JP2016537675A - セキュリティデバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

集束要素のアレイと、集束要素のアレイと重なり合った画像要素のアレイとを含むセキュリティデバイスであって、各集束要素が、少なくとも第一の方向において光を集束させるように適合しており、集束要素が、少なくとも１次元において規則的なグリッド上に配置された、セキュリティデバイスを開示する。画像要素は、画像要素位置を規定する繰り返しのユニットセルに基づいて配置され、ユニットセルの周期性は、集束要素のアレイが配置されたグリッドの周期性と実質的に同一である。ユニットセルは、ユニットセル内に画像要素位置の組を規定し、ユニットセル内の各画像要素位置は、各々の対応する画像の画像要素を伝えるように割り当てられている。デバイスを傾けたときに、異なる各々の画像の１つひとつが、選択された画像要素位置において、組み合わさって連続的に画像要素により表示されるように、集束要素のアレイは、選択された画像要素位置からの光を観察角度に応じて観察者に向ける。１つ又はそれより多くの画像要素位置を含む各ユニットセルの中心領域は、対応する中心画像の１つ又は複数の画像要素を伝えるように割り当てられ、中心領域はユニットセルの各外側の領域より大きく、外側の領域が中心領域の外側に位置しており、かつ、外側の領域が、中心画像が観察者に表示される観察角度の範囲が、各々の他の画像が表示される観察角度の範囲より大きいように、他の個々の画像の１つ又は複数の画像要素を伝えるように割り当てられている。【選択図】図３

Description

本発明は、セキュリティデバイスに関し、例えば、紙幣、小切手、パスポート、身分証明書、保証書、収入印紙、及び価値又は個人情報の他の文書等の貴重品用のセキュリティデバイスに関する。係るセキュリティデバイスの製造方法もまた開示される。

貴重品、具体的には紙幣、小切手、パスポート、身分証明書、証明書及び許可証等の価値の文書は、偽造者や、それを不正に複製すること、及び／又はその中に含まれる任意のデータを変更することを望む人の標的であることが多い。典型的には、係る物品は、物品の真正性を検査するための多くの目に見えるセキュリティデバイスを備える。例としては、マイクロテキスト、微細なラインパターン、潜像、ベネチアンブラインドデバイス、レンティキュラーデバイス、モアレ干渉デバイス及びモアレ拡大デバイス等の１種又はそれより多くの以上のパターンに基づく特徴が挙げられ、その各々が安全な視覚的効果を生み出す。他の知られるセキュリティデバイスとしては、ホログラム、透かし模様、エンボス加工、ミシン目、及びカラーシフト又は発光／蛍光インクの使用が挙げられる。係るデバイス全てに関する共通点は、デバイスにより現れる視覚的効果を、写真複写等の利用可能な再生技術により複写することが極めて困難、又は不可能であることである。磁性材料等の目に見えない効果を呈するセキュリティデバイスが用いられる場合もある。

セキュリティデバイスの１つの分類は、異なる観察角度においてデバイスの外観が異なるという光学的に変動する効果を作り出すものである。係るデバイスは、ダイレクトコピー（例えば写真複写）が光学的に変動する効果を作り出さないため、真正のデバイスと容易に区別することができることから、特に有効である。光学的に変動する効果は、ホログラム及び他の回折デバイスを含む種々のメカニズムに基づいて、またモアレ拡大デバイス、インテグラルイメージングデバイス及びいわゆるレンティキュラーデバイスを含む、レンズ等の集束要素を利用するデバイスに基づいて作り出すことができる。

モアレ拡大デバイス（その例はＥＰ‐Ａ‐１６９５１２１、ＷＯ‐Ａ‐９４／２７２５４、ＷＯ‐Ａ‐２０１１／１０７７８２及びＷＯ２０１１／１０７７８３に記載される）は、マイクロ集束要素（レンズ又はミラー等）のアレイ及び対応するマイクロ画像要素のアレイを利用し、マイクロ集束要素とマイクロ画像要素のアレイのピッチ及び／又はその相対的な位置は、マイクロ画像要素の拡大版がモアレ効果により生み出されるように、マイクロ集束要素のアレイと適合しない。各マイクロ画像要素は、最終的に観察される像の完全な縮小版であり、集束要素のアレイは、各下層のマイクロ画像要素の小さい部分を選択して拡大する働きをし、その部分は、全体の拡大画像が可視化されるように、人間の目によって組み合わされる。このメカニズムは、“合成拡大”と呼ばれることがある。

インテグラルイメージングデバイスは、マイクロ画像要素のアレイが、対応するレンズのアレイの下に与えられるという点でモアレ拡大デバイスに類似し、各マイクロ画像要素は、表示される画像の縮小版である。しかし、ここでは、レンズ及びマイクロ画像間の不適合はない。むしろ視覚的効果は同一の物体の（ただし異なる視点からの）ビューである各マイクロ画像の配列により作り出される。デバイスを傾けたときに、異なる像の１つひとつは、３次元の画像の印象が与えられるように、レンズにより拡大される。

他方、レンティキュラーデバイスは、倍率、合成に依存せず、又はその反対である。集束要素のアレイ（典型的には円柱レンズ）は、対応する画像要素のアレイ、すなわち“薄片”の上にあり、その各々は表示される画像の部分のみを示す。２つ又はそれより多くの異なる画像由来の画像薄片は交互に配置され、各観察角度において集束要素を通して観察したときに、選択された画像薄片だけが観察者に向けられる。このように、異なる角度において異なる複合画像を観察することができる。しかし、典型的に拡大は起きず、観察される得られた画像のサイズが、下層の画像薄片が形成されたものと実質的に同じあることは当然のことである。レンティキュラーデバイスの幾つかの例は、ＵＳ‐Ａ‐４８９２３３６、ＷＯ‐Ａ‐２０１１／０５１６６９、ＷＯ‐Ａ‐２０１１／０５１６７０、ＷＯ‐Ａ‐２０１２／０２７７７９及びＵＳ‐Ｂ‐６８５６４６２に記載される。レンティキュラーデバイスは、異なる画像を異なる観察角度において表示できるという利点を有し、モアレ拡大又はインテグラルイメージング技術では不可能なアニメーション及び他の印象的な視覚的効果の可能性を生み出す。

周知のレンティキュラーデバイスのほとんどは、１次元のレンティキュラーデバイス（すなわち、一軸周りでのみ傾けたときに光学的に変動する効果を表示するデバイス）である。しかし、２次元のレンティキュラーデバイスも知られており、インテグラルイメージングデバイスのものと視覚的に比較可能な結果を達成しようとし、互いに織り混ぜられた少なくとも２つの画像由来の選択されたピクセルを含む、画像要素の２次元のアレイを提供することによりそれを行う例が、ＵＳ‐Ａ‐６４８３６４４に開示される。デバイスを傾けたときに、異なる像の１つひとつが表示されるように、フライアイ（半球面）レンズのアレイ等の観察面を通してアレイが観察される。これが、２次元のレンティキュラーデバイスである。

上記のもの等の周知のレンティキュラーデバイス（１次元及び２次元の両方）は、ある観察角度において、観察者に向けられた画像要素アレイの領域が、単一の画像要素に対応しないのではなく、異なる画像に関連する２つ又は場合によってはそれより多くの画像要素間の交差を含む場合があるという問題を抱える。このことは、デバイスが全体的に平らでない場合があるため（これは、観察したときに観察形状に追加的な歪みを生じさせる）、（セキュリティ文書の分野では典型的な場合であるように）デバイスが柔軟な基材上に形成された場合に悪化する可能性がある。これは、２つ又はそれより多くの画像の混合が同時に表示され、典型的には互いに空間的に重なり合うため、視覚的混乱をもたらす。これは、セキュリティデバイスの視覚的影響を減少させる。

本発明によれば、
集束要素のアレイと、集束要素のアレイと重なり合った画像要素のアレイとを含むセキュリティデバイスであって、
各集束要素が、少なくとも第一の方向において光を集束させるように適合しており、集束要素が、少なくとも１次元において規則的なグリッド上に配置されており、
画像要素が、画像要素位置を規定する繰り返しのユニットセルに基づいて配置されており、ユニットセルの周期性は、集束要素のアレイが配置されたグリッドの周期性と実質的に同一であり、ユニットセルが、ユニットセル内に画像要素位置の組を規定しており、ユニットセル内の各画像要素位置が、各々の対応する画像の画像要素を伝えるように割り当てられており、
それによって、デバイスを傾けたときに、異なる各々の画像が、選択された画像要素位置において、組み合わさって連続的に画像要素により表示されるように、集束要素のアレイは、選択された画像要素位置からの光を観察角度に応じて観察者に向け、
１つ又はそれより多くの画像要素位置を含む各ユニットセルの中心領域は、対応する中心画像の１つ又は複数の画像要素を伝えるように割り当てられており、中心領域はユニットセルの各外側の領域より大きく、外側の領域が中心領域の外側に位置しており、かつ、外側の領域が、中心画像が観察者に表示される観察角度の範囲が、各々の他の画像が表示される観察角度の範囲より大きいように、他の個々の画像の１つ又は複数の画像要素を伝えるように、割り当てられている、セキュリティデバイスが提供される。

本発明は、セキュリティデバイスの製造方法であって、方法が、前記集束要素のアレイを提供することと、前記画像要素のアレイを形成することとを含む、セキュリティデバイスの製造方法も提供する。

拡大された領域（中心領域）が中心画像の表示に割り当てられているユニットセルに基づいて画像要素を配置することにより、視覚的混乱は低減し、又は消滅し、またデバイスの全体の視覚的印象は向上する。なぜならば、各他の画像を表示するために与えられたものと比較して、ユニットセルのより大きい割合が、中心画像の表示のために与えられるためである。このような集束要素は、任意の１つの外側の領域からの光の場合より、中心領域内からの光を、より多くの観察位置において観察者に向ける。異なる画像に割り当てられた画像要素位置間の交差は、集束要素の傾斜により観察者に向けられたユニットセル表面の部分が、中心領域の外周に到達する程度にデバイスを傾けるまで起こらない。この結果は、わずかな傾斜角に亘ってくっきりとした強い静止画像を示し、かつさらに傾けることにより、研究の上では光学的に変動する効果を呈するデバイスである。

各個々の画像が連続的に表示される観察角度の範囲は関連がある、すなわち、中心画像が観察者に連続的に表示される観察角度の範囲は、各々の他の画像が連続的に表示される観察角度の範囲より大きいことが理解されるであろう。例えば、１つの例において、中心画像は、垂線に沿って観察したときに観察される場合があり、一軸周りで傾けたときは、各側で最大＋／−５度の角度（すなわち合計１０度）にて観察したときに表示される場合がある。一方で、２つの同一の外側の画像は、−１５度〜−１０度の間、及び＋１０度〜＋１５度の間で見える場合がある。したがって、同一の外側の画像が−１５度及び＋１５度で見える一方で、同一の外側の画像はその間の観察角度全てに亘って連続的に表示されるわけではない。したがって、中心画像が観察者に表示される観察角度の範囲（１０度）は、外側の画像が表示される観察角度の範囲（同時に５度）より大きい。

セキュリティデバイスはレンティキュラーデバイスの例であり、したがって各画像要素は対応する画像の部分（例えば個々のピクセル、又はピクセルの群）であり、（モアレ拡大又はインテグラルイメージング型のデバイスの場合のように）対応する画像の縮小版ではないことを理解されたい。画像要素の各組（１つのユニットセルの中身）は、各画像の１つの部分を与え、かつ、観察角度に応じて、観察者への表示に供する組から画像要素を選択する１つの集束要素に対応する。画像要素は、全て実質的に同一平面にあり、集束要素は、観察角度にのみ依存して、画像要素のいずれかからの光を向かわせることができる。集束要素のアレイに亘る選択された画像要素と、対応するユニットセルとは、組み合わさって、利用可能な画像の１つを全て表示し、選択される画像は観察角度に依存する。集束要素は、好ましくは任意の拡大を実行しない。デバイスにより表示される特定の画像によっては、画像要素アレイのあらゆるセル中の画像要素位置の全てが画像要素を最終的に伝えるとは限らないであろうということも理解されるであろう。対応する画像が要求する場合には、幾つかの画像要素位置は、空白のままであってよい。

種々の方法で、ユニットセル内において中心領域を規定することができる。第一の好ましい実施態様において、中心領域は単一の中心画像要素位置を含み、それはユニットセルにより規定された他の画像要素位置の各々より大きい。したがって、中心画像は、デバイスにより表示される他の画像のいずれよりも、画像要素アレイへの組み入れのためにより大きい部分（画像要素）に分けられることになる。この実施は、中心領域の外側の画像要素位置の幾つか又はその全てのサイズが（従来知られている配列と比較して）減少する場合がある一方で、デバイスにより表示することのできる異なる画像の数が維持されるように、その数を減少させる必要がないため、利点である。この場合において、好ましくは、ユニットセルの各外側の領域（すなわち中心画像以外の各画像に割り当てられた領域）は、中心画像要素位置より小さい単一の画像要素位置を含む。

中心領域の外側のものに対する中心画像要素位置のサイズの任意の増加は、上記のようにデバイスの視覚的印象を向上させるが、有利には、中心画像要素位置は、ユニットセルにより規定された他の画像要素位置の平均サイズより、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％大きい。“サイズ”は、ここでは少なくとも第一の方向に沿った画像要素位置のある面から他の面までの距離を指し、好ましくは第二の直交方向にも沿った距離を指すが、中心画像要素が、面積で他の画像要素より大きいことも好ましい。中心領域の外側の画像要素位置が種々のサイズである場合、中心画像要素位置は、他の画像要素位置の最大の寸法よりもなお、大きい寸法を有するのがよい。上記に示されたような割合が、（中心画像要素位置のサイズを増大させることにより促進される）向上した視覚的安定性と、所望の光学的に変動するレンティキュラー効果に必要な、他の画像を伝えるユニットセルの十分な間隔を維持することとの良好なバランスを与えることが見出されている。

より一般的には、画像要素が細長い細片である１次元のデバイスにおいて、異なるサイズの画像要素位置は、異なる幅の画像細片により表され、それはその場合における第一の方向に沿った寸法である。レンティキュラー効果及び上記の視覚的安定性は、デバイスを第一の方向に傾けたときに観察される。２次元のデバイスにおいて、画像要素は、好ましくは細長くなく、例えば正方形又は矩形であってよい。この場合において、拡大された中心画像要素は、（他の画像要素位置に対して）増大した面間の寸法により少なくとも１つの方向（第一の方向）において統合されるが、両方の傾ける方向において視覚的安定性が達成されるように、好ましくは直交する第二の方向にも統合される。

幾つかの実施態様において、中心画像要素位置の増大したサイズは、それに直接隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）その画像要素位置のみのサイズを減少させることにより調整してよい。したがって、中心画像要素位置の外側で、これに直接隣接する画像要素位置は、好ましくはユニットセルの外周に面して位置する周囲の画像要素位置よりも小さいであろう。このことは、残りの画像要素位置が、その元々のサイズを維持することができるという利点を有する。しかし、この場合において、最小の画像要素位置に割り当てられた画像は、傾斜角の比較的短い範囲で表示されることになる。したがって、中心領域の外側の画像要素位置の全てを、拡大された中心画像要素位置に適合するようにサイズ変更することが好ましい場合があり、この場合において、ユニットセル中の中心画像要素を除いた画像要素の全てが実質的に同じサイズであることができる。

拡大された画像要素位置を与えて中心領域を形成する代わりに、他の好ましい実施態様において、中心領域は、ユニットセルにより規定される画像要素位置の少なくとも２つのサブセットを含み、サブセット中の各画像要素位置は、中心画像の同一の画像要素のコピーを伝えるように割り当てられる。共通の画像（“中心”画像）から同一の画像要素のコピーを伝えるように割り当てられた各セルの中心において、複数の画像要素位置を与えること（“サブセット”を形成すること）により、中心領域は異なる画像要素間の交差を含まない。したがって、サブセットのどの位置もアレイを集束することにより観察者に向かい（観察角度に応じて）、同一の（中心）画像は、干渉なしに表示されることになる。サブセットの外側の画像要素位置が、集束要素により選択されるようにデバイスを傾けたときにだけ、光学的に変動する効果が見られる。この実施は、複数の位置がサブセットに割り当てられることができるように、各ユニットセル内に規定された比較的多数の画像要素位置がある一方、十分な数の画像要素位置が、中心画像と異なる個々の画像の部分を伝えるサブセットの外側にある場合が好ましい場合がある。（“サブセット”は、ユニットセル中の画像要素位置の全てを含まないことが理解されるであろう）。

これは、１次元又は２次元のデバイスに適用することができ、２次元のデバイスの場合において、サブセットは、デバイスを２つの異なる方向に傾けたときに異なる効果が得られる場合に、それでもなお１つの方向のみに沿って広がるように配置することができる。しかし、好ましくは、ユニットセルは、第一の方向及び第二の直交する方向の両方に沿って配置された画像要素位置を含む２次元の画像要素位置の組を規定し、サブセットは、画像要素位置の２次元アレイを含み、例えばサブセットはｍ×ｎの画像要素位置のアレイであってよい（ｍ及びｎは少なくとも２の整数である）。したがって、サブセットは、第一の方向に沿って配置された少なくとも２つの隣接する画像要素位置、及び第二の方向に沿って配置された少なくとも２つの隣接する画像要素位置を含んでよい。このように、視覚的混乱は、両方の直交方向における傾斜角を減少させる。特に好ましい実施において、サブセットは、第二の方向に沿って配置された画像要素位置と実質的に同数の第一の方向に沿って配置された画像要素位置を含み、例えばサブセットはｍ×ｍの画像要素位置のアレイであってよい。これは、両方の軸において実質的に等しい角度により視覚的混乱を減少させることができるため望ましい。好ましくは、本実施態様において、ユニットセル内で規定された画像要素位置の全ては、実質的に同じサイズである。

