CN106796356B - 整合图像装置 - Google Patents

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Abstract

一种整合图像装置(1)，包括：聚焦微透镜(22)的阵列(20)；可选的反射层(40)和图像片段平面(30)。反射层是被定位在所述聚焦微透镜的阵列的相同侧，作为聚焦微透镜自身的聚焦平面。反射层是被配置为用于反射入射在面对聚焦为透镜的阵列的反射层的表面(49)上的至少一部分光。图像片段平面具有图像片段结构(32)。聚焦微透镜的阵列是被定位在反射层与图像片段平面之间。图像片段平面是被配置为：当通过所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)对着反射层被折射而被观察时，由所述反射层被反射和通过所述聚焦微透镜的阵列从反射层折射回来，产生了整合图像。

Description

整合图像装置
技术领域
本发明建议的技术总体上涉及合成图像装置，并总体上涉及这样的设备，合成的图像是通过大量的微透镜的合作在该设备上形成的。
背景技术
在过去数年间，组合图像的领域已经迅速发展。目前，整合图像装置被用于的创建眼捕获视觉效应，用于许多不同目的，例如，正如安全标记、篡改指示或简称为审美图像。通常，整合图像装置是试图被提供为标签或作为在另一个设备中的一个积分部分。许多不同的光学效应已经被发现并被采用，通常不同的光学效应是被合并为给出特定的需要的视觉现象。同时，总体上需要保持该整合图像装置尽可能薄，以便于整合为例如其它层材料。
用于整合图像装置的典型方法是提供一排小的聚焦元件。该聚焦元件可以是不同类型的透镜、孔或反射器。图像片段平面是被提供为具有图像片段结构。该图像片段平面是被提供为与聚焦元件的阵列相关，以致当从不同的角度观察该装置时，图像片段结构的不同部分是由聚焦元件放大的，并一起形成整合图像。取决于图像片段结构的设计，当观察条件例如观察角度被改变时，整合图像能以不同方式改变。
整合图像装置的典型实现是薄的聚合物薄膜，其中聚焦元件和图像片段结构是在不同平面内创建的。
在公开的欧洲专利申请EP2335943中，公开了在整合图像装置的薄膜内的反射层的应用。图像片段结构被直接提供在微透镜阵列的下面，反射层面对图像片段结构和下面的透镜。图像片段结构被观察者看作在反射层中的反射的图像，并在微透镜中折射的图像。在微透镜与图像片段结构之间的光学长度通常会在微透镜的焦距左右，以便给出整合图像。在这样的设计中，光学路径约是在微透镜的底部与与反射层之间的距离的两倍。以这种方式，整合图像装置的总体厚度会被减少。
然而，因为更详尽的光学设计通常需要附加的层，因而增加了组合图像设备的厚度，这仍然需要进一步减少装置的厚度。
发明内容
本发明的目的是提供具有非常小厚度的整合图像装置。
这个目标和其他目标是通过所建议的技术方案的具体实施方式来实现的。总的来说，根据第一个方面，这里提供了一种整合图像装置。所述整合图像装置包括聚焦微透镜的阵列和图像片段平面。所述聚焦微透镜的阵列本身具有聚焦平面。所述图像片段平面具有图像片段结构。所述图像片段平面似乎被定位在所述聚焦微透镜的阵列相对于所述聚焦平面的相对侧。所述图像片段平面是被安排为：当通过所述聚焦微透镜的阵列远离观察者被折射而被观察时，通过所述聚焦微透镜的阵列对着所述观察者被折射回来并且被反射回来，产生了整合图像。
根据第二个方面，这里提供了一种用于制造整合图像装置的方法。所述方法包括：提供薄的、至少部分光学地穿透的基底。在所述基底的第一表面上创建聚焦微透镜的阵列。在所述聚焦微透镜的阵列的顶部上提供具有图像片段结构的图像片段平面。所述提供图像片段平面的步骤包括：当通过所述聚焦微透镜的阵列远离观察者被折射而被观察时，安排具有图像片段结构的图像片段平面通过所述聚焦微透镜的阵列对着所述观察者被反射和被折射回去，产生整合图像。
所建议的技术方案的一个优点是：整合图像装置的厚度是被用于以最佳方式聚焦的目的。其他优点将在阅读详细的说明书后得以明确。
附图说明
具体实施方式以及它们的进一步目标的优点将通过参考下面的说明并结合所附的附图而得以最好的理解。在这些附图中：
图1A和图1B是整合图像装置的一个实施例在不同观察角度的示意图。
图2是整合图像装置的另一个实施例的示意图。
图3是在聚焦微透镜的阵列的顶部具有图像片段平面的整合图像装置的具体实施例的示意图。
图4A是采用嵌入的微透镜的整合图像装置的具体实施例的示意图。
图4B-E是图像片段平面的不同具体实施例的示意图。
图5是采用嵌入的微透镜的整合图像装置的另一个具体实施例的示意图。
图6A是用于制造整合图像装置的方法的一个具体实施例的步骤的流程图。
图6B-C是图6A所示的步骤220的部分流程图。
图7是具有半透明的反射层和两个图像片段平面的整合图像装置的一个具体实施方式的示意图。
图8A-B是具有半透明的反射层和两个图像片段平面的整合图像装置的另一个具体实施方式的示意图。
图9是具有半透明的反射层和一个图像片段平面的整合图像装置的一个具体实施方式的示意图。
图10是具有半透明的反射层和两个图像片段平面的整合图像装置的一个实施例的示意图。
图11A是用于制造具有半透明的反射层和两个图像片段平面的整合图像装置的方法的一个具体实施方式的步骤的流程图。
图11B是图11A所示的步骤240的部分流程图。
图12是可从两侧观察到的整合图像装置的一个具体实施方式的示意图。
图13是用于制造可从两侧观察到的整合图像装置的方法的一个具体实施方式的步骤的流程图。
图14A是具有弯曲的反射层的整合图像装置的一个具体实施方式的示意图。
图14B是具有弯曲的反射层的整合图像装置的一个实施例的示意图。
图14C是具有弯曲的反射层的整合图像装置的另一个实施例的示意图。
图15是用于制造具有弯曲的反射层的整合图像装置的方法的一个具体实施方式的步骤的流程图。
图16是具有不同焦距的微透镜的整合图像装置的一个具体实施方式的示意图。
图17是具有不同焦距的微透镜但没有反射层的整合图像装置的一个具体实施方式的示意图。
图18是具有不同焦距的微透镜和半透明的反射层的整合图像装置的一个具体实施方式的示意图。
图19A-B是具有两个图像片段平面的整合图像装置的具体实施方式的示意图。
图20A-D是具有两个图像片段平面的整合图像装置的其他具体实施方式的示意图。
图21A-B是具有倾斜的反射层的整合图像装置的其他具体实施方式的示意图。
具体实施方式
通过这些附图，相同的附图标记是被用于类似的或对应的元件。
为了更好地理解所提出的技术方案，开始对标准的整合图像装置进行简要的概述是有用的。
在本说明书中，术语“整合图像装置”是用于指这样的装置，通过多个小的聚焦元件，对于特定的观察角度，选择对应的图像平面的部分作为“部分图像”，并以这样的方式呈现它们给观察者：观察者的大脑从这些部分的图像中构成总的“整合的”图像。因此，术语“整合图像装置”包括这些装置，其中，每个聚焦元件具有它在图像片段平面内的对应的单元区域，在该图像片段平面的每个单元中的内容是适合于呈现合适的部分图像，用于特定的观察角度。
术语“整合图像装置”也包括传统的云纹图像，它实际上是常规的整合图像装置的特殊版本。在一个云纹图像中，该图像包括重复的相同部分图像，它导致包括单元的图像片段平面，在重复的部分图像的小型化版本中，相比于邻接单元，单元是连续地移动较小的距离。当一部分的部分图像穿过“单元边界”时，对应的部分会出现在下一个单元中。因此，云纹图像片段平面的明显设计变成一组规则间距的预期最终图像的小型化版本，它具有不同于聚焦元件的小片段。因此，云纹图像表示循环重复的整合图像。
在本说明书中，术语“图像片段平面”和“图像片段结构”可以被表达为也包括所述“片段”是完整图像的例子。
在现有技术的一些方面，整合图像装置也是指“合成的图像装置”。
