JP2016539378A - イメージの2軸活性化を実現するマイクロレンズアレイのためのピクセルマッピング及び印刷 - Google Patents

イメージの2軸活性化を実現するマイクロレンズアレイのためのピクセルマッピング及び印刷 Download PDF

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Abstract

視覚的表示アセンブリは、紙幣、製品ラベル、及び他の物体の上の偽造防止デバイスとして使用するように適合されている。アセンブリは、透明の材料のフィルムを含み、透明の材料のフィルムは、レンズのアレイを含む第1の表面、及び、第1の表面の反対側の第2の表面を含む。また、アセンブリは、第2の表面に近接するプリントイメージを含む。プリントイメージは、2つの直交する軸線に関してインターレースされた1つ又は複数のイメージのフレームのピクセルを含む。アレイのレンズは、複数の平行な横列の中にネストされており、アレイの縦列の中のレンズのうちの隣接するレンズは、隣接する縦列/横列の中のレンズのオフセットなしで、横列のうちの単一の横列の中になるように整合されている。レンズは、丸形ベースのレンズであることが可能であり、又は、四角形ベースのレンズであり、レンズは、両方の方向において、200レンズ・パー・インチ(LPI)、又は、より高いLPIで提供され得る。

Description

本発明は、モーションあり又はなしで3次元の(3D)イメージを表示するために、プリントイメージとレンズアレイを組み合わせること全般に関し、より具体的には、よりフルボリュームの及び/又は多方向モーションを用いて強化された3D画像を提供するために、四角形、丸形、平行四辺形、又は六角形ベースのマイクロレンズのアレイとともに使用することに適する、ピクセルマッピング、ピクセルの配置の提供、及びイメージングの方法に関する。
レンズのアレイを介してプリントイメージを視認することが好適な多くの用途が現在存在している。例えば、偽造防止の取り組みは、レンズのアレイと、レンズアレイの背面の上に、又は、下にある基板又は表面(例えば、紙又はプラスチックのシート)の上にプリントされているイメージとから構成される偽造防止デバイス又はエレメントの使用を伴うことが多い。偽造防止エレメントは、ユニークであるように選ばれ、かつ、偽造防止エレメントを担持しているアイテムが偽造ではないことの指標となるように選ばれたイメージを表示するために使用され得る。偽造防止の市場は、世界的に急速に成長しており、偽造防止エレメントは、例えば、通貨の上(例えば、コピーを防止することを助けるために紙幣の表面の上)、及び、小売製品のためのラベル(例えば、信頼性を示す衣類の上のラベル)の上など、アイテムの幅広い範囲の上に設置されている。
この点において、モアレパターンは、丸形レンズのアレイ及び六角形アレイのアレイ(又は、丸形及び六角形のレンズアレイ)を備える偽造防止エレメントの中で、長年使用されてきた。典型的に、これらのレンズアレイの下のインク層の中に設けられるプリントイメージは、レンズのサイズに対して小さくて細かいイメージである。モアレパターンは、表面の上の2つの同一のパターンが、互いから少量だけ変位又は回転されながら重ねられたときに生成される、二次的で視覚的に明白な重畳されたパターンの形態のプリントイメージの中に提供される。
そのようなモアレパターンベースの偽造防止エレメントでは、イメージのいくつかは、2つの軸線におけるレンズの1対1の寸法よりもわずかに多い又は少ない頻度でプリントされ得るものであり、イメージのいくつかは、互いに対してわずかに異なってプリントされ得る。図1は、モアレパターンの拡大を利用する偽造防止エレメントとして使用され得る例示的なアセンブリ100を図示している。アセンブリ100は、丸形レンズ114の隣り合わせの平行に並んでいる縦列(又は、横列)112から構成されるレンズアレイ110を含み、また、縦列112が(約50パーセントだけ)互いからオフセットされており、縦列の中の隣接するレンズ114の対が整合されないようになっていることが理解され得る(例えば、次の縦列の中のレンズは、前の縦列の中の2つのレンズの間のスペースの中に位置決めされている)。
プリントイメージ120は、レンズアレイ110の下のインク層の中に(レンズアレイ110の背面の平面的な表面の上に)設けられている。結果は、図1の中に見ることは困難であるが、結果は、拡大されたモアレパターンであり、拡大されたモアレパターンは、アレイ110のレンズ112を介して見る者に対して被写界深度の錯覚を提供し、又は、いくつかのケースでは、イメージが移動しているという感覚(表示されたアイテムのモーション又はアニメーション)を提供する。典型的に、レンズ112のそれぞれの厚さは、0.0127〜0.127ミリメートル(0.5/1000〜5/1000インチ)(又
は、12〜約125ミクロン)の範囲にあり、アレイ110の中のこれらのレンズ112の頻度は、2.54センチメートル(1インチ)当たり約400X400から1000X1000以上である。
偽造を低減させるのに役立つが、拡大丸形レンズアレイとともにモアレパターンを使用することは、偽造防止の市場にとって完全に満足のいくものではなかった。1つの理由は、モアレパターンによって実現され得る効果が限定されているということである。例えば、写真を撮り、モアレパターンによって3Dを表示することができない。一般的に、モアレパターンは、セキュリティ及び/又は偽造防止産業において、約20〜75ミクロンの焦点距離、及び、1つの軸線において、2.54センチメートル(1インチ)当たり500、又は、6.452平方センチメートル(1平方インチ)あたり250,000レンズを超える頻度を備える、非常に細かいレンズで使用されている。結果として、レンズアレイの中のレンズの下にあるイメージは、典型的に、少なくとも12,000DPI(ドットパーインチ)でプリントされており、さらに、25,000DPIを超えて提供される可能性もある。これらのマイクロレンズアレイは、一般的に、図2のそのアレイ210を備えるエレメント200に示すように、近接してネストされている(nested)。アレイ210は、六角形レンズを使用しており、六角形レンズは、オフセットされて重なり合う縦列212の中に設けられており(例えば、隣り合わせのレンズ214は、横列の中で整合されておらず、隣接する縦列212の2つのレンズの間のスペースの中へ充填するか、又はネストされるように位置決めされている)、下にあるインク層の中のイメージ又はモアレパターン220に焦点を合わせて拡大する。
そのようなアレイ210及びイメージ220の使用に伴う1つの問題又は課題は、エレメント200が、リバースエンジニアリングすることが比較的に容易であることであり、それは、偽造防止エレメントとしてのその有用性を限定する。とりわけ、レンズ214の下にあるパターン220は、安価で容易に入手可能な顕微鏡によって見られ得るものであり、それは、イメージ及びパターンの頻度を決定することを可能にする。加えて、レンズ214は、鋳造及び再成形され得るものであり、それは、識別されたイメージをプリントすることを、エレメント200を成功してコピーすること(及び、次いで、1つの通貨又は製品のためのラベルを偽造すること)に関する唯一のハードルとして残す。残念ながら、イメージ220をプリントすることは、高解像度レーザ及びセッター、ならびに、他の印刷の進歩に起因して、達成することが容易になってきている。典型的に、エレメント200に関して、マイクロレンズは、エンボス及び充填技術を使用してプリントされ、それは、プロセスが1つの色の後に自己汚染する傾向があるという事実に起因して、及び、また、プロセスがエンボス及び充填印刷プロセスにおいて相対的な色対色のピッチから制御することが困難であるという事実に起因して、印刷を1つの色に限定する。
したがって、画像を表示するために、レンズアレイをプリントイメージ(イメージ/パターンを含有するインク層)と組み合わせるアセンブリ又はエレメントの設計及び製作における進歩に対する必要性が残っている。そのような改善は、新しい偽造防止デバイス又はエレメントが、通貨、ラベル、クレジット/デビット・カード、及び他のアイテムとともに使用するために作り出されることを可能にすることができ、これらの偽造防止デバイスは、好適には、複製又はコピーすることが、ほとんど不可能ではないとしても、はるかに困難であることとなる。さらに、例えば、焦点面(例えば、より真の3Dディスプレイ)の上方及び/又は下方に浮かぶイメージなど、それらの表示された画像による驚き又は「人を感動させるような要素(wow factor)」を提供するために、そのような偽造防止デバイスに対する増えつつある要求が存在している。
簡潔に言うと、本発明者らは、2軸インターレースを有するイメージと次いで組み合わせられ得る、アレイの中のレンズの異なるネスティングを提供することが有益である可能性があるということを認識した。例えば、レンズは、円形又は四角形ベースのレンズであることが可能であり、円形又は四角形ベースのレンズは、(例えば、図1及び図2のアレイに見られるように互いからオフセットされている隣接するレンズを有することなく)アレイがレンズの平行な横列及び縦列から構成されるように、それらの中心が整合されている。イメージは、第1の軸線(X軸)及び第2の軸線(Y軸)の両方に沿った複数の視点(POV)からとられたイメージのフレームのマトリクスから生成されたプリントファイルからプリントされる。フレームは、両方の方向にインターレースされ、アレイのレンズにピクセルマッピングを提供する。
