透镜的被高度地放大的俯视图。
图6是根据本发明另一实施例的印刷品的剖面图，具有放置在微型图案图像之上、透明透镜之下的透明层。
图7是根据本发明另一实施例的印刷品的剖面图，微型图案图像印刷在透明基材一个表面上，并且透明透镜印刷在透明基材的反面。
图8是根据本发明一个实施例的印刷品的顶部平面视图，显示了从某个角度观看到的出现的被隐藏的图像。
图9是图8中物品的顶部平面视图，从顶部角度看，此物品具有被隐藏的图像。
图10是本发明另一实施例的剖面图，显示了大致扁平形的透明透镜的外观。
图11是本发明另一实施例的剖视图，显示了印刷在透明基材的顶面的透明透镜，以及印刷在透明基材的底面的微型图案图像。
详细说明
使用如下及贯穿在申请中的数个定义描述此处披露的主题。
术语“一个”、“一”、“所述”的意思是“一个或者更多”，除非上下文另外说明或指明。
如此处所用的“约”“近似”“大致”和“明显”能被本技术领域中具一般技能的人所理解，并且在它们所使用的上下文中会在一定程度有所变化。如果有在给定的上下文中使用的术语对在本技术领域中具一般技能的人而言不明确的，“约”和“近似”意指具体用词的正负差小于等于10％，“大致”和“明显”意指具体用词的正负差大于10％。
如此处所用，术语“包含”与术语“包括”意思相同。
如此处使用的“多角形”是由三条或三条以上直线线段或“边”构成边界的平面图形，所述边在三个或三个以上的角上连接，并且角的数量对应于边的数量。因此，“多角形”形状是多边的，封闭的平面形状。多角形可以包含三角形(或三边形)、四角形(或四边形)、五角形、六角形、七角形、八角形等等。四角形可以包含正方形和长方形，其具有在四个直角处连接的四条边。四角形也可以包含菱形(例如钻石形多角形或者平行四边形)，其不包含四个直角。于此使用的“多角形”不包含圆形(即圆点)或者拉长的圆形，比如椭圆形或者管形。在横截面中，于此披露的透镜可以是半圆形、月牙形或者大致扁平形(参见图10)。横截面为“大致扁平形”的透镜可以具有顶面，所述顶面的至少50％的表面近似地平行于基材的表面。所述透镜可以在顶面的剩余的表面，从近似水平的部分到顶面接触基材表面的点的地方，包含弯曲形状(即，弧线沿透镜的外缘的弯曲形状)。当从顶部平面视角观看时，透镜的大致扁平形的表面能够防止放大图案图像。只有从大致不平行的视角观看图案图像时，透镜的沿边缘的弯曲形状才会引起表面下的图案图像的放大。因此，当从顶部平面视角观看所述印刷品时，看不到复合图像，当观看角度转变为大致不平行的视图，隐藏的图像就会显现出来，此隐藏的图像包括图案图像的放大了的多个部分。
所述披露的物品典型地包含多幅图像，这些图像可以被安排成图像阵列或者矩阵，并且这些图像可以是微型图案图像。在一些实施例中，可以将这些图像排列在偏移的平行行列中。(参见，例如图4，其显示了布置在水平偏移50％的平行行列中的气球图像阵列)。所述披露物品典型地也包含多个多角形透镜，可以将这些多角形透镜安排成透镜阵列或者矩阵，并可以将这些多角形透镜排列在偏移的平行行列中。(参见，例如，图5显示了布置在水平偏移50％的平行行列中的六角形透镜阵列。)
阵列中的透镜的频数可以小于、等同于、或者大于阵列中的图像的频数。在一些实施例中，透镜可以显示在图形图像层的表面的上方或者下方的复合图像。在进一步的实施例中，从不同角度观看所述物品时，透镜可以显示不同的图像；或者从不同角度观看所述物品时，透镜可以显示不同颜色的图像。
