CN105636798A - 安全设备和制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种安全设备，包括：聚焦元件阵列，每个聚焦元件都适于在至少两个正交方向上聚焦光，所述聚焦元件安排在一个规则的二维网格上；以及细长图像元件阵列，所述细长图像元件阵列与所述聚焦元件阵列重叠，所述细长图像元件阵列被配置成使得，根据视角，每个聚焦元件能够将光从相应的一组至少两个细长图像元件中的任何一个导引至查看者。在所述安全设备的第一区域中，所述细长图像元件沿着第一方向延伸，并且在所述安全设备的第二区域中，所述细长图像元件沿着不同于所述第一方向的第二方向延伸。

Description

安全设备和制造方法
本发明涉及安全设备，例如，用在有价物品(诸如，钞票、支票、护照、标识卡、真品证书、印花税票以及其他有价票证或个人标识)上。还公开了制造这样的安全设备的方法。
有价物品且具体地有价票证(诸如，钞票、支票、护照、识别票证、证书以及执照)常常是伪造者和希望制造其赝品和/或对其内含有的任何数据做出改变的人的目标。通常这样的物件设置有多个可视安全设备，以用于核对该物件的真实性。实施例包括基于一个或多个图案(诸如，微缩文本、精细线图案、潜像、软百叶窗设备、透镜状设备、波纹干涉设备和波纹放大设备)的特征，这些特征中的每个生成一个安全视觉效果。其他已知的安全设备包括全息图、水印、压印、穿孔和颜色偏移或冷光/荧光油墨的使用。所有这样的设备共同的是极其难于或不可能使用可用的复制技术(诸如，复印)复制由设备表现出的视觉效果。也可以采用表现出非可视效果的安全设备(诸如，磁性材料)。
一类安全设备是产生光学可变效果的那些安全设备，意味着在不同的视角下设备的外观不同。这样的设备是特别有效的，因为直接复制(例如，复印)将不产生光学可变效果且因此可很容易地与真正的设备区分开。光学可变效果可以是基于多种不同的机制生成的，所述机制包括全息图和其他衍射设备，以及利用聚焦元件(诸如，透镜)的设备，包括波纹放大器设备和所谓的透镜状设备。
波纹放大器设备(在EP-A-1695121、WO-A-94/27254、WO-A-2011/107782以及WO2011/107783中描述了波纹放大器设备的实施例)利用微聚焦元件(诸如，透镜或反射镜)阵列和对应的微缩图像元件阵列，其中微聚焦元件和微缩图像元件阵列的节距和它们的相对位置使得微聚焦元件阵列与微缩图像元件阵列协作以由于波纹效应而生成微缩图像元件的放大版本。每个微缩图像元件都是最终观察到的图像的完整的、微型版本，且聚焦元件阵列起作用以选择和放大每个在下面的微缩图像元件的一小部分，这些部分由人眼结合使得整个、放大的图像可视化。此机制有时被称为“合成放大”。
另一方面，透镜状设备不涉及合成放大。聚焦元件(通常，圆柱形透镜)阵列覆在对应的图像元件阵列或“切片”上面，图像元件阵列或“切片”中的每个仅描绘了待被显示的图像的一部分。来自两个或更多个不同图像的图像切片被交错，且当通过聚焦元件查看时，在每个视角下，仅选定组的图像切片将被导引朝向查看者。以此方式，将在不同的角度下查看到不同的复合图像。然而，应理解，通常没有放大发生且观察到的所产生的图像将与在下面的图像切片被形成到的图像具有大体上相同的尺寸。在US-A-4892336、WO-A-2011/051669、WO-A-2011051670、WO-A-2012/027779以及US-B-6856462中描述了透镜状设备的一些实施例。
透镜状设备具有的优点是，在不同的视角下可以显示不同的图像，使得动画视觉效果或其他显著视觉效果成为可能，这在使用波纹放大器技术时是不可能的。尽管如此，不断寻找具有不同外观和效果的新设备以领先于潜在的伪造者。
本发明提供一种安全设备，包括：
聚焦元件阵列，每个聚焦元件都适于在至少两个正交方向上聚焦光，所述聚焦元件安排在一个规则的二维网格上；以及
细长图像元件阵列，所述细长图像元件阵列与所述聚焦元件阵列重叠，所述细长图像元件阵列被配置成使得，根据视角，每个聚焦元件能够将光从相应的一组至少两个细长图像元件中的任何一个导引至查看者；
其中在所述安全设备的第一区域中，所述细长图像元件沿着第一方向延伸，并且在所述安全设备的第二区域中，所述细长图像元件沿着不同于所述第一方向的第二方向延伸。
本发明还提供了一种制造安全设备的方法，该方法包括：提供所述聚焦元件阵列，且使所述聚焦元件阵列与所述细长图像元件阵列重叠。
通过将组成图像元件阵列的细长图像元件(“切片”或“条”)安排成在该设备的两个相应的区域中沿着两个不同的方向延伸，可以实现强烈的视觉冲击，因为当使该设备在任何一个方向上倾斜时，所述两个区域将表现出彼此不同的效果。具体地，当使该设备绕与第一方向或第二方向平行的轴倾斜时，从该设备中的细长图像元件与那个方向平行的区域将观察到透镜状转变效果，但是从另一个区域将不会观察到效果或将观察到不同的效果。
应理解，所公开的安全设备是如上文描述的透镜状设备的一个实施例，且这样的每个细长图像元件是对应的图像的一部分(例如，个体像素，或一组像素或一行像素)，不是对应的图像的微缩版本(如在波纹放大器类型设备的情况那样)。聚焦元件优选地不执行任何放大。组成每组的至少两个图像元件中的每个是对应的图像的一部分，并且在任何一个视角下，第一区域中的聚焦元件会全部将光从一个图像的多个元件导引至查看者，使得横跨第一区域所选定的图像元件组合地将那个图像显示给查看者。同样，在第二区域中，全部聚焦元件会将光从另一个图像的多个元件导引至查看者，这种组合引起横跨第二区域显示那个图像。每个图像可以是一个图形，诸如，字母、数字、肖像等(下文将给出另外的实施例)，或者可以是块颜色。
先前已经使用基于圆柱形透镜的两个相邻的透镜状安全设备(一个使透镜和图像条沿着第一方向对准且另一个使透镜和图像条沿着第二不同方向对准)实现通过本发明产生的该种的视觉效果，如WO-A-2011/051669中描述的。然而，这需要形成具有不同取向的两个不同的透镜阵列，且透镜阵列和图像切片之间的配准至少到以下程度：为每个相应的设备提供的那些透镜阵列和图像切片对应地对准。尽管此高水平的制造难度本身用作伪造的障碍，但是它还增加了制造成本。需要一种构造更简单但维持强烈的视觉冲击的设备，本发明通过在两个正交方向上聚焦光的聚焦元件阵列(例如，球面透镜)结合具有区域方向性的上述细长图像元件的使用实现此设备。因为在该设备的两个区域中聚焦元件阵列可以是相同的，所以单个连续阵列可以被形成(如果需要的话)并且与单独限定两个(或更多个)区域的图像元件阵列重叠。这样，还减小或消除了对聚焦元件阵列和图像元件阵列之间的配准的需要。所有需要的是，在任何一个视角下，该设备的第一区域中的所有聚焦元件从对应于一个图像的所有图像元件导引光，并且该设备的第二区域中的所有聚焦元件从对应于另一个(单个)图像(该图像可以与第一区域中的图像相同或可以不与第一区域中的图像相同)的所有图像元件导引光。
优选地，这是通过使图像元件阵列和聚焦元件阵列的(一维)周期性和取向大体上匹配实现的，如常规透镜状设备的情况。替代地，如果期望将聚焦元件阵列安排成与图像元件阵列成一倾斜角度，则应使细长图像元件进一步交错(例如，如WO-A-2014/085290中所公开的)以实现相同的结果。
“细长”意指个体图像元件在一个方向上比在另一个(正交的)方向上长。这样，图像元件通常可以被称为图像“切片”或图像“条”。在每个区域中，图像元件阵列的周期性可以位于与细长元件的长方向正交的方向上。通常，每个图像元件可以从对应的聚焦元件的占地面积的一侧延伸至相对的一侧，其中一个或多个图像元件形成彼此平行放置的相应的组。
在第一区域和第二区域中安排细长元件分别所沿着的第一方向和第二方向优选地是正交的。这是有利的，因为当使该设备绕第一方向或第二方向倾斜时，对应的区域将显示透镜状效果同时从另一个区域将不会观察到透镜状效果。然而，可以使用两个方向之间的其他角度间隔。还可以期望限定不止两个区域，每个区域的细长图像元件沿着不同(非平行)的方向安排，使得(例如)当被倾斜时，一个区域可以示出不改变同时另两个区域示出两个不同的改变。以此方式，通过图像元件阵列的适当配置而不需要改变聚焦元件阵列就可以实现复杂的安全效果。
优选地，如上文所提及的，横跨第一区域和第二区域且在第一区域和第二区域之间，聚焦元件阵列是连续的。这进一步减小对聚焦元件阵列和图像元件阵列之间的配准的需要，因为在任一区域中不需要使聚焦元件阵列的一个特定部分与细长图像元件对准。此外，如果需要的话，可以使用整体(unitary)预制造的聚焦元件阵列(诸如，一片模制透镜)来形成整个安全设备，其中图像元件被施加至该片(例如)的相对表面。还优选的是，横跨第一区域和第二区域且在第一区域和第二区域之间，细长图像元件阵列是连续的(除了所需的方向改变之外)。
所述两个区域原则上可以相对于彼此定位在任何位置处以形成安全设备，包括例如在物品(诸如，有价票证)上的隔开的位置处。然而，在优选的实施方案中，第一区域和第二区域被安排成彼此相邻且优选地彼此邻接。这使得较容易定位所述区域，且比较使设备倾斜时它们产生的效果。此外，所述两个区域可以被设计成彼此协作以产生特定视觉效果。