より具体的には、紙幣、製品ラベル、及び他の物体の上の偽造防止デバイスとして有用な視覚的表示アセンブリが提供される。アセンブリは、透明の材料のフィルムを含み、透明の材料のフィルムは、レンズのアレイを含む第1の表面、及び、第1の表面の反対側の第2の表面を含む。また、アセンブリは、第2の表面に近接するプリントイメージを含む。プリントイメージは、2つの直交する軸線に関してインターレースされた(従来のレンチキュラー印刷のように単一軸線のインターレースというよりも2軸インターレースを使用して生成されたファイルからプリントされた)1つ又は複数のイメージのフレームのピクセルを含む。アレイのレンズは、複数の平行な横列の中にネストされており、アレイの縦列の中のレンズのうちの隣接するレンズは、横列のうちの単一の横列の中になるように整合され得る(例えば、いくつかのケースでは、隣接するレンズのオフセットは有用でない可能性がある)。
レンズアレイを提供するために、レンズは、丸形ベースのレンズ、四角形ベースの、又は、六角形ベースのレンズであることが可能である。アレイのレンズは、2つの直交する軸線の両方に沿って測定されるときに200LPI(又は、より高いLPI)で提供される。レンズは、0.254ミリメートル(10/1000インチ)未満の焦点距離をそれぞれ有することが可能である。いくつかの実施形態では、フレームは、1つ又は複数のイメージの異なる視点(POV)をそれぞれ含む。そのようなケースでは、フレームは、2つの直交する軸線のうちの第1の直交する軸線に沿った少なくとも3つの視点からのイメージを含み、フレームは、2つの直交する軸線のうちの第2の直交する軸線に沿った3つの視点のそれぞれに対応する少なくとも2つの追加的な視点からのイメージをさらに含む。
アセンブリでは、垂直の視点から表示されたイメージが、シンボルの第1のセット及びシンボルの第2のセットを含み、アセンブリが垂直の視点から第1の軸線の周りに回転されるときに表示されるイメージにおいて、シンボルの第1及び第2のセットが、反対方向に移動するように、プリントイメージは適合され得る。さらに、アセンブリが垂直の視点から第1の軸線と直交する第2の軸線の周りに回転されるときに表示されるイメージにおいて、第1および第2のシンボルが、第2の軸線に対して直交する単一の方向に移動するように、プリントイメージは適合され得る。
他のアセンブリでは、垂直の視点から表示されたイメージが、シンボルの第1のセット及びシンボルの第2のセットを含み、アセンブリが垂直の視点から第1の軸線の周りに回転されるときに表示されるイメージにおいて、シンボルの第1及び第2のセットが、アセンブリの第1の軸線に平行な単一の方向に移動することができるように、プリントイメージは適合され得る。アセンブリのそのような実施形態では、アセンブリが垂直の視点から第1の軸線と直交する第2の軸線の周りに回転されるときに表示されるイメージにおいて、第1及び第2のシンボルが、第2の軸線に平行な単一の方向に移動するように、プリン
トイメージは適合されている。
別の視覚的効果が、アセンブリの他の実施形態において実現される。とりわけ、プリントイメージは、壁紙パターン(例えば、アイコン、ロゴ、及び他のシンボルを備える)及びオーバーレイパターンを含むことが可能である。次いで、プリントイメージは、(アセンブリが見る者の視線に対して異なる角度に回転され/傾けられるときに)壁紙パターンが複数の視点から見ることができるように、及び、オーバーレイパターンが複数の視点にわたって異なる可視性の範囲を有するように、マッピングされたピクセルを含むことが可能である。例えば、異なる可視性は、アセンブリの垂直の視点に沿って見る者が見ることができない(又は、わずかに見ることができる)オーバーレイを含むことが可能であるが、垂直(いくつかのケースでは、任意の方向)からさらに遠くに離れるようにアセンブリを回転又は傾斜させることは、オーバーレイパターンの暗さ又は明るさが、完全に見ることができるまで増加する(又は、45〜60度などの範囲の中の角度などの、垂直に対するいくらか極端な角度などであり得るような程度に色が暗く又は明るくなる)ことを引き起こす。
プリントされたモアレパターンを覆う丸形レンズの隣り合わせの垂直方向にオフセットされた縦列から構成されたレンズアレイ(例えば、レンズは、アレイの中の直線的な横列の中に配置されていない)を備える偽造防止エレメント又はデバイスとして使用されるアセンブリの上面図。 図1のものと同様に、プリントされたモアレパターンを覆う六角形レンズの隣り合わせの垂直方向にオフセットされた縦列から構成されたレンズアレイ(例えば、レンズは、直線的な横列の中に配置されておらず、当接により接触して緊密にネストされている)を備える偽造防止エレメント又はデバイスとして使用されるアセンブリを示す上面図。 丸形レンズアレイに基づく偽造防止デバイスを備える1つの紙幣又は製品ラベルなどのアイテムの上面図。 丸形レンズアレイに基づく偽造防止デバイスを備える1つの紙幣又は製品ラベルなどのアイテムの線3B−3Bでとられた断面図。 四角形レンズアレイに基づく表面の上に設けられた偽造防止デバイス又はエレメントを備える紙幣又はラベルなどのアイテムの上面図。 四角形レンズアレイに基づく表面の上に設けられた偽造防止デバイス又はエレメントを備える紙幣又はラベルなどのアイテムの線4B−4Bでとられた断面図。 水平方向軸線又はX軸に沿ってとられたシーンの異なる視点に関連付けられたフレーム又はイメージを得るプロセスを示す図。 垂直方向軸線又はY軸に沿ってとられた図5のシーンの異なる視点に関連付けられたフレーム又はイメージを得るプロセスを示す図。 X軸(又はY軸)に沿ったそれぞれのポイントにおけるシーンの異なる観点をとることによって得られたフレーム又はイメージのより大きいセット、例えば、高さを提供するためのフレームの複数のセットを図示する図。 複数の視点に関連付けられたフレームファイルのマトリクスの1つの横列のための例示的なインターレースされたファイル(例えば、垂直方向に組み合わせられたファイル)によって提供されるイメージを図示する図。 本明細書のレンズアレイとともに使用するための組み合わせプリントファイル(又は、2方向のインターレースのファイル、もしくはX軸及びY軸組み合わせファイル)によって提供されるイメージを図示する図。 オリジナルの組み合わせプリントファイルのイメージと、本明細書に議論されているように調節された(拡大された)組み合わせプリントファイルのイメージとを並べた比較を図示する図。 異なる視点から見られた2つの例示的なアセンブリのビューを図示しており、アセンブリは、異なるモーション効果を提供するためにレンズアレイ及びプリントイメージを用いて構成されている、通貨などのための偽造防止デバイスとして有用であることを示す図。 異なる視点から見られた2つの例示的なアセンブリのビューを図示しており、アセンブリは、異なるモーション効果を提供するためにレンズアレイ及びプリントイメージを用いて構成されている、通貨などのための偽造防止デバイスとして有用であることを示す図。 複数の異なる視点からの別の例示的なレンズ/プリントイメージ(インク層)アセンブリ(又は、偽造防止デバイス)の複数のビューを図示する図。 別のレンズ/プリントイメージアセンブリ(偽造防止デバイス)の垂直のビュー(又は、直交図/平面図)、ならびに、傾けられた左及び右のビューを図示する図。 本明細書で説明されているようにイメージの2軸インターレースされたセットを含有するインク層の上に設けられたマイクロレンズアレイを組み込んだアセンブリ(例えば、ラベルの形態の偽造防止デバイス)を図示する図。 本明細書の偽造防止デバイス又はレンズ/プリントイメージアセンブリを製造する際に使用するためのシステムの機能ブロック図又は概略図。 図16のシステムによって実装され得るような、本明細書によるピクセル調節方法のフローダイアグラムを図示する図。 本明細書で説明されている視覚的効果を実現するためにイメージフレームの2軸インターレースを提供するプロセスを示す概略図及びプリントファイル(ピクセルマッピング)。 本明細書のアセンブリに関する光線追跡、例えば、2軸インターレースされたイメージと組み合わせられたレンズアレイに関する光線追跡を示すプロット。 本明細書のアセンブリに関する光線追跡、例えば、2軸インターレースされたイメージと組み合わせられたレンズアレイに関する光線追跡を示すプロット。 本明細書のアセンブリに関する光線追跡、例えば、2軸インターレースされたイメージと組み合わせられたレンズアレイに関する光線追跡を示すプロット。 軸外光線追跡のプロット。 図22の軸外分析に対応するスポット・ダイアグラム。 丸形ベースのレンズ(又は、球形のレンズ)に関する2つの追加的なスポット・プロット又はダイアグラム。 丸形ベースのレンズ(又は、球形のレンズ)に関する2つの追加的なスポット・プロット又はダイアグラム。 図24及び図25のプロットに関連付けられたレンズに関する光線追跡のプロット。 図11及び図12と同様に、異なる視点から視認した別の例示的なアセンブリを図示しており、アセンブリは、異なるモーション効果(2軸活性化)を提供するためにレンズアレイ及びプリントイメージを用いて構成されている、通貨又は他の物体のための偽造防止デバイスとして有用であることを示す図。 図11及び図12と同様に、異なる視点から視認した別の例示的なアセンブリを図示しており、アセンブリは、異なるモーション効果(2軸活性化)を提供するためにレンズアレイ及びプリントイメージを用いて構成されている、通貨又は他の物体のための偽造防止デバイスとして有用であることを示す図。 図11及び図12と同様に、異なる視点から視認した別の例示的なアセンブリを図示しており、アセンブリは、異なるモーション効果(2軸活性化)を提供するためにレンズアレイ及びプリントイメージを用いて構成されている、通貨又は他の物体のための偽造防止デバイスとして有用であることを示す図。 すべての視点においてフォアグランドイメージから後ろに押されたバックグランド・パターンを備えた偽造防止デバイスとして使用され得る別のアセンブリを図示する図。 六角形ベースのレンズアレイ(又は、ネストされているパターンの六角形レンズのアレイ)に基づく偽造防止デバイスを備える1つの紙幣又は製品ラベルなどのアイテムの上面図。 丸形又は円形ベースのレンズアレイ(又は、ネストされているパターンの丸形レンズのアレイ)に基づく偽造防止デバイスを備える1つの紙幣又は製品ラベルなどのアイテムの上面図。