中心領域の外側において、画像要素位置は多数の異なる配列をとることができる。例えば、各画像要素位置を、異なる画像に割り当ててよく、又は複数の画像要素位置の群を、各々異なる画像に割り当てることができる。したがって、好ましくは、ユニットセルの各外側の領域は、単一の画像要素位置、又はサブセットの部分を形成する画像要素位置より少ない画像要素位置の群のいずれかを含む。後者の場合において、１つの群内の各画像要素位置は、典型的には対応する画像から同一の画像要素の複製を伝える。

しかし、それは形成され、中心領域は、ユニットセルの中心を含むように配置される（例えば、正方形／矩形ユニットセルの対角線の交差部分、又は六角形のユニットセルの対向する角を結ぶ２本の線の交差部分）。これは、デバイスを軸上及び／又は軸上付近で観察したときに中心画像が表示されるように、各集束要素の中心付近の中心画像の１つ又は複数の画像要素を配置するためである。好ましくは、サブセットはユニットセルの中心に位置する。すなわち、サブセットの幾何学的中心はユニットセルの中心と一致する。

中心領域が、単一の拡大された画像要素位置を含んでいても、（複数の）画像要素位置のサブセットを含んでいても、中心領域は、上記に与えられたものと同様の理由で、ユニットセルの外側の領域の平均サイズより少なくとも１０％より大きく、好ましくは少なくとも２５％大きいことが好ましい。上述のように、ここでは“サイズ”は、少なくとも第一の方向に沿った中心領域の１つの面から他の面までの距離を指す。外側の領域が種々のサイズである場合、中心領域はこの意味において、外側の領域の最大のものよりもなお大きいのがよい。２次元のデバイスにおいて、中心領域は、好ましくは第一及び第二の直交方向両方における外側の領域のいずれよりも大きい面間寸法を有する。

好ましくは、ユニットセルの中心領域に対応する画像、及び各外側の領域に対応する画像は、互いに全て異なる画像である。または、幾つかの画像は同一であってよいが、好ましくは、画像要素アレイの２つ又はそれより多くの隣接する（中心及び／又は外側の）領域を、同一の画像を呈するように割り当てない。なぜなら、これは各々の領域のサイズを有効に増大させ、中心画像に割り当てられたものより大きい連続的な外側の領域を生じさせてしまう可能性があるからである。このことは、隣接する領域が、１つのユニットセル内にあっても、隣接するユニットセル中にあっても当てはまる。

所望の視覚的効果に応じて、画像要素のアレイに対して集束要素のアレイを位置合わせすることは必須ではない：効果の制御は少ないものの、アレイ間の周期性の一致のために、光学的に変動する効果を位置合わせなしで達成することができる。したがって、好ましい実施態様において、集束要素のアレイ及び画像要素のアレイは互いに位置合わせされ、好ましくは、中心領域が、対応する集束要素の中心と揃うように位置合わせされることにより、セキュリティデバイスの平面に対する垂線に沿ってセキュリティデバイスを観察したとき、中心画像が表示される。２つのアレイを位置合わせすること、例えば、どの傾斜角においてどの画像が観察されるのかを特定することによって、光学的に変動する効果を制御することができる。上記のユニットセルの構成との組み合わせにおいて、これは特に強い効果を作り出す。なぜなら、望むように位置合わせされた場合、デバイスの垂線、及び垂線近傍の観察角度に沿って観察されたとき、また垂線付近の角度を観察したときに、“中心”画像が見えるからである。典型的には、文書はこの視点（少なくとも初めは）から試験されることになるため、これは、この初期の容易に特定できる位置において、デバイスが強い画像を表すことを確実にする。さらに、仕様を満たす偽造版の製造の難易度が増大するため、位置合わせの要求はデバイスのセキュリティレベルを増大させる。

有利には、集束要素のアレイ及び画像要素のアレイは、少なくとも第一の方向に沿って、垂線と閾値角度との間の全ての角度においてセキュリティデバイスを観察したときに、中心画像が表示されるように構成されており、閾値角度は垂線から２〜１０度、好ましくは垂線から２．５〜５度である。所定の閾値の角度を超えると、中心画像は表示されず、中心領域の外側の領域に割り当てられた画像に置き換わる。好ましくは、デバイスにより表示された画像の全範囲を、垂線から最大約＋／−１５度の傾斜角内で観察することができる。各画像が表示される観察角度は、例えばテーブル上にデバイスを載せること、及びカメラを配置してデバイスにより表示される画像を観察することにより測定することができる。テーブルとカメラとの間の相対角度が測定され、その相対角度は、テーブルを傾けること、又は適したアーム上でカメラを回転させることのいずれかによって変えることができる。したがって、任意の１つの画像の観察範囲を測定するために、カメラを所望の画像のビューを捕らえるように配置し、その画像がカメラにより観察されなくなるまでテーブル又はカメラを傾けた。テーブルに対してカメラが通過した角度を測定して記録する。

中心領域は、ユニットセル中の画像要素位置の全てを含まないため、ユニットセルが、中心画像と異なる各々の画像の部分を伝えるように割り当てられた中心領域の外側の領域も含むということが理解されるであろう。既に説明したように、これらの“外側の領域”は、単一の画像要素位置又は係る位置の群を各々含んでよい。好ましくは、ユニットセルは、集束要素が少なくとも第一の方向において光を集束させることができるため、少なくとも第一の方向に沿った外側の領域を含む。最も簡易な場合において、単一の外側の領域を、中心領域の外側の各側に与えることができるが、好ましくは、デバイスを傾けたときに、幾つかの異なる画像の表示を与えることができるように、第一の方向に沿って、中心領域の各側に、少なくとも２つの外側領域を与える。特に好ましい場合において、同数の外側領域が、第一の方向に沿って、中心領域の各側に与えられる。これによって、デバイスを第一の方向に沿って傾けるどの場合においても、同数の異なる画像が表示されるようになる。これは、視覚的効果がアニメーション又は３次元の効果である場合に、特に利点である可能性がある。なぜなら、傾斜角に伴う（視覚的）変化の見かけの割合を、各側で均一に保持することができるからである。

上記のように、ここで開示される画像要素の構成は、１次元及び２次元のデバイスの両方に適用することができる。したがって、幾つかの好ましい実施態様において、集束要素は、第一の方向にのみ光を集束させ、好ましくは、集束要素は半円柱レンズ又はミラーである。これは、１次元のレンティキュラーデバイスをもたらす。

他の好ましい例において、集束要素を、少なくとも第一の方向及び直交する第二の方向において光を集束させるように各々適合させ（例えば球面レンズ‐他の例は以下で議論する）、かつ、規則的な２次元のグリッド上に配置する。係る２次元の集束要素は、１次元の集束要素と共に使用されるものと同一の型の画像要素アレイ、例えば、ユニットセル内で第一の方向のみに沿って配置された画像要素位置と共に使用することができ、この場合において、最終結果は、同様に１次元のレンティキュラーデバイスである。しかし、この場合において、好ましくは、ユニットセルは、第一及び第二の方向両方に沿って位置が配置されている画像要素位置の２次元の組を規定する。このようにして、２次元の光学的に変動する効果を達成することができる。

２次元のデバイスにおいて、中心領域は、全ての方向ではないという条件で、１つ又はそれより多くの方向でユニットセルの端部まで広がることができる。しかし、好ましい実施態様において、ユニットセルは少なくとも第一の方向及び第二の方向、好ましくは全ての方向に沿って、中心領域の外側に外側の領域を含む。このことは、デバイスを第一及び第二の方向に、好ましくは全ての方向に傾けたときに、光学的に変動する効果を生み出すために望ましい。有利には、少なくとも２つの外側の領域は、第一及び第二の方向、好ましくは全ての方向に沿って、中心領域の各側に与えられる。好ましくは、ユニットセルは、少なくとも第一及び第二の方向、好ましくは全ての方向に沿って、中心領域の外側に同数の外側の領域を含む。１次元のデバイスの場合のように、これらの選択によって、幾つかの異なる画像が、各方向で傾きに応じて表示され、好ましくは各々の場合において同数の異なる画像が表示されるようになる。

画像要素アレイの特定の配置は、少なくとも部分的に集束要素アレイの配置に依存することになるが、好ましくは、各ユニットセルは、実質的に集束要素の１つのフットプリントに対応する（サイズ及び／又は形状の観点で）。当然のことながら、集束要素のフットプリントは、主に要素のフォーカス面の形状によって必ずしも決定されない。例えば、球面又は非球面のレンズは、円形のフットプリントを有する必要はないが、矩形又は正方形であることができる（例を以下に示す）。

各セル中の画像要素位置の数及び配列（有利には、１次元のデバイスに関して少なくとも３つ、２次元デバイスに関して少なくとも５つ）は、現れることが望まれる異なる画像の数を含む因子と、デバイスが１次元で動作するか、又は２次元で動作するかいうことに依存する。しかし、好ましくは画像要素位置の奇数の整数が、各ユニットセル内で規定される。この場合において、ユニットセルの中心点は、典型的には交差部分ではなく１つの画像要素位置内に収まる。したがって、各セルは例えば５、７、９、１１、１３・・・の異なる画像要素位置を規定することができる。理論上は、含まれることのできる画像要素位置の数に上限はないが、実際は、画像要素位置の数が増加するにつれて、画像の解像度は低下する。なぜなら、各々の画像の表示に利用できるユニットセル領域の（したがって全体としてデバイスの）絶対的な割合が減少するからである。また、実際の実施において、１つのユニットセル中で形成することのできる画像要素位置の数は、画像要素を形成することのできる解像度により制限される。

例えば、最小の印刷寸法が１５ミクロンである１次元のデバイスの画像要素を形成するために、インクベースの印刷法を用いる場合、４５ミクロン幅のユニットセルに関して、最大で３つの画像細片をセルの幅に亘って与えることができる。ユニットセルが６０×６０ミクロンである類似の２次元デバイスにおいては、最大で１６（＝４×４）個の画像要素位置を含めることができる。しかし、（例えば、印刷により画像要素を形成するのではなく、レリーフ構造の使用により）最小の印刷寸法を約１ミクロンのレベルに下げることができることを考慮すると、画像要素の数は、所望の視覚的効果、及び印刷ツールの始まりの間に使うことのできる画像データファイルのサイズにより、制約される可能性がより高いであろう。多数のマトリックス位置を要求するデザイン効果の型としては、アニメーション効果、及び特に連続的かつ水平の視差効果が挙げられる。しかし、そのような場合でさえ、概して、観察者はより小さい角度増分を解像することができないため、傾斜角度当たり１つより多くの画像要素位置を有することの十分な利益はない。実際は、デバイスが、典型的には各直交軸において約３０〜３５度の範囲の観察角度に亘って観察されるため、各ユニットセル中の画像要素位置の数の実際の上限は、約３０×３０（すなわち９００）であり、これにより滑らかな視差効果又はアニメーション効果を達成することができる。しかしこれは、３０ミクロン寸法の集束要素及びユニットセルに関して、寸法が１ミクロンであるデータ要素を形成する能力を要求するであろう。

しかし、実際には、２〜３度の角度幅でさえ、ざらざらしない外観のために十分小さい場合があり、したがって、データ要素を約３ミクロン寸法で形成することができるという条件で、ユニットセル当たり９×９又は１１×１１の画像要素のアレイは、良好な外観を与える。さらなる因子は、焦点（すなわち、各集束要素により観察者に向けられた画像要素アレイの部分）が、実際に典型的には、３０ミクロンのレンズのベース寸法に関して１．５〜２ミクロン以上の有効幅又は直径を有するため、２ミクロン未満の寸法を有する画像要素が分解可能でないことである。したがって、３０ミクロンの集束要素に関して、ユニットセル当たりの好ましい画像要素の最大数は、約１５、１１又は９（１次元のデバイスに関して）及び２２５（＝１５×１５）、１２１（１１×１１）又は８１（９×９）（２次元のデバイスに関して）である。

中心領域は、ユニットセルのものと同様の形状を有してよく、又は有しなくてよい。２次元のデバイスにおいて、好ましくは、中心領域は細長いのではなく、例えば実質的に正方形、矩形、円形又は六角形であってよい。このようにして、２次元のデバイスにおいて、サブセットの効果は実質的に対称であることになる。

上記のように、デバイスに亘る画像要素位置の幾つかは、画像に応じて空のままでよく、それは画像に寄与する。実際に、画像の１つ又はそれより多くは、少なくともデバイスの領域において空白であってよい。特に好ましい実施態様において、少なくとも外側の領域に対応する各々の画像が印を含むデバイスの領域に亘って、中心画像が空白であることにより、中心領域により伝えられる画像要素は、デバイスの領域に亘る各ユニットセルにおいて空である。観察者に対して、これはわずかな傾斜角において、デバイスの空白領域として見えることになり（中心領域を示した中心画像が表示されたとき）、それはデバイスをさらに傾けたときに、印により置き換えられる。デバイスを、ある端部から別の端部にその中心を通って傾けた場合、第一の画像により表示される印から第二の画像により表示される別の印に直接的に推移するのではなく、デバイスは、表示される印の間で空白になるように見える（そこでは中心画像が表示される）。これは、同じ領域に位置するが、重なっては見えない、第一及び第二の画像を視覚的に分離する。むしろ、ある画像は他の画像と明確に置き換わるであろう。

中心画像が空白のない色である場合、類似の効果を達成することができる（“色”は、白色、灰色及び黒色等の無彩色のトーン、並びに赤色、緑色等のヒューを含む）。したがって、別の好ましい例において、少なくとも外側の領域に対応する個々の画像が印を含むデバイスの領域に亘って、中心画像が空白のない色であることにより、中心領域により伝えられる画像要素は、デバイスの領域に亘る各ユニットセル中の同一の空白のない色である。色は、背景材料、例えばデバイスが提供される、価値の文書の基材に合わせて選択することができ、この場合において、デバイスの存在は、中心画像が表示されたときに隠される場合がある。

中心画像は、任意の他の形態、例えば３次元物体のビュー、アニメーションシーケンスにおけるステップ、又は文字、数、記号又は他の印をとることもできる。

各ユニットセル内に規定された画像要素位置は、互いに離間することができるが、好ましい実施態様において、画像要素位置は互いに接し（ａｂｕｔ）、かつ実質的にユニットセルを充填する。また、画像の解像度及び強度が高く維持されるため、これは強い視覚的影響に寄与する。

全ての実施態様において、画像は任意の所望の形態を各々とることができる（上述のように空白のない色／空白を含む）が、好ましい例において、画像の少なくとも幾つか（例えば、中心画像又は外側の領域に対応する画像のいずれか）は、文字、数、記号、キャラクター、ロゴ、肖像、又は図形の１つを含む。種々の画像は、好ましくは互いに異なるが、その１つ又はそれより多く（全てではない）は、上述の更なる考察が考慮される場合に同一であることができる。各画像要素は、対応する画像の部分、例えばピクセルである。画像は、例えば文字又は数、例えば“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、“Ｄ”及び“Ｅ”のシーケンス、又はアニメーションフレームのシーケンス、又は３次元の物体又はシーンの異なるビューを含むことができる。幾つかの好ましい例において、画像の全ては、全ての観察角度においてセキュリティデバイスにより表示される共通の画像成分（すなわち“キーライン”）を含む。デバイスを傾けたときに連続的に見える、そのような成分の存在は、互いに異なる角度においてデバイスの外観を比較することと、それによる視覚的効果の変化を評価することにおいて、観察者を助ける。１つの特に効果的な実施において、共通の画像成分は、領域を取り囲む輪郭であり、その領域の中身は異なる画像間で変化する（例えば色に関して）。したがって、キーラインはフレーミング要素として働くことができる。または、キーラインを、画像の内側部分の周囲の境界、又は画像のセクションとして形成することができる。

２次元のデバイスにおいて、集束要素及び画像要素は、種々の方法で配置することができる。好ましい例において、集束要素が配置されるグリッドは直交グリッドであり、ユニットセルは正方形又は矩形である。他の好ましい実施において、集束要素が配置されるグリッドは、六角グリッドであり（例えば最密の）、ユニットセルは六角形、好ましくは正六角形である。視覚的変化の割合が、デバイスを直交方向に傾けたときに実質的に等しいためには、等しい面長さを有するユニットセルが好ましい。

好ましい例において、集束要素はレンズ又はミラーであり、２次元のデバイスにおいて、有利には、球面又は非球面のフォーカス面を有する。集束要素は、（典型的には全て同一平面に存在する）アレイ中の画像要素のいずれかからの光を、観察角度に応じて観察者に対して向けることができるはずである。焦点能力は、例えばデバイスを１つの方向に傾けたときに、画像が焦点から出るように見える効果を得るために、異なる方向において異なることができるが、好ましくは、各集束要素は、少なくとも２つの直交方向の各々において実質的に等しい焦点能力を有する。特に好ましい実施態様において、集束要素は、球面レンズ及び幾つかの非球面レンズにおける場合のように、全ての方向において実質的に等しい焦点能力を有する（すなわち、各々が無限の回転対称性を有する）。好ましくは、焦点距離は、各方向に沿った全ての観察角度、最も好ましくは全ての方向において実質的に同一である（例えば、＋／−１０ミクロン以内、より好ましくは＋／−５ミクロン以内）。

集束要素アレイの周期性、したがって個々の集束要素の最大のベース寸法（フットプリント）は、デバイスの厚みと関係があり、好ましくは５〜２００ミクロンの範囲、好ましくは１０〜７０ミクロン、最も好ましくは２０〜４０ミクロンである。これは、２つの寸法の両方に適用される。集束要素のｆ値は、好ましくは０．２５〜１６の範囲、より好ましくは０．５〜１０の範囲である。典型的には、ｆ値は０．７〜８、特に１〜４の範囲である。ｆ値はｆ／Ｄに等しい（ｆは焦点距離、Ｄは集束要素のベース直径である）。ｆがｒ／（ｎ−１）（ｎは屈折率（＝約１．４５〜１．５）であり、ｒは半径である）と近似されるため、ｆ値は２ｒと近似される。平凸又は凹レンズに関して、ｆ値は１．０未満であることができない（Ｄの最大値が２ｒであるため）。集束要素は、種々の方法で形成することができるが、好ましくは熱的エンボス加工又は注型硬化レプリケーションのプロセスを介して作製される。または、ＵＳ‐Ｂ‐６８５６４６２に記載のように、印刷された集束要素を用いることができる。集束要素がミラーである場合、反射層を、フォーカス面に適用してもよい。