图1A和图1B显示了整合图像装置1的典型例子。在图1A和图1B所示的整合图像装置是本领域所熟知的，并且非常适合于表达创建整合图像的基础规律。这里提供了聚焦微透镜22的阵列20。这些聚焦微透镜定义了这样的聚焦平面。该阵列20通常被提供为至少部分光学穿透的，在薄基底10内，或者在薄基底10的顶面上，该基底通常是基底多聚薄片12。具有图像片段结构32的图像片段平面30是被提供为与聚焦微透镜22的距离为d。通常，图像片段平面30被提供为在基底10内或者在基底10的底面上。然而，在可替代的实施例中，该基底可以被替换或者与其他类型的间隔物组件相结合，确定在聚焦微透镜22与图像片段片面30之间的明确定义的距离。在大多数应用中，距离d是落在聚焦微透镜22的焦距f的附近区域内，但并不是必须精确匹配的。在这个实施例中，总整合图像装置1的厚度t等于图像片段平面30的距离d与厚度i的总和。
在图1A中，穿过整合图像装置1的一些光路是被指示以便解释整合图像装置1的功能。从图像片段平面30的有限区域发出的、反射的或传输的光是由微透镜折射的以致形成基本上平行的光线束。如果该有限区域是图像片段结构32的一部分，图像片段结构32的这个部分被放大，并覆盖微透镜的区域。观察者会注意到图像片段结构的这些部分的放大版本，观察者的大脑会将由单个聚焦微透镜图像构成的整合图像组合为一个连续的图像。换言之，图像片段平面是被安排为：当通过聚焦微透镜的阵列被折射而被观察时，产生整合图像100。在图1A中，该图显示了：当观察角度是从前面的直线，在右侧的两个微透镜不提供任何放大的结构图像，因为成像的区域落在各自的图像片段结构32之外。
图1B显示了整合图像装置是从另一个角度观察时的情形。在这个实施例中，由聚焦微透镜22放大的图像片段平面30的部分是稍微替代的。这意味着：定位在左侧的两个聚焦微透镜将没有图像片段结构32以放大，而两个替代的右侧聚焦微透镜产生图像片段结构32的图像。以这样的方式，能构建改变观察角度的图像。
在图像片段平面30内的图像片段结构32的设计取决于需要用于整合图像的实际光学效应。因此，多种变化是现有技术中已知的，本领域技术人员熟知怎样制作这样的设计，一旦在图像片段平面30与聚焦微透镜22之间的光学和几何关系是已知时。
现有技术中已知的整合图像装置1的另一个实施例是被显示在图2中。在这个实施例中，图像片段平面30是被直接提供在聚焦微透镜22的下面。代替地，有反射层40，被提供为与下面的图像片段平面30的距离为s。该反射层40是被定位聚焦微透镜的阵列20的相同侧29作为聚焦平面。该反射层40是被安排为用于反射入射在面对微透镜的阵列20的反射层40的表面40上的至少一部分光。距离s是精选的以致在聚焦微透镜22与反射层40之间的距离l与距离s变成接近于聚焦微透镜22的焦距f。图像片段平面30的区域现在由对应的聚焦微透镜22通过在反射层40的反射而放大。换言之，图像片段平面30被配置为：当通过反射层40被反射并且从反射层通过聚焦微透镜的阵列20被折射而被观察时，产生整合图像。整合图像装置的厚度t变成等于反射层40的距离l和厚度的总和，这通常可被忽略。这样的厚度通常是非常小于根据图1A-B所示的实施例的对应装置的厚度。通常，30-40％的厚度减少是不合理的。
图3显示了整合图像装置1的具体实施方式。整合图像装置1包括聚焦微透镜22的阵列20。整合图像装置1也包括反射层40，它被定位在聚焦微透镜22的阵列20的相同侧29，作为聚焦微透镜22本身的聚焦平面。换言之，反射层40是被定位在聚焦微透镜22的阵列20的侧面上，该该处，原始平行的入射光是通过微透镜20的作用而被迫聚焦的。参见该图，反射层40因此被定位在聚焦微透镜22的阵列20的下方。它也能被表达为：反射层40是被定位在聚焦微透镜22的阵列20的相对于预期观察者的相对侧。反射从40是被安排为用于反射入射在面对聚焦微透镜22的阵列20的反射层40的表面上的至少一部分光。整合图像装置还包括具有图像片段结构32的图像片段平面30。不像之前讨论的装置，聚焦微透镜22的阵列20是被定位在反射层40与图像片段平面30之间。换言之，图像片段平面是被定位在聚焦微透镜22的阵列20的顶部上。由聚焦微透镜22的阵列20放大的图像片段平面30的区域是被看作在反射层40的反射，并且在聚焦微透镜22的阵列20中额外折射之后。换言之，图像片段平面30是被配置为：当通过聚焦微透镜22的阵列20对着反射层40被折射而被观察时，由反射层40被反射以及通过聚焦微透镜22的阵列20从反射层40被折射回去，产生整合图像。来自图像片段平面30的光线到达观察者的眼睛，因而一束光线在每个方向上穿过聚焦微透镜22的阵列20两次，由在反射层40内的反射而分开。在聚焦过程中，从聚焦微透镜22的阵列20到反射层40的距离l现在被用了两次。聚焦微透镜22自身具有在反射层40后面的聚焦平面。然而，通过聚焦微透镜22和反射层40的组成作用，组成的聚集体的聚焦平面被移动到聚焦微透镜22的另一侧。这意味着：距离l将会基本上等于聚焦微透镜22的焦距。(正如在整合图像装置领域的现有技术中所讨论的，距离l基本上不会精确地等于焦距，在一些例子中，稍微不同长度l是被选择，目的是获得“最优的”图像特性。然而，本领域中任意技术人员都有这样的知识。)整合图像装置的总厚度t因而变成等于距离l与图像片段平面30的厚度i和反射层40的厚度的总和，它们通常会被忽略。这个厚度通常会小于根据上面给出的实施例所述的相应装置的厚度。
通过利用聚焦微透镜22它们自身的材料的厚度两次，所述装置的总厚度能被制成非常小。因为图像片段平面30的通常厚度是非常小于聚焦微透镜22的结构深度，这样的利用的优势也使得聚焦微透镜22的结构深度补偿由在聚焦微透镜22的阵列20的顶部上设置的图像片段平面30所增加的附加厚度。根据图3所示的整合图像装置的总厚度将会是根据图1A-B所示的整合图像装置的大约50％。
例如图2和图3所示的反射层40不必须完全反射。只要反射光强度是至少可与背景光相比较，对应于图像片段平面30的整合图像可以被察觉。在一个具体实施例中，反射层40可以由基底10自身的背部来实施。因为通常在这样的基底与在它之后的材料之间的折射指数有差异，一些光将会在这样的界面内被反射。通过将基底的背部放置为对着暗的表面，避免光透过，并允许最小量的空气或则其他具有低折射率的介质在之间透过，背景光可被限制为足够用于整合图像以被察觉。
类似地，反射层不必须是在装置中的一个整合的部分。通过具有透明的背部以及在反射表面上临时地放置该背部，将会获得相同的效应，使得整合的图像可被察觉。
换言之，根据图3所示规律的整合图像装置(1)的最简单形式将包括：聚焦微透镜(22)的阵列(20)自身具有聚焦平面。整合图像装置(1)还包括具有图像片段结构(35)的图像片段平面(30)。该图像片段平面(30)是位于聚焦微透镜(22)的阵列(20)的关于聚焦平面的相对侧。换言之，图像片段平面(30)是被放置在聚焦微透镜(22)的顶部，在聚焦微透镜(22)和观察者之间。该图像片段平面(30)是被配置为：当通过聚焦微透镜(22)的阵列(20)远离观察者被折射而被观察时，通过聚焦微透镜(22)的阵列(20)对着观察者被反射回去以及被折射回去，产生整合图像(100)。
因此，观察者意图从聚焦微透镜(22)的阵列(20)关于聚焦平面的相对侧来观察整合图像装置，也就是，在聚焦微透镜(22)的阵列(20)的相同侧上，作为图像片段平面(30)。
这样的装置能容易地被用作安全装置或者鉴定装置，例如在货币、身份证明文件、信用卡、商品标签等。一个例子可以是具有基本上透明的背部的整合图像装置。当该整合图像装置是被保持在空气中时，该装置通常会具有大致亮灰色的色调。然而，如果该整合图像装置是被保持为对着光吸收表面时，穿过基底的背部向观察者传递的光的总量是显著减少的，可发觉弱的整合图像。该效应将会更加明显，如果整合图像装置的背部是被紧密保持为对着高度反射面。外部反射面将作为反射层，并提供反射光，由聚焦微透镜组合进入整合图像。图2和图3也可被表现为这样的情形，其中反射层不是永久地附着到整合图像装置。