簡潔に言うと、本明細書は、インク層の中に設けられたプリントイメージと組み合わせられたレンズアレイのアセンブリのための設計に関する。アセンブリは、例えば、限定としてではないが、偽造防止エレメント又はデバイスとして使用され得る。レンズアレイは、図1及び2に示されているものとは部分的に異なる。その理由は、レンズは、垂直方向にオフセットされていない縦列の中に配置されており、レンズが、平行な縦列の中に、また、平行な横列の中に設けられる(例えば、隣り合わせの縦列の中の隣接するレンズの対は、共線的であるそれらの中心軸線と整列されている)からである。レンズは、丸形ベースのレンズ、四角形ベースのレンズ、平行四辺形ベースのレンズ、又は六角形ベースのレンズであることが可能であり、下にあるイメージは、そのピクセルを有しており、そのピクセルは、マイクロレンズアレイが、フルボリュームで、及び、いくつかのケースでは、多方向モーション又はアニメーションで、3D表示されたイメージを作り出すようにマッピングされ、配置されている。
図3A及び図3Bに示されている実施形態では、アイテム300(例えば、1つの紙幣、製品のためのラベルなど)には、プリントイメージを提供するインク層320の上部をカバーするか、又は、インク層320の上部に設けられているレンズアレイ(丸形レンズアレイ)310の形態の偽造防止エレメント又はデバイスが設けられている。示されているように、アイテム300は、紙又はプラスチック(例えば、通貨として使用されることとなる紙、又は、製品ラベルのために使用されることとなる紙/プラスチック)のシートなどの、基板又はボディー305を含む。基板/ボディー305の表面307の上には、イメージが、インク320層を介してプリントされており、レンズアレイ310が、インク層320の露出されている表面の上に設けられている(例えば、インク層320及びそのパターン/イメージは、基板表面307の上に、又は、レンズアレイ310の裏面の上にプリントされ得る)。
示されているように、レンズアレイ310は、複数のレンズ314から構成されており、複数のレンズ314は、それぞれ、インク層320の表面321に当接する丸形ベース部317を有しており、また、図3Bに見られるようにドーム形状の断面を有している。丸形ベースのレンズ又は丸形レンズ314は、複数の縦列312の中に配置されており、複数の縦列312は、図3Aにおいて平行な垂直方向軸線又はY軸313(縦列312の中のレンズ314の中心を通過する軸線)によって示されているように平行である。さらに、縦列312のうちの隣接する縦列の中のレンズ314の対が、(図3A及び図3Bに見られるように)少なくともベース部317に接触又は近接するように、レンズ314が配置されている。一層さらに、縦列312は、図1及び図2のアレイ110、210に見られるように垂直方向にオフセットされてはおらず、隣接するレンズ314の対が、アレイ310の中のレンズ314の中心を通過する平行な水平方向軸線又はX軸315によって見られ得るように、横列の中に整合されている(例えば、アレイ310のレンズ314は、図3Aに示されている特定のネスティングに起因して、垂直方向及び水平方向の両方に整合されている)。
図4A及び図4Bに示されている実施形態では、アイテム400(例えば、1つの紙幣、製品のためのラベルなど)には、プリントイメージを提供するインク層420の上部をカバーするか、又は、インク層420の上部に設けられているレンズアレイ(例えば、四角形ベースのレンズアレイ)410の形態の偽造防止エレメント又はデバイスが設けられている。示されているように、アイテム400は、紙又はプラスチック(例えば、通貨として使用されることとなる紙、又は、製品ラベルのために使用されることとなる紙/プラスチック)のシートなどの、基板又はボディー405を含む。基板/ボディー405の表面407の上には、イメージが、インク層420を介してプリントされており、レンズアレイ410が、インク層420の露出されている表面の上に設けられている(例えば、インク層420及びそのパターン/イメージは、基板表面407の上に、又は、レンズアレイ410の裏面の上にプリントされ得る)。
示されているように、レンズアレイ410は、複数のレンズ414から構成されており、複数のレンズ414は、それぞれ、インク層420の表面421に当接する四角形ベース部417を有しており、また、図4Bに見られるようにドーム形状の断面を有することが可能である。四角形ベースのレンズ又は四角形レンズ414は、複数の縦列412の中に配置されており、複数の縦列412は、図4Aにおいて平行な垂直方向軸線又はY軸413(縦列412の中のレンズ414の中心を通過する軸線)によって示されているように平行である。さらに、縦列412のうちの隣接する縦列の中のレンズ414の対が、(図4A及び図4Bに見られるように)少なくともベース部417に接触又は近接するように、レンズ414が配置されている。一層さらに、縦列412は、図1および図2のアレイ110、210に見られるように垂直方向にオフセットされてはおらず、隣接するレンズ414の対が、アレイ410の中のレンズ414の中心を通過する平行な水平方向軸線又はX軸415によって見られ得るように、横列の中に整合されている(例えば、アレイ410のレンズ414は、レンズ414の図示されているネスティングに起因して、垂直方向及び水平方向の両方に整合されている)。
レンズアレイ310、410では、レンズは、X軸及びY軸の両方において、直線的な2.54センチメートル(1インチ)当たりわずか150レンズの頻度で設けられるか、又は、X軸及びY軸のそれぞれにおいて、直線的な2.54センチメートル(1インチ)当たり最大約4000レンズまでの頻度で設けられ得る。レンズは、図3A及び図4Aに示すようにネストされており、インク層320、420の中のイメージがアイテム300、400の見る者によって見られるときに、隣り合っているレンズ又は隣接するレンズからの干渉がほとんど存在しないか、又はまったく存在しないようになっているということに留意されたい。スタックされた四角形ベース及び丸形ベースの両方のレンズ414、314は、インク層320、420の中にイメージパターンを提供するための本明細書で説明されているインターレース工程をサポートするために使用され得る。いくつかのケースでは、四角形ベースのレンズ414は、これらがより完全なイメージ又は完全に充填されたイメージを作り出すので、好適である可能性がある。
インク層320、420は、多方向モーション又はアニメーションあり又はなしで、フルボリューム3D表示されたイメージを提供するために、レンズアレイ310、410とともに使用するように適合又は設計されている。とりわけ、イメージは、レンチキュラー・イメージと同様に、X軸で、また、次いでY軸でインターレースされ、フルボリューム3Dインターレースされたイメージを生成させる。レンズ314、414は、見る者のための点焦点を有しており、見る者によって見られる結果として生じるイメージ(レンズアレイ310、410を介してインク層320、420から反射された光から表示されるイメージ)は、見る者の観点にかかわらず、すべての方向で3Dイメージである。
この時点で、以下に挙げる効果とともに、レンズアレイ310、410と組み合わせら
れたインク層320、420の中のピクセルマッピング配置によって作り出され得る効果を、従来のモアレパターンベースのアセンブリ(図1及び図2に示されているものを参照)に対して、比較及び対比することが有用である可能性がある。その効果は、すなわち、(1)フロートは、モアレ及び本明細書によるピクセルマッピングの両方によって提供されるということ、(2)フロート高さは、モアレパターンでは100パーセントに制限されるが、ピクセルマッピングを基にする実施形態では、150パーセントフロートが実現され得るということ、(3)1方向モーションは、両方の技によって提供されるということ、(4)オン−オフは、ピクセルマッピング技法によってのみ利用可能/実現可能であるということ、(5)アニメーションも、ピクセルマッピングベースの実施形態によってのみ利用可能であるということ、(6)ズームは、モアレパターンを使用して提供されることはできないが、ピクセルマッピングによって提供されることができるということ、(7)真の3Dは、本明細書で説明されているピクセルマッピングベースの実施形態によってのみ提供されるということ、(8)反対方向の移動も、本明細書のピクセルマッピングベースの実施形態によってのみ実現可能であるということ、(9)1イメージ・アップ/1サイド(one image up/one side)は、ピクセルマッピングベースの実施形態の使用によってのみ利用可能な別の効果であるということ、及び(10)フルボリューム3Dは、本明細書で教示されているレンズアレイ及びピクセルマッピングの使用を介してのみ利用可能であるということである。2つの技法のこれらの効果又は態様のうちのいくつか又はすべての結果として、モアレパターンベースの偽造防止デバイスは、容易にリバースエンジニアリングされるが、ピクセルマッピングベースの偽造防止デバイスは、リバースエンジニアリングすることが不可能又はほぼ不可能である。