幾つかの好ましい実施態様において、画像要素はインクにより規定される。画像要素を形成する好ましい印刷技術は、ＷＯ‐Ａ‐２００８／０００３５０、ＷＯ‐Ａ‐２０１１／１０２８００、及びＥＰ‐Ａ‐２４６０６６７に開示のものを含む。したがって、画像要素は、基材上に単に印刷することができるが、レリーフ構造により画像要素を規定することも可能である。これは、デバイスをより薄く構成することを可能にし、このことは、セキュリティ文書と共に用いるときに特に利点である。好適なレリーフ構造は、基材中又は基材上にエンボス加工又は注型硬化することにより形成することができる。言及した２つのプロセスのうち、注型硬化により複製の忠実度がより高くなる。

以下でより詳細に議論されるように、種々のレリーフ構造を用いることができる。しかし、画像要素は、回折格子の構造として画像をエンボス加工／注型硬化することにより作製することができる。画像の異なる部分は、異なる回折色を含む領域を与える、格子（ｇrating)の異なるピッチ又は配向の使用により区別することができる。代替の（及び／又はさらに差異を生じさせる）画像構造は、モスアイ（例えばＷＯ‐Ａ‐２００５／１０６６０１を参照）等の反射防止構造、ゼロ次元回折構造、Ａｚｔｅｃ構造（例えばＷＯ‐Ａ‐２００５／１１５１１９を参照）として知られる段状表面のレリーフ光学構造、又は単純な散乱構造である。ほとんどの用途の場合、輝度とコントラストを高めるために、これらの構造を部分的に又は完全に金属化することができる。典型的には、各画像要素位置の幅は、５０ミクロン未満、好ましくは４０ミクロン未満、より好ましくは２０ミクロン未満、最も好ましくは５〜１０ミクロンであってよい。

好ましくは、画像要素のアレイは、集束要素の焦点面におおよそ位置する。本発明に係るセキュリティデバイスの典型的な厚みは、５〜２００ミクロン、より好ましくは１０〜７０ミクロンであり、レンズの高さは１〜７０ミクロン、より好ましくは５〜２５ミクロンである。例えば、厚みが５０〜２００ミクロンのデバイスは、運転免許証及び身分証明書の他の形態等のカードにおけるオーバーラミネート等の構造、並びに高度のセキュリティラベル等の他の構造での使用に好適である場合がある。好適な最大の画像要素幅（デバイスの厚みに関連する）は、したがって各々２５〜５０ミクロンである。厚みが６５〜７５ミクロンのデバイスは、例えばポリマー紙幣の窓化及び半窓化領域に亘って位置するデバイスに好適である場合がある。対応する最大の画像要素幅は、したがって各々約３０〜３７ミクロンである。最大厚みが３５ミクロンであるデバイスは、細片、パッチ、又はセキュリティスレッドの形態の紙幣等の文書への応用に好適である場合があり、またレンズ及び画像要素の両方が、文書基材の同一面上に位置するポリマー紙幣に適用されるデバイスにも好適である場合がある。

レリーフ構造として画像要素が形成される場合、レリーフ深さは、レリーフの形成に用いられる方法に依存する。レリーフが回折格子により与えられる場合、その深さは典型的には０．０５〜１μｍであり、よりざらざらした非回折レリーフ構造が用いられる場合、レリーフ深さは好ましくは０．５〜１０μｍ、さらにより好ましくは１〜５μｍである。

好ましくは、セキュリティデバイスは、セキュリティスレッド、細片、フォイル、インサート、ラベル又はパッチとして形成される。窓化されたスレッドとして、又は文書中の開口部をカバーする細片として含める周知の技術を用いて、係るデバイスを価値の文書等の物品に適用し、又は組み入れることができる。好ましくは、物品は紙幣、小切手、パスポート、身分証明書、保証書、収入印紙及び価値又は個人情報の保護に関する他の文書から選択される。

または、係る物品は、上記の分類の一体的に形成されたセキュリティデバイスを備えることができる。したがって、好ましい実施態様において、物品は、集束要素と画像要素が各々与えられる対向する面に、透明部分を備える基材を含む。

既に記載したように、本発明は、さらに上記に示したようにセキュリティデバイスの製造方法を提供する。好ましくは、方法は、集束要素のアレイと画像要素のアレイを互いに位置合わせして重ね合わせることを含み、好ましくは、上述の更なる利点を与えるために、各ユニットセル中の中心領域が、対応する集束要素の中心と揃うことにより、セキュリティデバイスの平面に対する垂線に沿ってセキュリティデバイスを観察したときに、中心画像が表示されるように重ね合わせることを含む。

セキュリティデバイスの例は、ここで記載され、添付の図面に関して比較例と対比される。

図１は、セキュリティデバイスの比較例の斜視図である。 図２は、図１に示されるセキュリティデバイスの部分を通る断面図である。 図３は、本発明の第一の実施態様によるセキュリティデバイスの平面図である。 図４及び図５は、種々の観察角度において図３のセキュリティデバイスにより表示される場合がある画像の例を示す。 図４及び図５は、種々の観察角度において図３のセキュリティデバイスにより表示される場合がある画像の例を示す。 図６は、本発明の第二の実施態様によるセキュリティデバイスの斜視図である。 図７ａ及び７ｂは、図６において各々Ｘ軸及びＹ軸に沿って示されるデバイスの部分を通る断面図である。 図８は、本発明の第二の実施態様によるセキュリティデバイスにおける集束要素及び画像要素の配列を概略的に示す。 図９は、種々の観察角度において図８のセキュリティデバイスにより示される場合がある画像の例を示す。 図１０及び図１１は、本発明の実施態様による画像要素アレイが基礎とする場合のある２つの更なる例示的なユニットセルを示す。 図１０及び図１１は、本発明の実施態様による画像要素アレイが基礎とする場合のある２つの更なる例示的なユニットセルを示す。 図１２は、本発明の第三の実施態様によるセキュリティデバイスの平面図である。 図１３及び１４は、種々の観察角度において図１２のセキュリティデバイスにより表示される場合のある画像の例を示す。 図１３及び１４は、種々の観察角度において図１２のセキュリティデバイスにより表示される場合のある画像の例を示す。 図１５は、本発明の第四の実施態様によるセキュリティデバイスにおける集束要素及び画像要素の配列を概略的に示す。 図１６は、種々の観察角度において図１５のセキュリティデバイスにより表示される場合のある画像の例を示す。 図１７ａ、１７ｂ及び１７ｃは、（ａ）本発明の第四の実施態様に係るセキュリティデバイスにより表示される画像の例、（ｂ）ユニットセル領域に分けられた画像の拡大された部分、及び（ｃ）本発明の第四の実施態様の例による画像要素アレイに組み入れられたような画像のさらに拡大された部分を示す。 図１８、１９及び２０は、本発明の実施態様による画像要素アレイが基礎とする場合のある３つの更なる例示的なユニットセルを示す。 図１８、１９及び２０は、本発明の実施態様による画像要素アレイが基礎とする場合のある３つの更なる例示的なユニットセルを示す。 図１８、１９及び２０は、本発明の実施態様による画像要素アレイが基礎とする場合のある３つの更なる例示的なユニットセルを示す。 図２１は、例示的なセキュリティデバイス及び異なる観察角度における５つの観察者の位置を示す。 図２２、２３及び２４は、各々本発明の３つの異なる実施態様において図２１で示される５人の観察者により観察することのできる５人の画像の組の３つの例を示す。 図２２、２３及び２４は、各々本発明の３つの異なる実施態様において、図２１で示される５人の観察者により観察される場合のある５つの画像の組の３つの例を示す。 図２２、２３及び２４は、各々本発明の３つの異なる実施態様において、図２１で示される５人の観察者により観察される場合のある５つの画像の組の３つの例を示す。 図２５ａ及び２５ｂは、本発明の実施態様において好適に用いられる例示的な集束要素を概略的に示す。 図２６は、本発明のさらなる実施態様による集束要素のアレイ、及び画像要素アレイの部分を形成する、対応するユニットセルのアレイを示す。 図２７は、本発明のさらなる実施態様による画像要素アレイを概略的に示す。 図２８は、本発明のさらなる実施態様によるセキュリティデバイス、及び図２１に示される５人の観察者の視点からのその外観を示す。 図２９ａ〜２９ｉは、本発明による画像要素を規定するために用いてよいレリーフ構造の種々の例を示す。 図３０、３１及び３２は、本発明の実施態様によるセキュリティデバイスを伝える３つの例示的な物品を（ａ）平面図、及び（ｂ）断面図で示す。 図３０、３１及び３２は、本発明の実施態様による３つの例示的なセキュリティデバイスを伝える物品を（ａ）平面図、及び（ｂ）断面図で示す。 図３０、３１及び３２は、本発明の実施態様による３つの例示的なセキュリティデバイスを伝える物品を（ａ）平面図、及び（ｂ）断面図で示す。 図３３は、本発明によるセキュリティデバイスを伝える物品のさらなる実施態様を（ａ）前面図、（ｂ）背面図、及び（ｃ）断面図で示す。

ある種の動作原理を示すために、レンティキュラーデバイスの比較例が、図１及び２に示される。図１は、遠近法でデバイスを示し、円柱レンズ４のアレイが、透明基材２上に配置されていることがわかる。画像要素のアレイすなわち“細片”６は、円柱レンズの下の（かつこれと重なり合う）基材２の反対側の面上に与えられ、図２の断面図に最もよく示されるように、画像細片の各々は、Ａ〜Ｇでラベルされた幾つかの画像の１つの部分に対応する。画像細片の全ては、実質的に同一平面にある。レンティキュラーアレイの各レンズ４の下方において、領域Ａ〜Ｇの各々から１つの画像薄片が与えられ、画像要素の組７を形成する。第一のレンズの下方において、組中の細片は、各々の画像Ａ〜Ｇの第一のセグメントに各々対応し、次のレンズの下方において、次の組中の細片は、各々の画像Ａ〜Ｇの第二のセグメントに各々対応し、以下同様である。各レンズ４は、１つの観察位置から各レンズ２を通して理想的には１つの細片だけを観察することができるように、画像細片６の面内で実質的に焦点を合わせるように配置される。したがって、いかなる観察角度でも、画像（Ａ、Ｂ、Ｃ等）のうちの１つに対応する細片だけが、レンズを通して見えることとなる。例えば、図２に示されるように、デバイスを直線上（すなわちＺ軸に平行）で観察したとき、画像Ｄの各細片は、画像Ｄの複合画像が表示されるように見える（観察者Ｏ₁）。第一の方向において、Ｙ軸周りでデバイスを傾けたときには、画像Ｅからの画像細片だけが見え（観察者Ｏ₂）、反対方向に傾けたときには、画像Ｃからの画像細片だけが見える（観察者Ｏ₃）。レンズは、画像細片の各々からの光を、観察角度に応じて観察者に向けることができる。

細片は画像の薄片として配置され、すなわち、細片Ａは全て１つの画像からの薄片であり、細片Ｂ、Ｃ等に関して同様である。結果として、デバイスを傾けたときに、一連の異なる画像が見えることになる。画像は関連付けられる場合もあり、関連付けられない場合もある。最も単純なデバイスは、デバイスを傾けたときに、互いの間で反転する２つの画像を有する。または、画像は、細片間で横方向にずらされた一連の画像であることができ、画像が動くように見えるようなレンティキュラーアニメーション効果を生じさせる。同様に、画像から画像への変化により、より複雑なアニメーション（例えば、画像の部分が準連続的に形態において変化する）、モーフィング（１つの画像がわずかなステップで別の画像に変形する）、又はズーミング（画像が次第に大きくなるか又は小さくなる）を生じさせることができる。

実際上は、図１及び２に示されるようなデバイスは、概して１つの画像から他の画像への表示の推移は期待されるほどには明確でない。なぜなら、ある観察角度において、各レンズによって、画像要素アレイの部分は、画像細片のただ１つのものに対応しないが、２つの細片間の交差線を含む場合があり、この場合において、観察者が２つの対応する画像の混合を見ることになり、その結果視覚的混乱とデバイスの有効性の減少をもたらすからである。これは、デバイスが観察されるときに全体に平らでない場合があり、このことが見える形状にさらなる歪みを生じさせるため、デバイスが柔軟な基材上に形成される場合（セキュリティ文書の分野において典型的な場合である）に悪化する。

図３は、本発明によるセキュリティデバイス１０の第一の実施態様を平面図で示す。デバイスの物理的構成は、図１及び２に示されるものと同じであり、透明層上に配置され、かつ画像要素アレイ１６と重なり合った円柱レンズ１４のアレイを備える。アレイ１６を構成する画像要素の全ては、実質的に同一面内にある。各レンズ１４のフットプリントは太線により示され、対応する、画像要素１８の組１７は、各レンズ１４にあてがわれることがわかる。画像要素の組１７は、デバイスに亘って繰り返されるユニットセルの構成に従って配置される。したがって本例において、各ユニットセル１７は、７つの画像要素１８の位置を規定する（ただし、任意の数の画像要素を含むことができる）。比較例のように、ここでは各画像要素１８は、対応する画像の部分を表す細長い画像細片である。したがって例えば、各ユニットセル１７における一番左の画像要素位置は、本実施態様において画像“Ａ”の細片を伝え、各ユニットセル１７における一番右の画像要素位置は、異なる画像“Ｆ”の薄片を伝える。

比較例とは異なり、ユニットセル１７内で、画像要素位置１８は全てが等しいサイズではない。ここでは画像要素位置１９に対応する中心領域は、中心画像“Ｘ”の画像要素を伝えるように割り当てられ、これは、ここでは他の個々の画像要素１８に対応する他の画像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦを伝えるように割り当てられた領域のいずれよりも大きい。この例において、中心画像要素１９の拡大されたサイズは、各側の隣接する画像要素“Ｃ”と“Ｄ”のサイズの対応する減少（従来の配列と比較して）により調整される。例えば、中心画像要素位置１９は、隣接する要素の各々に前もって割り当てられた空間の半分をさらに占める場合があり、中心画像要素１９が、要素“Ａ”、“Ｂ”、“Ｅ”及び“Ｆ”の各々の約２倍の幅であり、要素“Ｃ”及び“Ｄ”の各々の幅の約４倍であるという結果を伴う。

他の画像の各々に対応する割合より大きいように、中心画像Ｘに寄与するユニットセル１７の割合を調整することにより、中心画像は他の画像の各々より大きな連続的な観察角度に亘って表示されることになるため、デバイスにより示される視覚的混乱が低減する。レンズ１４により観察者に向けられる中心画像要素位置１９内の画像要素アレイ１６のどの部分であっても、同一の画像“Ｘ”が表示される。すなわち、デバイスの柔軟性により、見える形状に関する歪みが生じていたある程度小さな傾斜角において、デバイスは、他の画像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ又はＦのいずれからも干渉されることなく、くっきりとした単一の画像（画像Ｘ）を連続的に表示することになる。故意にデバイスをより大きい傾斜角に傾けた場合にのみ、外側にある画像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦへの推移が表示される。この結果は、傾斜に応じた所望の光学的に変動する効果を維持したまま、強い視覚的影響を有するデバイスである。

図３に示される配列では、他の外側の画像要素より、画像要素“Ｃ”と“Ｄ”が小さいため、各々の画像“Ｃ”と“Ｄ”は、相応にわずかな観察角度の範囲に亘って表示される。好ましい場合は、中心画像要素位置１９の外側の画像要素位置１８は、これを避けるために、代替的に全てが等しいサイズであることができる。

中心画像要素１９は、ユニットセル１７の中心を含むように位置し、より好ましくは、図３に示されるようにユニットセル１７の中心点に位置する。これは、初期観察位置であるため、デバイスの垂線（すなわちＺ軸）に沿うか、又は垂線に近い観察角度において、中心領域１９により表示される画像を見えるようにするのに望ましい。最も好ましくは、デバイスを軸上で観察したときに、中心領域１９により表示される画像が見えることを確実にするために、各集束要素の中心が各ユニットセルの中心と実質的に一致するように、集束要素（レンズ１４）のアレイが画像要素１６のアレイと位置合わせされるが、これは必須ではない。したがって、中心領域１９により表示される画像は、便宜上“中心”画像と呼ばれる。

ユニットセル１７の異なる領域により表示される画像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＸは、各画像要素が次のものから明確に区切られるように、全てが好ましくは互いに異なる。これは必須ではないが、２つ又はそれより多くの隣接する画像要素１８が、同一の画像に割り当てられている場合には、事実上、それらは組み合わさって、全体と考えるべき、従って中心領域１９より小さいことがよい、単一のより大きい要素を形成する。これは、２つ又はそれより多くの隣接する画像要素が、同じユニットセル１７中に含まれていても、隣接するユニットセル中に含まれていても当てはまる。例えば、画像Ａ及びＦが互いに同一である場合、それは各ユニットセルとその隣との間の境界にて互いに隣にあるため、画像ＡとＦに割り当てられた要素１８の合計の幅を考えるべきである。さらに、例えば画像ＣとＤが同一である場合、その画像に割り当てられた画像要素１８は互いに隣接しないため、その２つは組み合わさってより大きな有効な要素を形成せず、各々は独立であると考えるべきである。画像Ｃ／Ｄは、要素Ｘが間にあるため、要素Ｃ、次いで要素Ｄが観察者に向けられる観察角度の全範囲に沿って、連続的に表れることはない。

図４及び５は、異なる観察角度における図３デバイスにより表示される場合のある画像の例示的な組を示す。線−ｘから＋ｘは、デバイスをｘ軸において傾けたときの（すなわちｙ軸周りで）観察角度を表す。破線は、ある画像から次の画像に切り替わることが把握される観察角度を示す。これらの例の両方において、デバイスにより表示される７つの画像の全ては、互いに異なる。