在所述披露物品的一些实施例中，阵列中每个被印刷的透镜可以放大在图像阵列中的一幅图像的一部分，以便由被放大的部分形成复合图像。被放大的图像可以显现成浮在基材的表面的上方或下方的三维图像。为了放大图像阵列里的图像的多个部分，典型地，被印刷的透镜的阵列具有与在图像阵列里的图像的频数不同的频数。如此处所用的，“频数”可以指图像阵列的直线长度内存在的图像数量。类似地，“频数”可以指透镜阵列的直线长度内存在的被印刷的透镜的数量。举例来说，图像阵列每线性英寸可以包含约100幅图像(水平、竖直或者水平、竖直两个方向上)。类似地，透镜阵列每线性英寸可以包含约100个透镜(水平、竖直或者水平、竖直两个方向上)。然而，为了创造复合图像，典型地，图像阵列的频数与透镜阵列的频数不同。这导致阵列里的每个透镜相对于阵列里的每幅图像是“偏移的”。在图像的频数小于透镜的频数的情况下(例如，分别是，每英寸99对每英寸100)，所述复合图像会倒置，并且看起来会像是浮在基材表面的上方。在图像的频数大于透镜的频数的情况下(例如，分别是，每英寸100对每英寸99)，图像看起来会像是浮在基材表面的后面。在一些实施例中，图像及透镜阵列的适合频数可以包含每英寸96、97、98、99、100、101、102、103或104幅图像或96、97、98、99、100、101、102、103或104个透镜，其中，图像阵列的频数可以与透镜阵列的频数相同或者不同。
可以通过任何适合的方法将所述图形图像和透镜应用于基材。举例来说，在一些实施例中，可以使用包含印刷、浮雕、压印及冲压或者它们的组合的方法来应用所述图形图像和透镜。可以用一种选定的方法(例如印刷)来应用所述图形图像，并且用相同或者不同(例如浮雕)的方法来应用透镜。印刷方法可以包含平版印刷、苯胺印刷、丝网漏印等等。
所述披露物品可以包含额外的元件，所述元件，举例来说，可以被印刷、浮雕、压印或者冲压在所述物品上。在一些实施例中，所披露的物品可以包含印刷品，所述印刷品包括基材，基材具有印有微型图案图像的顶面，并且可选择性地包含额外的图形图像。所述额外的图形图像可以包含图像的第二图案(例如第二微型图案图像)或者可以包含一个或者多个没有图案的图像(例如宏图像)。可选择地，透光的或者全透明的层可以形成在或者印刷在被印刷的微型图案图像之上(并且在存在额外图形图像和图像的第二图案的情况下，在额外图形图像和图像的第二图案之上)。在这些图像之上形成或者印刷多个透明的多角形透镜，其中多个透明的多角形透镜定位在微型图案图像上方，并且在可选择地，在额外的图形图像上方。可以选定微型图案图像中图像的频数和多个透镜中透明多角形透镜的频数，以便在额外的图形图像包含第二微型图案图像的情况下，使每个单独的透明透镜放大在第一微型图案图像和可选择地第二微型图案图像中的图像的一部分。从顶部平面视图观看时，多个透明透镜可以显示复合图像，所述复合图像由第一微型图案图像和可选择地第二微型图案图像中的被放大的多个部分所形成。复合图像或多个图像可以是不同的，并且可以看起来好像浮在基材表面的上方或者下方。在一些实施例中，所述额外的图形图像可以包括具有与第一微型图案图像的频数不同的频数的第二微型图案图像。在进一步的实施例中，从不同角度观看物品时，透镜可以显示多个不同的图像。所述多重、不同的图像可以包含不同颜色的图像以及/或不同形状的图像。
本发明利用透明的多角形透镜克服了现有技术中的局限之处。可以用披露的多角形透镜使透镜阵列里放大材料的密度达到最大值。而且，现在通过消除垂直于输出装置印刷方向的透镜的平行排的角度，以及/或者数码相关地调整在垂直于输出印刷装置的方向上输出的透镜的平行排的浓度和间距，可以弥补在此之前印刷了平行行列的较浓的透明透镜。为多个透明多角形透镜选择角度以避免透明透镜的一同溢出或者流动，可以确保所述印刷品具有鲜明及清晰的图像。通过控制多个透明多角形透镜的角度，可以在不发生溢出的情况下增加透镜的高度以及/或厚度。另外，对于同样的相对透镜高度和厚度，也可以减小透镜间的距离，而同时将来自邻近透镜的油墨溢出或者互相渗透的风险减到最小。这样，通过增加放大的透镜的给定区域中的密集度，增加三维性的视觉错觉，放大的透镜的给定区域相对于透明多角形透镜间的非放大的空间而言。