レンズアレイの一般的な理解によって、及び、それらの構成が理解されることによって、円形ベースのレンズ及び四角形ベースのレンズのためのピクセル配置、イメージング、及びマッピング(例えば、図3A〜図4Bに示されているアセンブリのインク層の設計)を議論することが有用である可能性がある。伝統的なレンチキュラー印刷(レンチキュラーレンズアレイとともに使用するためのイメージのインターレース印刷)は、3D効果を得るために、異なる視点(又は、観点)から生成される特定の数のファイルを使用する。例えば、単一の平面の中の視点は、次の視点を生成させるために、左に又は右に移動される。また、伝統的なレンチキュラー印刷は、イメージのシーケンスからの異なるフレームを使用し、いくつかのモーションもしくはアニメーション、又は他の視覚的効果を生成させる。生成されると、フレーム又はファイルのセットは、インターレースされたファイルと組み合わせられ、インターレースされたファイルは、次いで、レンチキュラーレンズアレイの背面の上に、又は、レンチキュラーレンズアレイがその上に適用され得る基板の上にプリントされる。オリジナルのフレームから最終的なファイルを生成する工程は、「インターレース」と呼ばれる(例えば、特定のレンチキュラーレンズアレイにマッチするように、プリントされた情報を所与のピッチにストライピング及び配置する工程)。
伝統的なレンチキュラー材料の上へのインターレースは、1つの方向だけを有しており、インターレースは、レンズ方向に依存し、ストライピングが、水平方向又は垂直方向のいずれかとなるようになっている。観察者が、レンズ方向にしたがって、水平方向又は垂直方向のいずれかに(ただし、両方ではない)働く効果を見ることができるように、このプロセスはフレームを組み合わせる。図5は、プロセス500を図示しており、プロセス500では、3つの異なる観点510、520、及び530(例えば、−45度、直交、及び+45度など)から見られた単一のイメージ又はシーン540のファイルのセットが、印刷の際に使用するために得られる。観点510、520、及び530は、水平方向軸線又はX軸に沿ってとられた同じシーンからのビューである。それらの視点から結果として生じるフレーム又は観点510、520、530は、わずかに異なっており、次いで、インターレース工程において組み合わせられる。インターレースされたイメージのこのフレームが、レンチキュラー材料のシートと組み合わせられて見られると、フレームは、奥
行き感覚又は3D効果を発生させることが可能である。
図3A〜図4Dに示すように、円形及び四角形ベースのレンズは、プリントイメージを備えるレンズアレイの中で使用され得るものであり、これらのレンズは、効果が、2つの方向に並行して働くこと、例えば、水平方向及び垂直方向に同時に働くことを可能にする。また、視覚的効果がすべての方向に生成されるという事実は、同じシーンからのフレーム又はビューのより完全なセットが、丸形レンズアレイ又は四角形レンズアレイとともに使用されるプリントイメージ(又は、インク層)の中に提供されることを要求する。本発明者らによるこの認識によって、本発明者らは、単一のシーンからのフレームのこれらのセットをインターレース(又は、より正確には、ピクセルをマッピングし、配置し、及びイメージングする)するための新しいプロセス(下記に説明されている)を開発した。
例えば、円形、六角形、平行四辺形タイプ、又は丸形ベースのレンズアレイ(円筒形状のレンズ又は細長いレンチキュルとは対照的に)は、伝統的なレンチキュラーレンズとともに有用であり得る図5に示されているような視点の1つのセットを有するだけでなく、異なる高さからの(又は、垂直方向軸線又はY軸に沿った)視点の異なるセットを有するということも可能にする。図6は、シーン640(それは、シーン/イメージ540と同じであってもよい)から追加的なフレーム又はビューを得るためのプロセス600を示している。示されているように、3つの異なる観点(例えば、Y軸と直交する方向に対して+45度、Y軸と直交する方向、及びY軸に対して−45度など)からのフレーム610、620、630が、単一のシーンのイメージ640から得られる。
しかし、現在説明されているプロセスと伝統的なレンチキュラー印刷との間の主な相違の1つは、ここでは、そのような観点に対応する視点又はフレームの2つ以上のセットが、印刷のためのイメージファイルの中で組み合わせられているという事実である。換言すれば、インターレースは、垂直方向軸線に沿った観点、及び、水平方向軸線に沿った観点に関して行われる。これは、フレームの1つのシーケンスをインターレースする代わりに、新しいインターレース工程(又は、プリントファイル発生プロセス)は、X軸及びY軸の両方に沿ってとられる異なる観点に対応するフレームのマトリクスをインテリジェントにマッピングすることを伴うということ意味している。本例では、図7のダイアグラム700に示すように、3つのセット710、720、730が存在しており、3つのセット710、720、730は、3つのフレーム712、714、716、722、724、726、732、734、736をそれぞれ含有する。これは、単一のシーンに関して、(図5に示されているような)それぞれの水平方向軸線又はX軸視点を選択し、次いで、(図6に示されているような)2つの追加的な垂直方向軸線又はY軸視点を発生させる(又は、その逆も同様である)ということが考えられ得る。
図5〜図7は、簡単な例を提供しているが、多くの他の数の視点が利用され得る。例えば、伝統的なレンチキュラー印刷は、X軸(又は、Y軸)に沿った10個の異なる観点に対応する10フレームの使用を伴う可能性がある。それとは対照的に、現在説明されているインターレース又はイメージ印刷プロセスは、10フレームそれぞれに10セットを伴うこととなり、フレームの合計数が、100フレームのマトリクスを提供するようになっている。本明細書によれば、インターレース又は印刷プロセスは、次いで、100フレームのそれぞれを個々のピクセルの中にマッピング及びイメージングすることを伴う。
この時点で、(例えば、偽造防止デバイスの一部として通貨又は製品ラベルの上で使用するためのものなど)本明細書で説明されているレンズアレイの1つとともに使用するためにプリントされ得るイメージファイルを得るためのX軸及びY軸ピクセルのマッピング及びイメージングをより詳細に説明するということが有用である可能性がある。フレームファイルのマトリクス(例えば、図7のフレームファイルのマトリクス700)は、好適
には、プリントするためのファイルを発生させるために組み合わせられ、そのファイルは、プリントされ、事前定義された/特定のレンズアレイとともに使用されるときに、所望の視覚的効果を発生させることが可能である。例えば、(図7の中のセット710、720、730に示されているような3つの代わりに)フレームのそれぞれのセットに関して6つのフレームを使用することを仮定した場合には、フレームのマトリクスは、以下のようになることとなる(フレーム数は、セット数、及び、そのセットの中のフレームを提供する)。
マッピング/イメージングの第1の工程は、(例えば、垂直方向のレンズが使用されているかのように)マトリクスからのフレームのそれぞれの横列を組み合わせることであることが可能である。このように、組み合わせられたピクセルのシーケンスは、同じシーンから、しかし、わずかに異なる高さ又は視点から(Y軸から)、X軸に作り出される。例えば、組み合わせることは、フレームファイル(異なる視点からのシーンのイメージ)のマトリクスのそれぞれの横列に関して1つのインターレースされたファイルが存在するまで、マトリクスの第1の横列から6つのフレームをインターレースする、第2の横列から6つのフレームをインターレースする、などを行うことによって開始することが可能である。マトリクスの上から下までのシーケンスにイメージシーケンスと名付けることが有用である可能性があり、第1のインターレースされたファイルは、第1の横列からの結果である「IF01」であることが可能であり、また、上記で提供された例示的な(限定ではないが)マトリクスに関して第6の横列からの「IF06」の第6のインターレースされたファイルを有するまで、以下同様に続く。図8は、マトリクスの横列の1つに関して、図7のマトリクス700からのイメージを使用するイメージ800を図示している。イメージ800を提供する、結果として生じるファイルは、特定の横列の中のそれぞれのフレームからのスライス810(インターレースされたイメージのストライプ又はスライス810)の組み合わせである。
マッピング/イメージングにおける第2の工程は、これらの垂直方向に組み合わせられたファイル(X軸)を、印刷の際に使用するために、1つの最終的なファイルへと組み合わせることである。有用であり、又は、さらには必要とされる情報は、他の方向での効果を並行して又は同時に生成させるための1つの水平方向のスライスである。第2のマッピング・プロセス(水平方向)が行われるが、このときは、以前に生成された垂直方向のピクセル・ファイルを入力として使用し、2方向(X及びY軸)フレームを生成させる。
この第2の工程では、(1)ファイルの中のピクセルが、以前に定義された同じシーケンスの中で垂直方向に組み合わせられるということ、(2)ファイルが、ピクセルマップ
にしたがって、水平方向の情報によって再生成され、したがって、プリントファイルを生成させるということ、及び、(3)結果は、両方の方向での3D又はモーション情報のすべてを備える2方向ピクセルマップであるということが望ましく、それは、ストライプ又はスライスを有する代わりに、最終的なファイルが、マトリクスの中のフレームと同様の方式で配置されているマトリクスからのデータを備える四角形を有するということを意味している。この第3のアイテムに関して、アレイの丸形、六角形、平行四辺形、又は四角形ベースのレンズと組み合わせられたときに、このファイルからプリントされたイメージは、任意の観点が実現されること/見る者に表示されることを可能にすることとなり、また、モーションが任意の方向に提示されることを可能にすることとなるということに留意することが重要である可能性がある。