在进一步的具体实施例中，整合图像装置的基底的厚度可被制造为薄于微透镜的焦距的一半。反而，整合图像装置是被压在反射面上，当整合图像被检测时，能由透明材料相覆盖，这样补偿了“缺乏”的厚度。这意味着：为了显露图像装置，操作者不得不知道将被补偿的厚度，以及大体上未覆盖的反射面将不会是有用的。
正如上所述，“缺乏的”反射层也能被应用在具有低于微透镜的图像片段平面的装置。
然而，在许多应用中，优选地具有反射层作为整合图像装置的整合部分。在这样的例子中，整合图像装置也包括反射层40，被定位在聚焦微透镜22的阵列20的相同侧。反射层40是被配置用于反射在反射层面对聚焦微透镜22的阵列20的表面49上的至少一部分入射光。聚焦微透镜22的阵列20因而是被设置在反射层40与图像片段平面30之间。图像片段平面30是被配置为：当当通过聚焦微透镜22的阵列20对着反射层40而被观察时，通过反射层40的反射以及通过聚焦微透镜22的阵列20从反射层40被折射回去，产生整合图像100。
图4A显示了整合图像装置1的另一个具体实施例。在这个实施例中，聚焦微透镜的阵列20是内嵌聚焦微透镜的阵列21。在本说明书中，术语“内嵌的”透镜是指具有在固体材料体积与至少部分光学可穿透的体积之间的界面的透镜，该至少部分光学可穿透的体积具有比空气不同的折射率，一起导致透镜光学效应。换言之，微透镜是内嵌在具有不同光学特性的另一种材料中，在光学特性生的差异产生了在这些材料之间的界面上的折射。这个其他材料可以是固体、半固体或液体或气体，具有与空气的折射指数不同的折射指数。在一个典型的例子中，这个其他材料是透明的固体。在图4A所示的特定实施例中，聚焦微透镜的阵列20是凸的微透镜的阵列24，其中，这些凸的微透镜是内嵌入另一种材料25中，典型的是另一种聚合物。形成凸的微透镜的阵列24的材料具有比嵌入材料25更高的折射指数。由于这个差异，总体嵌入透镜系统提供了聚焦效应。图像片段平面30接着能被放置在嵌入材料25的顶部。
在特定具体实施例中，图像片段平面30的至少一部分材料可由相同或类似的化合物组成，作为嵌入材料25。在这样的例子中，在嵌入材料25与图像片段平面30之间的边界可以是难以定义的。然而，因为这个边界不具有必要的光学效应，整合图像装置以相同的方式进行操作，具有或不具有这样的材料边界。
到目前为止，图像片段平面30已经被显示为具有内嵌的图像片段结构32的连续的图像片段平面。然而，还有许多可替代的具体实施方式。在图4B中，显示了仅包括图像片段结构的图像片段平面。这样的图像片段平面是容易被提供的，例如通过普通的印刷技术。在该图像片段平面内的嵌入材料可以在另一种实施例中，正如在图4C中所示，也覆盖图像片段饥饿哦股。这样稍微增加了总体装置厚度，但如果这些图像片段结构是敏感于环境条件或者穿着时，这样的折中方案可以是无论如何可接受的。在图4B和图4C中，在微透镜的顶部上有少量的填充材料25。这是经常有利于制造的原因。这样的顶部覆盖的厚度可被任意选择，从零厚度至往上，但考虑焦距和总厚度测量。嵌入的微透镜的填充材料25也可以在另一种实施例中，正如图4D所示，也可被允许覆盖凸的微透镜的顶部，通过较厚的层来覆盖。这样的配置也将增加所述装置的一些厚度，然而，采用连续的层代替嵌入材料的插入体积，在许多应用中将能改善在聚焦微透镜的阵列20与图像片段平面30之间的粘附。在本说明书的剩余部分，这个可能的顶部覆盖材料层将在附图和说明中忽略。然而，本领域中任意技术人员认识到相同的光学效应也将会呈现，具有非零厚度的顶部覆盖层。在图E中，显示了另一种具体实施例，其中，图像片段平面30的几何形状形成图像片段结构32。结构、线条和/或弯曲将具有不同的斜度和折射指数，不同于周围环境，产生光学对照。任意类型的图像片段结构32能容易地被整合到这种类型的整合图像装置1。具有不同几何形状的结构，例如腔或突起的元件、线性或曲线，可被进一步在光学对照中增强，通过在腔中填充空隙，或者在突起元件之间填充有色的材料。进一步阐释图像片剂结构的可能性能通过提供图案涂料或者通过辐射暴露而产生。这样的方法是本领域所熟知的。特别地，可替代这里所呈现的所有图像片段平面，它们能被用于本说明书的任意具体实施方式。
这里上述的图像片段结构32已经被讨论为提供对照差异，例如在颜色、反射特性或折射特性方面的差异。然而，通过提供非常小的几何结构，也可采用衍射的差异。例如，图像片段结构32可以是全息的衍射结构。
由不同图像片段结构产生的光学对照通常是在可见光波长区域内产生的。然而，在特定具体实施例中，也可采用在UV或IR区域产生光学对照的图像片段结构。
图5显示了整合图像装置1的另一种具体实施例。在这个具体实施例中，聚焦微透镜的阵列20也是嵌入的聚焦微透镜的阵列21。然而，在这个具体实施例中，聚焦微透镜的阵列20包括凹的微透镜的阵列26，其中，凹的微透镜是被嵌入到另一种材料27，通常是另一种聚合物。形成凹的微透镜的材料具有被嵌入材料27更低的折射指数。由于这个差异，总体嵌入透镜系统提供了聚焦效应。然后，这个图像片段平面30可被放置在嵌入材料27的顶部上。
在聚焦微透镜22的阵列20的顶部上提供图像片段平面30，特别地，当采用嵌入的透镜，以及图像片段平面30向上打开，用于附加优势的具体实施方式的附加可能性。在例如根据图1A-B或图2所示的整合图像装置中，暴露给观察者的表面通常是具有围绕微透镜的阵列的小腔的表面。这样的小腔是恰巧最适合用于收集污垢、灰尘、油脂、细菌等。当被暴露于每天使用时，这样的装置因此将会呈现减少的图像亮度，当污垢被收集在这些腔内时。
在具有在微透镜的顶部上提供的图像片段平面30的整合图像装置中，在微透镜之间的腔通常是不暴露给周围环境。因为在图像片段平面30内的几何空腔(如果有任何)是非常小的，收集污垢的趋势显著降低。通过以光滑的覆盖层覆盖图像片段平面，该表面可被制成非常光滑，因此使趋势最小化以收集污垢。该覆盖材料也可以被精选为穿着和/或防污层，它进一步增强了光滑表面的优势。
在上面所述的特别实施例中，呈现了两种基础类型的透镜。然而，本发明的意图也可以是同时采用其他类型的微透镜。作为非排除的实施例，不同类型的非球面透镜能被用作井，嵌入的或非嵌入的。此外，不同类型的多带区透镜，例如菲涅尔透镜，嵌入的或非嵌入的，也能被用于上面所呈现的类似涉及。此外，不同类型的梯度指数(GRIN)透镜也可被使用。这些透镜是以相同的方式被基础地采用的，在不同的现有技术内容中被呈现。这些透镜也可以是透镜状类型，例如，仅在一个方向上是弯曲的，或者二维地弯曲类型，例如球面透镜。
图6A显示了用于制造整合图像装置的方法的一种具体实施方式的步骤的流程图。该方法开始于步骤200。在步骤210，提供了薄的、至少部分光学可穿透的基底。在步骤220中，聚焦微透镜的阵列是在基底的第一表面上创建的。在步骤230中，提供了图像片段平面，它具有在聚焦微透镜的阵列的顶部上的图像片段结构。在步骤240中，反射层是在基底的相对于第一表面的第二表面上形成的。该反射层是被形成用于反射入射在面对聚焦微透镜的阵列的反射层的表面上的至少一部分光。步骤230提供的图像片段片面包括步骤232，其中，具有图像片段结构的图像片段平面是被配置为：当通过聚焦微透镜的阵列对着反射层被折射而被观察时，通过反射层被反射并且通过聚焦微透镜的阵列被折射回去，产生整合图像。这个方法结束于步骤299。
正如上所述，在本说明书中呈现的技术所述的整合图像装置也能被提供为没有反射层。制造方法的一个具体实施方式在一些例子中将省略步骤240，而步骤232将代替，包括安排图像片段平面为：当通过聚焦微透镜的阵列从观察者被折射而被观察时，通过聚焦微透镜对着观察者被反射回去以及被折射回去，产生整合图像。
形成反射层的步骤240是在图6A所示的具体实施例中被执行，在微透镜的产生220与图像片段平面的产生230之后。然而，在可替代的具体实施方式中，步骤240可在步骤220和230之前发生，或同时发生，或交叉地发生，和/或在步骤220和230之后发生。