而且，已经发现某些几何形状能在不引起溢出的情况下被印刷得更为紧密。线和点只能隔开足够远地印刷，以便使印刷过程中的表面张力和机械剪切力不会引起透明透镜的一同溢出。典型地，印刷透明油墨的圆点要求透镜间“非点”透镜区域的百分之三十到四十的空间，用于防止在印刷时点一同溢出。这造成在所述印刷品中有百分之三十到四十的非放大区域。以某些几何形状创造及印刷透镜，比如六角形，在抵抗具吸力的表面张力的同时，能允许与圆点透镜同样的间距，具吸力的表面张力会引起圆点透镜一同溢出。而且印刷六角形透镜有效地将非放大的区域从百分之三十到四十减少到百分之十五到二十的非放大的区域，六角形透镜可以比圆点透镜以更少“非透镜”空间装填。当表面下的微型图案图像被相应的六角形透镜阵列放大时，这产生了更清晰的三维效果。
也观察到透明透镜列的角度和透镜自身的几何形状本身会受差错影响，所述差错源自印刷、剪切、刮板动作、网纹辊或凹版上胶辊蚀刻的相对方向、胶片输出差错、数字光栅图像处理差错，及由表面张力产生的差错。可以以抵消这些差错或者将这些差错减到最少为基础，为透明透镜的平行排选定特定的几何形状和角度，从而获得在此之前无法获得的透镜高度和透明透镜的紧密装填在一起，同时避免透明质地油墨的渗漏、溢出和流动。
具体实施方式
下列实施例是用作说明的，并且不意在限制所要求保护的主题的范围。
实施例1。一种印刷品包括：(a)基材，具有顶面；(b)图形图像，形成在所述基材的顶面之上；(c)微型图案图像，形成在所述基材的顶面之上；(d)多个透光的几何透镜，形成在所述图形图像的表面之上，其中所述透光的几何透镜定位在所述图形图像和所述微型图案图像的上方，其中所述透光的几何透镜的横截面是半圆形的，并且所述透光的几何透镜在顶部平面视图中包括六角形、圆形、钻石形、正方形、或者长方形，所述多个透光的几何透镜定向在所述微型图案图像的上方，以便每个单独的透光的几何透镜放大所述微型图案图像的一部分，这样，多个透光的几何透镜放大并组合所述微型图案的多个部分，从而显示复合图像，所述复合图像从不同方向观看时显示在所述印刷品的不同部分。
实施例2。一种印刷品包括(a)基材，具有顶面；(b)图形图像，形成在所述基材的顶面之上；(c)微型图案图像，形成在所述基材的顶面之上；(d)透明层，形成在所述图案图像的顶面之上；(e)多个透光几何透镜，形成在图形图像的表面之上，其中所述的多个透光的几何透镜定位在所述图形图像和所述微型图案图像的上方，其中所述透光的几何透镜的横截面是半圆形的，所述透光的几何透镜在顶部平面视图中包括六角形、圆形、钻石形或者长方形，所述透光的几何透镜定向在所述微型图案图像的上方，以便每个单独的透光的几何透镜放大所述微型图案图像的一部分，这样，多个透光的几何透镜组合所述微型图案的多个部分，从而显示复合图像，所述复合图像从不同方向观看时显示在所述印刷品的不同部分。
实施例3。一种印刷品包括：(a)透明基材，具有后表面和前表面；(b)微型图案图像，首先形成在所述基材的后表面之上；(c)多个透光的几何透镜，印刷在所述图形图像的表面之上，其中所述多个透光的几何透镜定位在所述图形图像和所述微型图案图像上方，其中所述透光的几何透镜的横截面是半圆形的，并且所述透光的几何透镜在顶部平面视图中包括六角形、圆形、钻石形、正方形或者长方形，所述多个透光几何透镜定向在所述微型图案图像的上方，以便每个单独的透光的几何透镜放大所述微型图案图像的一部分，而使多个透光的几何透镜组合所述微型图案的多个部分，从而显示复合图像，所述复合图像从不同方向观看时显示在所述印刷品的不同部分。