図４の例において、中心領域１９により表示される中心画像２０は、空白のない色（例えば、黒色、白色、灰色、赤色、青色、銀色等）であり、又は類似して全体に亘って空白である。各々の場合において、各ユニットセル１７中の中心画像要素１９は、デバイス１０に亘って同一であり、空白のない色又は空のままである薄片を各々表示する。したがって、デバイスを軸上で観察したとき、デバイス１０は空白のない色の領域として見えたり見えない場合があることになる。デバイスをＸ軸方向において（Ｙ軸周りで）＋／−Ｘ₁度以下のわずかな傾斜角で傾けたときにデバイスにより表示される画像は、観察者に向けられる各ユニットセル１７内の画像要素アレイ１６の部分が、中心画像要素１９内に留まるため、変化しない。したがって、デバイスの意図しない動き又は柔軟性により生じる場合のある、軸上の観察位置からのわずかな逸脱に関して、デバイスの表示は変化しないままであり、かつ、干渉のない中心画像の強く、くっきりとした表示を表す。Ｘ方向に傾け続けると、観察者に向けられる画像要素アレイ１６の部分は、最終的に中心画像要素１９の外周に到達し、その箇所では、デバイスディスプレイが画像２４（ここでは文字“Ｄ”を表す）、次いで画像２５（文字“Ｅ”を示す）、最後に画像２６（文字“Ｆ”）に推移する。反対方向にこの位置から傾けると、中心画像２０に戻る前に、デバイスは画像２５、次いで画像２４に戻り、次いで傾け続けると、さらなる画像２３（文字“Ｃ”）、次いで画像２２（文字“Ｂ”）、そして最後に画像２１（文字“Ａ”）を表示する。図４に示されるように、中心画像２０が表示される角度の範囲は、他の画像２１〜２６のいずれか１つが表示される範囲より大きい。

好ましい例において、画像の全範囲を、約３０度の全観察角度に亘って見ることができる（すなわち垂線の各側において＋／−１５度）。中心画像２０が見える範囲の角度は、見るべき異なる画像の数に依存するが、任意の他の画像が見える範囲より大きい。例えば、好ましい実施態様において、中心画像２０は、最大で垂線から２〜１０度、より好ましくは垂線から２．５〜５度の閾値角度（画像２３又は２４の切り替えが起こる角度）で表示されてよい。したがって、中心画像が表示される範囲の角度は、例えば４〜２０度、より好ましくは５〜１０度であってよい。

この、及び全ての他の実施態様において、デバイスにより伝えられる各画像が表示される観察角度は、テーブル上にデバイスを置くことと、カメラを介して表示される画像を観察することと、テーブル及びカメラの間の角度を測定することとにより測定することができる。例えば、デバイスは垂直な支持体（平面）上にマウントされてよく、それは、好ましくは円形のベースにマウントされる。このベースは、その上に支持体に対して垂直な位置マーカーを有する。ベースの上側が、水平方向に対して垂直である回転軸周りで下側の表面に対して回転し、かつ支持体の面内にあるように、ベースは、下側の表面上に位置している回転軸中又は回転軸上に位置する。好ましくは、ベースの下側の外周は角度単位の度の目盛りがついている。カメラを、その光軸が支持体に対する垂線に沿って存在するように配置することができ、次いで画像の推移が起こるまでベースの上側を回転させることができる。対応する角度方向の動きは、下側の表面等から測り分けられる。

空白のない色又は空白ボイドとして中心画像２０を形成することにより、これらは、次から次へ直接的に推移しないことになるため、視覚的分離のさらなる程度が画像２２と２３との間に導入される。さらにいえば、デバイスを傾けたとき（例えば画像２２から画像２３に）、表示される文字“Ｂ”は消え、文字“Ｃ”の画像が見えるようになる前に、空白／空白のない色の背景が示される。これは２つの画像の任意の視覚的重なりを避けるため、さらに視覚的混乱を低減する。

図５は、図３デバイスにより表示される場合のある画像のさらなる例を示し、ここでは画像は３次元の物体の異なるビューである。デバイスを軸上で観察したときに表示される中心画像２０は、物体の前面図（ここでは直方体）であり、各ユニットセル内の上述した拡大された中心画像要素１９のために、わずかな傾斜角を通してデバイスが移動する際に変化しないままである。デバイスをＸ方向に傾けたとき、より大きい傾斜角で画像２４への推移が見られることにより、同一の物体がこの時点で斜視図で現れ、次いで画像２５と２６が連続して表示され、その各々では、物体がさらに回転して現れる。同様に、デバイスを反対方向に傾けた場合、反対側の面から同一の物体の異なるビューが表示される（画像２１、２２及び２３）。また、中心画像２０に割り当てられた（外側の画像要素と比較して）比較的大きい中心画像要素１９の提供は、デバイスを軸上又は軸付近で観察したときにくっきりとした安定な外観を与え、一方で光学的に変動する効果はより大きい傾斜角において保持される。

これまでに示したデバイスにおいて、上述の光学的に変動する効果は、デバイスをＹ軸の周りで傾けたときに観察されるだけである（すなわち、これらは“１次元の”レンティキュラーデバイスである）。円柱レンズが１つの方向にだけ（Ｘ軸に平行）光を集束させるため、Ｘ軸の周りでデバイスを傾けることは、観察できる変化を作り出さない。対照的に、図６は本発明のさらなる実施態様によるセキュリティデバイスを示し、それは２次元で、すなわち、少なくとも２つの垂直な軸のいずれか、好ましくはＸ軸及びＹ軸にデバイスを傾けたときに、光学的に変動する効果を生み出すことができる。実際上、下方の画像要素の配列に応じて、本例は、Ｘ‐Ｙ平面にある任意の方向の周りでデバイスを傾けたときに、係る効果を生じさせることができる場合があるが、これは必須ではない。ここでは、セキュリティデバイス１０は、規則的な直交グリッドパターンで配置された半球レンズの形態をとる集束要素１４のアレイを含むが、他の実施態様において集束要素１４はミラーであることができる。集束要素は、好ましい場合は非球面集束表面を有することもできる。したがって、各集束要素１４は、少なくとも２つの直交方向、例えばＸ軸と平行、及びＹ軸と平行に光を集束させることができる（実際に、球面及び非球面レンズは全ての方向に光を集束させることができる。）。透明基材１２の反対側の面上の下側の画像要素１６のアレイは、以下でより詳細に記載される（図６及び７で単に概略的に示される）が、例えばＵＳ‐Ａ‐６４８３６４４に記載の、複数の画像からの織り交ぜられた要素の同じ原理を用いて、Ｘ及びＹ方向両方で周期的なアレイにおいて配置された画像要素を含む。画像要素アレイの周期性及び配向は、集束要素アレイ１４のものと実質的に同一であり、したがってこの場合においても直交グリッドを基礎とする。

図７ａは、Ｘ軸に沿ったデバイス１０の部分を通る断面を示し、それは上述の図２と比較できることがわかる。ここでは、観察者Ｏ₁（第一の軸から外れた位置からデバイスを観察する）は、レンズ１４により観察者に向けられた画像要素Ａからの光を有する。図７ｂは、図１のデバイスとは違って、Ｙ軸に沿ったデバイス１０の別の部分を通る断面を示し、ここでは断面はＸ軸に沿ったものと実質的に同一である。レンズ１４は、この方向においてさらに光を集束させることができるため、ここでは、第二の、軸から外れた異なる位置からデバイスを観察する観察者Ｏ₂が、異なる画像Ｂが見えるように画像Ｂを把握することになるような光学的に変動する効果が、Ｘ軸の周りでデバイスを傾けたときにさらに観察されることになる。したがって、図３及び４に示されるデバイスは、デバイスをＸ軸の周りで傾けたとき、及びデバイスをＹ軸の周りで傾けたときの両方で異なる画像間の推移を表示することができる。

図８は、画像要素の配列、及び本発明の第二の実施態様によるレンズアレイに対するその位置を示し、それは図６に示される型のデバイスにおいて用いることができる。この場合において、レンズアレイ１４は、レンズの直交グリッドであり、その各々は実質的に正方形のフットプリント１４ａを有する。５つのレンズ（Ｘ軸方向において）×３つのレンズ（Ｙ軸方向において）のアレイが示される。画像要素アレイ１６は、レンズのフットプリント１４ａと実質的に同じ形状及びサイズ、すなわち実質的にこの例において正方形である繰り返しのユニットセル１７上を基礎とする。また、５つのユニットセル（Ｘ軸方向において）×３つのユニットセル（Ｙ軸方向において）のアレイが示される。

画像要素位置１８の数（すなわち“セクター”）は、ユニットセル１７内に規定される。この例において、各セル１７中に２５個の画像要素位置１８があり、中央の画像要素位置１９が、外側の位置に対して拡大された５×５のアレイ中に配置される。上述のように、サブセット１９が、図８の場合のようにユニットセル１７の中心点に位置することが好ましいが、このことは、それが中心点を含む限り必須ではない。この場合において、各画像要素位置１８、１９は、対応する画像に属する画像要素に割り当てられる。すなわち、中心画像要素位置１９は、中心画像に割り当てられた中心領域を構成し、中心領域の外側の各個々の要素１８は、各々の外側の画像に割り当てられた外側の領域を構成する。より一般的には、中心画像と異なる画像の要素を伝える係る外側の領域は、少なくとも１つの方向においてサブセット１９の外側に存在するのがよいが、図８に示されるもの等の好ましい例において、係る外側の領域は直交方向両方（例えばＸ軸及びＹ軸に沿って）において中心画像要素１９の各側に与えられる。

本例において、サブセット１９の外側の画像要素位置１８の各々は、異なる各画像に対応する異なる画像要素を伝える（したがってこの場合において、各画像要素位置は異なる“外側の領域”を構成する）。例えば、Ｘ軸に沿って、サブセット１９の外側の画像要素位置１８は、画像Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ各々の要素を伝え、Ｙ軸に沿って、画像Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨに対応する外側の画像要素がある。角の画像要素位置が図８中でラベルされていない一方で、典型的には、これらはさらなる画像の要素も伝えることに留意されたい。同様に、明確にするために、１つのユニットセル１７のみの内容が図８でラベルされており、当然これはデバイス全域で繰り返されることが理解されるであろう。

図３の実施態様のように、本例において、画像要素１９の大きくしたサイズは、直接隣接した画像要素１８のサイズの減少により与えられるが、他の場合において、外側の要素は、全て上記と同様のサイズであることができる。本例において、中心画像要素は、ユニットセル１７の外周における最も外側の画像要素の約４倍のサイズ（面積で）、かつ２倍の幅寸法（ｘとｙ方向両方で）である。

また、図８は種々の軸から外れた位置の４人の観察者Ｏ_a、Ｏ_b、Ｏ_c及びＯ_dの位置を概略的に示す。図９は、図８に示される種類のデバイスによりこれら及び他の視点から表示される場合のある例示的な画像を示すが、この場合において、選択された画像要素に割り当てられたある画像は、さらに以下で議論されるように互いに同一である。軸上でデバイスを観察したとき、中心画像２０が表示され、本例においては画像は太陽の形をした記号を示す。わずかな角度でのみ任意の方向にデバイスを傾け、又は変形させたとき、表示される画像は、観察者に向かう画像要素アレイ１６の部分が画像要素位置１９の内側に残ったままであるため、変化しないままである。これは、上記のようにデバイスの視覚的安定性を確実にする。

観察者Ｏ_aの位置に対して、デバイスをＸ軸方向に沿って（Ｙ軸の周りで）傾けたとき、各ユニットセル中のＣでラベルされた画像要素位置、次いでＤでラベルされた画像要素位置が、連続的に観察者に向けられるため、画像２３、次いで２４は全体としてデバイスにより表示され、それらの画像は同一の太陽の形をした記号を示すが、そのサイズは減少している。観察者Ｏ_bの位置と反対側の方向にデバイスを傾けたとき、Ｂでラベルされた画像要素、次いでＡでラベルされた画像要素が表示され、その結果は画像２２、次いで２１の連続した観察であり、それらの画像は同一の太陽の形をした記号を減少したサイズで再び示す。したがって、デバイスをＸ軸に沿って観察者Ｏ_a及びＯ_bの位置の間で傾けたとき、デバイスはサイズが増大したり減少したりする太陽の形をした記号を表示するように見える（“ズーミング”効果の例）。画像２２及び２３のように、画像２１及び２４は互いに同一であることに留意されたい。画像２２／２３を示す画像要素ＢとＣは互いに離れているため、ユニットセルの傾けを考慮すると、それらは組み合わさって連続的な観察領域を形成しないため、個別に考えるべきである。しかし、画像２１／２４を示す要素ＡとＤは、ユニットセルの端部に位置するため、それらは次のユニットセル中の同一の画像の要素と隣接している（例として要素Ｄ’を参照）。したがって、２つの要素（ＡとＤ）は、効果的に組み合わさって連続的な観察領域を形成する（ユニットセル自体においてそれらは互いに隣り合わないにもかかわらず）。その全面積は、太陽の記号の最も大きな画像を表示する中心画像２０が、最も大きな連続的な観察角度範囲に亘って表示されるために、中心領域１９のもの面積より小さいことがよい。観察者Ｏ_cの位置に対してＹ軸に沿って反対側の方向（すなわちＸ軸の周りで）にデバイスを傾けたとき、画像２６と２７に対応する画像要素Ｆ、次いでＥが表示され、それらは太陽の形をした記号が月の記号に替わる（画像２５）“モーフィング”シーケンス中の段階を示す。反対方向においては、画像２７と２８に対応する画像要素Ｇ、次いでＨが表示され、太陽の形をした記号が星の記号にモーフィングする。また、太陽の形をした記号２０は、画像２５、２６、２７又は２８より大きい角度の範囲に亘って表示される。この場合において、画像２５〜２８は全て異なるため、別のものと組み合わされる個々の画像要素Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨはなく、それらは個別に考えることができる。中心画像２０が表示される観察角度の好ましい範囲は、図４に関して議論したものと同様であり、ｘ及びｙ方向両方に適用される。

他の画像要素（画像２９等）により表示される画像は、図９に表されていないが、例えばモーフィングシーケンス中の小さくしたサイズの関連する記号を含むことができ、例えば画像２９は画像２６中のものと、小さくしたサイズではあるが一致する丸の記号であることができる。これは、ｙ軸傾斜により活性化されるモーフィング効果との組み合わせでｘ軸傾斜により活性化されるズーミング効果の印象を維持するであろう。

図１０は、同様に中心画像に対応する拡大された中心画像要素位置１９と画像要素位置１８の５×５アレイに基づく別のユニットセル１７の例を示す。中心領域１９の外側において、ユニットセルは８つの外側の領域３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６及び３７に分けられ、その各々が複数の画像要素位置１８を含む。各領域内において、画像要素位置の各々は、同一の画像からの画像要素が割り当てられる。したがって、領域３０中の画像要素は、画像“Ａ”の部分を伝える場合があり、領域３１中の画像要素は画像“Ｂ”の部分を伝える場合があり、他も同様である。しかし、上述したような向上した視覚的安定性を維持するために、中心領域１９は、外側の領域３０、３１等のいずれよりも大きいのがよい。

図１１は、さらなる実施態様において用いることのできる別のユニットセル１７を示す。本例において、ユニットセルは正方形又は矩形ではなく六角形であり、同様に拡大された中心画像要素１９を含む。本例において、中心画像要素１９の外側の画像要素位置１８の各々は、異なる各画像に対応する。本例において、外側の画像要素位置１８の全ては同一のサイズであることに留意されたい。

これまでの例において、その面積がユニットセル中の任意の他の画像要素位置の面積よりより大きい場合には、中心画像要素１９は、他の画像要素位置１８に対して拡大される。このことは、好ましいが、第一又は第二の方向（例えばｘ又はｙ軸）に沿った中心画像要素１９の幅寸法が、対応する外側の画像要素位置のいずれの寸法よりも大きいならば必須ではない（少なくとも２次元のデバイスにおいて）。なぜなら、これは、デバイスをその方向に傾けたときに視覚的安定性を達成するからである。好ましくは、この基準は、どの方向にデバイスを傾けても安定性が達成されるように、第一及び第二の方向両方に適用される。このように任意の相対的な拡大は、対応する画像安定性の向上を達成する。しかし、好ましい場合において、中心画像要素は、画像要素位置の関連する幅寸法（例えば正方形／矩形の画像要素位置の端部の長さ、又は円形の画像要素位置の直径）に関して、外側の画像要素位置１８のいずれよりも少なくとも第一の方向において、かつ、好ましくは第二の方向においても、少なくとも１０％大きく、好ましくは少なくとも２５％大きい。外側の画像要素位置のサイズが様々である場合、これは、外側の画像要素位置の平均サイズと比較してよい。

上記の実施態様において、中心画像を伝えるために割り当てられたユニットセルの中心領域は、単一の画像要素位置１９を含む。しかし、同様の視覚的な安定性の向上は、本発明の第三及び第四の実施態様に関して記載されるような別の方法における中心領域の形成により達成することもできる。

図１２は、本発明によるセキュリティデバイス１００の第三の実施態様を平面図で示す。デバイスの物理的な構成は、透明層上に配置され、かつ画像要素アレイ１６０と重なり合った円柱レンズ１４０のアレイを備える、図１と２に表されたものと同様である。各レンズ１４０のフットプリントは太線により示され、対応する画像要素１８０の組１７０が各レンズ１４０に与えられることがわかる。画像要素の組１７０は、デバイスに亘って繰り返されるユニットセルの構成に従って配置される。したがって、本例において、各ユニットセル１７０は、７つの画像要素１８の位置を規定する（ただし、任意の数の画像要素を含むことができる）。第一の実施態様のように、ここでは各画像要素１８０は、対応する画像の部分を表す細長い画像細片である。したがって、例えば各ユニットセル１７０中の最も左の画像要素位置は、本実施態様において画像“Ａ”の細片を伝え、各ユニットセル１７０中の最も右側の画像要素位置は、異なる画像“Ｄ”の薄片を伝える。