图6B是用于制造整合图像装置的方法的另一个具体实施例的产生聚焦微透镜的步骤的部分流程图。在特定实施例中，创建聚焦微透镜的步骤220可以被包括在根据图6A所示的方法中。接着，创建聚焦微透镜的步骤220包括步骤221，其中，在基底的第一表面上创建在第一穿透材料与周围气体之间的一组弯曲的表面。第一穿透材料具有第一折射指数。步骤220还包括步骤224，其中，由第二穿透材料来填充在弯曲的表面之间或之内的空隙，创建平坦的外表面。第二穿透材料具有第二折射指数，不同于第一折射指数。在这个特定实施例中，步骤221包括步骤222，其中弯曲的凸表面是在基底的第一表面上创建的。第二折射指数是低于第一折射指数，以便创建聚焦微透镜。
图6C是用于制造整合图像装置的方法的另一个具体实施例的产生聚焦微透镜的步骤的部分流程图。在特定实施例中，创建聚焦微透镜的步骤220可以被包括在根据图6A所示的方法中。接着，创建聚焦微透镜的步骤220包括步骤221，其中，在第一穿透材料与周围气体之间的一组弯曲的表面是在基底的第一表面处创建的。第一穿透材料具有第一折射指数。步骤220还包括步骤224，其中，在弯曲的表面之间或之内的空隙是由第二穿透材料来填充。第二穿透材料具有第二折射指数，不同于第一折射指数。在这个特定实施例中，步骤221包括步骤222，其中弯曲的凹表面是在基底的第一表面上创建的。第二折射指数是高于第一折射指数，以便创建聚焦微透镜。
当讨论制造方法时，也可能感兴趣的是，因为反射层是必须用于获得反射的整合图像，该反射层可被用于反篡改目的。如果反射层的粘附或其他附着到剩余的整合图像装置是以特定的方式被选择，即反射层可能至少部分地被移除或被销毁，如果所述装置是从支持表面中移除时，整合的图像消失。因此，它可以对于任何人是不同的，以恢复条件，以再次获得整合的图像。特别地，如果在反射层之上以一定距离提供减弱的界面，将不足够以新的反射层覆盖背部以致恢复该图像。
在整合图像装置中的材料的选择是多种的。在一些应用中，可治愈的应用，例如通过热或UV辐射，漆是有优势的选择。目前，有许多容易制造的可用的漆，它的折射指数范围是至少1.48至1.61。进一步，对于可能的折射指数的发展点是低至1.45以及高达1.71，在短的时间段内。其他类型的材料也是可能采用的，取决于实际应用。热塑多聚物，例如PC，也是经常可用的。它们通常具有1.56-1.57的折射指数，在嵌入的应用中，它会作为高折射指数的材料。其他材料，例如特氟龙，也可被采用，其中需要低的折射指数。
变动折射指数的另一个方法是将基础材料与具有另一折射指数的纳米颗粒混合。在该混合物中的颗粒必须完全溶解和足够小以致避免散射效应。丙烯酸盐聚合物是容易处理，以及通过将可治愈的丙烯酸盐聚合物与高折射指数的颗粒(例如TiO2)相混合，所得到的材料的折射指数变成相对较高。
另一种可能是在溶剂中提供高折射指数的材料。通过选择合适的粘度特性，对应于微透镜和/或图像片段结构的结构可被印刷，接着在热处理之后，因而溶剂被浓缩。
为了产生具有最适宜应用的材料厚度的整合图像，图像片段平面是被提供在聚焦微透镜的阵列的顶部。然而，聚焦微透镜的阵列的附着能以不同的方式而被安排，取决于实际的实施方式。在一个具体实施例中，图像片段平面是永久地附着到聚焦微透镜的阵列。这是典型的情形，当光学效应是需要被看到，而无需任何特别操作。在另一个具体实施例中，图像片段平面是非永久性地定位到聚焦微透镜的阵列。图像片段平面可以通过不同方式的应用而被定位。可通过非永久地粘附而被篡改或胶合到聚焦微透镜的阵列，或者简单地通过部件的静电荷的静电力来保持。也可通过观察者本身来被定位。如果被附着到聚焦微透镜的阵列的项目是需要通过发展图像而被验证时，通过将图像片段平面放置在聚焦微透镜的阵列的顶部，这样的具体实施例可以是感兴趣的。
图像片段平面的设计可以根据现有领域的技术来实施。然而，人们需要知晓：察觉的整合图像变成对应的整合图像的镜面版本，没有带相同图像片段平面的反射层。换言之，当设计图像片段结构时，反射层的镜面作用必须被考虑。
在现有技术中用于非反射整合图像装置所提供的至少大多数光学效应也可通过采用反射层和在微透镜阵列的顶部上的图像片段平面来实施。作为一些非排除的实施例，在不同方向上以不同的云纹间距安排的图像片段结构产生了不同类型的光学效应。通过在某个方向上(但不是垂直方向上)具有与聚焦微透镜的间距一致的间距，将可从平面设备看到非整合的图像。然而，如果所述装置是以特定曲度被弯曲时，围绕垂直于一致的间距的方向的轴，整合图像将出现。例如，这是有用于标签，意图被提供在弯曲的表面上。如果在不同方向上的间距是不同的，但不等于聚焦微透镜阵列的间距，可看见的整合图像深度或高度可基于在所述装置的平面内旋转整合图像装置而改变。如果在图像片段结构和微透镜阵列之间提供不重合，可获得正视差效应。如果图像片段结构和微透镜阵列的间距是在所有方向上相等时，没有整合图像可在普通观察条件下和普通观察距离可被看见。然而，如果所述装置是从非常小的距离被观察时，或从小距离进一步成像时，整合图像将会出现。这样的锁眼效应自身是本领域公知的，但可通过现有类型的装置可有优势地被提供。
反射层40改变形成图像的光线的方向的应用打开了用于进一步感兴趣的结合可能性。利用这样的结合可能性的一种方式是配置反射层用于传输入射在面对聚焦微透镜阵列的反射层的表面上的至少部分的光。换言之，采用半反射和半穿透的反射层。因此，一部分光将被反射，并能根据上面所述的方法而被利用。光也将从背部穿过半穿透的反射层，并能被应用，例如用于适应于在整合图像与背景之间的光对照。
穿透反射层的光的部分可进一步被用于获得附加的整合图像，该结果将类似于传统的整合图像装置。
图7显示了整合图像装置1的实施例。整合图像装置1的上部分类似于上面所讨论的实施例。然而，在这个实施例中，反射层40是半穿透的反射层41，传递入射在远离聚焦微透镜的阵列20的反射层40的表面48上的至少部分的光。在这个特定具体实施例中，反射层40是半穿透的反射镜42。实现这样的半穿透的反射镜42的一种方法是在基底10的底面上提供反射盖，它是非常薄的以致一些光将会被通过。换言之，反射层40具有允许至少部分的光能通过反射层40而被穿透的厚度。图7所示的具体实施例还包括附加的图像片段平面35。类似于图像片段平面30，该附加的图像片段平面35具有附加的图像片段结构37。反射层40是被定位在图像片段平面30与附加的图像片段平面35之间。附加的图像片段平面35是被定位为与聚焦微透镜的阵列20具有一定距离，该距离约等于焦距f。在这个实施例中，在反射层40与附加的图像片段平面35之间的距离是通过插入薄的、至少部分穿透的、附加的基底11而被固定，该基底典型的是基质多聚物薄片13。
图像片段平面30是类似于上面的描述而被放大，并通过聚焦微透镜的阵列20被提供为整合图像，然而，具有较低的强度，因为不是所有来自图像片段平面30的光都在反射层40上被反射。而且，从附加的图像片段平面35的部分发出的光能部分地穿透反射层40，并到达聚焦微透镜的阵列20。因此，附加的图像片段平面35是被安排为：当通过反射层40和通过聚焦微透镜的阵列20而被观察时，产生附加的整合图像。因此，聚焦微透镜的阵列20也将提供附加的图像片段平面35的部分的放大的整合图像101，覆盖在图像片段平面30的部分的整合图像100上。因此，两个重叠的整合图像能被观察者所看到。
在这些图像之间的相对强度是通过反射层40的穿透和反射而被确定的，并通过围绕整合图像装置的光条件而被确定。如果附加的图像片段平面35是被提供而无背景或具有部分透明的背景时，如果该装置是从后面被照明时，相应的整合图像的强度通常将会增加。类似地，如果所述装置是在前表面被照明时，对应于图像片段平面30的整合图像的相对强度将会增加。