实施例4。如实施例1-3中的一种印刷品，在横截面中观看时，所述透光的几何透镜的大部分的表面是大致平面的，而在几何形状的周边附近是大致弧形的，以便从顶部平面视角观看时，在所述透光的几何透镜下面的所述微型图案图像不被放大，而从大致不是顶部平面视角的角度观看时，所述透光几何透镜周边的弧度放大所述微型图案图像，从而显现隐藏图像。
实施例5。一种形成印刷品的方法，所述方法包含的步骤有：(a)提供具有顶面的基材；(b)在所述基材的顶面之上形成图形图像；(c)在所述基材的顶面之上形成微型图案图像；(d)形成多个透光的几何透镜的纹理图案，所述几何透镜形成在所述图形图像的表面之上；(e)使形成的所述透光的几何透镜的横截面是半圆形的，而从顶部平面视图观看，所述透光的几何透镜包括六角形、圆形、钻石形、正方形或长方形；(f)将所述多个透光的几何透镜定位在所述图形图像和所述微型图案图像上方；以及(g)将所述多个透光的几何透镜定向在所述微型图案图像上方，以便每个单独透光的几何透镜放大所述微型图案图像的一部分，而使多个透光的几何透镜组合所述微型图案的多个部分，从而显示复合图像，所述复合图像从不同方向观看时显示在所述印刷品的不同部分。
实施例6。一种形成印刷品的方法，所述方法包含的步骤有(a)提供具有顶面的基材；(b)在所述基材顶面之上形成图形图像；(c)在所述基材的顶面之上形成微型图案图像；(d)在所述图案图像的顶面之上应用透明层；(e)形成多个透光几何透镜的纹理图案，所述几何透镜形成在所述图形图像的表面之上；(f)使形成的所述透光的几何透镜的横截面是半圆形的，而从顶部平面视图观看，所述透光的几何透镜包括六角形、圆形、钻石形、正方形或长方形；(g)将所述多个透光的几何透镜定位在所述图形图像和所述微型图案图像上方；(h)将所述多个透光的几何透镜定向在所述微型图案图像上方，以便每个单独透光的几何透镜放大所述微型图案图像的一部分，这样，多个透光的几何透镜组合所述微型图案的多个部分，从而显示复合图像，所述复合图像从不同方向观看时显示在所述印刷品的不同部分。
实施例7。一种形成印刷品的方法，所述方法包含的步骤有(a)提供具有后表面和前表面的透明基材；(b)在所述透明基材的后表面之上形成图形图像；(c)在基材的后表面之上形成微型图案图像；(d)形成多个透光的几何透镜的纹理图案，所述几何透镜印刷在透明基材的前表面之上；(e)使形成的所述透光几何透镜的横截面是半圆形的，并且从顶部平面视图观看，所述透光几何透镜包括六角形、圆形、钻石形、正方形或者长方形；(f)将所述多个透光的几何透镜定位在所述图形图像和所述微型图案图像上方；(g)将所述多个透光的几何透镜定向在所述微型图案图像上方，以便每个独立透光的几何透镜放大所述微型图案图像的一部分，这样，多个透光的几何透镜组合所述微型图案的多个部分，从而显示复合图像，所述复合图像从不同方向观看时显示在所述印刷品的不同部分。
实施例8。形成如实施例4-7中任一实施例中的印刷品的一种方法，形成的透光的几何透镜在横截面中观看时，其大部分表面是大致平坦的，在几何形状周边附近是大致弧形的。所述方法进一步包括在所述透光的几何透镜下面形成微型图案图像，所述微型图案图像从顶部平面视角观看时不会被放大；及形成所述透光的几何透镜的周边的弧度，用于从大致不是顶部平面视角的角度观看时放大所述微型图案图像，从而显现隐藏的图像。