ユニットセル１７０内において、画像要素位置１８０のサブセット１９０が規定され（図１２で点線により外形が示される）、それはユニットセルの中心領域を構成し、かつ中心画像を伝えるために割り当てられる。サブセット１９０は、複数の画像要素位置１８０（ここでは３つ）を含み、それらは中心画像“Ｘ”からの同一の画像要素の複製を伝えるために、各々割り当てられる。サブセット１９０の外側の残りの画像要素位置１８０は、上記とほとんど同じ方法で、異なる各画像Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの画像要素を伝えるように割り当てられる。

複数の隣接する画像要素位置１８０を割り当てることにより、対応する画像（サブセット１９０）からの同一の画像要素を伝え、他の画像に割り当てられたユニットセルの面積に対して大きいサイズの中心領域が同様に形成されて、デバイスにより示される視覚的混乱の低減をもたらす。レンズ１４０により観察者に向けられるサブセット１９０内の画像要素アレイ１６０のどの部分であっても、同一の画像“Ｘ”が表示される。すなわち、デバイスの柔軟性により、見える形状に関する歪みが生じていたある程度小さな傾斜角において、デバイスは、他の画像Ａ、Ｂ、Ｃ、又はＤのいずれからも干渉されることなく、くっきりとした単一の画像（画像Ｘ）を連続的に表示することになる。故意にデバイスをより大きい傾斜角に傾けた場合にのみ、外側にある画像Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤへの推移が表示される。この結果は、傾斜に応じた所望の光学的に変動する効果を維持したまま、強い視覚的影響を有するデバイスである。

前述のように、サブセット１９０は、ユニットセル１７０の中心を含むように位置し、より好ましくは、図１２に示されるようにユニットセル１７０の中心点に位置する。これは、初期観察位置であるため、デバイスの垂線（すなわちＺ軸）に沿うか、又は垂線に近い観察角度において、サブセット１９０により表示される画像を見えるようにするのに望ましい。最も好ましくは、デバイスを軸上で観察したときに、サブセット１９０により表示される画像が見えることを確実にするために、各集束要素の中心が各ユニットセルの中心と実質的に一致するように、集束要素（レンズ１４０）のアレイが画像要素１６０のアレイと位置合わせされるが、これは必須ではない。したがって、サブセット１９０により表示される画像は、便宜上“中心”画像と呼ばれる。

図１３及び１４は、異なる観察角度で図１２のデバイスにより表示される場合のある例示的な画像の組を表す。図１３の例において、サブセット１９０により表示される中心画像２００は、空白のない色（例えば、黒色、白色、灰色、赤色、青色、銀色等）であり、又は類似して全体に亘って空白である。各々の場合において、各ユニットセル１７０中のサブセット１９０内の画像要素１８０は、デバイス１００に亘って同一であり、空白のない色又は空のままである薄片を各々表示する。したがって、デバイスを軸上で観察したとき、デバイス１００は空白のない色の領域として見えたり見えない場合があることになる。デバイスをＸ軸方向において（Ｙ軸周りで）わずかな傾斜角で傾けたときにデバイスにより表示される画像は、観察者に向けられる各ユニットセル１７０内の画像要素アレイ１６０の部分が、サブセット１９０内に留まるため変化せず、この場合、画像要素の全てによって同一の画像２００が表示される。したがって、デバイスの意図しない動き又は柔軟性により生じる場合のある、軸上の観察位置からのわずかな逸脱に関して、デバイスの表示は変化しないままであり、かつ、干渉のない中心画像の強く、くっきりとした表示を表す。Ｘ方向に傾け続けると、観察者に向けられる画像要素アレイ１６０の部分は、最終的にサブセット１９０の外周に到達し、その箇所では、デバイスの表示が画像２３０（ここでは文字“Ｃ”を表す）、次いで画像２４０（文字“Ｄ”を示す）に推移する。反対方向にこの位置から傾けると、中心画像２００に戻る前に、デバイスは画像２３０に戻り、次いで傾け続けると、さらなる画像２２０（文字“Ｂ”）、次いで画像２１０（文字“Ａ”）を表示する。中心画像２００が見える好ましい観察角度の範囲は、図４に関して議論したものと同様である。

空白のない色又は空白ボイドとして中心画像２００を形成することにより、これらは、次から次へ直接的に推移しないことになるため、視覚的分離のさらなる程度が画像２２０と２３０との間に導入される。さらにいえば、デバイスを傾けたとき（例えば画像２２０から画像２３０に）、表示される文字“Ｂ”は消え、文字“Ｃ”の画像が見えるようになる前に、空白／空白のない色の背景が示される。これは２つの画像の任意の視覚的重なりを避けるため、さらに視覚的混乱を低減する。

図１４は、図１２のデバイスにより表示される場合のある画像のさらなる例を示し、ここでは画像は３次元の物体の異なるビューである。軸上でデバイスを観察したときに表示される中心画像２００は、物体の前面図（ここでは立方体）であり、各ユニットセル内の同一の画像要素の上記のサブセット１９０のために、わずかな傾斜角に亘ってデバイスを動かしたときに変化しないままである。Ｘ軸においてデバイスを傾けたとき、より大きい傾斜角において画像２３０への推移が観察され、したがって同一の物体が斜視図で現れ、次いで画像２４が表示され、このとき物体はさらに回転したように見える。同様に、反対方向にデバイスを傾けると、反対側から同一の物体の異なるビューが表示される（画像２１０及び２２０）。同様に、サブセット１９０を形成するための各ユニットセル内の同一の画像要素の複数の複製の提供が、軸上又はその近傍でデバイスを観察したときに、くっきりとし、かつ安定した外観を与える一方で、光学的可変効果はより大きい傾斜角において維持される。

図１２の実施態様は、図３のデバイスに類似する１次元のデバイスである。図１５は、同様の原理が２次元のデバイスに適用される、本発明の第４の実施態様を示す。

したがって、図１５は画像要素の配列及び本発明の実施態様によるレンズアレイに対するその位置を示し、それは、図６に示される型のデバイスにおいて用いることができる。この場合において、レンズアレイ１４０は、レンズの直交グリッドであり、その各々は、実質的に正方形のフットプリント１４０ａを有する。５つのレンズ（Ｘ軸方向において）×３つのレンズ（Ｙ軸方向において）のアレイが示される。画像要素アレイ１６０は、レンズのフットプリント１４０ａと実質的に同一の形状及びサイズ、すなわち本例においては実質的に正方形の繰り返しのユニットセル１７０を基礎とする。また、５つのユニットセル（Ｘ軸方向において）×３つのユニットセル（Ｙ軸方向において）のアレイが示される。

ユニットセル１７０内に規定されるのは、画像要素位置１８０の数である（又は“セクター”）。本例において、５×５アレイ中に配置された各セル１７中の２５個の画像要素位置１８０がある。上記の実施態様のように、各画像要素位置１８０は、対応する画像に属する画像要素を割り当てられ、画像要素１８の中心サブセット１９０は、サブセット１９０内の画像要素位置１８０の全てが共通の“中心”画像Ｘの同一の画像要素を伝えるように規定されることにより、デバイスによって伝えられる他の画像の任意の１つに割り当てられた領域より大きい中心領域を形成する。上記のように、サブセット１９０は図１５の場合のように、ユニットセル１７０の中心に位置することが好ましいが、このことは必須ではない。少なくとも１つの方向において、サブセット１９０の外側にある中心画像と異なる画像の要素を伝える追加の画像要素位置１８０は、図１５に示されるもの等の好ましい例において、そのような画像要素位置は直交方向（例えばＸ軸及びＹ軸に沿う）両方でサブセット１９０の各側に与えられる。サブセット１９０の外側にある画像要素位置１８０は、異なる各々の画像の画像要素（すなわちユニットセルの連続的な“外側の領域”を構成する各々の要素）を伝えるように各々割り当てられてよく、又は以下で議論するように、同一の画像の要素を伝える画像要素の幾つかのさらなる群（中心画像とは異なる）が形成されてよく、この場合において、各群が“外側の領域”を形成する。この場合において、中心サブセット１９０に割り当てられた画像要素位置の数は、任意の１つの他のそのような群に含まれる数より大きい。この原理は、１次元のデバイスと同様に適用されることに留意されたい。

本例において、サブセット１９０の外側の画像要素位置１８０の各々は、異なる各々の画像に対応する異なる画像要素を伝える。例えば、Ｘ軸に沿って、サブセット１９０の外側の２つの画像要素位置１８０が画像ＡとＢの要素を各々伝えることにより、上下のこれらの画像要素位置、異なる画像Ａ’、Ａ”、Ｂ’及びＢ”の要素が与えられる。これらは、例えば好適に変位した観察角度からの３次元の物体のさらなる図を示す場合がある。同様に、Ｙ軸に沿って、２つの画像ＣとＤの要素は、サブセット１９０の外側、かつこれらの画像要素位置の各側に与えられ、追加で画像Ｃ、Ｃ”、Ｄ’及びＤ”が与えられる。角の画像要素位置が図１５にラベルされていない一方で、典型的にはこれらはさらなる画像の要素も伝えることに留意されたい。同様に、明確化のために、１つのユニットセル１７０のみの内容が図１５でラベルされ、これは、当然デバイス全域に亘って繰り返されることが理解されるであろう。

また、図１５は、種々の軸から外れた位置における４人の観察者Ｏ_a、Ｏ_b、Ｏ_c及びＯ_dの位置も示す。図１６は、これらの観察位置から図１５に示される種類のデバイスにより表示される場合のある例示的な画像を示す。軸上でデバイスを観察したとき、中心画像２００が表示され、本例において（図４の実施態様の場合のように）、画像は空白のない色又は印のない空白の領域である。わずかな角度だけ任意の方向にデバイスを傾けたとき、観察者に向けられる画像要素アレイ１６０部分がサブセット１９０の内側に保持されるため、表示される画像は変化しないままであり、この場合、各画像要素位置１８０は、各ユニットセル１７０中の同一の画像要素を伝える。

Ｘ軸方向に沿って（Ｙ軸周りで）観察者Ｏ_aの位置へデバイスを傾けたとき、各ユニットセルにおいてＡでラベルされた画像要素位置は観察者に向けられ、これらは合わさって、本例において文字“Ａ”の表示である画像２１０を形成する。反対方向に、観察者Ｏ_bの位置へデバイスを傾けたとき、Ｂでラベルされた画像要素が表示され、その結果は、ここでは文字“Ｂ”の表示である画像２２０の観察である。Ｘ軸に沿ってこれらの２つの画像間でデバイスを傾けたときに、文字Ａの表示と文字Ｂの表示との重なりがないように、これらの表示の間で中心画像２００が表示される。Ｙ軸に沿って（すなわちＸ軸周りで）反対方向にデバイスを傾けたとき、文字Ｃ及びＤを各々示すさらなる画像２３０及び２４０が、より大きい傾斜角度において見える。中心画像２００が表示される好ましい観察角度の範囲は、図４に関して記載されたものと同様である。

上述のように、本例において、サブセット１９０の外側の各画像要素位置は、異なる各々の画像の部分を伝えるように割り当てられるが、このことは必須ではない。例えば、Ａ、Ａ’及びＡ”でラベルされた３つの画像要素位置は、群（又は“外側の領域”）を形成することができ、この場合各位置は同一の画像Ａの要素を伝える。同様にＢ、Ｂ’、Ｂ”でラベルされたものは第二の群を形成することができ、各々が同一の画像Ｂ等の画像を伝える。

中心領域が単一の、拡大された画像要素位置１９（図３及び８のもの等）を含む実施態様において、ＵＳ‐Ａ‐６４８３６４４の例に開示された技術により、他の画像のいずれのものよりも大きい画像要素に中心画像２０を分けること、及び、選択された要素を中心画像要素位置に割り当てることにより、画像要素アレイを形成することができる。

図１２及び１５の実施態様のように、複数の画像要素位置のサブセット１９０として中心領域を形成するために、図１７に示されるように修正した技術が要求される。これは、対応する観察位置からデバイスを観察したときに、全体としてデバイスにより表示される中心画像２００と、アレイ１６０を構成する画像要素との間の関係をより詳細に示す。また、本例において各ユニットセル１７０は、２５個の画像要素位置１８０の組を規定する。上記のように、画像要素アレイ１６０の各ユニットセル１７０内において、画像要素位置１８０の所定のサブセット１９０は、対応する中心画像の同一の部分（“画像要素”）を伝えるように各々割り当てられ、一方でサブセットの外側の他の所定の位置は、他の各々の画像の部分を伝えるために用いることができる。したがって、図１７に示される配列において、デバイスは、デバイスが傾けられたときに最大１７個の異なる画像（中心画像（サブセット１９０内の画像要素位置により伝達される）と、サブセットの外側の画像要素位置により伝えられる最大１６個の他の画像（各画像要素位置が異なる画像を割り当てられた場合））を表示するように構成される。

図４及び図１６に示されるもの等の例において、中心画像２００は、空白のない色又は空白であり、この場合において、デバイス全域に亘る各々のユニットセル１７０のサブセット１９０内の画像要素位置の全ては、同一の（適切な色又は空の）画像要素を伝える。中心画像が空白のない色ではないが、印又はパターンを含む場合、画像要素の分布はより複雑であるが、同様の原理が適用される。本例において、図１７ａは“太陽”の記号の画像であり、かつモノクロである（ただしこれは必須ではない）中心画像２００の例を示す。本例において、太陽の画像を取り囲む矩形は、セキュリティデバイスの範囲を規定し（すなわち集束要素アレイ及び／又は画像要素アレイの範囲）、画像のサイズは使用者による拡大がない観察に関して適切であるものである。図１７ｂは、画像２００の拡大詳細図を示し、そのセル１７０への分割を示す（ここでは矩形の直交グリッド上に配置されているが、このことは必須ではない）。このセルのセグメントの外周は、画像要素アレイと重なり合った集束要素アレイ１４０のものに対応するように選択され、すなわち、最終的に１つの集束要素がセル１７０の各々に整合することになる。各ユニットセル１７０内において、画像２００は、画像要素（図１７（ｂ）にはない）にさらに分割される。画像要素は、画像の個々のピクセルであることができ、又はより大きい、例えばピクセルの群であることができる。本例において、説明のために、各画像要素が異なる外観（例えば明度又は濃淡値）の領域を含むことができるように、画像要素は個々のピクセルより大きく表されている。しかし、このことは概してデバイス寸法が比較的大きい場合にのみ好適であるため、より典型的には、各画像要素は単一のピクセルに対応してその領域に亘って単一の値を伝達することになる（例えば全て黒色又は全て白色）。

デバイスの中心画像のように、画像２００は、画像要素アレイ１６０に亘って各ユニットセルにより規定されるサブセット１９０内の画像要素位置１８０により伝達される。このことは、画像２００の各ユニットセルのセグメントから画像要素を選択すること、及び対応する画像要素アレイ１６０のユニットセル中のサブセット１９０内の各画像要素位置に、選択された画像要素の複製を適用することにより達成される。したがって、本例において、図１７ｃに表示されるアレイセクションの最も左のカラム３００において、サブセット１９０の内側の各画像要素位置は、完全に満たされ、太陽の記号の中心を形成する円形形状の内側を表し、第二のカラム３１０についても同様である。カラム３２０において、サブセット１９０の内側の画像要素位置は、各々が部分的に塞がれ、かつ部分的に空白であるように、太陽の記号の円形の領域の端部から取り出され、空白の割合は示されたアレイセクションの底に向けて増加する。各個々のユニットセル１７０内において、サブセット１９０中の全ての画像要素が同一である一方で、カラム３２０に示されるように、これらは中心画像が印又はパターンを表示する場合には、ユニットセル間で変化することに留意されたい。

カラム３３０中のサブセット１９０中の画像要素位置が、太陽の記号の中心の円形部分と、最も右側の三角形の“太陽光線”の形状との間にあるため、これらは空白のままであり、右側のカラム３４０及び３５０中のサブセット１９０は、その三角形の“太陽光線”の形状の始まりを示す。これは、観察に関して集束アレイによりサブセット１９０からどの画像要素１８０が選択されても（観察角度に応じて）、デバイス全域に亘る選択された画像要素位置の得られたアレイが完全な画像２００を伝えるように、デバイス全体に亘って続く。したがって、軸上の位置又はこの近傍からデバイスを観察したとき、レンズ１４０のアレイは、サブセット１９０の内側から観察者へ、配置された画像要素だけを向かわせ、一方で全ての周囲の画像要素は、所望の中心画像２００だけが表示されるように目立たないままである。

異なる観察角度で示される他の画像は、典型的に各ユニットセル中の単一の画像要素位置１８０だけが、他の画像の各々の表示のために割り当てられることを除いて、同様の技術により、画像要素アレイ１６０に入力される。例えば、図１５に示される観察者Ｏ_aに対して表示される画像Ａを構成する画像要素は、最も右側のカラム、各ユニットセルの３番目の列の画像要素位置に挿入され、他も同様である。したがって、図１７ｃに示される画像要素アレイが、各ユニットセル１７０の中心サブセット１９０中に存在する画像要素を示すのみである一方、実際には、他の画像に対応する画像要素は、周囲の画像要素位置にも与えられることが理解されるであろう（関連する画像が示された領域において空白でない限り）。

複数の画像要素位置のサブセット１９０として中心領域を形成することは（図１２及び１５の実施態様のように）、他の画像の表示に用いることのできる他の画像要素位置の数を減少させることが理解される。例えば、図１５の例に示されるように、ユニットセルが画像要素位置１８の５×５のアレイを含む場合、対象１９に対する中心の３×３の位置は、各側にサブセットの外側の画像要素位置１８を１つだけ残す。したがって、使用可能な画像要素位置の総数は制限され、例えば、画像要素の形成に関して相対的に低い分解能技術を使用する必要性の結果として、上記の実施態様のように、単一の拡大された画像要素１９として中心領域を形成することが好ましい。しかし、高解像度のイメージング技術が使用可能である場合、複数の画像要素をサブセット１９０に割り当てることができ、一方で他の画像に関して十分な他の画像要素位置が残される。