在不同倾斜角度下该设备显示的图像的性质可以被选择为适合于期望的视觉效果。在一个有利的实施方式中，细长图像元件阵列被配置成使得，当使安全设备绕与细长图像元件在相应的区域中延伸所沿着的方向平行的轴倾斜时，第一区域或第二区域或这二者显示一系列至少两个不同的图像。所述图像可以是有关的或无关的。例如，所述图像可以是相同物件的不同视图，以当使该设备倾斜时给出查看三维物件的印象，或所述图像可以是相同物件的不同尺寸的图像，以给出放大或缩小所述图像的印象。在另一种情况下，所述图像可以被安排成从第一物件的视图到第二物件的视图的逐步改变(变形)。
不同的图像还可以是不同的颜色。因此，在一个实施方案中，细长图像元件阵列被配置成使得，当使安全设备绕与细长图像元件在相应的区域中延伸所沿着的方向平行的轴倾斜时，第一区域或第二区域或这二者显示一系列至少两个不同的颜色。例如，当使设备在有关方向上倾斜时，每个区域显示的图像可以改变颜色，这取决于区域被如何安排以及倾斜方向，可以引起第一区域显现改变成一个颜色，同时第二区域显现改变成不同的颜色。
优选地，在至少一个查看位置处，第一区域和第二区域二者显示相同的颜色，使得该第一区域和该第二区域具有相同的外观，并且优选地通过裸眼不能够将该第一区域和该第二区域彼此区分开。这例如可以通过将两个区域安排成在一个视角下以相同的颜色显示相同的图像并且例如在不同的视角下以不同的颜色显示相同的图像实现。因此，当使该设备倾斜时，整个图像的一部分(对应于所述区域中的一个)将显现改变颜色同时另一个区域不改变颜色，从而显露区域之间的区别。
在一个特别优选的实施例中，第一区域和第二区域的相对安排限定一个在至少一个视角下由于第一区域的颜色和第二区域的颜色之间的对比而在那个视角下可识别的图像。例如，由图像元件限定的图像可以是素色(solidcolour)块，并且一个区域和下一个区域之间的边界线引起设备上的可辨别信息。在一个或多个视角下(在该视角下两个区域的颜色匹配)此信息可以被隐藏。替代地，该信息可以是在所有视角下可视的，但是当使设备倾斜时经历与其周围的对比的改变。例如，在一个视角下，该信息(由第一区域限定)可以是白色且其背景(由第二区域限定)是黑色，然而在另一个视角下，该信息(由第一区域限定)可以是黑色且其背景(由第二区域限定)是白色。
在另一个有利的实施方案中，细长图像元件阵列被配置成使得，当使安全设备绕与细长图像元件在相应的区域中延伸所沿着的方向平行的轴倾斜时，第一区域或第二区域或这二者显示移动图像的外观。在优选的实施例中，每个区域中的图像可以被配置成在彼此不同(最优选地相反)的方向上移动。
一个特别优选的实施方式是被配置成使得，当在至少一个视角下查看时，第一区域和第二区域一起将由来自每个区域(即，来自两个区域)的图像部分组成的一个可识别的图像呈现给查看者的裸眼，其中细长图像元件限定相应的图像部分的不同视图，使得当使安全设备绕与第一方向或第二方向平行的轴倾斜时，所述区域中的一个区域的相应的图像部分显现侧向移动，同时其他图像部分保持静止。这在视觉上特别有效，因为在某些视角下(优选地，当在轴上(即，沿着其法线)查看该设备时)所述两个区域之间的区别将被隐藏，然而当使该设备倾斜时该区别变得显而易见。
在所有实施方案中，细长图像元件可以被配置成携带任何数目的图像(但是每个区域中至少两个)。将为每个图像提供一个图像元件作为每“组”图像元件的一部分，为阵列中的每个聚焦元件提供一组图像元件。因此，在区域被配置成显示例如两个图像(在不同的视角下)的情况下，将在每个聚焦元件下面设置两个图像元件(每个属于所述两个图像中的每个)。所述两个区域不一定被配置成显示相同的图像或甚至相同数目的不同的图像，但是这通常是优选的。图像中的每个都可以采取任何期望的形式，但是在优选的实施例中，每个图像包括字母、数字、字符、徽标、肖像或图像中的一个。多种图像优选地彼此不同，但是它们中的一个或多个(即，由每个区域显示的图像的子组)可以是相同的，只要包括至少两个不同的图像。每个图像元件将是对应的图像的一部分，例如，一个像素或一行像素。在一些优选的实施例中，所有图像都包括一个共同的图像部件(或图框)，在所有视角下该安全设备的区域显示该共同的图像部件。随着使该设备倾斜而连续地可视的这样的部件的存在有助于查看者将对该设备在不同角度下的外观进行相互比较，从而理解改变的视觉效果。在一个特别有效的实施方式中，该共同的图像部件是围绕一个区域的轮廓，该区域的内容(例如，在颜色方面)在不同的图像之间变化。因此，该图框可以用作一个框架元件。替代地，该图框可以被形成为围绕一个图像的一个内部部分的边界，或被形成为一个图像的一个区段。
在一些优选的实施方案中，图像元件由油墨限定。因此，图像元件可以被简单地印刷到衬底上，但是还可能使用浮雕结构限定图像元件。这使得能够构造薄得多的设备，当与安全票证一起使用时，这是特别有益的。合适的浮雕结构可以通过压印或浇铸固化到衬底内或上形成。在所提及的两种方法中，浇铸固化提供较高的复制保真度。
可以使用多种不同的浮雕结构，如下文将详细描述的。然而，可以通过将图像压印/铸造固化为衍射格栅结构来创建图像元件。可以通过使用设置有不同衍射颜色的区域的、不同节距或不同取向的格栅来区别图像的不同部分。替代的(和/或附加的区别的)图像结构是抗反射结构，诸如，蛾眼(参见例如WO-A-2005/106601)、零阶衍射结构、被称为阿兹特克结构(参见例如WO-A-2005/115119)的阶梯式表面浮雕光学结构或简单的散射结构。对于大多数应用，这些结构可以被部分或完全金属化以增强亮度和对比。通常，每个图像元件位置的宽度可以小于50微米，优选地小于40微米，更优选地小于20微米，最优选地在5到10微米的范围内。
可以设置每单元任何数目的图像条(至少2个)，并且这将取决于一些因素，包括期望呈现的不同图像的数目。理论上没有关于可以包括的图像元件位置的数目的上限，但是实际上随着图像元件位置的数目增加，图像分辨率将被减少，因为单位单元面积(且因此作为整体的设备)的逐渐减小比例将可用于每个相应的图像的显示。此外，在实际实施中，可以被形成在一个单位单元内的图像元件位置的数目将受可以形成图像元件的分辨率的限制。
例如，如果使用基于油墨的印刷方法来形成具有最小印刷尺度15微米的图像元件，则对于30微米宽的单位单元，可以横跨该单元的宽度提供最大2个图像条。然而，假定最小印刷尺度可以被减少到约1微米的水平(例如，通过使用浮雕结构而不是印刷来形成图像元件)，则图像元件的数目可更可能受期望的视觉效果以及可以在印刷工具的起始期间管理的图像数据文件的大小的约束。要求高数目的字模(matrix)位置的设计效果的类型将包括动画效果且更特别是连续的且水平的视差效果。然而，即使那样，每度角度倾斜具有不止一个图像元件位置不存在显著益处，因为较小的角度增量一般不能够由查看者分辨。因为实际上通常将在每个正交轴上、在大约30度到35度的视角范围内查看到设备，则每个单位单元中的图像元件条的数目的实际上限是约30个，这可以被用来实现平滑的视差效果或动画效果。然而，对于30微米尺度聚焦元件和单位单元，这将要求形成具有1微米的尺度的数据元件的能力。
然而，实际上，即使2到3度角度步幅可以小到足以显现非颗粒状，且因此每单位单元例如9个或11个图像元件也将给出良好的外观，条件是数据元件可以被形成有大约3微米尺度。另一个因数是，对于30微米透镜基底尺度，焦斑(即，图像元件阵列通过每个聚焦元件而被导引向查看者的部分)实际上通常将具有不小于1.5微米-2微米的有效宽度或直径，且因此具有小于2微米的尺度的图像元件将是不可分辨的。这样，对于30微米聚焦元件，每单位单元的图像条的优选的最大数目将是约15、11或9。
优选地，图像元件阵列近似定位在聚焦元件的焦平面内。根据本发明的安全设备的通常厚度是5微米到200微米，更优选地10微米到70微米，具有的透镜高度是1微米到70微米，更优选地5微米到25微米。例如，具有在50微米到200微米范围内的厚度的设备可以适合于用于在以下结构中使用，所述结构诸如是卡(诸如，驾照以及其他形式的识别票证)中的上层压制品(over-laminate)以及其他结构(诸如，高度安全标签)。合适的最大图像元件宽度(与设备厚度有关)因此分别是25微米到50微米。具有在65微米到75微米范围内的厚度的设备可以适合于横跨例如聚合物钞票的有窗口的区域和一半有窗口的区域而定位的设备。对应的最大图像元件宽度因此分别是大约30微米到37微米。具有多达35微米的厚度的设备可以适合于以条、补片(patch)或安全线(securitythread)的形式施加到票证(诸如，纸钞票)，以及还施加到在透镜和图像元件被定位在票证衬底的相同侧上的情况下在聚合物钞票上所施加的设备。
如果图像元件被形成为浮雕结构，则浮雕深度取决于用来形成浮雕的方法。在通过衍射格栅提供浮雕的情况下，该深度通常可以是在0.05μm-1μm的范围内，且在使用凹凸不平的非衍射浮雕结构的情况下，浮雕深度优选地是在0.5μm到10μm的范围内，甚至更优选地在1μm到5μm的范围内。
在优选的实施例中，聚焦元件是透镜或反射镜，且有利地具有球面或非球面聚焦表面。在不同方向上焦度(focalpower)可以不同，例如，以获得随着使设备倾斜，一个图像呈现出偏离焦点的效果，但是优选地每个聚焦元件在至少两个正交方向上都具有大体上相等的焦度。在特别优选的实施方案中，聚焦元件能够在所有方向上聚焦光，并且在所有方向上可以具有大体上相等的焦度(即，每个都具有无限的旋转对称性)，诸如在球面透镜或一些非球面透镜的情况下那样。