図9は、この第2のマッピング/イメージング工程から出力された最終的なプリントファイルから、丸形、六角形、平行四辺形、又は四角形ベースのレンズアレイとともに使用するためにプリントされ得るイメージ900を図示している。この最終的なリニアイメージ900では、垂直方向にスライス/ストライプ912を備え、また、水平方向にスライス/ストライプ914も備えるインターレースを見ることが可能である。分解及び/又は拡大された部分910は、この2方向のインターレースを示すために有用であり、また、この最終的なプリントファイル(2軸線組み合わせファイル)の「四角形」構成(例えば、四角形916を参照)を示すために有用である。
また、マッピング及びイメージングは、X軸及びY軸の両方を使用して行われ、モーション効果を実現することが可能である。伝統的なレンチキュラー印刷では、モーションを説明又は提供するフレームのシーケンスを用いて、インターレースされたプリントイメージの中でループを取得するという考えである。また、この「ループ」概念は、本明細書で説明されている印刷にも有用であるが、再び、円形、六角形、平行四辺形、又は四角形ベースのレンズ(又は、他のレンズのアレイ)を用いて、フレームのマトリクスを処理する。すべての方向でループシーケンスを取得するために、マトリクスは、典型的に、ループシーケンスが、マトリクスのそれぞれの横列で、及び、それぞれのライン/縦列でも、同時に見られるように配置されるべきである。例えば、印刷のための入力が6つのフレームのシーケンスである場合には、6×6フレームのマトリクスは、以下のように配置され得る。
このマトリクスの中で提供される配置は、プリントイメージを生成させるために使用されるときには、両方の方向(X軸及びY軸)に(円形又は四角形ベースのレンズアレイを通して)ループを見ることを可能にする。また、プリントイメージは、他の近くの横列及
び縦列に対してわずかに位相がずれるようにそれぞれの横列及びそれぞれの縦列を提供することによって、ひずみをほとんど又はまったく作り出さないことが可能である。そして、このマトリクスに基づくインターレース工程は、上記に説明されているものと同じであり、最終的なインターレースされたファイル(X及びY軸ピクセルファイルと呼ばれる場合もある)を得る又は作り出すこととなる。
マイクロレンズ印刷(本明細書で示されているレンズアレイとともに使用するための印刷)において高品質のイメージを生成させるために、レンズの光学ピッチは、製版、プルーフィング、又はデジタル出力デバイスに2つの軸線で正確にマッチするべきである。換言すれば、X軸及びY軸の両方におけるフレームの数にレンズの数を乗じたものは、レンズの光学ピッチの出力デバイスのDPI(ドットパーインチ)に等しい(いくつかのケースでは正確に等しい)べきである。レンズアレイ材料のシートの構造から出てくる正確なレンズLPI数は、機械的なピッチと呼ばれるものであるが、見る距離に応じて、それらのレンチキュルは、異なる周波数に焦点を合わせることとなり、それは、特定のフレームの2.54センチメートル(1インチ)当たりのラインの数を組み合わせるときに、2.54センチメートル(1インチ)当たりのレンチキュルの数にマッチしないこととなるということを意味している。したがって、キャリブレーション工程が使用され(ピッチテストと呼ばれる)、所与の距離において、及び、特定の印刷デバイスに関して、その特定のレンズシート又はフィルムに焦点を合わせる、2.54センチメートル(1インチ)当たりのラインの正確な数をより良好に決定することが可能である。
別の言い方をすれば、X軸フレームカウントにレンズの数(光学ピッチ)を乗じたものは、出力デバイスの解像度に等しくなるべきである(これは、Y軸に関しても当てはまるべきである)。1つの課題は、印刷の間に生成されるDPIが、慎重にエンジニアリングされるときでも、プリントされたレンズの光学ピッチにマッチしない可能性があるということである。これは、ウェブ又はシートプロセスにおけるひずみに起因し、及び/又は、フィルムの製造における典型的な収縮又は膨張及びひずみに起因する可能性がある。フィルムが出力デバイスの光学ピッチに正確にマッチされている場合であっても、ピッチは、すべての印刷プロセス(例えば、フレキソ、グラビア、オフセット、凸版、ホログラフィ、エンボス、及び充填など)に共通の円筒形状のひずみに起因して、フィルムがプリントされるときにかなり変化する可能性がある。また、ひずみは、シリンダーの周りのウェブ又はシートの繰り返し方向でより大きくなる可能性がある。
過去には、目標ピッチ及びDPIにマッチするようにファイルを調節することは、アドビフォトショップ(Adobe PhotoShop、登録商標)などのソフトウェアツールを用いて伝統的なリニア・レンチキュラー光学で行われており、このプロセスは、比較的に粗いレンズアレイにおいて使用され得るので、リニアレンズにおいて上手く働く。しかし、本明細書で議論されているアレイにおいて使用されるようなマイクロレンズ(例えば、任意の方向に200より大きいLPIで提供されるレンズ)では、これらの従来のソフトウェアツールを使用する結果、又は、イメージセッター又はプレースセッターの中のリップが調節を行うことを単に可能にすることによる結果は、深刻な品質問題が存在する可能性があるので、満足のいくものではない。解像度をマッチさせる試みは、いくつかのケースでは上手く働く可能性があるが、破損したファイルを生成させることが多く、破損したファイルの中では、イメージスライスは、レンズアレイに関するそれらのチャネルの中で正確にステイしないので、これらの品質問題が起こる可能性がある。
繰り返しになるが、この問題は、厚いレンズアレイを使用するときには起こらないが、本明細書で教示されているようなマイクロレンズアレイを使用するときには対処されなければならない問題である。その理由は、そうでなければ、チャネルの中の光線が見る者に対して混合することに起因して、イメージが濁るようになる可能性があり、又は、プリン
トイメージが所望の3Dもしくはモーション効果を実現するためにまったく働かない可能性があるからである。そのような結果は、プロセスにおける不均一なイメージスライス及びファイルの補間に起因することが多い。リップ又は他の伝統的なグラフィックプログラムによって行われる調節が使用された後に、微視的にファイルを調べると、インターレースされたスライスがもはや均一でないということを見ることが可能である。したがって、イメージは、レンズ焦点に対して混合する可能性がある(例えば、1つのイメージが、別のイメージと混合する可能性があり(イメージ2が、イメージ4と混合するなど)、それは、見る者に提供されるイメージ、又は、見る者によって見られるイメージの品質をかなり低減させる)。したがって、2軸のX軸及びY軸のフルボリュームインターレースの文脈におけるこの問題又は課題を考えるとき、問題/課題は、かなり複雑になり、出力は、とりわけ乱雑になる可能性があり、表示されたイメージが見る者に満足されない又は理解もできないものとなるようになっている。
いくつかのケースでは、所望の光学ピッチは、目標のある範囲内(例えば、目標の3パーセント以内など)であることが可能である。これらのケースでは、デバイス(例えば、Kodak製のVMR(Variable Main−scan Resolution)など)が使用され、ファイルを正確な数に調節することが可能である。しかし、このプロセスは、1つの軸線においてのみ働くので、本明細書で議論されているようなX軸及びY軸又はフルボリュームインターレースにとってはあまり有用でない。ほとんどどんな条件でもフィルムをプリントするように画像が働き、適正に調節されるためには、本発明者らは、出力デバイスが、X及びY軸でインターレースされたイメージの完全性に悪影響を及ぼすことなく、両方の軸線において親の解像度で動作することができるように、ピッチが他の技法/ツールを使用して正確に調節されるべきであるということを認識した。両方の軸線におけるチャネルは、好適には、レンズの目標光学ピッチに関してファイルの中で計画されるように正確にステイする。代替的に、最も近い全整数で、両方の軸線においてファイルをインターレースすることによって、ファイルは、目標数に「スケーリング」され得る。そのようなスケーリングは、目標光学ピッチよりも上方又は下方のいずれかで行われ得るものであり、目標DPIよりも高い又は低いDPIを結果として生じさせる。手動のソフトウェア又は自動化されたソフトウェアのいずれかによって、ピクセルは、ファイル・イメージの全体を通して追加又は差し引かれ得る。
組み合わせられたイメージの中で使用されるフレームの数に光学ピッチを乗じたものは、両方の方向において、出力デバイスの正確な解像度に等しくなるべきであるということが以前に述べられた。これは、NFxOP=DORとして記述され得るものであり、ここで、NFは、フレームの数であり、OPは、光学ピッチであり、DORは、デバイス出力解像度である。この点において、1つの典型的な状況は、フレームの数が選択され得るという事実にもかかわらず、フレームの数は整数でなければならないということである。さらに、2.54センチメートル(1インチ)当たりのレンズの数は、レンズの生産バッチ、及び、印刷のときの周囲条件に起因して、ときどき変化する可能性がある。結果として、上記の等式を適正に働かせるための1つのオプションは、整数のフレームと、出力デバイスの正確な解像度を得るために十分に近い光学ピッチ(それが必要とされるものでなくても)とを選ぶことによって、イメージを組み合わせるということである。次いで、解像度を変化させることなくピッチが調節されるように、補正がファイルに行われ得る。
このプロセスの複雑さに起因して、本明細書のレンズアレイとともに使用するためのプリントイメージを提供するためにこれらの技法がどのように上手く実装され得るかということの例示的な(限定ではないが)プロセスを説明することが有用である可能性がある。例えば、2400DPIの出力デバイスが、組み合わせられたX軸及びY軸ファイルをプリントするために使用され得、プリントイメージは、239.53光学ピッチを有する(機械的な)240LPIレンズとともに使用することが意図されている。これは、アセン