实施例9。一种印刷品包括(a)基材，具有顶面和底面；(b)图形图像层，包括印刷在基材的至少一个表面上的多幅图像；以及(c)多个多角形透镜，印刷在基材的至少一个表面上，并在所述图形图像层的上方，其中所述多角形透镜是透光的、放大的凸透镜。
实施例10。实施例9中的所述印刷品，其中多个多角形透镜包括从由六角形透镜、正方形透镜、长方形透镜以及菱形透镜组成的组中选择的多角形透镜。
实施例11。实施例10中的所述印刷品，其中所述多角形透镜包括六角形透镜。
实施例12。实施例9-11中任一实施例中的所述印刷品，其中所述多角形透镜的横截面是半圆形的。
实施例13。实施例9-12中任一实施例中的所述印刷品，其中所述多角形透镜的横截面是大致扁平形的。
实施例14。实施例9-13中任一实施例中的所述印刷品，其中所述多幅图像包括微型图案图像。
实施例15。实施例9-14中任一实施例中的所述印刷品，其中多个多角形透镜定向在多幅图像上方，以便每个透镜放大一幅图像的一部分，从而显示至少一幅复合图像。
实施例16。实施例9-15中任一实施例中的所述印刷品，其中所述多个透镜各自印刷在基材上。
实施例17。实施例9-16中任一实施例中的所述印刷品，其中所述多幅图像包括图像阵列，多个透镜包括透镜阵列。
实施例18。实施例17中的所述印刷品，其中透镜阵列具有透镜频数，图像阵列具有图像频数，透镜频数大于图像频数。
实施例19。实施例17中的所述印刷品，其中透镜阵列具有透镜频数，图像阵列具有图像频数，透镜频数小于图像频数。
实施例20。实施例17中的所述印刷品，其中透镜阵列具有透镜频数，图像阵列具有图像频数，透镜频数与图像频数相同。
实施例21。实施例17中的印刷品，其中图像阵列包括微型图案图像。
实施例22。实施例9-21的任一实施例中的所述印刷品，进一步包括(d)印在基材的至少一个表面上的第二图形图像层。
实施例23。实施例9-22的任一实施例中的印刷品，其中基材是透明的。
实施例24。实施例23中的印刷品，其中所述图形图像层印在基材的底面上。
实施例25。一种印刷品包括：(a)基材，具有顶面和底面；(b)图形图像层，包括印刷在基材的至少一个表面上的多幅图像；(c)透明层，形成在基材的至少一个表面上，在所述图形图像层的上方；(d)多个多角形透镜，形成在透明层上，在所述图形图像层的上方，其中所述多角形透镜是透光的、放大的凸透镜。
实施例26。一种印刷品包括：(a)透明基材，具有顶面和底面；(b)图形图像层，包括印刷在基材的底面的多幅图像；(c)多个多角形透镜，印刷在基材的顶面上，其中所述多角形透镜是透光的、放大的凸透镜。
实施例27。一种形成印刷品的方法，所述方法包括：(a)在基材的至少一个表面上印刷包括多幅图像的图形图像层；(b)在基材的至少一个表面上，在所述图形图像层的上方，印刷多个多角形透镜，其中所述多角形透镜是透光的、放大的凸透镜。
实施例28。通过实施例27中的方法形成的一种印刷品，其中所述多角形透镜包括六角形透镜。
实施例29。一种形成印刷品的方法，所述方法包括：(a)在基材的至少一个表面上印刷包括多幅图像的图形图像层；(b)用透明层覆盖所述图形图像层；(c)在透明层上形成多个多角形透镜，其中所述多角形透镜是透光的、放大的凸透镜。
实施例30。通过实施例29中的方法形成的一种印刷品，其中多角形透镜包括六角形透镜。
实例
参考在2008年2月5日申请的美国申请第12/026,069号，此美国申请的内容通过引用整体合并于此。同时参考下列实例，这些实例用于图解说明、并且不是意在限制所要求保护的主题的范围。