したがって、図１８、１９及び２０は、図１５の実施態様の原理に基づく２次元のデバイスの代替的なユニットセルの３つの例を示す。図１８において、ユニットセル１７０は同様に正方形であり、ここでは１０個の画像要素位置１８０により１０のアレイを含む。実際には、多数の画像要素位置を、Ｍ×Ｎの画像要素位置（Ｍ及びＮは各々２次元のデバイスに関して少なくとも２の整数である）のアレイ等のユニットセル内に規定することができる。上記のように、ユニットセル内において、サブセット１９０は、画像要素位置の全てが共通の中心画像“Ｘ”の同一の画像要素を伝える範囲内で規定される（外形が点線で描かれる）。２次元のデバイスにおいて、好ましくはサブセット１９０は、ここで示される例等の、各直交グリッド中に複数の画像要素位置を含む画像要素位置の２次元のアレイである。しかし、このことは、幾つかの場合において、１軸においてデバイスを傾け、他の方向には傾けないときに画像の安定性についての上記の向上を導入する、１つの方向のみにおいて広がるそのようなサブセットを与えるのに望ましい場合があるため、必須ではない。それにもかかわらず、図１８に示されるような対称のデバイスが、概して好ましい。

画像要素を、種々の画像から割り当てることができ、デバイスは、例えばＵＳ‐Ａ‐６４８３６４４に開示された技術により各画像から画像要素を織り交ぜることにより表示するように構成される。このことは、図１７に関して議論したように、同一の画像要素の複製を各々伝えるサブセット１９０の部分を形成するものを除く、画像要素位置１８０の全てに適用される。

上述のように、サブセット１９０の外側において、画像要素位置１８０の各々に異なる画像を割り当ててよく、又は所望の効果に応じて複数の位置に（群を形成する）同一の画像を割り当てることができる。例えば、図１１の実施態様において、中心サブセット１９０は、実質的に斜めの形状であり、４つの端部の各々に沿う画像要素位置１８０は、同一の画像に割り当てられる。例えば、Ａ₁でラベルされた画像要素位置は、１つの画像に全て割り当てられ、Ｂ₁でラベルされたものは他の画像要素位置に、Ｂ₂でラベルされたものは第三の画像要素位置に割り当てられる。本例において、この配列は、サブセット１９０により伝達される中心画像が前面に現れ、サブセット１９０の外側の４つの四分円Ａ、Ｂ等が、ユニットセル１７０の４つの角に向かうビューＡ₁、Ａ₂等の増加する角度にて同一の物体の異なる４つの面を表示する場合、例えば３次元物体を表すのに用いることができる。

図１８の実施態様に例示されるように、サブセット１９０の外側の画像要素位置１８０の数は、サブセット１９０の各側で実質的に等しいことも好ましい。このことは、各側で、同じ数の異なる画像を伝達することを可能にし、デバイスの対称性を向上させる。

上記に示されるもの等の正方形又は矩形のユニットセルは、直交グリッド上に配置された集束要素アレイに特に好適である。しかし、図１９に例が示される六角形のユニットセル等の別のユニットセルの配列を使用することもできる。また、画像要素位置１８０は、画像要素位置の全てが共通の中心画像から同一の画像要素の複製を伝える範囲内の中心サブセット１９０の範囲（点線で示される）を除いて、例えばＵＳ‐Ａ‐６４８３６４４の技術に従って各々の画像の画像要素を伝えるために割り当てられる。他の好ましい例のように、ここではサブセット１９０はユニットセルＣの中心に位置する。サブセット１９０に取り込まれるユニットセル１７０の割合は、所望の光学的効果にしたがって選択される。サブセット１９０により占有されるユニットセルの割合が大きい程、相対的に大きい傾斜角にて表示され続けるため、デバイスにより表示される中心画像はより安定して見える。しかしこれは、デバイスの光学的に変動する性質を低減させる他の画像を表示するために使用可能な空間を減少させるため、２つの目的の間でバランスを見出す必要がある。本例において、サブセット１９は、ユニットセル領域の２５％近くを占有する（１６４個画像要素位置のうち４０個）が、他の例において、この割合は典型的により少ない。概して、中心画像に割り当てられたユニットセル領域のサイズ（すなわちこの場合においてサブセット１９０）は、他の画像のいずれか１つに割り当てられたものに対して（すなわち構成に応じて単一の画像要素位置又はそのような位置の群を含んでよい各“外側の領域”に対して）少なくとも１０％を上回り、より好ましくは少なくとも２５％を上回ることが好ましい。上述のように、ここでは、“サイズ”は、各々の領域の幅寸法を指し、一方で中心領域は第一及び第二の方向両方における外側の領域の各々より寸法が大きいことが好ましいが、このことは必須ではない。中心領域の面積は、外側の領域より大きいことも好ましいが、このこともまた必須ではない（少なくとも２次元のデバイスにおいて）。

図２０の実施態様において、ユニットセル１７０は同様に正方形であり、ここでは１１×１１個の画像要素位置１８０のアレイを含み、サブセット１９０はユニットセル１７０の中心に位置する画像要素位置１８０の３×３のアレイを含む。当然サブセット１９０は、ｍ及びｎがユニットセルＭ×Ｎのサイズより小さいという条件で、ｍ×ｎ個の画像要素位置の任意のアレイを含むことができる。サブセット１９０の外側に隣接して位置する画像要素位置（サブセット１９０を規定する点線と示された破線との間のもの）は、中心画像の内容と、ユニットセルの外周に面して位置する画像要素位置により伝えられるものとの間の中間の段階を示す間の画像を伝えるために割り当てられる。例えば、本例において、画像要素位置Ａ₁₈は、中心サブセット１９により示されるものと、外側の画像要素位置Ａ₁₃等により現れるものとの間の中間の段階である画像に対応し、他も同様である。中間の画像は、例えばアニメーション、モーション、モーフィング又はズーミングシーケンス中のフレームであってよい。

したがって、上記の種々の技術は、各他の画像より大きい連続的な観察角度の範囲に亘って中心画像を表示するデバイスをもたらし（拡大された画像要素位置１９又はサブセット１９０のいずれかの形で各ユニットセルの中心領域により伝えられる）、それはデバイスの視覚的安定性を向上させる。図２１は、これらの原理に基づいて形成された２次元のセキュリティデバイスを斜視図で概略的に示す。画像要素アレイは、例えば図８又は１５に示されるもの等のユニットセルに基づいて構成されてよい。５人の観察者Ｏ₁、Ｏ_a、Ｏ_b、Ｏ_c及びＯ_dの位置が示される。観察者Ｏ₁は、軸上で（デバイスに垂直に）デバイスを観察し、一方で観察者Ｏ_a、Ｏ_b、Ｏ_c及びＯ_dは軸から外れた異なる位置からデバイスを観察する。観察者Ｏ_aの観察位置を観察者Ｏ_cの位置に変更するために、正のＸ及びＹ軸を斜めに両断する線Ｐ‐Ｐ’周りでデバイスを傾け、観察者Ｏ_bの位置から観察者Ｏ_dの位置に推移させるために、負のＸ軸及び正のＹ軸を斜めに両断する線Ｑ‐Ｑ’周りでデバイスを傾ける。

各観察者に表示される画像は、所望の視覚的効果に適切であるように選択することができ、かつ、上記の技術により画像要素アレイに入力することができる。好適な画像の幾つかのさらなる例を、図２２、２３及び２４に関して記載する。

図２２の実施態様において、中心画像２０は、中心領域により伝えられる太陽の形をした記号であり、したがって、図２１に示される観察者Ｏ₁により軸上でデバイスを観察したとき、及び軸からわずかに逸脱してデバイスを観察したときに見える。第二の画像２１は、星型の記号であり、この記号は観察者Ｏ_aの位置から見える。このことは、星の記号２１を伝達するためのユニットセルの左上のセクション中の１つまたはそれより多くの画像要素位置を用いて達成される。観察者Ｏ_cの位置からは、第三の画像２３が見え、ここでは画像は雷の記号を表し、それはユニットセル１７の右下のセクション中の１つ又はそれより多くの画像要素位置により伝達される（例えば、図１８の画像要素位置Ｂ₁、Ｂ₂等）。したがって、観察者Ｏａの位置から軸上の観察位置Ｏ₁を通って観察者Ｏ_cの位置に、デバイスを線Ｐ‐Ｐ’周りで傾けると、デバイスは、順に星型記号の画像２１、次いで太陽の形をした記号の画像２０、最後に雷の形をした記号の画像２３を表示するように見える。同様に、デバイスを逆方向に傾けた場合、同一の画像が逆の順番で表示される。他の画像のいずれよりも大きい観察角度の範囲に亘って、太陽の形をした記号の画像２０が表示される。

観察者Ｏ_bの位置からは、第四の画像２２、ここでは月型の記号の形が見え、一方で観察者Ｏ_dの位置からは、第５の画像、ここでは雲形の記号２４の形が表示される。したがって、観察者Ｏ_bの位置から軸上の観察位置Ｏ₁を通って観察者Ｏ_dの位置に、線Ｑ‐Ｑ’周りでデバイスを傾けると、デバイスは月形記号の画像２２、次いで太陽の形をした画像２０、最後に雲形の記号２４を表示する。また、逆方向にデバイスを傾けた場合、同一の画像が逆の順番で表示される。

図２２は、デバイスをｘ及びｙ軸に沿って傾けたときに表示される画像を示すのみであり、異なる方向にデバイスを傾けたときに、種々の画像要素位置により伝えられる画像に応じて、異なる画像が表示される場合があることが理解されるであろう。例えば、星型の画像２１を伝えるものと、月形の画像２２を伝えるものとの間に位置する画像要素位置は、ある形状を別のものにモーフィングするアニメーションシーケンスにおける段階を示す画像の要素を伝えるために割り当てることができる。

図２２の例において、画像は概念的な類似性（天体の物体）を共有すること以外で互いに関連しない。しかし、好ましい例において、異なる観察角度でデバイスにより表示される画像は、ある種の視覚的効果を作り出すために互いに関連してよい。

例えば、図２３に示されるように、図５に示された１次元デバイスに相当するように、異なる画像は異なる視点からの同一の物体のビューであることができる。簡易な例として、図２３において、５つの画像は異なる角度から立方体の各々のビューを示す。中心画像２０は、立方体の前面図であり、観察者に最も近い立方体の面だけが見える。４つのビュー２１、２２、２３及び２４は、異なる角度からの立方体の各々のビューである。この結果は、デバイスを傾けたときに物体の異なる図が使用者に現れ、３次元の物体の表示の全体の印象を与えることである。また、中心画像２０が中心領域、したがって他のいずれの画像よりも大きい各ユニットセル内の領域の部分により伝えられるため、それは軸上の観察者、及びわずかな傾斜角において表示され、デバイスがさらに故意に傾けられるまで、くっきりとし、かつ安定した外観をもたらす。

図１及び２に関連して上述したように、他の例において、画像はモーション、アニメーション、モーフィング又はズーミング効果を示すように構成することができる。

図２４は、ある観察位置においてデバイスにより表示することのできる、好適な画像のさらなる例を示す。ここでは、デバイスにより表示される画像の全ては、全ての画像に共通する輪郭３９により規定される４頭の矢印の記号である。矢印の領域の内側は、５つの画像の各々において異なる。中心画像２０において、軸上でデバイスを観察したときに見える矢印の４分の１の４つ全ては網掛けである。例えば各矢じりは異なる色である。第二の画像２１において、観察者Ｏ_aに見えるものは、右下の矢じりの塗りつぶしのみであり、他の３つは空白である。第三の画像２２において、左下の矢じりだけが網掛けである一方、第四の画像２３においては、左上の矢じりだけが網掛けであり、第五の画像２４においては、右上の矢じりだけが網掛けである。したがって、軸から外れてデバイスを観察したとき、網掛けの矢印は、デバイスを傾けたときに方向及び色を変えるように見える。

輪郭３９は、全ての画像の共通の成分であるため、デバイスを傾けたときに一定に保持される“キーライン”として働く。これは、光学的に変動する効果の位置の特定において、使用者を補助し、また、異なる画像が互いにいっそう容易に比較できるため、ある傾斜位置から別の傾斜位置への外観変化を強調する。他の例において、このようなキーラインは、図２２において太陽、星、月、雷及び雲の画像を取り囲む、示された矩形等の各画像を取り囲むフレームにより与えることができる。内側の線の代わりに、画像の部分又はセクションが、このようにキーラインとして働くことができ、例えば、図２４の画像の各々の４つの矢印の交わりにおいて形成された中心の正方形である。

上述のように、好ましい例において、個々の集束要素は球状又は非球状の焦面を有してよい。しかし、このことは図２５に示されるように、各集束要素のフットプリントが円形であることを要求しない。図２５ａは、説明のために、球面Ｓと１４ａでラベルされた表面の３次元のセグメントを示す。これは、図２５ｂに分離して示され、球面の部分がレンズ要素１４ａの焦面ｆｓを形成する一方で、下にあるフットプリントｆｐは、セグメントの寸法に従う正方形又は矩形であることができることがわかる。このように集束要素を形成することは、アレイが、直交グリッド上で各集束要素間の十分なギャップなしに密に詰まることを可能にする。

しかし、他の場合において、円形（又は長円形）のフットプリントを有する集束要素を用いてよく、そのような実施態様の例が図２６において示される。ここでは、個々の集束要素１４は半球である。係る要素を、図６に示されるように直交グリッド上に配置することができるが、ギャップのために、これは要素間に残る。図２６に示されるように六方最密グリッド中に係る要素を配置することが好ましい場合がある。この場合において、対応するユニットセル１７、１７０は、正六角形である。ここでは、ユニットセルはレンズのフットプリントの形状と正確には一致しない。六角形ユニットセル中の画像要素位置の例示的なユニットセルの配列を図１１及び１９に示した。

全ての実施態様において、各集束要素の焦点距離は、好ましくは、それが光を集束させることのできる、１つ又はそれより多くの方向に沿った集束要素の開口角度内にある全ての観察角度について、実質的に同一であるのがよい（例えば、＋／−１０ミクロン以内、より好ましくは＋／−５ミクロン以内）。すなわち、各集束要素は観察角度のみに応じて（互いに同一平面にある）画像要素アレイ中の画像要素のいずれかからの光を向けることができるはずである。これは、球面レンズの場合当然であり、非球面レンズの好ましい実施である。

上記の例の全てにおいて、集束要素アレイ１４、１４０は画像要素アレイ１６、１６０と位置合わせされ、最も好ましくは示されたアライメントで位置合わせされる（すなわち、各集束要素１４、１４０は、画像アレイユニットセル１７、１７０の中心に位置する）ことが好ましい。しかし、このことは周期性及び配向の一致によりアレイ間の位置合わせがない場合に、光学的に変動する効果が依然として達成されるため、必須ではない。とはいえ、アレイ間の位置合わせは、得られる視覚的効果のより良好な制御を与え、特にそれが、軸上の観察位置に表示される中心領域により伝えられる画像であることを確実にする能力を与える。このことは、初期の観察位置にデバイスを保持したときに、安定化した“中心”画像が表示される、すなわち、軸上において、強い視覚的影響が伝達されることが確実になるため、極めて望ましい。さらに、２つのアレイ間の位置合わせを要求することは、偽造版製造の困難性を増大させるため、デバイスのセキュリティレベルを増大させる。

図２７は、以下に記載のように、制御された結果を達成するために、集束要素アレイと画像要素アレイとの間の位置合わせの必要性を低減させるのに用いることのできる、又は、追加の視覚的効果を与えるのに代替的に用いることのできる、本発明のさらなる実施態様による画像要素アレイ１６を示す。図２０は、個々の画像要素位置１８を示さないが、中心領域１９の外形と、異なる個々の画像に割り当てられた４つの外側の領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを示すことに留意されたい。画像要素アレイをいかに実施するかに応じて、中心領域１９は、単一の画像要素位置であることができ（図８の実施態様のように）、又は複数の画像要素位置のサブセットであることができる（図１５の実施態様のように（そこでは、個々の画像要素位置は示されていない））。同様に、外側の領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、単一の画像要素位置を各々含むことができ、又は同一の画像要素の群に対応することができる。

上記の実施態様と異なり、さらなる中心領域１９’が、ここではユニットセル１７の角の１つに与えられる（このさらなる中心領域１９’は、図２０に示されるユニットセル１７の全てに関しては示されていないことに留意されたい）。第一の中心領域１９のように、さらなる中心領域１９’は、中心画像２０に割り当てられた単一の拡大された画像要素位置、又は中心画像２０の同一の画像要素を各々伝える複数の画像要素位置のサブセットを含んでよい。

集束要素アレイ１４（その１つのレンズは実線の輪郭１４’による第一の位置及び破線の輪郭１４”による第二の位置に現れる）は、次いで画像要素アレイ１６に対して２つの位置に位置してよく、軸上及びわずかな傾斜角度で観察したときに、使用者に同一の中心画像が依然として現れる。このように、位置合わせの要求は低減する。

しかし、図２８に関して記載されるように、図２７に示される画像要素アレイは、追加の視覚的効果を与えるために用いてもよい。ここで、デバイス４０は２つの領域４１と４２に分けられる。第一の領域４１において、図２７で実線の輪郭１４’により示されるように、中心領域１９が各レンズの中心に整合するような方法で、レンズアレイ１４は、画像要素アレイ１６と整合する。デバイスの第二の領域４２において、図２７で破線の輪郭１４”により示されるように、各レンズの中心がさらなる中心領域１９’に整合するように、レンズアレイ１４は、デバイス４１の第一の領域中のレンズアレイに対してシフトする。