聚焦元件阵列的周期性且因此个体聚焦元件的最大基底尺度(占地面积)与设备厚度有关，且优选地在5微米-200微米的范围内，优选地在10微米到70微米的范围内，最优选地在20微米到40微米的范围内。这适用于两个维度。用于聚焦元件的焦距比数(f-number)优选地在0.25到16的范围内，更优选地在0.5到10的范围内。通常焦距比数将在0.7和8之间的范围内，更特别地在1到4的范围内。对于平凸透镜或平凹透镜，焦距比数不可以小于1.0。焦距比数等于f/D，其中f是焦距且D是聚焦元件的基底直径。因为f近似于r/(n-1)，其中n是折射率(＝近似1.45到1.5)且r是半径，焦距比数近似于2r。对于平凸透镜或平凹透镜，焦距比数不可以小于1.0(因为D的最大值是2r)。可以以多种方式形成聚焦元件，但是优选地聚焦元件是经由热压印方法或浇铸固化复制工艺制成的。替代地，可以采用印刷的聚焦元件，如US-B-6856462中所描述的。如果聚焦元件是反射镜，则反射层还可以被施加到聚焦表面。
可以以多种不同方式安排聚焦元件。在优选的实施例中，上面安排有聚焦元件的网格是一个正交的网格(正方形或长方形)。在其他优选的实施方式中，上面安排有聚焦元件的网格是一个六边形网格(例如，紧密填塞的)。在所述两种情况下，细长图像元件在每个区域中具有一维周期性。
如上文所提及的，可以在不将聚焦元件与图像元件配准的情况下实施本发明的实施方案。然而，在某些实施方案中，这样的配准是优选的以可以更好地控制所得到的视觉效果。具体地，配准使得能够控制在哪些视角下显示多个图像中的哪些图像。
优选地，该安全设备被形成为安全线、条、箔(foil)、插入物、标签或补片。可以使用众所周知的技术将这样的设备施加到或并入物品(诸如，有价票证)内，包括作为有窗口的线，或作为覆盖票证中的孔径的条。优选地，该物品选自钞票、支票、护照、标识卡、真品证书、印花税票以及用于固定价值或个人标识的其他票证。
替代地，这样的物品可以设置有上文所述种类的整体形成的安全设备。因此，在优选的实施方案中，该物品包括具有一个透明部分的一个衬底，在该衬底的相反侧上分别设置了聚焦元件和细长图像元件。
如已经描述的，本发明还同乐一种制造如上所陈述的安全设备的方法。
现在将参考附图通过比较实施例描述和对比安全设备的实施例，其中：
图1是安全设备的一个比较实施例的透视图；
图2是穿过图1中示出的安全设备的一部分的横截面；
图3是根据本发明的第一实施方案的一个安全设备的透视图；
图4是沿着X轴穿过图3中示出的设备的横截面；
图5示意性地描绘了根据本发明的一个实施方案的聚焦元件和图像元件的安排；
图6示出了一个示例性安全设备且例示了不同的视角处的五个观察者的位置；
图7和图8分别描绘了根据本发明的实施方案的两个安全设备，每个是从图6中示出的五个观察者查看到的；
图9示出了根据本发明的一个实施方案的安全设备的另一个实施例，其被应用至第一示例性安全票证；
图10示出了被应用至第二示例性安全票证的图9的安全设备；
图11描绘了从九个不同查看位置查看到的根据本发明的一个实施方案的安全设备的另一个实施例；
图12a和图12b示意性地描绘了适合于在本发明的实施方案中使用的一个示例性聚焦元件；
图13a和图13b分别描绘了根据本发明的另一个实施方案的聚焦元件阵列和单个聚焦元件；
图14a、图14b、图14c和图14d示出了四个示例性单位单元，根据本发明的实施方案的图像元件阵列可以基于所述单位单元；
图15a到图15i例示了根据本发明的可以被用来限定图像元件的浮雕结构的不同的实施例；
图16、图17和图18以平面视图(a)以及以横截面(b)示出了携带根据本发明的实施方案的安全设备的三个示例性物品；以及
图19以前视图(a)、以后视图(b)以及以横截面(c)例示了携带根据本发明的安全设备的物品的另一个实施方案。
在图1和图2中示出了根据WO-A-2011/051669中描述的原理的透镜状设备1的一个比较实施例，以例示某些操作原理。图1以透视图示出了该设备，且将看到圆柱形透镜4阵列被安排在透明衬底2上。图像元件阵列6被设置在在圆柱形透镜的下面(且与圆柱形透镜重叠)的衬底2的相对侧上。该设备具有两个区域R1和R2。在第一区域R1中，圆柱形透镜4的长维度和图像条7的长维度与第一方向(在此，Y轴)对准，同时在第二区域R2中，圆柱形透镜4的长维度和图像条8的长维度与第二方向(在此，X轴)对准。如在图2的X轴横截面中最佳示出的，图2仅示出该设备的区域R1，图像条中的每个对应于标注A到G的若干个图像中的一个的一部分。沿着Y轴穿过区域R2的横截面将示出相同的结构。
在透镜状阵列中的每个透镜4下面，设置来自区域A到G中的每个的一个图像条，形成用于每个透镜的一组图像条。在第一透镜下面，所述条将对应于第一段的图像A到G，且在下一个透镜下面，所述条将每个对应于第二段的图像A到G，等等。每个透镜4被安排成大体上聚焦在图像条7/8的平面中，使得通过每个透镜4仅可以从一个查看位置查看到一个条。这样，在任何视角下，在每个区域中，通过透镜仅将看到与图像中的一个(A、B、C等)对应的条。例如，如图2中所描绘的，当直上地(straight-on)(即，平行于Z轴)查看该设备的区域R1时，将查看到图像D的每个条使得图像D的一个复合图像通过该区域作为整体被显示(观察者O1)。当使该设备在第一方向上绕Y轴倾斜时，将仅查看到来自图像E的图像条(观察者Oa)，然而当在相反方向上倾斜时，将仅查看到来自图像C的图像条(观察者Ob)。
条被安排为一个图像的切片，即，条A是来自一个图像的所有切片，对于条B和条C等类似。结果，随着使区域倾斜，将看到一系列不同的图像。图像可以是相关的或无关的。最简单的设备在该区域中将具有随着设备倾斜将在彼此之间翻转的两个图像。替代地，在该区域中的图像可以是条到条已经侧向偏移的一系列图像，生成透镜状动画效果使得图像显现移动。类似地，从图像到图像的改变可以引起更复杂的动画(例如，图像的以准连续方式改变的部分)、变形(一个图像以小步幅逐步变换到另一个图像)或缩放(图像逐步变得更大或更小)。
因此，当使设备绕Y轴倾斜时，如所描述的区域R1将显示透镜状效果。然而，区域R2中的透镜4和图像条8的取向是使得相同的倾斜动作不会导致区域R2中的任何透镜状效果。类似地，当使该设备在正交方向上倾斜时(即，绕X轴)，随着透镜将光从不同的图像条8导引至观察者，区域R2将显示透镜状效果，然而现在区域R1将显现静态。可以采用所述两个区域对相同的倾斜动作的此不同响应来创建具有与众不同的视觉效果的设备。
然而，图1和图2中示出的设备制造复杂且昂贵，这至少部分地是由于需要将正确的透镜4与对应的图像条7/8对准。如果对准不精确(例如，沿着Y轴对准的透镜与沿着X轴对准的图像条重叠)，所期望的光学效果将被减弱或最坏的情况下被消除。同时，该对高配准的需求会是有益的，因为其用作对伪造者的进一步障碍，存在对能够更可靠地实现期望的视觉效果的更经济的设备的需求。
图3示出了根据本发明的第一实施方案的安全设备10的一个实施例。再次，该设备被分成两个区域R1和R2，但是当然可以包括任何数目的这样的区域。如之前，聚焦元件14阵列设置在透明衬底12的一侧上，并且图像元件阵列16设置在另一侧上。然而，在此聚焦元件14采取以规则的正交网格图案安排的(半)球面透镜的形式，但是在其他实施方案中聚焦元件14可以是反射镜。如果优选，则聚焦元件还可以具有非球面聚焦表面。因此，每个聚焦元件14都能够在至少两个正交方向上(例如，平行于X轴且平行于Y轴)聚焦光。(实际上球面透镜和非球面透镜可以将来自所有方向上的光聚焦在位于X-Y平面内)。区域R1和R2中的聚焦元件14优选地是相同的类型，但是假设如上文所描述的在每个区域中聚焦元件能够在两个正交方向上聚焦光，区域R1和R2中的聚焦元件14优选地是相同的类型则不是必要的。然而，在两个区域中使用相同类型的聚焦元件是优选的并且优选地将横跨两个区域使用相同类型的聚焦元件的连续规则的阵列。
因此，区域R1和R2之间的区别不会从聚焦元件阵列显而易见，而是将通过图像元件的阵列16限定。在设备的第一区域R1中，细长图像元件17沿着在此平行于Y轴的第一方向D1对准，同时在第二区域R2中，细长图像元件18沿着在此平行于X轴的第二方向D2对准。应注意，第一方向D1和第二方向D2不需要彼此正交，但是这是优选的如下文将讨论的。还应注意，第一方向D1和第二方向D2均不需要与其内安排聚焦元件14的网格的正交方向对准，而是可以采取任何相对取向，假设聚焦元件14能够在与在下面的图像元件的细长方向垂直的方向(即，在每个区域中细长图像元件是周期性的方向)上聚焦光。在聚焦元件14能够将来自任何方向上的光聚焦在X-Y平面内的情况下(诸如球面透镜和非球面透镜)，在细长图像元件相对于透镜的取向上没有限制。对于半球面透镜总是如此，但是例如对于超环面透镜不总是如此，超环面透镜具有两个正交聚焦轴的聚焦平面，导致仅在两个正交方向上实现精确聚焦。在中间方向上，聚焦将变得散光，散光是非常不期望的。
将参考图4进一步描述在不同视角下设备10的外观，图4是沿着X轴穿过设备10的横截面，但是为了提高清晰度，已经将图像元件条17/18的数目减少到每个透镜两个条，区域R1中的17a和17b/区域R2中的18a和18b。因此，对于每个透镜14，在区域R1中存在对应一组16a两个细长图像元件17a和17b/在区域R2中存在对应一组两个细长图像元件18a和18b。然而，操作原理保持不变。当从第一观察者Oa的位置查看该设备时，如通过以实线示出的光线指示的，在第一区域R1中，观察到来自图像条17b光，来自图像条17b光一起组成第一图像。同时，来自该设备的区域R2中的一组图像条18a的光也被导引至观察者Oa，形成可能与区域R1中的图像有关的另一个图像或可能不与区域R1中的图像有关的另一个图像。当使该设备绕Y轴倾斜至第二观察者Ob的位置时，如通过以虚线示出的光线指示的，在区域R1中，来自图像条17a的光现在将被导引至观察者，使得一个不同的图像现在将在此区域中可视。同时，在区域R2中，由图像条18a组成的相同图像仍将被显示至观察者Ob，使得此区域显现静态。