ブリ(例えば、偽造防止デバイス)に必要とされる2400DPIを得るために、240LPIで10フレームを組み合わせることが望ましいということ意味している。したがって、提示される課題は、ファイルのサイズを修正することなく、及び、ピクセル完全性を失うこと又は解像度を変化させることなく、240LPIのインターレースされたイメージをいかに239.53に調節するかということである。
この調節を行うために、同じピクセル・サイズを維持しながら、例えば、0.196パーセント(すなわち、240.0を239.53で割ったものからくる)だけ、ファイルのサイズを拡大することが有用である可能性がある。この目的のために、計算された数のピクセル縦列が、挿入され得、それは、ファイルの幅の全体にわたって正確な位置にある。この特定の例では、ファイルが2.54センチメートル(1インチ)の幅である場合には、ファイルは、合計2400ピクセルを有している。さらにこの例に続いて、同じ解像度又はピクセル・サイズを維持しながら、5(4.7が5に切り上げられた)ピクセルを挿入し、インターレースされたLPIカウントを減少させることが必要である。ソフトウェア・ルーチン(又は、スマート・アルゴリズム)が、コンピュータ・システムの中に実装され得(例えば、メモリーの中に記憶されているソフトウェア又はコードは、プロセッサコンピュータによって実行され、イメージファイルに対して、説明されている機能をコンピュータが果たすことを引き起こすことが可能であり、イメージファイルは、メモリーの中に記憶されており、又は、プロセッサ/コンピュータによってアクセス可能である)、コンピュータ・システムは、イメージを歪めることなく、ピクセルを追加するもしくはピクセルのクローンを作るために、又は、必要とされる数のピクセルの縦列を取り除くために、正しい場所を選ぶように作用する。
図10は、並べた比較1000を提供しており、それは、オリジナルの組み合わせ(又は、2軸)プリントファイルによって提供されるイメージ1010と、調節後の同じプリントファイルによって提供されるイメージ1020とを示している。この例では、調節は、アドビフォトショップを介した0.7パーセントの拡大であった。イメージ比較1000は、簡単な単一の軸線又は他の伝統的なサイズ調節技法を使用する場合に、単純なピッチ調節がどのようにピクセル完全性を損なう可能性があるかということを示している。図10から理解されることとなるように、調節後のイメージ1020は、もはや本来の状態のものではなく、アレイのレンズの焦点は、ぼやけたイメージ、又は、目標とされる又は所望の視覚的効果(例えば、2つの方向における3D又はモーションなど)を単純に含有しないイメージを恐らく生み出すこととなる。1つの軸線を使用する拡大を伴う調節、又は、リップによる自動的な調節は、一貫性のない方式で見る者によって見られ得るイメージを混合するように作用する。
例えば、見る者に対する光線混合は、上記に説明されているマトリクスのイメージがアドビフォトショップ又は他の自動プロセスを使用して再現又は調節されるときに起こる。これは、ピクセルが両方の軸線においてもはや均一ではないからである。したがって、アレイのレンズ(例えば、円形又は四角形ベースのレンズ)は、一貫性のない数に焦点を合わせ、光線は、見る者に対して混合する。見る者がすべての数「3」を受け取る代わりに、見る者は、数「1」及び「4」などの下での情報を同時に受け取る可能性がある。観察結果又は表示されたイメージは、低品質である。ピクセルの高さ及び幅は、それぞれのピクセルがプリントイメージの中で変化する可能性があるので、もはや、良好な結果を実現するために必要とされる均一で正確な高さ及び幅ではない。結果は、レンズが(特定の意図されているピクセルの上にというよりも)異なるイメージの上に焦点を合わせるということであり、イメージは、もはや本来の状態のものではなく、多くのケースでは、見ることもできない。
図11,12は、異なるモーション効果を提供するために、レンズアレイ及びプリント
イメージを用いて構成されている、通貨などのための偽造防止デバイスとして有用な2つの例示的なアセンブリを図示している。とりわけ、図11及び図12のダイアグラムのセット1100及び1200は、丸形、六角形、平行四辺形、又は四角形ベースのレンズアレイが、本明細書で説明されている2軸インターレース/組み合わせによってプリントイメージと組み合わせられるときに、どのように効果的に使用され、選択されたモーション効果を提供することが可能であるかということを示すために有用である。ピクセルマッピングを提供する複雑なインターレース工程に部分的に起因して、図11及び図12に示されているアセンブリは、再現することが非常に困難であるので、偽造防止デバイス(それは、通貨、製品ラベル、及び、他の物体/アイテムに適用され得る)としてとりわけ有用である。
図11のダイアグラム1100では、本明細書によるレンズ/イメージアセンブリの平面又は直交ビュー1110が示されている。見る者は、2つの異なるアイコンの横列を備えるオリジナルのイメージを観察すること又は見ることができ、アイコンは、すべて静止しており、又は移動していない。ダイアグラム又はビュー1120では、アセンブリは、(例えば、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)右に傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクス(図7に示されているものと同様のマトリクスなどの、ビュー1110に示されているオリジナルのイメージの異なる視点(POV)のセット)のインターレースは、異なるアイコンの横列が反対方向に移動することを引き起こすように構成されている。例えば、南京錠アイコンを備える横列が、右に移動するが、一方、会社のロゴ/アイコンは左に移動する。それとは対照的に、ダイアグラム又はビュー1122では、アセンブリは、(例えば、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)左に傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクスのインターレースは、異なるアイコンの横列が反対方向に再び移動することを引き起こすように構成されている。例えば、南京錠アイコンの横列は、左に移動することが可能であるが、一方、会社のロゴ/アイコンは、並行して右に移動する。換言すれば、レンズ/プリントイメージ(又は、インク層)が異なる角度又は視点から見られたときに(例えば、ビュー1110に示されているアセンブリ又は偽造防止デバイスが、第1の軸線又は垂直方向軸線の周りに枢動される)、プリントイメージは、オリジナルのイメージのアニメーションを提供するように適合されている。
重大なことには、2軸インターレースされたイメージを提供するインク層を備えるレンズのアレイのアセンブリは、2つ以上の方向にアニメーション又はモーションを提供する。ダイアグラム又はビュー1124では、アセンブリは、(例えば、アセンブリの第2の軸線又は水平方向軸線の周りに枢動させることによって、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)上向きに傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクス(図7に示されているものと同様のマトリクスなどの、ビュー1110に示されているオリジナルのイメージの異なる視点(POV)のセット)のインターレースは、異なるアイコンの横列が単一の方向に移動する(例えば、すべて上向きに移動する)ことを引き起こすように構成されている。それとは対照的に、ダイアグラム又はビュー1126では、アセンブリは、(例えば、アセンブリの水平方向軸線の周りに、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)下向きに傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクスのインターレースは、異なるアイコンの横列が単一の方向に再び移動する(例えば、すべて下向きに移動する)ことを引き起こすように構成されている。換言すれば、レンズ/プリントイメージ(又は、インク層)が異なる角度又は視点から見られたときに(例えば、ビュー1110に示されているアセンブリ又は偽造防止デバイスが、第2の軸線又は水平方向軸線の周りに枢動される)、プリントイメージは、オリジナルのイメージのアニメーションを提供するように適合されている。
図12のダイアグラム又はビュー1200では、本明細書によるレンズ/イメージアセンブリの平面又は直交ビュー1210が示されている。見る者は、2つの異なるアイコンの横列を備えるオリジナルのイメージを観察又は視認することができ、アイコンは、すべて静止しており、又は移動していない。ダイアグラム又はビュー1220では、アセンブリは、(例えば、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)右に傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクス(図7に示されているものと同様のマトリクスなどの、ビュー1210に示されているオリジナルのイメージの異なる視点(POV)のセット)のインターレースは、異なるアイコンの横列が(図11の1120に示すように反対方向にというよりも)単一の方向に移動することを引き起こすように構成されている。例えば、南京錠アイコン及び会社のロゴ/アイコンは、アセンブリ(又は、偽造防止デバイス)が右に傾けられると、すべて下向きに移動する。それとは対照的に、ダイアグラム又はビュー1222では、アセンブリは、(例えば、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)左に傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクスのインターレースは、異なるアイコンの横列が上向きなどの単一の方向に再び移動することを引き起こすように構成されている。図12に示されている実施形態では、レンズ/プリントイメージ(又は、インク層)が異なる角度又は視点から見られたときに(例えば、ビュー1210に示されているアセンブリ又は偽造防止デバイスが、第1の軸線又は垂直方向軸線の周りに枢動される)、プリントイメージは、オリジナルのイメージのアニメーションを提供するように適合されている。示されているようなアニメーションは、枢動方向に対して横断する方向になっていることが可能である。