軸上でデバイスを観察したときに、中心領域１９及び１９’内の画像要素位置が全て同一の画像を伝えるため、領域４１及び４２の両方は、使用者に同一の画像を表す。図２８の例において、わかりやすくするために、各画像は１種の空白のない色の均一な領域である。したがって、両方の領域４１及び４２は、同一の色を示し、（領域間で見える線がないとみなすと）互いに区別できない。しかし、デバイスを傾けたとき、２つの領域の外観は、互いに異なるように変化する。なぜならば、中心領域１９’を取り囲む画像要素位置の順番と比較して、中心領域１９を取り囲む画像要素位置の順番が逆だからである。したがって、観察者Ｏ_aの位置から軸上を外れてデバイスを観察したとき、デバイス４１の第一の領域は、ユニットセルのセクターＡ内の位置により伝えられる色を変化させ、一方でデバイス４２の第二の領域は、セクターＣにより伝えられる異なる色を変化させる。デバイスを反対方向に傾けたとき（観察者Ｏ_c）、領域４１及び４２は、２つの領域間のコントラストが観察者Ｏ_aが見るものに対して逆に表れるように反対方向の変化をする。同様に、観察者Ｏ_bは、セクターＢの色により決定される色で現れる第一の領域４１を見るが、領域４２はセクターＤの色を有するように見える。デバイスを傾けたとき、反対方向において（観察者Ｏ_d）、異なる色が逆順に現れる。

もちろん、これは簡易化した例であり、他の場合において、各要素位置により伝えらえる画像は空白のない色を必要としないが、上記のように記号、文字、３次元の物体等であることができる。デバイスの２つの領域４１、４２間の境界は、わかりやすくするためにここで用いられているような直線である必要はないが、デバイスの２つの領域（またはこれを上回る）は、情報の幾つかの項目を、ともに規定することができる（例えば、デバイスの第一の領域は文字又は数の形状をとることができ、デバイスの第二の領域は背景として働くことができる）ことも理解されるであろう。このデバイスの位置合わせのないものは、同様の光スイッチ効果を生み出すが、２つの領域が同一の画像を表示する位置は、制御されないため、軸上の観察位置と一致しない場合があることも理解されるであろう。

上記の例の全てにおいて、画像要素は種々の異なる方法で形成することができる。例えば、画像要素はインクで形成することができ、例えば基材１２上又は基材１２に続いて隣接して位置する下側の層上に印刷される。しかし、他の例において、画像要素は、レリーフ構造により形成することができ、これに好適な種々のレリーフ構造を図２９に示す。したがって、図２９ａは、画像要素（ＩＭ）の画像領域、例えば図１７ｃに示される画像要素１８０の網掛けの領域を、エンボス又はくぼみ領域の形で示す一方で、エンボスでない部分は要素の画像のない（ＮＩ）領域に対応する。図２９ｂは、デボス線又は突起の形で要素の画像領域を表す。

別のアプローチにおいて、レリーフ構造は、回折格子の形であることができ（図２９ｃ）、又はモスアイ／微細ピッチ格子（図２９ｄ）であることができる。画像要素が回折格子により形成される場合、したがって画像の異なる画像部分（１つの画像要素内又は異なる要素において）を、特性が異なる格子により形成することができる。この違いは、格子又は回転のピッチにあってよい。これは、上記のメカニズムを通じてアニメーション等のレンティキュラー光学効果をも示す多色回折画像の達成のために用いることができる。例えば、各要素に関して異なる回折の跡を描くことによって画像要素が作りされる場合、デバイスを傾けたときに、画像の色が異なる回折格子のために次第に変化する間に、ある画像から別の画像へのレンティキュラー推移が上記のように生じる。係る格子を描くのに好ましい方法は、電子ビーム描画技術又はドットマトリックス技術の使用である。

モスアイ／微細ピッチ格子の係る回折格子は、図２９ｅ及びｆ各々に示されるように、図２９ａ及びｂのもの等のくぼみ又は突起上に位置することもできる。

図２９ｇは色収差補正効果を与える単純な散乱構造の使用を示す。

さらに幾つかの場合において、図２９ａのくぼみはインクにより与えることができ、又は、図２９ｂ中のデボス領域又は突起は、インクにより与えることができる。文字は、図２９ｈに示され、そこではインク層２００は、突起２１０上に与えられる。したがって、各画像要素の画像領域は、図６に示される項目１２等の透明基材上に与えられた樹脂層において、適切に作られた領域又は突起を形成することにより作り出すことができる。これは、例えば注型硬化又はエンボス加工により達成することができる。色インクを次いで、典型的にはリソグラフィー、フレキソグラフィー又はグラビア印刷プロセスにより作られた領域に移す。幾つかの例において、幾つかの画像要素は１種の色で印刷することができ、他の画像要素を第二の色で印刷することができる。また、この方法において、上記のレンティキュラーアニメーション効果を作り出すためにデバイスを傾けたとき、画像は、観察者が１つの視点から他の視点へ移動する際に、色が変化して見える。別の例において、デバイスの１つの領域における画像要素の全てを、１種の色で与えることができ、次いでデバイスの別の領域において、全てを異なる色で与えることができる。

最後に、図２９Ｉは、Ａｚｔｅｃ構造の使用を示す。

さらに、画像及び画像のない領域は、異なる要素の型の組み合わせにより規定することができ、例えば画像領域はモスアイ構造により形成することができ、一方で画像のない領域は格子により形成することができる。または、画像及び画像のない領域は、異なるピッチ又は配向の格子により形成することもできる。

画像要素が、主に格子又はモスアイ型の構造で形成される場合、レリーフ深さは、典型的には０．０５ミクロン〜０．５ミクロンである。図２９ａ、ｂ、ｅ、ｆ、ｈ及びｉに示されるもの等の構造に関して、突起／くぼみの高さ又は深さは、好ましくは０．５〜１０μｍの範囲、より好ましくは１〜２μｍの範囲である。突起又はくぼみの典型的な幅は、図柄の性質により規定されるものであるが、典型的には１００μｍ未満、より好ましくは５０μｍ未満、いっそうより好ましくは２５μｍ未満である。画像要素のサイズ、したがって突起又はくぼみのサイズは、要求される光学的効果の型、集束要素のサイズ及び所望のデバイスの厚みを含む因子に依存する。例えば、集束要素の直径が３０μｍである場合、各画像要素は約１５μｍ幅又はそれ未満であってよい。または、滑らかなアニメーション効果に関して、できるだけ多くのビューを有することが好ましく、典型的には少なくとも５つ、理想的には３０個のビューを有することが好ましい。この場合において、要素（及び関連する突起又はくぼみ）のサイズは、０．１〜６μｍであるのがよい。理論上は、含むことのできる画像要素の数に制限はないが、実際は、デバイスの表面積のさらに減少した割合が、各画像の表示に使用可能であるため、数が増加すると表示される画像の解像度が下がる。

しかし、実際は、画像要素は形成され、画像要素の幅は、２つの因子、すなわち、集束要素（例えばレンズ）アレイのピッチ、及び各レンズのピッチ又はレンズのベースの幅内で要求される画像要素の数により直接的に影響を受ける。しかし、前者はまたレンティキュラーデバイスの厚みにより間接的に決定される。なぜならば、平凸レンズアレイの焦点距離（レンズの凸部が空気に接しており、かつ上塗りされていないとみなす）は、式ｒ／（ｎ−１）により見積もられる（式中、ｒは曲率半径であり、ｎはレンズ樹脂の屈折率である）。後者は、典型的に１．４５〜１．５の値を有するため、レンズの焦点距離を２ｒと見積もってもよいであろう。密に詰まったレンズアレイに関して、レンズのベース直径はレンズのピッチよりごくわずかに小さく、ベース直径の最大値が２ｒであることができるため、レンズのピッチの最大値は、レンズの焦点距離に近似する値２ｒ、したがってデバイス厚みに近いことになる。

例を与えるために、紙幣に組み入れられてよいセキュリティスレッドの成分に関して、レンティキュラー構造の厚み、したがってレンズの焦点距離は、望ましくは３５μｍ未満である。本発明者らが目標とする厚み、したがって焦点距離は３０μｍであると仮定する。有することのできる最大のベース直径は、上記議論からレンズの焦点距離３０μｍに近似される２ｒに等しい。この状況において、（焦点距離／レンズベース直径）に等しいｆ値は、１にきわめて近い。レンズのピッチは、レンズの直径より数μｍだけ大きい値を有するように選択することができる‐本発明者らはレンズのピッチに関して３２μｍの値を選択する。２チャンネルの１次元のレンティキュラーデバイスに関して（すなわち、ユニットセル当たり２つの画像要素細片）、２つの画像細片を３２μｍに適合させる、すなわち各細片は１６μｍ幅とする必要があるということになる。係る細片又はライン幅は、セキュリティ印刷産業でさえ、印刷解像度がよくても５０〜３５μｍレベルまで下がることが明らかとなっている、フレキソグラフィー、リソグラフィー（湿式、乾式及びＵＶ）又はグラビア印刷等の従来のウェブベースの印刷技術の解像度を既によく下回っている。同様に、４チャンネルの１次元のレンティキュラーに関して、印刷解像度の問題は、印刷したライン幅の要求がより厳密となる、８μｍ（本例において）まで落ち、以下同様である。

結果として、画像要素のインクベースの印刷に関して、与えられた構造の厚みに関するレンズのベース直径を最大にするために、レンズのｆ値は好ましくは最小であるのがよい。例えば、３より大きいｆ値を選択すると、結果としてレンズのベース直径は３０／３すなわち１０μｍになる。そのようなレンズは、回折及び屈折特性の境界にある‐しかし、本発明者らがそれを主に回折デバイスであると考えている場合であっても、レンズのピッチを１２μｍとみなす場合がある。２チャンネルのデバイスの場合を再び考えると、わずか６μｍの画像細片を印刷することが必要であり、４チャンネルのデバイスに関しては、わずか３μｍの細片幅が必要である。従来の印刷技術は、係る高い解像度を達成するために、概して適合していない。しかし、画像要素の形成に好適な方法としては、ＷＯ‐Ａ‐２００８／０００３５０、ＷＯ‐Ａ‐２０１１／１０２８００及びＥＰ‐Ａ‐２４６０６６７に記載のものが挙げられる。

これは、画像要素を与えるために回折構造を用いる場合においても主要な解像度の利点を与える：インクベースの印刷は、概して反射によるコントラスト及び光源の不変性に関して好ましいが、最新のｅビームリソグラフィー等の技術により１μｍ又はそれより小さい幅まで下がった回折画像細片を作り出すことができ、係る超高解像度構造は、ＵＶ注型硬化技術により効率的に複製することができる。

上述のように、デバイス１０の厚みは、集束要素のサイズに直接的に関係するため、透明層１２の厚みを選択したときに光学形状を考慮に入れなければならない。好ましい例において、デバイスの厚みは５〜２００ミクロンである。この範囲の上限における“厚み”のデバイスは、身分証明書及び運転免許証等の文書、並びにラベル及び類似のものに組み入れるのに好適である。紙幣等の文書に関して、より薄いデバイスが上記のように望まれる。該範囲の下限において、制限は、係る効果を伴う傾向のある、例えば１０ミクロン未満のベース直径のレンズ（したがって焦点距離は約１０ミクロン）、特に、５ミクロン未満（焦点距離が約５ミクロン）に集束要素直径が減少するときに生じる回折効果により設定される。したがって、係る構造の厚みの制限は、約５〜１０ミクロンの間にあると考えられる。

画像要素を形成するレリーズ構造の場合において、これらは、好ましくはレンズアレイ１４に対して基材１２の反対側の好適な樹脂層にエンボス加工され、又は注型硬化される。レンズアレイ１４自体は、キャスト硬化又はエンボス加工プロセスにより作製することもでき、又は好適な透明基質を用いて印刷することもできる。周期性、したがってレンティキュラー集束要素の最大ベース直径は、好ましくは５〜２００μｍ、より好ましくは１０〜６０μｍ、よりいっそう好ましくは２０〜４０μｍの範囲である。レンティキュラー集束要素のｆ値は、好ましくは０．１〜１６、より好ましくは０．５〜４の範囲である。

上記の実施態様において、集束要素がレンズの形をとっていた一方で、全ての場合において、これらは集束ミラー要素のアレイにより置換することができる。好適なミラーは、例えば注型硬化又はエンボス加工レンズレリーフ構造に対し、好適な金属等の反射層を適用することにより形成することができる。ミラーを用いる実施態様において、画像要素アレイは、半透明であるのがよく、例えば、ミラーに光を到達させるのに十分に低い曲線因子を有し、したがって画像要素間のギャップをさかのぼって反射する。例えば、入射光の少なくとも５０％が画像要素アレイを通過する２つの経路上の観察者へ反射して戻るように、曲線因子は１／√２未満である必要がある。

上記の種類のセキュリティデバイスを、真正性検査が望まれる任意の物品に組み入れ、又は適用することができる。特に、係るデバイスは、紙幣、パスポート、運転免許証、小切手、身分証明書等の価値の文書に適用し、又は組み入れてよい。

セキュリティデバイス又は物品は、細片又はパッチの場合のように、セキュリティ文書のベース基材の表面に全体的に各々配置することができ、又は文書基材の表面で部分的にだけ見えるようにする（例えば、窓付きセキュリティスレッドの形）ことができる。セキュリティスレッドは、現在では世界の紙幣、並びに証明書、パスポート、トラベラーズチェック及び他の文書の多くに存在する。多くの場合において、スレッドは部分的に埋め込まれ、又は窓付き形態で与えられ、そこでは、スレッドは紙にじぐざぐに織り込まれ、ベース基材の片面又は両面の窓において見える。いわゆる窓付きスレッドで紙を製造する１つの方法は、ＥＰ‐Ａ‐００５９０５６で見ることができる。ＥＰ‐Ａ‐０８６０２９８及びＷＯ‐Ａ‐０３０９５１８８は、紙基材への幅広く部分的に露出したスレッドの埋め込みに関して異なるアプローチを記載する。幅広いスレッド、典型的には２〜６ｍｍの幅を有するスレッドは、特に、ここで開示したような光学的に変動するデバイスのより良好な使用を可能にする、追加の露出したスレッド表面領域として有用である。

セキュリティデバイス又は物品は、最終的なセキュリティ基材の両側から見ることができるように、その後紙又はポリマーベース基材に組み入れられてよい。そのような方法でセキュリティ要素を組み入れる方法は、ＥＰ‐Ａ‐１１４１４８０及びＷＯ‐Ａ‐０３０５４２９７に記載されている。ＥＰ‐Ａ‐１１４１４８０に記載の方法において、セキュリティ要素の片面は、基材の片面に全体的に露出しており、この場合、それは部分的に埋め込まれ、基材の他の面における窓において部分的に露出する。

セキュリティ文書のセキュリティ基材の作製に好適なベース基材は、紙及びポリマーを含む任意の従来の材料から形成してよい。基材のこれらの型の各々において、実質的に透明な領域を形成する技術は、当分野で知られている。例えば、ＷＯ‐Ａ‐８３００６５９は、基材の両側に隠蔽性コーティングを含む透明基材で形成されるポリマー紙幣を記載する。隠蔽性コーティングは、透明な領域を形成する基材の両側の局所的な領域において除去される。この場合において、透明基材は、セキュリティデバイスの一体的な部分であることができ、又は、別個のセキュリティデバイスを、文書の透明基材に適用することができる。ＷＯ‐Ａ‐００３９３９１は、紙基材中の透明な領域の作製方法を記載する。紙基材における透明な領域を形成する他の方法は、ＥＰ‐Ａ‐７２３５０１、ＥＰ‐Ａ‐７２４５１９、ＷＯ‐Ａ‐０３０５４２９７及びＥＰ‐Ａ‐１３９８１７４に記載されている。

セキュリティデバイスは、部分が紙基材中に形成された開口部に位置するように、紙基材の片面に適用されてもよい。係る開口部を製造する方法の例は、ＷＯ‐Ａ‐０３０５４２９７で見ることができる。紙基材の片面における開口部で見え、かつ紙基材の他の面上で全体的に露出したセキュリティ要素を組み入れる別の方法は、ＷＯ‐Ａ‐２０００／３９３９１で見ることができる。

価値の係る文書、及びセキュリティデバイスを組み入れる技術の例は、図３０〜３３を参照して記載される。

図３０は、価値５０の例示的な文書を、ここでは紙幣の形態で示す。図３０ａが紙幣を平面図で示す一方、図３０ｂは、線Ｘ‐Ｘ’に沿った断面における同一の紙幣を示す。この場合において、紙幣は、透明基材５１を有するポリマー（又はポリマー／紙の混合）紙幣である。白色インク等の隠蔽性コーティングの形をとってよい、又は、基材５１に積層された紙の層であることができる２つの隠蔽層５２ａ及び５２ｂは、透明基材５１の各面に適用される。

隠蔽層５２ａ及び５２ｂは、セキュリティデバイスが位置する範囲内の窓を形成する、領域５５に亘って除去される。図３０ｂの断面に良好に示されるように、集束要素５６のアレイは、透明基材５１のある面に与えられ、対応する画像要素アレイ５７は、基材の反対側の面に与えられる。集束要素アレイ５６及び画像要素アレイ５７は、各々開示された実施態様のいずれかに関して上記で記載されたようなものである。レンズアレイ５６の側から文書を見たとき、上述のレンティキュラー効果を、デバイスの傾きに応じて見ることができる。本実施態様の修正において、画像要素アレイ５７に亘る窓の全て、又は部分に亘って続く隠蔽層５２ｂにより、窓５５は半窓であることができる。この場合において、窓は透明ではないが、依然としてその周囲と比較して相対的に半透明であってよい（又はそうでなくてよい）。紙幣は、セキュリティデバイスの領域が見える一連の窓又は半窓を含んでもよい。