将理解，如果将使该设备绕正交方向(即，绕X轴)倾斜，则区域R1的外观将保持静态，同时现在区域R2将显示在由条18a限定的图像和由条18b限定的图像之间的透镜状转变。
因此，两个区域R1和R2对相同的倾斜动作产生不同的响应，这可以被用来产生与众不同的视觉效果，下文将给出所述与众不同的视觉效果的实施例。这可以在不需要聚焦阵列14和细长图像元件阵列16之间的高配准精确度的情况下被实现，因为相同类型(以及取向)的聚焦元件可以用在该设备的两个区域中而不需要任何对准。例如，可以横跨设备10使用透镜或其他聚焦元件的连续规则的阵列，其中不同的区域单独由所应用的细长图像元件和它们的方向限定。
图5示出根据本发明的一个实施方案的图像元件的安排以及它们相对于一个透镜阵列的位置。如在图3的情况下，透镜阵列14是透镜的正交网格，所述透镜中的每个都具有大体正方形占地面积14a。描绘了五个透镜(在X轴方向上)×三个透镜(在Y轴方向上)的一个阵列。图像元件阵列16基于一个重复的单位单元16a(对应于每个透镜的一“组”图像元件)，在此实施例中该重复的单位单元具有的形状和尺寸与透镜占地面积14a大体上相同，但是这不是必要的。此外，描绘了五个单位单元16a(在X轴方向上)×三个单位单元(在Y轴方向上)的一个阵列。
限定在单位单元16a内的是许多细长图像元件17(区域R1内)和细长图像元件18(区域R2内)。在此实施例中，每个单位单元被分成两个半部以限定两个细长图像元件17a、17b(区域R1内)和细长图像元件18a、18b(区域R2内)。在该设备的第一区域R1内，图像元件17a和17b的细长方向与该设备的X轴对准。占据每个单位单元16a的上部分的图像元件17a携带图像N的一部分，同时在每个单位单元的下半部中，图像元件17b携带另一个图像S的一部分。在该设备的第二区域R2中，在每个单位单元的左半部中，图像元件18a携带另一个图像W的一部分，同时在每个单位单元16a的右半部中，图像元件18b携带第四个图像E的一部分。
因此，当使该设备绕X轴从观察者Oa的位置倾斜至观察者Ob的位置时，区域R1将显现经历从图像S至图像N的透镜状转变，同时区域R2将显现不变。如果代替地使该设备绕Y轴从观察者Oc的位置倾斜至观察者Od的位置，该设备的第一区域R1现在将显现静态，同时区域R2将显示从图像E至图像W的改变。如果使该设备绕位于X-Y平面内的某个其他轴倾斜，区域R1和区域R2二者将同时表现出在它们相应的图像之间转变(但是切换将不必在相同的倾斜角度下发生)。
现在将描述根据本发明的实施方案的利用此原理显示与众不同的视觉效果的安全设备的一些实施例。为了参考，图6示意性示出了位于所指示的平面内的一个示例性安全设备10和五个示例性观察者O1、Oa、Ob、Oc以及Od的位置。观察者O1表示在轴上查看位置(即，平行于Z轴查看该设备)。观察者Oa和Ob表示在其之间已经使该设备绕X轴旋转的两个查看位置，同样地，观察者Oc和Od表示在其之间已经使该设备绕Y轴旋转的两个查看位置。
图7描绘了当从图6中示出的五个位置中的每个查看时安全设备10及其外观的一个实施例。注释“10(O1)”指示从观察者O1的位置看设备10的外观，同样注释“10(Oa)”指示从观察者Oa的位置看该设备的外观，等等。在图7的实施例中，设备10包括两个区域R1和R2，区域R1和R2中的每个是大体长方形的，所述两个区域彼此邻接，如所示出的。将理解，所述两个区域不一定彼此邻接，但是这是优选的以便可以直接比较所述两个区域的外观。在第一区域R1中，细长图像元件使它们的长轴与该设备的X轴对准(如图5中区域R1中指示的)，同时在区域R2中，细长图像元件使它们的长轴与Y轴对准(如在图5中区域R2的情况下)。为了简单起见，在图7中，在多个视角下由每个区域显示的不同图像被描绘为带颜色的实块，所述实心块的颜色从一个图像到另一个图像而改变。然而，将理解，不必是此情况，并且实际上，通过适当选择图像元件，每个图像可以例如示出符号、字母、数字、徽标或其他图形。
当从观察者O1的位置在轴上查看时，区域R1表现为第一颜色并且区域R2表现为不同的颜色，每个都取决于通过每个区域中的聚焦元件导引至查看者的图像条。当使该设备绕X轴倾斜至观察者Oa的位置时，区域R1的外观改变成第二颜色(即，第二图像)，该第二颜色由现在被导引至观察者的一组不同的图像条限定，同时区域R2的外观不变。类似地，当使该设备绕X轴在相反的方向上倾斜时(观察者Ob)，区域R1的颜色改变成第三颜色(即，第三图像)，同时再次，区域R2的外观保持大体恒定。因此，两个区域之间的对比随着倾斜发生而显现改变。
当使该设备绕Y轴倾斜至观察者Oc的位置时，现在区域R1相对于在轴上查看位置保持不变，同时区域R2的外观改变成第四颜色(即，第四图像)。当使该设备绕Y轴在相反的方向上倾斜至观察者Od的位置时，再次，区域R1的外观保持不变，同时区域R2的外观改变成第五颜色(即，第五图像)。再次，因此将观察到两个区域之间的对比改变。
在此实施例中，将注意，每个区域R1和R2的外观在三种不同颜色(或图像)之间改变。这可以通过在每个区域中的单位单元内设置(至少)三种对应的图像条(例如，在区域R1中，对应于观察者Oa看到的浅色(第一图像)的一个图像条、对应于观察者O1看到的中色(第二图像)的第二图像条以及对应于观察者Ob看到的深色(第三图像)的第三图像条)来实现。替代地，对于每组(单位单元)，在所述查看位置中的一个或多个处感知到的颜色可以是观察者从两个相邻图像元件接收光的混合的结果。例如，如果图像元件阵列是如图5中示出的，当从轴上位置被查看时，两个图像元件17a和17b之间的交叉区域将被导引至查看者，导致使来自两个图像的分量结合的混合图像。在两个图像都是素色的情况下，这导致一个中间颜色。
在图7的实施例中，在示出的所有查看位置处且优选地在所有可能的查看位置处，区域R1和R2的外观彼此不同。然而，在其他实施方案中，如果在一个或多个视角处所述两个区域共享相同的外观(即，表现出相同的图像)则是有利的。图8中示出了这样的设备的一个实施例，在图8中，如上文指示通过不同观察者O1、Oa等看到的设备10的外观。
在此实施例中，第一区域R1是大体上长方形区域，该长方形区域邻接且围绕具有星形状的第二区域R2。此外，在此实施例中，在多个倾斜角度下由每个区域表现出的图像是素色，但是这不是必要的。当从观察者O1的位置在轴上查看该设备时，背景区域R1显现第一颜色，如在此配置中由每组中被导引至查看者的第一图像条确定的，同时星形区域R2显现具有第二不同颜色，如由该区域中的相关图像条确定的。当使该设备绕X轴倾斜至观察者Oa的位置时，背景区域R1的颜色从第一颜色改变至第二颜色，同时星形区域R2的外观不改变。这是因为，如之前，在区域R1中，细长图像元件与X轴对准，然而在区域R2中，细长图像元件与Y轴对准。因此隐藏星形区域R2的存在，并且星符号显现消失。应注意，图8中为了清楚而例示的星形轮廓实际上可以是可视的或可以不是可视的。
类似地，在此实施方案中，当使该设备绕X轴从观察者O1的位置倾斜至观察者Ob的位置时，再次，区域R1的颜色显现改变以匹配星形区域R2的颜色使得再一次隐藏星形符号的存在。例如，可以通过在该组中安排至少三个细长图像元件对应于区域R1中的每个聚焦元件来提供此转变顺序，最中心的图像元件显示观察者O1看到的浅背景颜色，同时两个外面的元件中的每个显示观察者Oa和Ob看到的较深颜色。
返回轴上查看位置，当使该设备绕Y轴倾斜至观察者Oc的位置时，现在背景区域R1的外观不变，同时星形区域R2的外观从轴上查看位置看到的第二颜色改变成第一颜色，即匹配背景区域R1的颜色。因此，再次隐藏星形区域R2的存在。类似地，当使该设备绕Y轴在相反的方向上倾斜至观察者Od的位置时，同样的改变发生。再次，可以通过在区域R2中的每组中安排适当颜色的至少三个细长图像元件来提供此转变顺序。
将理解，在图8的实施方案中，区域R1和R2的形状协作以限定信息项(在此星形符号)，该信息项在不同视角下变得或多或少可视。优选地，所述两个区域的颜色在至少一个视角下匹配，以便隐藏信息项的存在，但是这不是必要的并且所述两个区域可以始终存在对比(其在不同的视角下改变)，如在图7的实施方案中。此外，在所示出的实施例中，信息项在轴上位置中是可视的，并且当使该设备倾斜时消失，但是在其他实施例中，相反的安排可以是优选的，即，其中信息项在轴上查看位置中是隐藏的(所述两个区域的颜色在此取向上匹配)，并且在倾斜时被显露。
图9示出了应用至示例性安全票证100的安全设备10的另一个实施方案，在该图中仅描绘了该示例性安全票证的一个拐角。在此，安全设备10采取被施加至安全票证100的表面的标签或补片的形式，但是其他协作技术是可能的且将在下文对其进行描述。轴X和轴Y限定安全设备10的参考系，同时被指示为N、E、S、W的正交方向限定票证100的主要倾斜方向，如下文描述的。