半穿透的反射层41也可以其他方式被提供。图8A显示了具有一个普通图像片段平面30和附加的图像片段平面35的整合图像装置1的另一个具体实施方式。这里，反射层40也是半穿透的反射层41，在这个实施例中，它是由替代的穿透部分43和反射部分44来提供的。换言之，反射层40是穿孔的，具有使得光能被传递的穿孔45，以致光通过该穿孔45被传递。将被反射的光是在所述穿孔45之间的区域上被反射。反射区44将导致图像片段平面30的结构被放大，并在微透镜表面的一部分上被显示。穿透区43将代替导致附加的图像片段平面35的结构被放大，并在微透镜表面的一部分上被显示。因此，将提供两个不同的整合图像的部分。然后，观察者的大脑将两个不同的整合图像的部分组合成为两个不同的图像。如果穿孔45的分布是随机的，或者穿孔45以不同于聚焦微透镜的间距的非常大的间距而周期性分布时，两个整合图像的相对强度将是与所述装置相对统一的。这两个整合图像的相对强度也将是与穿孔的相对总面积成比例的，相比于反射区的总面积。同时，这里，如果附加的图像片段平面35被提供为没有背景或具有部分透明的背景，如果该装置是从后面被照明时，相应的整合图像的强度通常将会增加。类似地，如果所述装置是在前表面被照明时，对应于图像片段平面30的整合图像的相对强度将会增加。
在图8B中，显示了具有一个普通的图像片段平面30和附加的图像片段平面35的整合图像装置1的另一个实施例。这里，穿孔45是被提供为规则重复的图案。在这个特定具体实施例中，规则重复图案也具有与聚焦微透镜的间距相同的间距。这具有选择对于两个不同的整合图像的相对强度的效果，取决于观察的角度。在该图的右部分，显示了整合图像装置是直接从前面被观察的情形。因为反射区44占用了大多数视野，几乎仅看到上面的图像片段平面。在该图的左部分，显示了从另一个角度观察整合图像装置的情形。这里，反射区44仅覆盖一部分的视野，而视野的主要部分将因此来源于图像片段平面的底部。在两个不同整合的图像之间的相对强度将根据观察角度而改变，但仍然是与整个装置相同性质的。
如果穿孔的间距仅不同于聚焦微透镜的间距的微小量，这两个不同的整合图像将被显示在具有在表面上改变的相对强度的装置上。而且，如果观察角度被改变，在不同位置的强度将会改变，但在某种方式上不同于表面上。在装置上的强度波的光学效应是结果。通过进一步选择反射区的形状，人们可根据云纹放大理论而创建相同形状的强度差别。然而，因为反射层不是被定位在聚焦平面内，在各个强度差别之间的过渡将相当慢并具有低的分辨率。然而，简单的几何轮廓可被察觉，例如圆形、方形和其他简单的对象。强度孔自身将显示为被定位在低于或高于薄片表面的平面内，取决于反射区的间距是否小于或大于微透镜的间距。
以规则重复的图案方式提供的具有穿孔的反射层的应用也可被用于没有任何附加的图像片段平面35的具体实施方式中。这显示在图9中。在这样的实施例中，穿孔的规则重复图案，或者在穿孔之间的反射区域，决定反射的整合图像的什么角度范围将是可见的。如果该规则重复图案是与聚焦微透镜阵列相一致，相同角度限制将被施加到所述装置的整个表面部分。上面所述的相同效应将会是结果，然而，具有在整合图像之间的转换，和根本没有图像。视野的限制被获得，也就是，“观察孔”，然而，由于这样的事实，反射层不是出于接近于微透镜的焦距的任何位置，孔的边界是相当扩散的。
如果规则重复的图案具有这样的间距，它仅不同于聚焦微透镜的阵列的间距小的因素，表面的不同部分将会具有不同的角度限制。因此，在不同表面区域的视野是以不同的方式受限制的。如果反射区域具有相同的形状，该形状的漫射放大将作为观察孔的边界。
从两个图像片段平面具有两个整合图像的规律也可被应用到具有半穿透的反射层的整合图像装置的其他设计中。在图10中，显示了具有马上放置在聚焦微透镜的阵列20的下面的图像片段平面30的整合图像装置的例子。原理是与在图7中相同的，然而，层11和12的相对厚度必须相应地被适应。在进一步可替代的例子中，图像片段平面30可被放置在半穿透的反射层与聚焦微透镜的阵列之间的任意位置，具有不同间距层的厚度的随后适应。
图8A-B和图9所示的规律也可被应用到具有立即放置到聚焦微透镜的阵列的下面的图像片段平面的整合图像装置，或者在聚焦微透镜的阵列与半穿透的反射层之间的任何位置。
图11A显示了用于制造整合图像装置的方法的一个具体实施方式。该方法开始于步骤200。在步骤210，提供一个基底。在步骤220中，聚焦微透镜的阵列是在基底的一侧创建的。在步骤231中，提供了图像片段平面。步骤231包括步骤232，它安排图像片段平面以在最终装置中产生整合图像。在本实施例中，步骤231被显示为在步骤220之后，在这个实施例中，步骤231意图包括在微透镜的顶部上形成图像片段平面。然而，在可替代的实施方式中，步骤231可在步骤220之前发生。在特定的这样的具体实施例中，步骤231是意图包括在微透镜的下面形成图像片段平面。
在图11A所示的具体实施例中，在步骤240，反射层是在基底的关于聚焦微透镜的相对侧上形成的。相应地，步骤240包括步骤241，反射层是被形成用于透射入射在远离聚焦微透镜的阵列的表面上的一部分光。换言之，反射层是部分透明的，用于来自后面的光线。在这个特定实施例中，步骤241包括步骤242，其中，通过形成足够薄的允许部分透射的反射层来提供部分光学地穿透的反射层。换言之，在基底的第二表面形成反射层的步骤包括形成这样的反射层，它的厚度能使至少一部分将被传递的光穿过反射层。在步骤250中，在反射层的另一侧提供附加的图像片段平面。这样执行以致反射层变成定位在图像片段平面与附加的图像片段平面之间。步骤250包括步骤252，它安排附加的图像片段平面以在最终整合图像装置内产生附加的整合图像。换言之，提供附加的图像片段平面的步骤包括：安排具有图像片段结构的附加的图像片段平面，当通过反射层以及通过聚焦微透镜的阵列而被观察时，产生附加的整合图像。通常，这也涉及提供层的距离或者基底的距离以致将附加的图像片段平面定位在聚焦微透镜自身的聚焦平面的附近，也就是，没有反射层的反射作用。这个方法结束于步骤299。
在不需要附加的整合图像的具体实施例中，步骤250将被省略。
图11B显示了用于制造整合图像装置的方法的另一个具体实施例的部分流程图。在这个实施例中，步骤241包括步骤243，其中，反射层被形成，穿出穿孔，使得至少一部分将被传递的光是穿过这些穿孔，至少部分将被传递的光是在穿孔之间的区域上被反射。
在一个具体实施例中，形成具有穿孔的反射层的步骤包括：提供规则重复图案的穿孔。在一个特定实施例中，提供具有间距的穿孔，该间距相应地恰好等于聚焦微透镜的间距。在另一个特定实施例中，提供具有间距的穿孔，该间距是不同于聚焦微透镜的间距，但接近于聚焦微透镜的间距。
采用半透明的半反射的层以及两个不同的图像片段平面的设计可被进一步发展。在图12中，显示了整合图像装置1的具体实施例，该装置可从两侧被观察。为达到这一点，整合图像装置1包括聚焦微透镜52的附加阵列50。聚焦微透镜52的附加阵列50是被定位在反射层40与附加图像片段平面35之间。通常，附加的基底多聚物薄片11是被提供为协助将聚焦微透镜52的附加阵列50定位为合适的距离。反射层40是附加地安排为用于反射入射在面对聚焦微透镜52的附加阵列50的反射层40的至少一部分光。附加的图像片段平面35是被安排为：当通过反射层40以及通过聚焦微透镜52的附加阵列50被反射而被观察时，产生相对侧的整合图像102。类似地，图像片段平面30是被安排为：当通过反射层40以及通过聚焦微透镜52的附加阵列50而被观察时，产生附加的相对侧的整合图像103。
因此，在这样的实施例中，整合图像是可从整合图像装置1的两侧可见的。因为反射层40是定位在聚焦微透镜的阵列20与聚焦微透镜52的附加阵列50之间的半途，包括图像片段平面30与附加的图像片段平面35都可被用于从两侧观察。
特殊类型的半穿透的反射层可以是以上述的图7、图8A-B和图9的具体实施例中相同的方式进行变化。
图13显示了用于制造整合图像装置的一种方法的步骤的流程图。步骤210、220、230和232是基本上与前述的在图6A中所示的步骤一样。在步骤260中，提供薄的、至少部分光学可穿透的附加的基底。在步骤270中，在附加的基底的第一表面上创建聚焦微透镜的附加阵列。在步骤251中，在反射层的另一侧、在聚焦微透镜的附加阵列的顶部上提供附加的图像片段平面。相应地，步骤251包括步骤252，其中，具有图像片段结构的附加图像片段平面是安排为：当通过反射层以及通过聚焦微透镜的附加阵列而被观察时，产生附加的整合图像。相应地，步骤230包括步骤232，该步骤包括将具有图像片段结构的图像片段平面安排为：当通过反射层以及通过聚焦微透镜的附加阵列而被观察时，产生附加的整合图像。