図３１において、紙幣５０は、セキュリティスレッドの形でセキュリティ物品６０を備えた従来の紙ベースの紙幣であり、セキュリティ物品６０は、紙５３及び５４の部分がスレッドの各面にあるように、紙にセキュリティ物品６０が部分的に埋め込まれるように、紙の作製の間に挿入される。これは、ＥＰ００５９０５６に記載された技術により実施することができ、そこでは、紙は紙の作製プロセスの間に窓領域において形成されないため、紙幣の窓領域６５中のセキュリティスレッドを露出させる。または、窓領域６５は、例えばスレッドの挿入後にこれらの領域において紙の表面を磨くことにより形成してよい。セキュリティデバイスはスレッド６０上に形成され、それはある面上に与えられたレンズアレイ６１、及び他の面上に与えられた画像要素アレイ６２を備える透明基材６３を含む。図中で、レンズアレイ６１は、スレッドの各露出した領域間で不連続であるように示されているが、実際は、典型的にはこれは現実でなく、セキュリティデバイスはスレッドに沿って連続して形成される。または、幾つかのセキュリティデバイスは、スレッドに沿って互いに離間することができ、各々により、異なる又は同一の画像が表示される。１つの例において、２つの窓が傾きに応じて反対の効果を表示するように、第一の窓は、図２７の実施態様に示されるデバイスの第一の領域を含むことができ、第二の領域は、図２７の実施態様に示される第二の領域を含むことができる。

また、図３２において、紙幣５０は、細片要素又は挿入部６０を備える従来の紙ベースの紙幣である。細片６０は、透明基材６３を基礎とし、紙５３と５４の２つの層の間に挿入される。セキュリティデバイスは、細片基材６３のある面上のレンズアレイ６１、及び他の面上の画像要素アレイ６２により形成される。紙の層５３及び５４は、セキュリティデバイスを見せる領域６５に亘って開口部を備えており、この場合において、それは細片６０の全体に亘って存在してよく、又は開口領域６５内に局在化することができる。

図３３（ａ）及び（ｂ）が各々の文書の表面及び裏面を示す、さらなる実施態様が図３３に示され、図３３（ｃ）は、線Ｚ‐Ｚ’に沿った断面である。セキュリティ物品６０は、上記の実施態様のいずれかによるセキュリティデバイスを含む、細片又はバンドである。セキュリティ物品６０は、ＥＰ‐Ａ‐１１４１４８０に記載の方法により、繊維基材５３を含むセキュリティ文書５０中に形成される。細片は、それが、文書のある面上で完全に露出するように、セキュリティ文書中に組み入れられ（図３３（ａ））、文書の反対側の面上の１つ又はそれより多くの窓６５で露出する（図３３（ｂ））。また、セキュリティデバイスは、細片６０上に形成され、それはある面上に形成されたレンズアレイ６１と、他の面上に形成された画像要素アレイ６２とを備える透明基材６３を含む。

または、類似する構成を、開口部６５を備える紙５３を与えること、及び開口部６５に亘って紙５３のある面上に細片要素６０を接着させることにより達成することができる。開口部は、紙の作製中に形成してよく、又は、例えばダイカット若しくはレーザーカットによって紙の作製の後に形成してよい。

概して、文書にセキュリティデバイスを伝える細片又はパッチ等のセキュリティ物品を適用したとき、レンズと接着剤との間の接触がレンズを使えなくする可能性があるため、レンズ側ではなく、文書基材に結合した画像要素アレイを伝えるデバイスの面を有することが好ましい。しかし、接着剤を、コートされていないレンズアレイの意図した窓ゾーンを残すパターンとしてレンズアレイに適用することができ、次いで細片又はパッチが位置合わせ（基材の機械方向において）に適用されるため、コートされていないレンズ領域は、基材の穴又は窓と位置合わせされる。ある面から観察したときに、デバイスは光学的効果を呈するのみであるため、窓領域に亘って適用することが特に有利ではなく、実際は、それを非窓化基材に亘って適用することができることも留意に値する。同様に、ポリマー基材の文脈において、デバイスは半窓の位置に配置されるのによく適している。

本発明のセキュリティデバイスは、任意の層中の検出可能な材料の導入、又は別個の機械が読み取り可能な層の導入により、機械の読み取りを可能にすることができる。外部刺激に対して反応する検出可能な材料としては、以下に限定されないが、蛍光、りん光、赤外吸収、サーモクロミック、フォトクロミック、磁性、エレクトロクロミック、導電性及びピエゾクロミック材料が挙げられる。

さらなる光学的可変デバイス又は材料は、薄膜干渉要素、液晶材料及びフォトニック結晶材料等のセキュリティデバイスに含まれることができる。係る材料は、フィルミック層の形態、又は印刷によるアプリケーションに好適な着色材料のようなものであってよい。これらの材料が透明である場合、それらは本発明のセキュリティ特性のように、デバイスの同一の領域において含まれてよく、または、それらが不透明である場合、デバイスの別個の横方向に離間した領域に位置してよい。

セキュリティデバイスは、本発明のセキュリティ特性から横方向に離間した金属層を含んでよい。金属層の存在は、機械の読み取りが可能な暗い磁性層の存在を隠蔽するために用いることができる。磁性材料がデバイス中に組み入れられたとき、磁性材料に任意のデザインを適用することができるが、一般的な例としては、暗号化された構造を形成するための磁性トラムラインの使用、又は磁性ブロックの使用が挙げられる。好適な磁性材料としては、酸化鉄顔料（Ｆｅ₂Ｏ₃又はＦｅ₃Ｏ₄）、バリウム若しくはストロンチウムフェライト、鉄、ニッケル、コバルト及びこれらの合金が挙げられる。この文脈において“合金”としては、ニッケル：コバルト、鉄：アルミニウム：ニッケル：コバルト等の材料が挙げられる。ニッケルフレーク材料を用いることができ、さらに鉄フレーク材料が好適である。典型的なニッケルフレークは、横方向の寸法が５〜５０ミクロンであり、かつ厚みが２ミクロン未満である。典型的な鉄フレークは、横方向の寸法が１０〜３０ミクロンであり、かつ厚みが２ミクロン未満である。

別の機械読み取りが可能な実施態様において、透明磁性層をデバイス構造内の任意の位置に組み入れることができる。あるサイズの磁性材料の粒子の分布を含み、かつ磁性層が透明性を維持する濃度で分布した好適な透明磁性層は、ＷＯ０３０９１９５３及びＷＯ０３０９１９５２に記載される。

負又は正の印を磁性層又は任意の好適な隠蔽層において作り出してよい。制御下で、金属が存在せず、領域を明確に規定した、部分的に金属化した／脱金属化したフィルムを製造する１つの方法は、ＵＳ‐Ｂ‐４６５２０１５に記載のようなレジスト及びエッチング技術を用いて領域を選択的に脱金属化することである。類似の効果を達成するための他の技術は、例えばアルミニウムを、マスクを通して真空蒸着することができ、又はエキシマ−レーザーを用いてプラスチックキャリアとアルミニウムの複合細片からアルミニウムを選択的に除去することができる。金属領域は、代替的にＥｃｋａｒｔにより販売されるＭｅｔａｌｓｔａｒ（登録商標）インク等の金属外観を有する金属効果インクの印刷により与えてよい。

Claims (50)

1. 集束要素のアレイと、集束要素のアレイと重なり合った画像要素のアレイとを含むセキュリティデバイスであって、
   各集束要素が、少なくとも第一の方向において光を集束させるように適合しており、集束要素が、少なくとも１次元において規則的なグリッド上に配置されており、
   画像要素が、画像要素位置を規定する繰り返しのユニットセルに基づいて配置されており、ユニットセルの周期性は、集束要素のアレイが配置されたグリッドの周期性と実質的に同一であり、ユニットセルが、ユニットセル内に画像要素位置の組を規定しており、ユニットセル内の各画像要素位置が、各々の対応する画像の画像要素を伝えるように割り当てられており、
   それによって、デバイスを傾けたときに、異なる各々の画像が、選択された画像要素位置において、組み合わさって連続的に画像要素により表示されるように、集束要素のアレイは、選択された画像要素位置からの光を観察角度に応じて観察者に向け、
   １つ又はそれより多くの画像要素位置を含む各ユニットセルの中心領域は、対応する中心画像の１つ又は複数の画像要素を伝えるように割り当てられており、中心領域はユニットセルの各外側の領域より大きく、外側の領域が中心領域の外側に位置しており、かつ、外側の領域が、中心画像が観察者に表示される観察角度の範囲が、各他の画像が表示される観察角度の範囲より大きいように、他の各々の画像の１つ又は複数の画像要素を伝えるように、割り当てられている、セキュリティデバイス。
2. 中心領域が、ユニットセルにより規定された他の画像要素位置の各々より大きい、単一の中心画像要素位置を含む、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
3. 中心画像要素位置が、ユニットセルにより規定された他の画像要素位置の平均サイズより、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％大きい、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
4. 中心画像要素位置の外側で、これに直接隣接した画像要素位置が、ユニットセルの外周に面して位置している周囲の画像要素位置より小さい、請求項２又は３に記載のセキュリティデバイス。
5. ユニットセル中の中心画像要素を除いた画像要素の全てが、実質的に同一のサイズである、請求項２又は３に記載のセキュリティデバイス。
6. ユニットセルの各外側の領域が、中心画像要素位置より小さい単一の画像要素位置を含む、請求項２〜５のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
7. ユニットセルが、第一の方向及び第二の直交方向の両方に沿って配置された画像要素位置を含む、画像要素位置の２次元の組を規定する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
8. 中心領域が、ユニットセルにより規定された画像要素位置の少なくとも２つのサブセットを含み、サブセット中の各画像要素位置が、中心画像の同一の画像要素の複製を伝えるように割り当てられている、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
9. ユニットセルが、第一の方向及び第二の直交方向の両方に沿って配置された画像要素位置を含む、画像要素位置の２次元の組を規定し、サブセットが、画像要素位置の２次元のアレイを含む、請求項８に記載のセキュリティデバイス。
10. サブセットが、第一の方向に沿って配置された少なくとも２つの隣接した画像要素位置と、第二の方向に沿って配置された少なくとも２つの隣接した画像要素位置とを含む、請求項９に記載のセキュリティデバイス。
11. サブセットが、第二の方向に沿って配置された画像要素位置と実質的に同数の第一の方向に沿って配置された画像要素位置を含む、請求項１０に記載のセキュリティデバイス。
12. ユニットセル内に規定された画像要素位置の全てが、実質的に同一のサイズである、請求項８〜１１のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
13. ユニットセルの各外側の領域が、単一の画像要素位置、又はサブセットの部分を形成する画像要素位置より少ない画像要素位置の群のいずれかを含む、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
14. 中心領域が、ユニットセルの中心に位置している、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
15. 中心領域が、ユニットセルの外側の領域の平均サイズより、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％大きい、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
16. 集束要素のアレイ及び画像要素のアレイが、互いに位置合わせされており、好ましくは各ユニットセルの中心領域が、対応する集束要素の中心と揃うように位置合わせされていることにより、セキュリティデバイスの平面に対する垂線に沿ってセキュリティデバイスを観察したとき、中心画像が表示される、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
17. 集束要素のアレイ及び画像要素のアレイが、少なくとも第一の方向に沿って、垂線と閾値角度との間の全ての角度においてセキュリティデバイスを観察したときに、中心画像が表示されるように構成されており、閾値角度が垂線から２〜１０度、好ましくは垂線から２．５〜５度である、請求項１６に記載のセキュリティデバイス。
18. ユニットセルが、第一の方向に沿って、中心領域の各側に、少なくとも２つの外側の領域を含み、好ましくは、第一の方向に沿って、中心領域の各側に、同数の外側の領域が与えられている、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
19. 各集束要素の焦点距離が実質的に同じであり、好ましくは、それが光を集束させることのできる、第一及び／又は第二の方向に沿った全ての観察角度に関して＋／−１０ミクロン以内、より好ましくは＋／−５ミクロン以内である、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
20. 集束要素が、第一の方向にのみ光を集束させ、好ましくは、集束要素は半円柱レンズ又はミラーである、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
21. 集束要素が、少なくとも第一の方向、及び直交する第二の方向に光を集束させるように各々適合しており、集束要素が、規則的な２次元のグリッド上に配置されている、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
22. 集束要素が配置されたグリッドが直交グリッドであり、かつ、ユニットセルが正方形若しくは矩形であり、又は、集束要素が配置されたグリッドが六角グリッドであり、かつ、ユニットセルが六角形である、請求項２１に記載のセキュリティデバイス。
23. 集束要素が、球面又は非球面集束要素である、請求項２１又は２２に記載のセキュリティデバイス。
24. 各集束要素が、少なくとも２つの直交方向の各々において、実質的に等しい焦点能力を有する、請求項２１〜２３のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
25. 集束要素が、レンズ又はミラーである、請求項１〜２４のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
26. 集束要素アレイの周期性が、５〜２００ミクロン、好ましくは１０〜７０ミクロン、最も好ましくは２０〜４０ミクロンである、請求項１〜２５のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
27. ユニットセルが、少なくとも第一の方向及び第二の方向、好ましくは全ての方向に沿って、中心領域の外側に中心画像と異なる各々の画像に割り当てられた外側の領域を含む、請求項２１〜２６のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
28. 少なくとも２つの外側の領域が、第一及び第二の方向、好ましくは全ての方向に沿って、中心領域の各側に与えられた、請求項２７に記載のセキュリティデバイス。
29. ユニットセルが、少なくとも第一及び第二の方向、好ましくは全ての方向に沿って、中心領域の外側に同数の外側の領域を含む、請求項２７又は２８に記載のセキュリティデバイス。
30. 中心領域が、実質的に正方形、矩形、円形又は六角形である、請求項１〜２９のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
31. 少なくとも外側の領域に対応する各々の画像が印を含むデバイスの領域に亘って、中心画像が空白であることにより、中心領域により伝えられる１つ又は複数の画像要素が、デバイスの領域に亘る各ユニットセルにおいて空である、請求項１〜３０のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
32. 少なくとも外側の領域に対応する各々の画像が印を含むデバイスの領域に亘って、中心画像が空白のない色であることにより、中心領域により伝えられる１つ又は複数の画像要素が、デバイスの領域に亘る各ユニットセルにおいて同一の空白のない色である、請求項１〜３０のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
33. 各ユニットセルが、集束要素の１つのフットプリントに実質的に対応する、請求項１〜３２のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
34. 各ユニットセル内に規定された画像要素位置が、互いに接し、かつ実質的にユニットセルを充填している、請求項１〜３３のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
35. 各々の画像の全てが、全ての観察角度においてセキュリティデバイスにより表示される共通の画像成分を含む、請求項１〜３４のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
36. 共通の画像成分が、領域を取り囲む輪郭であり、その領域の中身が、各々の画像間で変化する、請求項３５に記載のセキュリティデバイス。
37. 各々の画像の少なくとも幾つかが、文字、数、記号、キャラクター、ロゴ、肖像、又は図形の１つを各々含む、請求項１〜３６のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
38. 画像要素が、インクにより規定された、請求項１〜３７のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
39. 画像要素が、レリーフ構造により規定されており、レリーフ構造が、好ましくは基材中若しくは基材上にエンボス加工又は注型硬化されている、請求項１〜３７のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
40. レリーフ構造が、回折格子構造を含む、請求項３９に記載のセキュリティデバイス。
41. 各画像要素位置の幅が、５０ミクロン未満、好ましくは４０ミクロン未満、より好ましくは２０ミクロン未満、最も好ましくは５〜１０ミクロンである、請求項１〜４０のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
42. 画像要素のアレイが、集束要素の焦面におおよそ位置している、請求項１〜４１のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
43. 集束要素が、熱的エンボス加工又は注型硬化レプリケーションのプロセスにより形成された、請求項１〜４２のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
44. セキュリティデバイスが、セキュリティスレッド、細片、フォイル、インサート、ラベル又はパッチとして形成された、請求項１〜４３のいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
45. 請求項１〜４４のいずれか１項に記載のセキュリティデバイスを備える物品。
46. 物品が、紙幣、小切手、パスポート、身分証明書、保証書、収入印紙及び価値又は個人情報の保護に関する他の文書から選択された、請求項４５に記載の物品。
47. 物品が、集束要素及び画像要素が各々与えられた面の反対側の面に、透明部分を備える基材を含む、請求項４５又は４６に記載の物品。
48. 集束要素のアレイを与えることと、集束要素のアレイと重なり合った画像要素のアレイを形成することとを含むセキュリティデバイスの製造方法であって、
    各集束要素が、少なくとも第一の方向において光を集束させるように適合しており、集束要素が、少なくとも１次元において規則的なグリッド上に配置されており、
    画像要素が、画像要素位置を規定する繰り返しのユニットセルに基づいて配置されており、ユニットセルの周期性は、集束要素のアレイが配置されたグリッドの周期性と実質的に同一であり、ユニットセルが、ユニットセル内の画像要素位置の組を規定しており、ユニットセル内の各画像要素位置が、各々の対応する画像の画像要素を伝えるように割り当てられており、
    それによって、デバイスを傾けたときに、異なる各々の画像が、選択された画像要素位置において、組み合わさって連続的に画像要素により表示されるように、集束要素のアレイは、選択された画像要素位置からの光を観察角度に応じて観察者に向け、
    １つ又はそれより多くの画像要素位置を含む各ユニットセルの中心領域は、対応する中心画像の１つ又は複数の画像要素を伝えるように割り当てられており、中心領域はユニットセルの各外側の領域より大きく、外側の領域が中心領域の外側に位置しており、かつ、外側の領域が、中心画像が観察者に表示される観察角度の範囲が、各他の画像が表示される観察角度の範囲より大きいように、他の各々の画像の１つ又は複数の画像要素を伝えるように、割り当てられている、セキュリティデバイスの製造方法。
49. 集束要素のアレイ及び画像要素のアレイが、互いに位置合わせをして重なり合っており、好ましくは、各ユニットセル中の中心領域が、対応する集束要素の中心と揃っていることにより、セキュリティデバイスの平面に対する垂線に沿ってセキュリティデバイスを観察したときに、中心画像が表示されるように重なり合っている、請求項４８に記載の方法。
50. 請求項１〜４４のいずれか１項に記載のセキュリティデバイスを製造するように適合した、請求項４８又は４９に記載の方法。

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