在此实施例中，安全设备10包括四个区域R1、R2、R3和R4，所述四个区域彼此间隔以围绕设备10的中心形成一个十字形，其中所述四个区域仅在它们的内拐角处彼此接触。该设备的每个区域携带一个聚焦元件14阵列，如在先前实施方案中，根据与X轴和Y轴对准的正交网格安排聚焦元件14阵列。再次，个体聚焦元件14可以是例如球面透镜或非球面透镜。在区域R1和R3中，在该透镜阵列下面的相应的细长图像元件沿着X轴对准(应注意，尽管在图9中仅描绘了每个透镜元件14的两个图像元件17，但是实际上通常将存在不止两个图像元件)。在此实施例中，在任何一个特定视角下导引至查看者的每个系列的图像元件结合以表现出图像I，图像I在此采取V形符号的形式。由多个系列的图像条形成的不同图像沿着区域R1和R3在Y轴方向上在不同位置处描绘相同的V形符号。因此，随着使票证100在N-S方向上倾斜(即，使设备10绕X轴倾斜)时，在区域R1和R3中，不同组的细长图像元件17变得可视并且V形显现沿着由箭头M指示的Y轴移动朝向或远离设备10的中心。优选地，图像条被配置成使得区域R1和R3中的每个中的V形图像在互相相反的方向上移动，即两个V形同时移动朝向设备10的中心并且同时移动远离设备10的中心。
同时，在区域R2和R4中，在每种情况下，细长图像元件18平行于Y轴安排并且再次结合以呈现V形图像I。因此，在该设备经历上述绕X轴的倾斜动作时，区域R2和R4不表现出任何透镜状移动效果。
当使票证100在W-E方向上倾斜(即，使设备10绕Y轴倾斜)时，相反的情况成立。现在，区域R1和R3显现静态同时R3和R4表现出透镜状运动效果。再次，优选的是动画被设计成使得在区域R2和R4中在倾斜时V形图像I在互相相反的方向上移动，使得两个V形显现同时移动朝向设备10的中心或移动远离设备10的中心。将理解，该动画效果可以在任何方向上发生，因为该动画效果仅取决于原图(artwork)。
在图9中，设备10还设置有例如可以采取全息图或DOVID图像元件形式的全息生成结构21、22、23、24和25。在所示出的标签结构中，全息设备和透镜状设备位于分开的区域中，然而应理解，此实施例纯粹是示例性的，并且例如全息生成结构21、22、23、24和25可以被定位在中心带或条中，并且透镜状区域R1、R2、R3和R4可以被定位在任一侧上。替代地，由透镜状设备提供的图像和由全息生成结构提供的图像可以通过每个提供单个图像的分量而被集成为单个图像。
诸如图9中描绘的、当使票证在N-S方向上倾斜时将仅在所选定的区域中观察到透镜状效果且当使票证在W-E方向上倾斜时将仅在其他区域中观察到透镜状效果的安排具有优点，因为预期效果可容易描述并且因此处理票证的人员可以确定是否正在展示预期安全效果。然而，在其他优选的实施方案中，在该设备的至少一个区域中，在不与安全票证的N-S轴或W-E轴对准的方向上安排图像元件的细长轴会是有利的。在此情况下，当使该设备在这些方向中的任一方向上倾斜时，那个区域将表现出透镜状效果。例如，在特别优选的实施例中，一个或多个区域可以使它们的细长图像元件与N-S方向和W-E方向成45度对准。因为安全票证趋向于仅北-南或东-西倾斜，所以该区域可以显现随着所有倾斜移动。
图10中例示了这样的设备的一个实施例，其中该设备具有与图9中相同的构造，但是相对于安全票证100’旋转。当使设备10在N-S方向上或在W-E方向上倾斜时，全部四个区域R1、R2、R3和R4将表现出V形透镜状移动效果。此外，优选地，图像元件被配置成使得全部四个V形显现同时移动朝向该设备的中心。
在另一个实施方案中，提供这样的两个区域会是有利的，在这两个区域中，相应组的细长图像元件彼此不成90度而是成某个其他(非零)角度。例如，图9和图10中示出的两个设备可以被结合到单个设备中，该单个设备具有绕中心全息元件24安排的八个透镜状区域，其中邻近区域彼此成45度角度。当使该设备绕N-S票证方向或W-E票证方向倾斜时，最初在图9中示出的设备区域将显示与先前描述的相同的效果，其中一对区域表现出运动且其他保持静态，同时取自图10的全部四个区域将显示运动(但是此运动具有的表观速度可以不同于与倾斜方向对准的区域中的表观速度)。当然，使它们的细长图像元件安排在任何其他方向上(例如，30度间隔、60度等)的区域可以用来获得不同的效果。优选地，将包括至少一对具有正交细长图像元件的区域，但是这不是必要的。
另一个实施例——其中具有沿着非正交方向对准的图像元件的区域会是期望的——是一个区域形成两个其他区域之间的边界或围绕一个区域的周边的情况。在这样的情况下，可能期望区域中的形成该边界或周边的图像元件以与该区域中的图像元件非正交的角度位于任一侧上。在此情况下，该边界或周边区域将表现出透镜状效果，无论使该设备在看到主效果所需要的两个正交方向中的哪个方向上倾斜。这同样适用于可能不紧邻其他区域的框架元件。例如，在图9的实施方案中，设备10的边缘可以设置有薄边界区域29，沿着该薄边界区域安排聚焦元件和对应的细长图像元件以形成另一个有效透镜状区域(该图中未示出)。在此，图像元件可以以非零角度(例如，45度)与X轴和Y轴对准，在此情况下，当使该设备在N-S方向和W-E方向上倾斜时将显示透镜状效果。图像元件可以被配置成例如随着使该设备倾斜而表现出边界区域的颜色切换。
图11例示了根据本发明的一个实施方案的安全设备10的另一个实施例，并且在此情况下例示了其从九个不同查看位置看的外观。如之前，注释“10(O1)”指示参考上文图6中示出的观察者位置从观察者O1的位置看设备10的外观。将注意，图11包括图6中未描绘的观察者Oe、Of、Og和Oh看到的外观。然而，如将是显而易见的，这些表示观察者Oa和Od、Od和Ob等之间的中间观察位置。
在此实施例中，设备10包括以类似于图7中示出的方式彼此邻接的两个区域R1和R2。二维聚焦元件14阵列延伸横跨该设备的两个区域，并且如先前实施方案中的，这可以采取例如球面透镜阵列或非球面透镜阵列或反射镜阵列的形式。在第一区域R1中，细长图像元件17a和17b与X轴对准，同时在区域R2中，细长图像元件18a和18b与Y轴对准。再次，为了清楚起见，该图例示对于每个透镜元件仅有两个图像条17a和17b，但是实际上可以设置更多个。在区域R1中在透镜14下面的图像条限定图像I(其在此表示数字“10”)的上半部分，同时图像条18a和18b限定相同图像的下半部分。因此，当从观察者O1的位置在轴上查看该设备时，通过区域R1显示的图像和通过区域R2显示的图像一起形成数字“10”。当使该设备绕X轴倾斜至观察者Oa的位置时，区域R1表现出透镜状效果，其在此情况下显现示出图像I的顶半部(即，数字“10”的顶半部)移动朝向该设备的顶部，在它和保持静态的区域R2中的图像的底半部之间留有一个间隙。这是通过使用细长图像元件17a和17b来限定数字10的相同部分但是在沿着该设备的Y轴的不同位置处的图像实现的。类似地，如果使该设备在相反的方向上绕X轴倾斜至观察者Ob的位置，第一区域R1表现出透镜状效果，其中数字10的顶半部显现向下偏移，从而给出压缩的数字“10”的总体印象，同时再次区域R2不变。
返回观察者O1处的轴上观察位置，当使设备绕Y轴倾斜至观察者Oc或Od的位置时，现在第一区域R1保持静态同时区域R2中显示的图像显现移动至左边或移动至右边，给出使数字10的两半部相对于彼此滑动的印象。
图11还例示了如观察者Oe、Of、Og和Oh将观察到的同时绕两个轴倾斜的效果。
从图11中将容易地看到，通过简单倾斜设备并且观察当轴上观察时显现的符号“10”然后以简单预定方式破碎来很容易地确定安全效果的存在。在图11中示出的实施例中，当垂直地使用该设备时，符号“10”是完整的。然而，可以调整图像和透镜之间的配准使得当使该设备倾斜时符号“10”在不同查看条件下是可视的。
一般而言，透镜14和图像条16之间的配准是期望的，因为这使得能够控制在哪些视角下显示哪些图像，如例如被利用在图11的实施方案中。然而，配准不是必要的，并且可以在任何实施方案中被免去。
如先前所提及的，在优选的实施例中，个体聚焦元件可以具有球面聚焦表面或非球面聚焦表面。然而，这不要求每个聚焦元件的占地面积是圆形的，如图12中例示的。为了例示起见，图12a示出了球面表面S以及该表面的标签14的一个三维段。这被单独示出在图12b中，在图12b中将看到，根据该段的尺度，球面表面的部分形成透镜元件14的聚焦表面fs同时在下面的占地面积fp可以是正方形或长方形。以此方式形成聚焦元件使得阵列能够被紧密地填塞在一个正交网格上而在每个聚焦元件之间没有显著的间隙。
然而，在其他情况下，可以使用具有圆形(或卵形)占地面积的聚焦元件且这样的实施方案的一个实施例被示出在图13中。在此，图13b描绘了是半球面的个体聚焦元件14。这样的元件可以被安排在一个正交网格上，如图3中示出的，但是由于间隙因此这将留置在元件之间，可以优选的是，将这样的元件安排在一个六边形紧密填塞的网格中，如图13a中示出的。细长图像元件仍可以被安排成如任一前述实施方案中所描述的。