在步骤245中，在基底与附加基底之间形成部分可穿透的反射层。相应地，这个步骤包括在基底的第二表面上形成反射层的步骤240，以及在附加基底的第二表面上形成反射层的附加步骤，其中，附加基底的第二表面是相对于附加基底的第一表面。这个方法结束于步骤299。
上述附图显示了这些步骤将会特定次序被执行。然而，还有许多不同的方法，其中一些步骤是被提供在其他次序。在图13中所示的步骤不应被视为对于这里所描述的通常制造工艺的限制。具体实施方式的多个不同选择方案实际上是可行的。在一个特定的实施例中，基底和附加基底是首先被提供为分离的项目。在提供了聚焦微透镜和图像片段平面之后，这两个部分是层叠的或以任意其他方式互相附着的，在它们之间具有反射层。在一个特定实施例中，在其中一个基底上提供反射层，涂覆的基底是被附着到未涂覆的基底。在另一个特定实施例中，两个未涂覆的基底是层叠在以前，在它们之间具有反射层。
在另一个特定实施例中，首先提供具有它的微透镜和图像片段平面的第一基底。然后，该基底的背面被涂覆反射层。然后，通过任意传统涂覆方法在该反射层上形成第二附加基底。然后，在沉淀的附加基底上形成所述装置的附加部分的微透镜和图像片段平面。
在进一步的特定实施例中，所述基底，包括第一基底和附加基底能被提供为以普通方法提供微透镜。所得到的装有透镜的基底被分为不同批，作为最终装置的不同侧的起始材料。然后，这两个基底能被提供为具有反射层，并层叠在一起，然后能在层叠的产品上提供两个图像片段平面，同时提供或者依次提供。
在形成更薄的整合图像装置的努力中，不同类型的聚焦元件可被结合。在采用反射层的特定的例子中，这个反射层也能贡献更多紧凑的聚焦作用。图14A显示了具有弯曲的反射层40的整合图像装置1。在这个实施例中，反射层具有反射部分60，这些部分是凹下弯曲的，正如从聚焦微透镜的侧面所看到的，这产生了附加聚焦作用。这些反射部分60被配置为一列，与聚焦微透镜20的阵列侧向对齐，以便盒子进行聚焦作用。通过这个安排，整合图像装置1的总厚度t能被进一步降低。然而，两个聚焦阵列的对齐需要非常精确以便不会使得到的图像变模糊。
在图14A中，在聚焦微透镜22的阵列20上提供图像片段平面30，它给出了非常薄的装置。然而，采用凹曲面的反射部分60对齐聚焦微透镜22的组合方式的方法也可被应用于其他设计。在图14B中显示了一个这样的设计，其中图像片段平面30是被提供在聚焦微透镜22的阵列20的下面。
图14C显示了具有弯曲的反射层40和内嵌的透镜的整合图像装置1。如上所述，这些透镜的嵌入贡献了：提供的表面是光滑的，减少受到污染的影响。如果整合图像装置的背部也被暴露给周围环境，这个侧面也会被嵌入，正如通过材料62所示的。由于采用非常窄的整合图像装置1的这些可能性，所述装置的总体稳定性将会非常低。这些装置通常是松软的。微透镜和弯曲的反射层的形成增强了这个结构的弱点。然后通过嵌入弯曲的结构，可能在两侧嵌入，具有进一步稳定整个整合图像装置的效应。
当然，嵌入的透镜和/或嵌入的弯曲反射层的采用也能被应用到具有在聚焦微透镜的阵列的顶部上提供图像片段平面的整合图像装置上。
图15显示了用于制造整合图像装置的一种方法的一个具体实施例。步骤200、210和220遵循上面所描述的相同规律。步骤231被描述在参见图11A的内容，可导致在聚焦微透镜的阵列的顶部形成图像片段平面，或者在所述装置内反射层之上的其他位置形成图像片段平面，例如图像片段平面仅低于聚焦微透镜的阵列。
在这个实施例中，形成反射层的步骤240包括步骤247，其中凸的弯曲表面的阵列是在基底的第二表面上创建的。在第二表面上创建凸的弯曲表面的阵列的步骤247与在第一表面上创建聚焦微透镜的阵列的步骤220中的其中一个步骤包括将在第二表面的凸的弯曲表面的阵列侧向对齐在第一表面的聚焦微透镜的阵列。步骤240还包括步骤248，其中，在第二表面的凸的弯曲表面的阵列是以反射层来覆盖的。这个方法结束于步骤299。
整合图像装置的透镜也可被设计为不同的方式。例如，这些透镜可以具有不同的焦距。在一个具体实施例中，如图16所示，具有一个焦距的聚焦微透镜22A的第一阵列20A是与具有另一个焦距的聚焦微透镜22B的第二阵列20B交替的。聚焦微透镜22A的第一阵列20A的焦距是所述装置的厚度的约两倍。因此，这些聚焦微透镜22A在聚焦微透镜22A的顶部上产生图像片段平面30的图像片段结构32的整合图像100，正如在附图的左部分所示。聚焦微透镜22B的第二阵列20B的焦距是等于所述装置的厚度。因此，这些聚焦微透镜22B产生附加图像片段平面35的图像片段结构37的整合图像101，被提供为连接反射层40，正如在附图的右部分所示。
在进一步的可替代实施例中，附加的图像片段结构可被定位在整合图像装置1的其他位置，例如在附加图像片段结构37B所示的位置。然后，相应的聚焦微透镜必须具有基本上等于在附加图像片段结构37B和透镜阵列20B之间的距离的焦距，或者在一个观察方向，或者在反射层40的反射方向。因为在附图中附加图像片段结构37B是仅定位在低于透镜，在这个特定实施例中该反射视图是更为可能的。
观察者将会看到两个重叠的整合图像，来自每个微透镜的阵列。当这些图像的其中一个图像是由直接视图创建时，这两个图像能进一步被用于例如防篡改装置。如果所述装置是通过反射层紧密地附着到防篡改所关注的表面时，在反射层40与整合图像装置1的剩余部分之间的粘附是非常弱的，去除整合图像装置的企业将可能导致整合图像装置1在反射层40与整合图像装置1的剩余部分之间打断。缺乏反射层，整合图像之一会消失，它然后变成试图篡改动作的信号。在图17中示例性地进行了图示。
相同的基础构建也能被用于在相反方向上的鉴定。如果生成根据图17所述的装置，仅可能看见一个整合图像。然而，如果按压该装置或者将该装置附着到暗表面或优选的高度反射表面，将会出现第二整合图像，层叠在原始图像之上。这能被应用于鉴定目的。
图18显示了具有不同焦距的微透镜的整合图像装置1的另一个具体实施例。在这个具体实施例中，反射层是半穿透的反射层41，附加的图像片段平面35是被定位在半穿透的反射层41的后面，也就是，半穿透的反射层41是被定位在附加的图像片段平面35和图像片段平面30之间。
图19A显示了具有两个图像片段平面的整合图像装置1的一个具体实施方式的其中一个聚焦微透镜22。该聚焦微透镜22是适合于具有能使图像片段结构37成像的焦距。正如上面所讨论的，图像片段结构37能被放置在整合图像装置1内的任意位置，如果聚焦微透镜22的焦距适合的话。然而，在聚焦微透镜22的顶部上的图像片段结构32是被定位在聚焦微透镜22的焦点之外，因此将不会产生任何整合图像，正如通过汇聚的光线71所示的。
在图19B中，附加的透镜70已经被提供在整合图像装置1的顶部。这个附加的透镜70改变了光学情形，在聚焦微透镜22的顶部上的图像片段结构32现在产生了整合图像100，同时来自图像片段结构37的光线给出分开的光线72，这不会产生任何整合图像。这个特性能具有优势地被用于鉴定的目的，其中，整合图像装置显示一个整合图像，当自身被观察时，但当验证透镜阵列临时地被放置为覆盖整合图像装置时，另一个整合图像会出现。
在图20A中显示了整合图像装置1的另一个具体实施方式。提供了凸的微透镜的阵列24。在这个阵列中的微透镜是适合于具有基本等于整合图像装置1的厚度的焦距。因此，凸的微透镜的阵列24产生了基于附加的图像片段结构37的整合图像。在凸的微透镜的阵列24的顶部上的图像片段平面30的图像片段结构32不会产生任何图像。
在图20B中，整合图像装置1是被浸入液体25中，例如充满凸的微透镜的阵列24的腔。结果是聚焦微透镜的阵列20现在包括嵌入的微透镜。由于在空气和液体25之间的折射指数的差异，凸的微透镜的阵列24的焦距改变。现在焦距约等于整合图像转子1的厚度的两倍。在凸的微透镜的阵列24的顶部上的图像片段平面30的图像片段结构32现在产生整合图像，而附加的图像片段结构37不会产生整合图像。