现在参见图1，图1显示了依照本发明制作的印刷品10的第一实施例的剖面图，并且以超出典型尺寸的被大幅放大的基准来绘示。在此实施例中，印刷品10包含具有顶面14和底面16的基材12。基材12可以由纸、硬纸板、塑料、丙烯酸纤维、玻璃、金属或者其他任何合适的可印刷的材料形成。层18较佳地用反射油墨印刷在或者结合在基材12的整个的或者部分的顶面14之上。虽然反射层是优选的，但是可以注意到的是，所述披露方法用即使平的纸基材也可以达到很好的视觉效果。层18可以是无色的，或者可以具有任何颜色。层18可以是不透明的、透明的、半透明的或者是亚透明的。层18较佳地给予所述印刷品明亮的或光滑的金属感外观。或者，所述反射层18也可以由彩色反转片、衍射薄膜、金属箔、全息箔、辊叶、或者任何有明亮表面的金属化材料形成。
图形设计或者图像20印刷在整个的或者部分的层18之上。所述图形设计可以包含宏图像(例如体育人物画像)和图像阵列(例如微型图案图像22)。接着，透明多角形透镜29的阵列被印刷在层20之上。为了显示看起来像浮在所述印刷品表面的上方的复合图像，要选定透镜29的频数和位置设置，以放大微型图案图像的多个部分。
透镜29可以形成在图像20的整个的或者仅部分的表面之上。在此申请中，透镜29可以由适合使用的透明油墨形成，通过印刷方法印刷在图形设计或者图像20的顶部，所述印刷方法比如是丝网漏印法、平版印刷术、苯胺印刷术、胶版印刷、凹版印刷、敷层或者其他已知的印刷方法。这种透明油墨较佳是紫外线固化油墨。透明油墨也可以包含闪光片、珍珠或者其他材料的小薄片，用于在所述印刷品上产生“闪光”效果。
形成图形设计20及微型图案图像22的优选方法是通过胶印过程。图形设计20可以用不透明油墨、半透明油墨、亚透明油墨或者其中几种的组合印刷。这些油墨较佳地是响应于紫外线(UV)光线可固化的。形成图形设计20及微型图案图像22的其他方法包含丝网漏印法、平版印刷术、苯胺印刷术、凹版印刷或者其他已知的印刷方法。
图2显示了当从左边观看印刷品10时，印刷品10的视觉外观，图3显示了当从右边观看印刷品10时的视觉外观。印在所述物品的顶面的图形设计包含体育人物画像30。用六角形透镜表示所述多个多角形透镜，所述六角形透镜相对印刷品中典型的尺寸而言在尺寸上被大幅放大。所述微型图案图像22(这个实例中的微型图像气球)被六角形透镜放大从而形成复合图像62，复合图像62通过浮在所述印刷品10的表面上方的所述气球表现出来。图4的顶部平面视图中显示了微型图案图像22(在尺寸上被大幅放大)。
如图5中所绘示的，在印刷过程中，可以相对于观察到的差错的方向，调整或者选定六角形透镜的平行排的定向或者角度θ1，从而弥补这些差错或者把这些差错减到最少。这些差错的实例有印刷、剪切、刮板运动的方向差错、以及网纹或者凹版蚀刻差错、菲林输出差错及数字光栅图像处理差错。在这些基础上选择定向的结果可以达成所述六角透镜的更高的结构高度和紧密的装填在一起。在图5的透明六角形透镜中，这个实例中的六角形透镜之间的间距用S表示，六角形透镜的宽度用W表示。可以选定透明的透镜的定向和几何形状，用于防止从一个六角形到下一个六角形的透镜的溢出、渗透以及/或者不期望的流动。
在印刷透镜期间，可以调整六角形透镜的平行排的定向或者角度θ1，以修正差错或者使差错减到最少。举例来说，当图像数字化地转移到印刷板或者喷墨印刷头上的时候，可能会发生差错。在一些情况下，喷墨的方向可能引起油墨在喷射时，在喷墨头的方向上喷射出的油墨比正确的量要浓(例如竖直放置的行列比水平置放的行列浓)。与此类似，到印刷板上的激光烧制图像在竖直或者水平方向上可能显现出方向上的印刷差错。在印刷过程中，也能观察到机械差错。举例来说，印刷过程中油墨上的力(例如印刷刮刀经由丝网挤压油墨)或者在应用透光透镜油墨的其他任何方法中的力可能引起油墨在所述力的方向上更浓。选取不是水平或竖直的印刷方向可以使这些差错减到最小(例如30°、45°、60°的印刷方向)此外，选取以60°堆叠的六角形可以使这些观察到的竖直/水平差异均等，允许在死区被减到最小的情况下，透镜在阵列中达到最佳装填。