如上文所提及的，同时为了清楚起见，大多数图描绘了每个透镜中设置两个细长图像元件，实际上，可以设置更多的图像条以在不同倾斜角度下表现出大量不同的图像。图14示出了可以在该设备的任何区域中使用的图像元件阵列16的单位单元16a的另一些实施例。在图14a中，单位单元16a包括三个细长图像元件17a、17b和17c，每个细长图像元件使它们的长轴与该设备的Y轴对准。图像元件17a携带图像P的部分，同时图像元件17b携带图像Q的部分且图像元件17c携带图像R的部分。假设对应的透镜元件被定中心在单位单元16a上，当在轴上查看该设备时，元件17b将是可视的使得图像Q被表现出，同时当使该设备绕Y轴倾斜时，所显示的图像将在一个方向上切换至图像P且在另一个方向上切换至图像R。当使该设备绕X轴倾斜时，该设备的具有此单位单元的区域将表现出不改变。
如图14a中例示的，通常优选的是，图像元件彼此邻接，但是这不是必要的，并且图14b示出并非此情况的单位单元16a的实施例。在此，三个图像元件17a、17b和17c被设置成一个在另一个旁边但是彼此未接触，每个元件的长轴与X轴对准。在此，每个图像元件具有单一素色，使得随着使该设备绕Y轴倾斜，该设备的对应的区域显现在颜色之间改变(类似于通过图8的实施方案中的区域R1显示的改变)。
在大多数先前实施方案中，细长图像元件与设备的X轴或Y轴且具体地与聚焦元件的网格安排对准。然而，这不是必要的，并且图像条可以沿着任何方向对准，假设聚焦元件能够在垂直方向上聚焦光。这将自动地是聚焦元件是例如球面透镜或非球面透镜的情况。因此，图14c示出了图像元件阵列16的单位单元16a的一个实施例，图像阵列16的轴Dm和Dn未与设备轴X和Y对准。在此情况下，当使该设备绕X轴或Y轴倾斜时，所描绘的区域将总是表现出透镜状效果，然而当使该设备沿着不同的方向Dn倾斜时将抑制该透镜状效果。
最后，还应理解，图像元件阵列不一定基于正交安排，而是单位单元可以例如采取非正交形状，诸如图14d中描绘的平行四边形或菱形，在此情况下，在一个区域中，观察到两个极限行为(即，强透镜状效果对无透镜状效果)所绕的倾斜方向可以间隔不同于90°的某个角度。例如，在图14d中描绘的实施例中，两个细长图像元件沿着方向Dd对准，并且当使设备绕X轴和Y轴中的每个倾斜时而不是使该设备沿着方向Dd倾斜时该设备将表现出透镜状效果。
应理解，虽然上文所描述的实施方案中的许多仅涉及第一设备区域和第二设备区域，但是实际上根据所期望的设备的复杂度可以设置任何多个数目的区域。每个区域可以使其细长图像元件沿着与其他区域中的每个不同的(非平行)方向安排。然而，在许多情况下，一个子组的区域可以使它们的细长图像元件在相同的方向(即，彼此平行)上安排，使得它们响应于相同的倾斜方向。这在例如将以图8的实施方案的方式(不止一个区域用来形成信息项)通过区域之间的对比限定一系列字母/数字或复杂徽标或其他图形的情况下，会是适当的。此外，在每个区域显示一个图像而不是素色的实施方案(诸如，图11的实施方案)中，可以使用不止两个区域，例如，使得当倾斜时图11中示出的图像“10”显现破碎成不止两个区段。
在所有以上实施例中，图像元件(条)可以是以多种不同的方式形成的。例如，图像元件可以是由油墨形成的，例如，油墨被印刷到衬底12上或被印刷到一个之后与衬底12相邻安置的在下面的层上。然而，在其他实施例中，图像元件可以是通过一个浮雕结构形成的且在图15中示出了适合于此的多种不同的浮雕结构。因此，图15a以压印区域或凹陷区域的形式例示了图像元件的图像区域(IM)，例如，形成图9中示出的V形图像I的图像元件17和18的阴影区域，同时非压印部分对应于元件的非图像区域(NI)。图15b以凹入线或隆起的形式例示了元件的图像区域。
在另一种方法中，浮雕结构可以呈衍射格栅(图15c)或蛾眼/精细节距格栅(图15d)的形式。在图像元件是通过衍射格栅形成的情况下，则一个图像的不同的图像部分(在一个图像元件内或在不同的元件中)可以是通过具有不同特性的格栅形成的。差异可以是在格栅或旋转的节距中。这可以被用来实现多颜色衍射图像，所述多颜色衍射图像还将通过上文所描述的机制表现出透镜状光学效果(诸如，动画)。例如，如果已经通过为每个元件写入不同的衍射轨迹创建了创建图9的V形图像I的图像元件，则随着使图9中的设备倾斜，从一个图像到另一个图像的透镜状转变将发生如上文所描述的，在此期间由于不同的衍射格栅，图像的颜色将逐渐地改变。还可以使用不同的衍射格栅以产生上文关于图7和图8描述的不同颜色区域。一种用于写入这样的格栅的优选的方法将是使用电子束写入技术或点阵技术。
这样的对于蛾眼/精细节距格栅的衍射格栅还可以被定位在凹陷或隆起(诸如图15a和图15b的那些)上，如分别在图15e和图15f中示出的。
图15g例示了提供消色差效果的简单的散射结构的使用。
此外，在某些情况下，图15a的凹陷可以被设置有油墨或图15b中凹入区域或隆起可以被设置有油墨。后者被示出在图15h中，在图15h中油墨层100被设置在隆起110上。因此，可以通过将适当的凸起区域或隆起形成在设置于透明衬底(诸如，图3中示出的项12)上的树脂层中来创建每个图像元件的图像区域。这可以是例如通过浇铸固化或压印实现的。然后通常使用平板印刷法、弹性印刷法或凹版印刷法将有颜色的油墨转移到凸起区域上。在一些实施例中，某些图像元件可以被印刷有一种颜色，且其他图像元件可以被印刷有第二颜色。以此方式，当使设备倾斜以创建上文所描述的透镜状动画效果时，随着观察者从一个视图移动到另一个视图还将看到图像改变颜色。在另一个实施例中，设备的一个区域内的全部图像元件可以被设置成一种颜色，且然后设备的另一个区域内的全部图像元件为另一种颜色。
最后，图15i例示了阿兹特克结构的使用。
此外，可以通过不同的元件类型的结合限定图像区域和非图像区域，例如，图像区域可以是由蛾眼结构形成的，然而非图像区域可以是由格栅形成的。替代地，图像区域和非图像区域可以甚至是通过不同的节距或取向的格栅形成的。
在单独由格栅或蛾眼类型结构形成图像元件的情况下，浮雕深度将通常在0.05微米到0.5微米的范围内。对于诸如图15a、15b、15e、15f、15h以及15i中示出的那些结构，隆起的高度/凹陷的深度优选地在0.5μm到10μm的范围内，且更优选地在1μm到2μm的范围内。隆起或凹陷的通常的宽度将是通过原图的性质限定的，但是通常将小于100μm，更优选地小于50μm且甚至更优选地小于25μm。图像元件的尺寸且因此隆起或凹陷的尺寸将取决于以下因素，包括：要求的光学效果的类型、聚焦元件的尺寸以及期望的设备厚度。例如，如果聚焦元件的直径是30μm，则每个图像元件可以是约15μm宽或更小。替代地，对于平滑动画效果，优选的是具有尽可能多的视图，通常至少三个但是理想地多达三十个。在此情况下，元件(以及相关联的隆起或凹陷)的尺寸应在0.1μm到6μm的范围内。理论上，没有关于可以包括的图像元件的数目的限制，但是实际上随着该数目增加，显示的图像的分辨率将减小，因为设备表面区域的逐渐减小的比例可用于每个图像的显示。
然而，实际上，图像元件被形成，图像元件的宽度直接受到两个因素影响，即，聚焦元件(例如，透镜)阵列的节距和每个透镜节距或透镜基底宽度内所要求的图像元件的数目。然而，前者还通过透镜状设备的厚度间接地确定。这是因为平凸透镜阵列(假设所述透镜的凸部分由空气而不是清漆定界)的焦距通过表达式r/(n-1)近似得到，其中r是曲率半径且n是透镜树脂的折射系数。因为后者n具有通常在1.45和1.5之间的值，则可以说透镜焦距近似到2r。现在对于紧密填塞的透镜阵列，透镜的基底直径仅稍微小于透镜节距，且因为基底直径可以具有的最大值是2r，所以可以得出用于透镜节距的最大值接近于值2r，其接近近似于透镜焦距且因此接近近似于设备厚度。
举例而言，对于如可以被纳入到钞票内的安全线部件，透镜状结构的厚度且因此透镜焦距期望地小于35μm。假定将30μm的厚度且因此30μm的焦距作为目标。从先前的讨论可以得出，最大基底直径等于2r，其接近近似于30μm的透镜焦距。在此情景中，焦距比数(其等于焦距/透镜基底直径)非常接近于1。透镜节距可以被选择成具有仅比透镜直径大几个μm的值——为透镜节距选择32μm的值。因此得出，对于双通道透镜状设备(即，每个单位单元两个图像元件条)，需要使两个图像条装配到32μm内且因此每个条是16μm宽。这样的条宽度或线宽度已经远低于常规的基于网格的印刷技术(诸如，弹性印刷、平板印刷(湿式、无水&UV)或凹版印刷)的分辨率，甚至在安全印刷业内，已经证明常规的基于网格的印刷技术的印刷分辨率最多低至50μm到35μm的水平。类似地，对于四通道透镜，随着印刷线宽度要求下降至8μm(在此实施例中)，印刷分辨率的问题变得更严峻，等等。
因此，对于图像元件的基于油墨的印刷，优选地应最小化透镜的焦距比数，以针对给定的结构厚度最大化透镜基底直径。例如，假定选择较高的焦距比数3，因此透镜基底直径将是30/3或10μm。这样的透镜将在衍射物理现象和折射物理现象的边界处，然而，即使仍认为它主要是衍射设备，可以假设例如12μm的透镜节距。再一次考虑双通道设备的情况，现在将需要印刷一个仅6μm的图像条，且对于四通道设备将需要印刷一个仅3μm的条宽。常规印刷技术一般将不足以实现这样的高分辨率。然而，用于形成图像元件的合适的方法包括在WO-A-2008/000350、WO-A-2011/102800以及EP-A-2460667中所描述的那些方法。
这也是使用衍射结构提供图像条的情况，提供一个主要分辨率优点：尽管基于油墨的印刷一般对于反射对比和光源不变性是优选的，但是可以使用诸如现代电子束平板印刷的技术来生成低至1μm或更小的宽度的起始衍射图像条，且可以使用UV浇铸固化技术有效地复制这样的超高分辨率结构。