在图20C和图20D中，对于在凸的微透镜的阵列24的下面具有图像片段平面30的图像片段结构32的整合图像装置1，显示了类似的情形。
图21A显示了整合图像装置1的一个具体实施方式。整合图像装置1的上部分类似于上面讨论的具体实施例。然而，在这个实施例中，反射层40包括大量的反射区47。每个反射区47是围绕平行于整合图像装置1的主要表面的轴而倾斜的。这样导致：正常的反射区47是被引导在方向51上，该方向是不垂直于整合图像装置1的主要表面。已经在反射区47被反射并在关于主要表面的垂直方向上离开整合图像装置1的光线具有它们原始的碰撞在不垂直于主要表面的方向上的反射区的光线。正如将要在下面讨论的，这可以在特定情形下具有优势。在本实施例中，反射区47的分割是与聚焦微透镜的阵列20一致的，也就是，每个聚焦微透镜对应于反射区47的其中一个区。在其他实施例中，也可采用反射区47的其他分割方式。实际上，在这个实施例中，反射区47的间距、尺寸、形状或填充结构是与它作为镜的功能无关的。然而，人们也能设计反射区47的间距、尺寸和形状以适合聚焦元件20的填充结构，因而产生附加的整合图像，该图像将反射区47的边缘放大为对于从图像片段结构32发出的图像的重叠图像。
倾斜的反射区的一个结果是：当光学装置是从垂直方向上被观察时，图像被看见，该图像不会从关于图像片段平面30的对应聚焦微透镜的中央发出，但可以从定位为距离中央一定距离53的偏移位置发出。
为了评估在图21A所示的一个具体实施例的优势，人们将知道：由观察者所观察的图像是由已经穿过光学装置但没有完全被消灭的光来组成。如果图像片段结构32是至少部分透明的，一些光可穿过，例如可产生不同颜色的或不同色度的图像。如果该图像片段结构32是不透明的，没有光穿过图像片段结构32。由观察者所看到的整合图像因此会处于缺乏光线的相应位置。暗的整合图像的外形和着色的整合图像的颜色因此通过碰撞在整合图像装置的高光强度而增强。不幸的是，在相对于整合图像装置的表面的垂直方向上观察整合图像装置的观察者的头部将隔开大量的光线，这些光线是有用于产生尖锐的组合图像。换言之，该头部可部分地遮盖整合图像。通过代替让撞击与表面成一定角度的整合图像装置的光线产生整合图像，获得更高的光强度。这是通过根据图21B所示的整合图像装置来获得的。一种改进是假设梯度地显示，当增加撞击角度时。作为一个实施例，具有典型的0.2-0.6m观察距离和0.13–0.23m的头部直径，6-35°的撞击角度是足以避免该头部。在优选的实施例中，反射区47的倾斜度是在5-35°的范围，更优选地是在7-20°的范围，更优选是约10°。
在图21A中，图像分段平面30是被提供在聚焦微透镜22的阵列20的顶部，它给出类非常薄的装置。然而，采用倾斜的反射部分47的方法也可被应用于其它设计。一种这样的设计被展示于图21B，其中所述图像片段平面30是被提供在聚焦微透镜22的阵列20的下面。
在上述具体实施例中，微透镜的阵列已经被显示为它们是在微透镜阵列和反射层之间的间距结构的一部分。然而，正如在现有技术中也是公知的，也可以以较窄的层的方式来提供微透镜阵列，它被粘附到光学间隔物，确定它到反射层的总距离。因此，上述所有这些具体实施例还可以采用两个或更多个层的方式来实施，一起形成微透镜阵列的层和到反射层的距离容量。这些层可以用任何一种至少部分透明的材料来制造。而且，这些层可以被永久地或者非永久地互相附着。
上文描述的具体实施例仅仅是作为例子给出的，并且应当理解，本发明所提出的技术并不局限于此。应当理解的是，对于本领域技术人员，各种修改、组合和改变都可以进行，而不背离本发明的保护范围。本发明的保护范围是由所附的权利要求书限定的。具体地，在不同实施例中的解决方案的不同部分可以结合为其他配置，这些配置在技术上也是可行的。

Claims (29)

1.一种整合图像装置(1)，包括：
聚焦微透镜(22)的阵列(20)；
所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)具有聚焦平面；以及
具有图像片段结构(32)的图像片段平面(30)；
所述图像片段平面(30)是定位在所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)相对于所述聚焦平面的相对侧；
其中，所述图像片段平面(30)是被安排为：当被观察时，通过所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)远离观察者被折射，再被反射回来，再通过所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)对着所述观察者被折射回来，产生了整合图像(100)。
2.根据权利要求1所述的整合图像装置，其特征在于：所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)是嵌入的聚焦微透镜(21)的阵列。
3.根据权利要求1所述的整合图像装置，其特征在于：所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)是凸的聚焦微透镜的阵列。
4.根据权利要求1所述的整合图像装置，其特征在于：所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)是凹的聚焦微透镜的阵列。
5.根据权利要求1所述的整合图像装置，其特征在于：所述图像片段平面(30)是对着所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)而被永久地附着的。
6.根据权利要求1所述的整合图像装置，其特征在于：所述图像片段平面(30)是对着所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)而被非永久地附着的。
7.根据权利要求1至6任意之一所述的整合图像装置，其特征在于：
反射层(40)，被定位在所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)作为所述聚焦平面的相同侧；
所述反射层(40)是被安排用于反射入射在面对所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)的所述反射层(40)的表面(49)上的至少一部分光；以及
所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)是被定位在所述反射层(40)与所述图像片段平面(30)之间；
其中，所述图像片段平面(30)是被安排为：当被观察时，通过所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)对着所述反射层(40)被折射，再通过所述反射层(40)被反射，再通过所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)从所述反射层(40)被折射回来，产生整合图像(100)。
8.根据权利要求1至6任意之一所述的整合图像装置，其特征在于：所述反射层(40)是被安排为用于透射入射在面对远离所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)的所述反射层(40)的表面(48)上的至少一部分光。
9.根据权利要求8所述的整合图像装置，其特征在于：
附加的图像片段平面(35)；
所述反射层(40)是被定位在所述图像片段平面(30)与所述附加的图像片段平面(35)之间；
其中，所述附加的图像片段平面(35)是被安排为：当被观察时，通过所述反射层(40)，再通过所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)，产生附加的整合图像(101)。
10.根据权利要求9所述的整合图像装置，其特征在于：
聚焦微透镜(52)的附加层(50)；