重大なことには、図11に関して議論されているように、2軸インターレースされたイメージを提供するインク層を備えるレンズのアレイのアセンブリは、2つ以上の方向にアニメーション又はモーションを提供する。ダイアグラム又はビュー1224では、アセンブリは、(例えば、アセンブリの第2の軸線又は水平方向軸線の周りに枢動させることによって、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)上向きに傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクス(図7に示されているものと同様のマトリクスなどの、ビュー1210に示されているオリジナルのイメージの異なる視点(POV)のセット)のインターレースは、異なるアイコンの横列が、単一の方向であるが左又は右に傾いている間に見られるものとは異なる方向に移動する(例えば、すべて右に移動又はスクロールする)ことを引き起こすように構成されている。それとは対照的に、ダイアグラム又はビュー1226では、アセンブリは、(例えば、アセンブリの水平方向軸線の周りに、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)下向きに傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクスのインターレースは、異なるアイコンの横列が単一の方向に再び移動又はスクロールする(例えば、すべて左に移動する)ことを引き起こすように構成されている。換言すれば、レンズ/プリントイメージ(又は、インク層)が異なる角度又は視点から見られたときに(例えば、ビュー1210に示されているアセンブリ又は偽造防止デバイスが、第2の軸線又は水平方向軸線の周りに枢動される)、プリントイメージは、オリジナルのイメージのアニメーションを提供するように適合されている。
図13は、異なる位置の見る者によって見られ得るような、又は、見る者のための見る角度を変化させるためにアセンブリが傾けられ又は移動されることによって見られ得るような、別のレンズ/プリントイメージ(インク層)アセンブリのイメージ又はビュー1300のセットを図示している。アセンブリは、2軸インターレースされたイメージ(レンズアレイの背面の平面的な表面の上にプリントされている、又は、基板(例えば、紙幣、プラスチックカード、紙、又はプラスチックラベルなど)の上にプリントされ、レンズアレイが、基板の上に後で取り付けられる)を覆う丸形、六角形、平行四辺形、又は四角形ベースのマイクロレンズのアレイの形態をとることが可能である。インターレースされた
イメージは、プリントファイルを使用してプリントされ、プリントファイルは、ピクセルマッピングを提供するためにフレームのマトリクス(例えば、水平方向軸線及び垂直方向軸線に対して異なる視点でとられた単一のイメージ/シーンの2〜4以上のフレームのセット)を組み合わせるために、上記に議論されているように生成されている。
図13では、イメージ又はビュー1310は、アセンブリ又は偽造防止デバイス1300の真っ直ぐのビュー又は直交ビューを示しており、イメージは、この例では会社のロゴである。イメージ又はビュー1320は、矢印1321によって示されているようにアセンブリが上に傾けられるとき(平面的なアセンブリが、アセンブリの水平方向軸線又は第1の軸線の周りに上向きに回転される)、見る者が見ることができるものである。示されているように、ビュー/イメージ1320は、例えば、インターレースされたイメージファイルの対象であったロゴ又は物体の底部側など、ビュー1310に見られるオリジナルのイメージに対して追加的な情報を示している。別のイメージ又はビュー1322は、アセンブリが矢印1323によって示されているように右に回転され、又は傾けられるときに(平面的なアセンブリが、垂直方向軸線(例えば、アセンブリの第1の軸線に対して直交し、又は少なくとも横断する第2の軸線)の周りに回転され、又は傾けられる)、見る者によって見ることができるものである。インターレースされたイメージファイルの対象であったロゴ又は他の物体の左側部などの、より多くの情報又は画像が、ビュー1322の中で見ることができる。
さらに、別のビュー又はイメージ1324は、アセンブリが下向きに回転され又は傾けられる(水平方向軸線又は第1の軸線の周りに回転される)ときに(1325)見られ、このビュー1324では、ロゴ又は他のイメージングされた物体の上側などの、他のビューの中に見られない情報が提示される。ビュー又はイメージ1326は、ロゴ/目標物体の右側部などの目標物体のより多くの情報又は部分を提供し、ビュー1326は、アセンブリがアセンブリの垂直方向軸線又は第2の軸線の周りに回転される又は傾けられる(1327)ときに見ることができる。
図14は、レンズ/プリントイメージアセンブリ(又は、偽造防止デバイス)1410の別の実施形態又は実装形態のビュー/イメージ1400のセットを図示している。ビュー/表示された画像1412に示すように、アセンブリ1410(異なる視点からのシーン/物体の異なるイメージに対応するフレームのマトリクスの2軸インターレースの上に位置決めされている、本明細書で説明されているようなマイクロレンズアレイ)は、アセンブリ1410の前面1411に対して垂直な又は直交する視点から見られる。いくつかの実施形態では、前面1411は、丸形、六角形、平行四辺形、又は四角形ベースのレンズのアレイの外側表面によって提供される。示されているように、見る者は、(アイコン及び南京錠の)静的な壁紙パターンを含有するバックグランドを見ることが可能である。アイコン/イメージ・コンポーネントは、フィルムの平面の中に非常に深く出現することが可能であり、それぞれの見る角度で見ることが可能であり得る(例えば、アセンブリ1410が右又は左に傾けられるときに、ビュー1414、1416の中に見ることができる)。オーバーレイパターンは、フィルムの平面の中にあるが、ビュー1412に示すように真っ直ぐに見られるときには、見ることができない(又は、わずかにしか見ることができない)(しかし、ビュー1414及び1416では見られ得る)。
ビュー1416は、アセンブリが浅い角度で傾けられる(垂直方向軸線の周りにわずかに左に傾けられ、又は回転される)ときに、アセンブリ1410のインターレースされたイメージによって提供されるディスプレイを示すために有用である。浅い角度(例えば、約15度などまで)で傾けられるときに、オーバーレイパターンは、見る者に最も近いアセンブリ1410のフィルム又は前面1411の領域において、黒色で見ることができるだけである。任意の側部方向(上、下、左、もしくは右、又は、垂直方向軸線又は水平方
向軸線のいずれかの周りのアセンブリ1410の回転)に、わずかに(例えば、約15度未満)傾けることが、オーバーレイパターンが徐々に見ることができるようになる(この例では黒く出現する)ことを引き起こすように、プリントイメージは構成され得る。パターンは、フィルムの平面(又は、アセンブリ1410の外側表面1411)の中のアイコン又は壁紙パターンの上部となるように、又は、それらをカバーするように出現する「オーバーレイ」である。
浅い角度において、オーバーレイは、見る者に最も近いフィルム又はアセンブリ1410の部分に最初に見ることができる。アセンブリ1410が見る者から離れるようにさらに傾けられると(例えば、約30〜45度以上の角度までなど)、事前定義されたより極端な角度(例えば、垂直のビュー1412に対して45〜60度以上の角度)でアセンブリ1410が表面1411を介して見られるときに全体のオーバーレイパターンが見ることができるまで、オーバーレイパターンのますます多くの部分は、徐々に見ることができるようになる。これは、図14の極端な角度ビュー1414において見られ得るものであり、図14では、アセンブリ1410は、垂直方向軸線の周りに(例えば、右に)約60度を超えて回転されている。ビュー1414では、オーバーレイパターンは、アセンブリ/フィルム1410の全体表面1411の上にアイコン(この例では、ロゴ及び南京錠)を備える壁紙パターンの上で完全に見ることができる。
図15は、本明細書の別の実施形態のアセンブリ1510を図示している。アセンブリ1510は、ボディー/基板と、本明細書で議論されているように異なる視点フレームのマトリクスの2軸インターレースによってプリントイメージを提供するインク層と、プリントイメージを見るための丸形、六角形、平行四辺形、又は四角形ベースのレンズのアレイとを備える、偽造防止デバイス又はラベルとして使用するために構成され得る。例えば、アセンブリ1510は、その製造の間に、2.8575センチメートル(1.125インチ)の中心などでウェブの下にプリントされ得るラベル(例えば、5.08センチメートル(2インチ)×2.54センチメートル(1インチ)、又は、他のサイズのラベル)であることが可能である。アセンブリ1510は、前面又は上側表面1512(例えば、透明の又は少なくとも半透明のプラスチック又は同様の材料から形成される薄いレンズアレイ)を含み、前面又は上側表面1512を通して、インターレースされたイメージ(本明細書で教示されているピクセルマッピングを使用して構築されたイメージ)は、示されているように見られ得る。プリントイメージは、白色の(又は、他の色の)ボックス1513によって示されているように空白又はブランクのスペースを含むことが可能であり、白色のボックス1513は、バーコード及び/又は人間が読めるテキストをプリント(例えば、フレキソ)するために使用され得るものであり、バーコード及び/又は人間が読めるテキストは、(例えば、熱転写印刷を介して)オフラインで、又は、後の処理で追加され得る。