如上文所提及的，设备10的厚度直接与聚焦元件的尺寸有关，因此当选择透明层12的厚度时必须考虑光学几何结构。在优选的实施例中，设备厚度在5微米到200微米的范围内。在此范围的上端处的“厚”设备适合于纳入到票证诸如标识卡和驾照内以及纳入到标签以及类似物内。对于票证诸如钞票，期望较薄的设备，如上文所提及的。在该范围的下端处，该限制是通过随着聚焦元件直径减少而出现的衍射效果设定的：例如，小于10微米基底直径(因此焦距近似10微米)的透镜且更尤其是小于5微米(焦距近似5微米)的透镜将倾向于遭受这样的衍射效果。因此，这样的结构的限制厚度被认为位于大约5μm到10μm之间。
在形成图像元件的浮雕结构的情况下，这些将优选地被压印或浇铸固化到衬底12的与透镜阵列14相反的侧上的合适的树脂层内。透镜阵列14自身还可以是使用浇铸固化工艺或压印工艺制成的，或可以是使用如US-B-6856462中描述的合适的透明物质印刷的。透镜状聚焦元件的周期性且因此最大基底直径优选地在5μm到200μm的范围内，更优选地在10μm到60μm的范围内，甚至更优选地在20μm到40μm的范围内。用于透镜状焦距元件的焦距比数优选地在0.1到16的范围内，且更优选地在0.5到4的范围内。
虽然在以上实施方案中，聚焦元件采取透镜的形式，但是在所有情况下这些可以由聚焦反射镜元件阵列取代。合适的反射镜可以是例如通过将一个反射层(诸如，合适的金属)施加到浇铸固化的或压印的透镜浮雕结构形成的。在利用反射镜的实施方案中，图像元件阵列应是半透明的，例如，具有足够低的填充因数以允许光到达反射镜且然后通过图像元件之间的间隙反射回。例如，该填充因数将需要小于1/√2，以通过图像元件阵列在两个通路(pass)上至少50％的入射光被反射回到观察者。
上文所描述的种类的安全设备可以被纳入或被施加到期望真实性核对的任何物品。具体地，这样的设备可以被施加到或被纳入有价票证，诸如，钞票、护照、驾照、支票、识别卡等。
安全设备或物品可以被整个地安排在安全票证的基底衬底的表面上(如，在条或补片的情况下)，或可以在票证衬底的表面上仅部分地可见(例如，以有窗口的安全线的形式)。安全线现在存在于许多世界货币以及抵用券、护照、旅行支票和其他票证中。在许多情况下，以部分嵌入或有窗口的方式提供该线，其中该线呈现为编织入和编织出纸，且在基底衬底的表面之一或两者中的窗口中是可见的。可以在EP-A-0059056中找到一种用于生产具有所谓的有窗口的线的纸的方法。EP-A-0860298和WO-A-03095188描述了用于将较宽的部分暴露的线嵌入到纸衬底内的不同的方法。因为附加的暴露的线表面区域允许更好地使用光学可见设备(诸如，当前公开的设备)，所以宽线(通常具有2mm到6mm的宽度)是特别有用的。
安全设备或物件随后可被纳入到纸或聚合物基底衬底内，使得它从完成的安全衬底的两侧可见。EP-A-1141480和WO-A-03054297中描述了以这样的方式纳入安全元件的方法。在EP-A-1141480中描述的方法中，安全元件的一侧在其部分地嵌入的衬底的一个表面处完全暴露，且在衬底的另一个表面处在窗口中部分地暴露。
适合用于制作用于安全票证的安全衬底的基底衬底可以由任何常规材料形成，常规材料包括纸和聚合物。用于在这些类型的衬底中的每个中形成大体上透明的区域的技术是本领域已知的。例如，WO-A-8300659描述了一种由透明衬底形成的聚合物钞票，该透明衬底包括在该衬底的两侧上的乳浊(opacifying)涂层。在衬底的两侧上的局部区域中省去该乳浊涂层以形成透明区域。在此情况下，该透明衬底可以是安全设备的整体部分，或者分离的安全设备可以被施加到票证的透明衬底。WO-A-0039391描述了一种在纸衬底中制造透明区域的方法。EP-A-723501、EP-A-724519、WO-A-03054297以及EP-A-1398174中描述了用于在纸衬底中形成透明区域的其他方法。
安全设备还可被施加到纸衬底的一侧，使得一些部分被定位在形成于纸衬底中的孔径中。可以在WO-A-03054297中找到产生这样的孔径的方法的一个实施例。可以在WO-A-2000/39391中找到纳入安全元件的一种替代方法，该安全元件在纸衬底的一侧中的孔径中可见且在纸衬底的另一侧上完全暴露。
现在将参考图16到图19描述这样的有价票证的实施例以及用于纳入安全设备的技术的实施例。
图16描绘一个示例性有价票证50，该有价票证在此呈钞票的形式。图16a以平面视图示出该钞票然而图16b以沿着线X-X’的横截面示出相同的钞票。在此情况下，该钞票是聚合物(或混合聚合物/纸)钞票，具有透明衬底51。两个乳浊层52a和52b被施加到透明衬底51的任一侧上，所述乳浊层可以采用乳浊涂层(诸如，白油墨)的形式，或可以是层压到衬底51的纸层。
横跨形成一个定位有安全设备的窗口的区域55省去乳浊层52a和52b。如图16b的横截面中最佳示出的，聚焦元件阵列56被设置在透明衬底51的一侧上，且对应的细长图像元件阵列57被设置在该衬底的相反表面上。聚焦元件阵列56和图像元件阵列57中的每个为如上文关于公开的实施方案中的任何一个所描述的，使得限定至少两个区域R1和R2。当从透镜阵列56的一侧查看该票证时，一旦使该设备倾斜，则可以查看到前述透镜状效果。应注意到，在此实施方案的改型中，窗口55可以是半窗口，其中乳浊层52b在图像元件阵列57之上继续横跨该窗口的全部或部分。在此情况下，该窗口将不是透明的但是相较于其周围的事物会(不会)仍显现相对半透明。该钞票还可以包括一系列窗口或半窗口。在此情况下，细长图像元件限定的安全设备的不同区域沿着所述系列半窗口可以交替，使得当在一个方向上倾斜时，在一组窗口中观察到光学效果，并且当在第二方向上倾斜时，在第二组窗口中观察到光学效果。
在图17中，钞票50是设置有安全线形式的安全物品60的常规纸基钞票，安全线在造纸期间被插入使得它被部分地嵌入到纸内以使得纸的部分53和54位于该线的任一侧上。这可以是使用EP0059056中所描述的技术实现的，其中在造纸工艺期间纸未被形成在窗口区域中，因此在该钞票的窗口区域65中暴露该安全线。替代地，窗口区域65可以例如是在插入该线之后通过磨损在这些区域中的纸的表面形成的。安全设备被形成在线60上，该安全设备包括透明衬底63，其中透镜阵列61设置在一侧上且图像元件阵列62设置在另一侧上。在该例示中，透镜阵列61被描绘为在线的每个暴露的区域之间不连续，尽管实际上这通常将不是该情况且安全设备将沿着该线连续地形成。替代地，若干个安全设备可以沿着该线彼此间隔开，其中通过每个显示不同的图像或相同的图像。在一个实施例中，第一窗口可以含有该设备的第一区域R1，且第二区域可以含有该设备的第二区域R2，以使得当在任一方向上倾斜时两个窗口显示不同效果。例如，区域R1可以被配置成当使票证50绕X轴倾斜时表现出透镜状效果同时区域R2保持静态，并且区域R2可以被配置成当使票证50绕Y轴倾斜时表现出透镜状效果同时区域R1保持静态。替代地，细长图像元件可以沿着与X轴和Y轴成非零角度的一些(不同)方向对准，使得当倾斜时两个窗口均产生透镜状效果，例如，类似于图10的实施方案。
在图18中，钞票50再次是常规的基于纸的钞票，设置有一个条元件或插入物60。条60基于透明衬底63且被插入在两个纸板层53和54之间。安全设备是通过条衬底63的一侧上的透镜阵列61和另一侧上的图像元件阵列62形成的。再次，由细长图像元件的取向限定至少两个区域R1和R2。纸板层53和54横跨区域65是有孔径的，以露出安全设备，在此实例中，该安全设备可以横跨整个条60存在或可以被局限在孔径区域65内。
图19中示出了另一个实施方案，其中图19(a)和图19(b)分别示出了票证的前侧和后侧，且图19(c)是沿着线Z-Z’的横截面。安全物品60是一个包括根据上文所描述的实施方案中的任何一个的安全设备的条或带。使用EP-A-1141480中所描述的方法，将安全物品60形成到包括纤维衬底53的安全票证50内。该条被纳入该安全票证内，使得它在该票证的一侧上充分暴露(图19(a))且在该票证的相反侧上在一个或多个窗口65中暴露(图19(b))。再次，该安全设备被形成在条60上，条60包括透明衬底63，其中透镜阵列61形成在一个表面上，以及限定至少两个区域R1和R2的图像元件阵列62形成在另一个表面上。
替代地，可以通过将纸53设置有一个孔径65且横跨该孔径65将条元件60粘附到纸53的一侧上来实现类似的构造。该孔径可以是在造纸期间或在造纸之后例如通过模切或激光切割形成的。
一般而言，当将安全物品(诸如，携带安全设备的条或补片)施加到票证时，优选的是使该设备携带图像元件阵列的一侧键合到票证衬底而不是透镜侧，因为透镜和胶粘剂之间的对比可以致使透镜无效。然而，胶粘剂可以被施加到透镜阵列作为图案，以使该透镜阵列的一预期的有窗口的区域未被涂覆，其中条或补片然后被配准地施加(在衬底的机器方向上)，因此未被涂覆的透镜区域与衬底孔或窗口配准。还值得注意的是，因为仅当从一侧查看该设备时，该设备才表现出光学效果，所以它被施加在一个窗口区域之上不是特别有利的，且实际上它可以被施加在一个没有窗口的衬底之上。类似地，在聚合物衬底的环境中，该设备非常适合于安排在半窗口位置中。
可以通过在所述层中的任何一层中引入可检测材料或通过引入分立的机器可读的层来将本发明的安全设备制成机器可读的。对外部刺激起反应的可检测的材料包括但不限制于荧光材料、磷光材料、红外吸收材料、热致变色材料、光致变色材料、磁性材料、电致变色材料、导电材料以及压致变色材料。