所述聚焦微透镜(52)的附加层(50)是被定位在所述反射层(40)与所述附加的图像片段平面(35)之间；
所述反射层(40)被附加地安排为用于反射入射在面对所述聚焦微透镜(52)的附加层(50)的所述反射层(40)的表面(48)上的至少一部分光；
其中，所述附加的图像片段平面(35)是被安排为：当被观察时，通过所述反射层(40)，再通过所述聚焦微透镜(52)的附加层(50)，产生相对侧的整合图像(102)；
其中，所述图像片段平面(30)是被安排为：当被观察时，通过所述反射层(40)，再通过所述聚焦微透镜(52)的附加层(50)，产生附加的相对侧的整合图像(103)。
11.根据权利要求8所述的整合图像装置，其特征在于：所述反射层(40)具有使得所述至少一部分光能被传递的厚度，所述光是通过所述反射层(40)被传递的。
12.根据权利要求8所述的整合图像装置，其特征在于：所述反射层(40)是被穿孔为具有使得所述至少一部分光能被传递的穿孔(43)，所述光通过所述穿孔(43)被传递，其中被反射的所述至少一部分的光是在所述穿孔(43)之间的区域(44)上被反射的。
13.根据权利要求12所述的整合图像装置，其特征在于：所述穿孔(43)和在所述穿孔(43)之间的所述区域(44)被提供为规则重复的图案。
14.根据权利要求13所述的整合图像装置，其特征在于，所述规则重复图案的间距不同于所述聚焦微透镜(22)的间距的一小部分，并且所述穿孔(43)或在所述穿孔(43)之间的所述区域(44)形成为简单的几何形状。
15.根据权利要求7所述的整合图像装置，其特征在于：所述反射层(40)的反射部分(60)是凹陷弯曲的，所述反射部分(60)是被安排为这样的阵列，它是与所述聚焦微透镜(22)的阵列(20)侧向对齐的。
16.一种用于制造整合图像装置的方法，包括以下步骤：
提供(210)薄的、至少部分光学地穿透的基底；
在所述基底的第一表面上创建(220)聚焦微透镜的阵列；以及
提供(230)图像片段平面，其具有在所述聚焦微透镜的阵列的顶部的图像片段结构；
其中，所述提供(230)图像片段平面的步骤包括：安排(232)具有图像片段结构的图像片段平面，当被观察时，通过所述聚焦微透镜的阵列远离观察者被折射，再被反射，再通过所述聚焦微透镜的阵列对着所述观察者被折射回去，产生整合图像。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述创建(220)聚焦微透镜的阵列的步骤包括以下步骤：
在所述基底的至少一个表面上创建(221)在具有第一折射指数的第一透射材料与周围气体之间的弯曲表面的阵列；以及
在所述弯曲的表面之间的空隙或者在所述弯曲的表面之内填充具有不同于素数第一折射指数的第二折射指数的第二透射材料，创建平坦的外表面。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述创建(221)弯曲表面的阵列的步骤包括以下步骤：创建(222)凸起弯曲平面的阵列，其中所述第二折射指数小于所述第一折射指数。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述创建(221)弯曲表面的阵列的步骤包括以下步骤：创建(223)凹陷弯曲平面的阵列，其中所述第二折射指数大于所述第一折射指数。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述提供(230)图像片段平面的步骤包括：将所述图像片段片面相对于所述聚焦微透镜的阵列永久地附着。
21.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述提供(230)图像片段平面的步骤包括：将所述图像片段片面相对于所述聚焦微透镜的阵列非永久地定位。
22.根据权利要求16至21任意之一所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在所述基底的相对于第一表面的第二表面上形成(240)反射层，用于反射入射在面对所述聚焦微透镜的阵列的所述反射层的表面上的至少一部分光；
其中，所述提供(230)图像片段平面的步骤包括：安排(232)具有图像片段结构的图像片段平面，当被观察时，通过所述聚焦微透镜的阵列对着所述反射层被折射，再由所述反射层被反射，再通过所述微透镜的阵列从所述反射层被反射回去，产生整合图像。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：所述在第二表面上形成(240)反射层的步骤包括：形成(241)反射层，透射入射在远离所述透射微透镜的阵列的所述反射层的表面上的至少一部分光。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
提供(250)附加的图像片段平面，以致所述反射层变成定位在所述图像片段平面与所述附加的图像片段平面之间；
其中，所述提供(250)附加的图像片段平面的步骤包括：安排(252)具有图像片段结构的所述附加的图像片段平面，当被观察时，通过所述反射层，再通过所述聚焦微透镜的阵列，产生附加的整合图像。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
提供(260)薄的、至少部分光学地透射的附加基底；
在所述附加基底的第一表面上创建(270)附加的聚焦微透镜的阵列；
其中，所述提供(260)附加基底的步骤包括：提供图像片段平面，其具有在所述附加的聚焦微透镜的阵列的顶部的图像片段结构；以及
在所述基底与所述附加基底之间形成(245)部分穿透的反射层；
所述形成(245)部分穿透的反射层的步骤包括：在所述基底的第二表面上形成(240)反射层，以及在所述附加基底的第二表面上也形成(246)所述反射层，所述附加基底的第二表面是相对于所述附加基底的所述第一表面；
其中，所述提供(250)附加的图像片段平面的步骤包括：当通过所述反射层以及通过所述附加的聚焦微透镜的阵列而被观察时，安排(252)所述具有图像片段结构的附加的图像片段平面，给出附加的整合图像；
其中，所述提供(230)图像片段平面的步骤包括：安排(232)所述具有图像片段结构的附加的图像片段平面，当被观察时，通过所述反射层，再通过所述附加的聚焦微透镜的阵列，产生附加的整合图像。
26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述在所述基底的第二表面上形成(240)反射层的步骤包括：形成(242)这样的反射层，其厚度能使将被传递的至少一部分光是通过所述反射层而被传递的。
27.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述在所述基底的第二表面上形成(240)反射层的步骤包括：形成(243)穿孔的反射层，其具有的穿孔能使将被传递的至少一部分光是通过所述穿孔而被传递的，所述将被传递的至少一部分光是在所述穿孔之间的区域上被反射的。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述形成(243)穿孔的反射层的步骤包括：以规则重复图案的方式提供所述穿孔。
29.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述形成(240)反射层的的步骤包括以下步骤：
在所述基底的所述第二表面上创建(247)凸起弯曲的平面的阵列；以及
以所述反射层覆盖(248)在所述第二表面上的所述凸起弯曲的平面的阵列；
其中，所述第二表面上创建(247)凸起弯曲的平面的阵列与在所述第一表面上创建(220)所述聚焦微透镜的阵列的其中一个步骤包括：在所述第二表面上的所述凸起弯曲的平面的阵列侧向对齐在所述第一表面上的所述聚焦微透镜的阵列。
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