图6示出了本发明的另一实施例，其中印刷品10包含基材212，基材212可以印刷有或者可以不印刷有到表面214上的图形图像220。图像或者微型图案图像260的阵列也可以印刷到表面214上及图形图像220的一部分之上。透明层230局部或者整个地应用于图形图像220和微型图案图像260的表面之上，随后将透明透镜229印刷在或者形成在透明层230的整个的或者部分的表面之上。透明层230在透明透镜229和微型图案图像260之间提供了额外的距离，并且可以增加放大效果。
图7显示了另外的实施例，透明基材312可能印刷有到表面318上的图形图像320或者可能不印刷有到表面318上的图形图像320。图像或者微型图案图像360的阵列也印刷到表面318上。透明透镜329随后印刷在透明基材312的整个的或者部分的反面322之上。透明基材312在透明透镜329和微型图案图像360之间提供了额外的距离，并且可以增加放大效果。
图形设计20可以具有任何想要的样式，举例来说，如图2所示安全信用卡上的橄榄球运动员，或者任何其他图像。为了提供想要的外观，图形设计20可以包括多个油墨层。图形设计20也可以包含隐藏的或者潜在的图像28，在图8中，从大致非平面视图中观看时可见图像28(用漂浮的气球表示)，而在图9中，从顶部平面视角观看时不可见图像28。
图10中，印刷了透明透镜429，这样，从横截面中观看时，透明透镜429大致是扁平物480，并且只有在透镜的边缘470上是半圆形的。
图11中，透明透镜29印刷在透明基材12的顶面上，微型图案图像360印刷在透明基材12的底面上。透镜具有平均宽度(W)(也可参见图5，W)和平均高度(H)(也可参见图5，H)(高度可以替换地称为“中心厚度”或者“垂度”)。阵列里透镜具有平均间距(S)。透镜具有近似地对应于透明基材的厚度的平均焦距(f)。在一些实施例中，透明透镜的高度(H)约是0.0001到0.0100英寸，透镜间的间距(S)约是0.001到0.010英寸，当从顶部平面视角观看时，所述透镜是六角形的，宽度是0.0001到0.010英寸，如顶部平面视图所示(也可参见图5)。所述微型图案图像较佳地包括定向在一定频数和方向上的多种被印刷的形状或者颜色，以便每个单独的透镜放大微型图案图像的一部分，从而创造了看起来好像浮在所述印刷品的表面上方的复合图像。
在一些实施例中，从顶部平面视图中所述被印刷的透镜是六角形的，并且具有0.0005到0.0100英寸(即12.7到254微米)的平均边到边宽度(W)(参见图5和图11)，和约0.0001到0.0050英寸(即2.54到127微米)的平均高度(H)(即“最大中心厚度”或“垂度”)(参见图11)。所述被印刷的透镜在阵列里可以具有约0.0005到0.0100英寸(即2.54到254微米)的平均间距(S)(参见图5和图11)。所述被印刷的透镜可以具有约0.0010到0.0500英寸(即25.4到1270微米)的平均焦距(f)(参见图11)。所述透镜可以印刷在透明基材12上，基材12具有与所述透镜的焦距(f)近似的平均宽度。透明基材12可以具有约0.0010到0.0500英寸(即25.4到1270微米)的平均宽度。