附加的光学可变设备或材料可以被包括在安全设备中，诸如，薄膜干涉元件、液晶材料以及光子晶体材料。这样的材料可以呈薄膜层的形式或作为适合于通过印刷施加的着色材料。如果这些材料是透明的，则它们可以被包括在该设备的与本发明的安全特征相同的区域中，或替代地，如果它们是乳浊的，则可以被安置在该设备的分立的侧向间隔开的区域中。
安全设备可以包括一个与本发明的安全特征侧向间隔开的金属层。金属层的存在可以被用来隐藏机器可读暗磁性层的存在。当将磁性材料纳入所述设备中时，该磁性材料可以按照任何设计来施加，但是一般的实施例包括使用磁性轨道(tramline)或使用磁性块来形成编码结构。合适的磁性材料包括铁氧化物颜料(Fe2O3或Fe3O4)、钡铁氧体或锶铁氧体、铁、镍、钴以及其合金。在本文中，术语“合金”包括诸如下列材料：镍∶钴、铁∶铝∶镍∶钴以及类似物。可以使用镍屑(flake)材料；另外，铁屑材料是合适的。典型的镍屑具有的横向尺度在5-50微米范围内且厚度小于2微米。典型的铁屑具有的横向尺度在10-30微米范围内且厚度小于2微米。
在一个替代的机器可读的实施方案中，可以在所述设备结构内的任何位置处纳入透明磁性层。在WO03091953和WO03091952中描述了如下合适的透明磁性层：该磁性层包含的分布的磁性材料颗粒的尺寸和分布浓度使得该磁性层保持透明。
负标志或正标志可以被创建在金属层或任何合适的不透明层中。产生部分金属化(metallised)/脱金属化(demetallised)膜(其中在受控的且清楚限定的区域中不存在金属)的方式是使用光刻胶和蚀刻技术(诸如，US-B-4652015中所描述的)选择性地脱金属化区域。用于实现类似效果的其他技术是例如可以通过掩膜来真空沉积铝，或可以使用准分子激光将铝从塑料载体和铝的复合条选择性地去除。可以通过印刷具有金属外观的金属效果油墨(诸如，Eckart销售的)替代地提供金属化区域。

Claims (31)

1.一种安全设备，包括：
聚焦元件阵列，每个聚焦元件都适于在至少两个正交方向上聚焦光，所述聚焦元件安排在一个规则的二维网格上；以及
细长图像元件阵列，所述细长图像元件阵列与所述聚焦元件阵列重叠，所述细长图像元件阵列被配置成使得，根据视角，每个聚焦元件能够将光从相应的一组至少两个细长图像元件中的任何一个导引至查看者；
其中在所述安全设备的第一区域中，所述细长图像元件沿着第一方向延伸，并且在所述安全设备的第二区域中，所述细长图像元件沿着不同于所述第一方向的第二方向延伸。
2.根据权利要求1所述的安全设备，其中所述第一方向和所述第二方向是正交的。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的安全设备，其中横跨所述第一区域和所述第二区域且在所述第一区域和所述第二区域之间，所述聚焦元件阵列是连续的。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中横跨所述第一区域和所述第二区域且在所述第一区域和所述第二区域之间，所述细长图像元件阵列是连续的。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述第一区域和所述第二区域被安排成彼此相邻，并且优选地彼此邻接。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述细长图像元件阵列被配置成使得，当使所述安全设备绕与所述细长图像元件在相应的区域中延伸所沿着的方向平行的轴倾斜时，所述第一区域或所述第二区域或这二者显示一系列至少两个不同图像。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述细长图像元件阵列被配置成使得，当使所述安全设备绕与所述细长图像元件在相应的区域中延伸所沿着的方向平行的轴倾斜时，所述第一区域或所述第二区域或这二者显示一系列至少两个不同颜色。
8.根据权利要求7所述的安全设备，其中在至少一个查看位置处，所述第一区域和所述第二区域二者显示相同的颜色，使得所述第一区域和所述第二区域具有相同的外观，并且优选地通过裸眼不能够将所述第一区域和所述第二区域彼此区分开。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的安全设备，其中所述第一区域和所述第二区域的相对安排限定在至少一个视角下、由于所述第一区域的颜色和所述第二区域的颜色之间的对比而在那个视角下可识别的一个图像。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述细长图像元件阵列被配置成使得，当使所述安全设备绕与所述细长图像元件在相应的区域中延伸所沿着的方向平行的轴倾斜时，所述第一区域或所述第二区域或这二者显示一个移动图像的外观。
11.根据至少权利要求2所述的安全设备，其中当在至少一个视角下查看时，所述第一区域和所述第二区域一起将由来自每个区域的图像部分组成的一个可识别的图像呈现给查看者的裸眼，其中所述细长图像元件限定相应的图像部分的不同视图，使得当使所述安全设备绕与所述第一方向或所述第二方向平行的轴倾斜时，来自所述区域中的一个区域的相应的图像部分显现侧向移动，同时其他图像部分保持静止。
12.根据权利要求6、9、10或11中的任一项所述的安全设备，其中所述图像或每个图像包括字母、数字、符号、字符、徽标、肖像或图形中的一个。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述细长图像元件由油墨限定。
14.根据权利要求1-12中的任一项所述的安全设备，其中所述细长图像元件由浮雕结构限定。
15.根据权利要求14所述的安全设备，其中所述浮雕结构被压印或浇铸固化到一个衬底内或上。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的安全设备，其中所述浮雕结构包括衍射格栅结构。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中每个细长图像元件的宽度小于50微米，优选地小于40微米，优选地小于20微米，最优选地在5微米到10微米的范围内。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述细长图像元件阵列近似定位在所述聚焦元件的焦平面内。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中每个聚焦元件在至少两个正交方向中的每个上具有大体上相等的焦度。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述聚焦元件包括球面透镜或半球面透镜或微反射镜。
21.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述聚焦元件阵列具有在5微米-200微米的范围内的二维周期性，优选地具有在10微米-70微米的范围内的二维周期性，最优选地具有在20微米-40微米的范围内的二维周期性。
22.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中上面安排有所述聚焦元件的规则的网格是正方形网格、长方形网格或六边形网格。
23.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述聚焦元件阵列与所述细长图像元件阵列配准。
24.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述聚焦元件已经通过热压印方法或浇铸固化复制方法形成。
25.根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备，其中所述安全设备被形成为安全线、条、箔、插入物、标签或补片。
26.一种设置有根据前述权利要求中的任一项所述的安全设备的物品。
27.根据权利要求26所述的物品，其中所述物品选自钞票、支票、护照、标识卡、真品证书、印花税票以及用于固定价值或个人标识的其他票证。
28.根据权利要求26或27所述的物品，其中所述物品包括一个衬底，所述衬底具有一个透明部分，在所述衬底的相反侧上分别设置所述聚焦元件和所述细长图像元件。
29.一种制造安全设备的方法，所述方法包括：
提供聚焦元件阵列，每个聚焦元件都适于在至少两个正交方向上聚焦光，所述聚焦元件安排在一个规则的二维网格上；以及
使细长图像元件阵列与所述聚焦元件阵列重叠，所述细长图像元件阵列被配置成使得，根据视角，每个聚焦元件能够将光从相应的一组至少两个细长图像元件中的任何一个导引至查看者；
其中在所述安全设备的第一区域中，所述细长图像元件沿着第一方向延伸，并且在所述安全设备的第二区域中，所述细长图像元件沿着不同于所述第一方向的第二方向延伸。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述第一方向和所述第二方向是正交的。
31.根据权利要求29或权利要求30所述的方法，适于制造根据权利要求1到28中的任一项所述的安全设备。
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