在前面的描述中，为了简明，清楚和理解的目的使用了一些术语。不含有由此超过现有技术需要的不必要的限制。这里所描述的不同配置，系统，和方法步骤可以单独使用或者结合其他配置，系统和方法步骤使用。期望不同的等同物，替换物和修改物都可能在所附的权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种印刷品，包括：
(a)基材，具有顶面和底面；
(b)图形图像层，包括印刷在所述基材的至少一个表面上的多幅图像；以及
(c)多个多角形透镜，印刷在所述基材的至少一个表面上，并在所述图形图像层的上方，其中所述多角形透镜是透光的、放大的凸透镜，
其中所述被印刷的透镜具有在0.0001至0.0050英寸之间的高度，在0.0005至0.0100英寸之间的宽度，以及在0.0005至0.0100英寸之间的所述透镜之间的间距。
2.如权利要求1所述的印刷品，其中至少一种所述多角形透镜选自由六角形透镜、正方形透镜、长方形透镜以及菱形透镜组成的组。
3.如权利要求1或2所述的印刷品，其中所述多角形透镜包括六角形透镜。
4.如权利要求1所述的印刷品，其中所述多角形透镜的横截面是半圆形的。
5.如权利要求1所述的印刷品，其中所述多角形透镜的横截面大致是扁平形的。
6.如权利要求1所述的印刷品，其中所述多幅图像包括微型图案图像。
7.如权利要求1所述的印刷品，其中所述多个多角形透镜定向在所述多幅图像上方，以便每个透镜放大一幅图像的一部分，从而显示至少一幅复合图像。
8.如权利要求1所述的印刷品，其中所述多个透镜单独地印刷在所述基材上。
9.如权利要求1所述的印刷品，其中所述多幅图像包括图像阵列，所述多个透镜包括透镜阵列。
10.如权利要求9所述的印刷品，其中：
所述透镜阵列具有透镜频数；
所述图像阵列具有图像频数；并且
所述透镜频数大于所述图像频数。
11.如权利要求9所述的印刷品，其中：
所述透镜阵列具有透镜频数；
所述图像阵列具有图像频数；并且
所述透镜频数小于所述图像频数。
12.如权利要求9所述的印刷品，其中：
所述透镜阵列具有透镜频数；
所述图像阵列具有图像频数；并且
所述透镜频数等同于所述图像频数。
13.如权利要求9所述的印刷品，其中所述图像阵列包括微型图案图像。
14.如权利要求1所述的印刷品，其中所述基材是透明的。
15.如权利要求14所述的印刷品，其中所述图形图像层印刷在所述基材的所述底面上。
16.如权利要求1所述的印刷品，进一步包括：
(d)第二图形图像层,印刷在所述基材的至少一个表面上。
17.一种印刷品，包括：
(a)基材，具有顶面和底面；
(b)图形图像层，包括印刷在所述基材的至少一个表面上的多幅图像；
(c)透明层，形成在所述基材的至少一个表面上，并在所述图形图像层的上方；以及
(d)多个多角形透镜，印刷在所述透明层上，并在所述图形图像层的上方，其中所述多角形透镜是透光的、放大的凸透镜，
其中所述被印刷的透镜具有在0.0001至0.0050英寸之间的高度，在0.0005至0.0100英寸之间的宽度，以及在0.0005至0.0100英寸之间的所述透镜之间的间距。
18.一种印刷品，包括：
(a)透明基材，具有顶面和底面；
(b)图形图像层，包括印刷在所述基材的所述底面上的多幅图像；以及
(c)多个多角形透镜，印刷在所述基材的所述顶面上，其中所述多角形透镜是透光的、放大的凸透镜，
其中所述被印刷的透镜具有在0.0001至0.0050英寸之间的高度，在0.0005至0.0100英寸之间的宽度，以及在0.0005至0.0100英寸之间的所述透镜之间的间距。
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