アセンブリ/ラベル1510は、プリントイメージを有しており、そのプリントイメージは、複数のイメージ及び効果を提供するように特に設計されており、再現することをはるかに困難にし、見る者がその信頼性を容易に検証することを可能にする。例えば、プリントイメージは、グレーのバックグランド1516(例えば、それは、(例えば、フレキソ)プリントされたサブ表面であることが可能である)を提示し、その上には、(着色されている及び/又は黒色の)アイコン又はシンボル1514、1517が、プリントされ又は積層され得る。シンボル1517は、境界線(例えば、円形)の形態をとることが可能であり、境界線の中には、テキスト(例えば、「OK」)などの第2のシンボル又はテキストが提供されており、それは、ラベル1510が偽造ではないこと、又は本物であることを示すために、境界線の完全に内側にあるべきである。
また、プリントされたインターレースイメージは、見る者がラベル1510の信頼性を
チェックすることをさらに可能にするためのデバイス/コンポーネントを含む。例えば、拡大鏡イメージ1520は、アセンブリ/ラベル1510を作製するために使用された印刷プレートの中に組み込まれ、フィルム又は表面1512の平面の上に出現することが可能である。アイコン/シンボル1523、1525の1つ又は複数が、例えば、イメージ1520の拡大鏡のガラスの下などに、イメージ1520の中に提供され得る。次いで、見る者がイメージ1520のガラス領域を通して見るときに、アイコン1523が黒色で出現し、アイコン1525が青色で出現し、それらは、ラベル1510の残りの部分において出現するこれらのアイコン1514、1517とは異なる色であることが可能である(例えば、ガラスイメージ1520の下で見られるときにこれらのアイコンの着色を反転させる)ように、プリントイメージは構成され得る。さらに、拡大鏡イメージ1520の下でのアイコン1523及び1525は、これらのアイコン1514、1517の壁紙/バックグランドバージョンに対応するものよりもサイズがいくらか大きくなるように出現することが可能である。
壁紙アイコン1530は、アセンブリ1510が第1の軸線の周りに傾けられる(例えば、アセンブリ/ラベルが左又は右に回転される/傾けられる)時に、反対側の(又は同じ)方向に移動し、一方、アセンブリ1510が第2の軸線の周りに傾けられるときに(例えば、アセンブリ/ラベルが上向き又は下向きに回転される/傾けられる)ときに、同じ(又は、反対側の)方向に移動するように設計され得る。それとは対照的に、ラベル1510のいくつかの実施形態では、拡大鏡イメージ1520の下での対応するアイコン/シンボル1523、1525は、ガラスの下にないそれらのアイコン1530とは異なって移動するように設計され得る。例えば、アイコン1523、1525は、ガラスイメージ1520の下で単一の方向に一緒に移動することが可能であるが、一方、アセンブリ1510が特定の軸線の周りに回転され/傾けられるときに、アイコン1530は、矢印1531によって示されているように、反対方向に移動する。
アセンブリ1510のレンズアレイの下のプリントイメージは、さらなるエレメント(例えば、枠で囲まれた/縁取られたディスプレイ)1540を含み、セキュリティを強化する(又は、偽造する試みをさらに制限する)ことが可能である。エレメント1540は、縁取り1549を含むことが可能であり、縁取り1549は、1つ又は複数の意図的なミススペリングを含有する0.15mm(又は、他のサイズ)のマイクロテキスト縁取りなどの、再現するのが困難であるパターンから形成され得る(例えば、縁取りは、見る者の肉眼には実線で出現するが、ミススペリングされた単語が、顕微鏡の下では明らかである)。図15に示されているような垂直のビューでは、第1のイメージ1541が表示されているが、分解図に示すように、アセンブリ1510が第1の軸線の周りに回転される(例えば、アセンブリ1510の垂直方向軸線の周りに右又は左に回転される)ときに(1543)、第2のイメージ1542がエレメント1540の中に表示される。セキュリティをさらに強化するために、アセンブリ1510が別の方向に回転される(例えば、アセンブリ1510の水平方向軸線の周りに上又は下に回転される)ときに(1545)、第3のイメージ1544がエレメント1540の中に表示され得る。
図16は、本明細書で説明されているような偽造防止デバイスなどのアセンブリを製作する際に使用するために適合されたシステム1600を図示している。システム1600は、特定の機能を果たすためにコード又はソフトウェアプログラムを実行するためのプロセッサ1612を備えるイメージングワークステーション1610を含む。ワークステーション1610は、プロセッサ1612を備えるほとんど任意のコンピュータ・デバイスの形態をとることが可能であり、プロセッサ1612は、入力及び出力デバイス1614の動作を管理するように作用し、入力及び出力デバイス1614は、例えば、ステーション1610のオペレーターが、プリントファイル1648を生成させるのに有用なデータを、マッピング及びイメージングモジュール1620によって、見ること及び入力するこ
とを可能にするためのデバイスなどであり、プリントファイル1648は、1675において示されているように、プリントコントローラ1680に伝えられる。また、CPU1612は、マッピング及びイメージングモジュール1620によってアクセス可能なメモリー1630を管理する。
マッピング及びイメージングモジュール1620は、例えば、オリジナルのイメージ1632からフレームセット1640を発生させること、これらのイメージセット1640からフレームマトリクス1646を生成させること、及び、フレームマトリクス1646から2方向ビット・マップ又はプリントファイル1648(すなわち、ピクセルマッピングを使用するプリントファイル)を作り出すことなど、本明細書で説明されている機能及びプロセスを行う際に有用な機能を果たす。例えば、メモリー1630は、オリジナルのイメージ1632を記憶するために使用され得るものであり、オリジナルのイメージ1632は、バックグランド1634及び1つ又は複数のアイコン/シンボル1636を含むことが可能であり、1つ又は複数のアイコン/シンボル1636は、壁紙として提供され得る(例えば、これらのエレメントは、バックグランド1634の上に積層され得る)。
モジュール1620は、オリジナルのイメージ1632からフレーム1640の複数のセットを発生させるように作用することが可能であり、セット1640のそれぞれは、オリジナルのイメージの異なる視点からの2〜10以上のフレームを含むことが可能である(例えば、2つの軸線に沿って異なる視点フレーム(ベース又はオリジナルのイメージ1632のX軸及びY軸フレーム/イメージ)を提供する、図7に示されているフレームのセットを参照)。モジュール1620は、上記に議論されているようなフレームマトリクス1646を発生させ、ピクセルを適正にマッピングし、モーション効果あり又はなしで、適正なX及びY軸インターレースを提供することが可能である。マトリクス1648から、2方向ピクセルマップ又はプリントファイル1648が、(ストライプからというよりもマトリクス1646からのデータを伴う四角形などの、両方の方向のすべての3D及び/又はモーション情報によって)マトリクス1646の横列及び縦列を適正なシーケンシングで組み合わせることによって生成される。
マッピング及びイメージングモジュール1620は、様々なイメージング/マッピングのパラメータ1650に基づいて、プリントファイル1648を発生させることが可能である。例えば、レンズが丸形、六角形、平行四辺形、又は四角形のいずれかであるかということと、光学ピッチ1654と、LPI1656値とを含む、レンズアレイ設計情報1652は、モジュール1620による入力として利用され、プリントファイル1648を生成させることが可能である。さらに、デバイス出力解像度1670は、モジュール1620によって使用され、プリントファイル1648を生成させ、例えば、セット1640などの中のフレームの数をセットすることなどが可能である。また、パラメータ1650は、モーションパラメータ1660を含み、例えば、アイコン/シンボルの移動の方向をセットすることなどによって、アセンブリの傾き/回転によりオリジナルのイメージをどのようにアニメーション化するかということと、どのくらい速い移動が起こるかということ(特定のモーション効果を実現するためにどのくらい多くの回転が必要とされるかなど)とを定義することが可能である。また、パラメータ1650は、例えば、ファイル1648からプリントされているイメージを備えるアセンブリの回転によって、アイコン/シンボルが色を変化させるかどうかということ、及び、どのような色が表示されたイメージの中にあるべきであるかということなど、色パラメータ1666を含むことが可能である。
プリントファイル1648が生成されると、イメージングワークステーション1610は、(デジタル通信ネットワークを介するような、ワイヤード又はワイヤレスの様式で)このファイル1648をプリントコントローラ1680(例えば、別のコンピュータ又は
コンピューティングデバイス)に伝えることが可能である。プリントコントローラ1682は、このプリントファイル1648を使用し、印刷プレート又はエンボスプレート1682を製作することが可能であり、印刷プレート又はエンボスプレート1682は、次いで、製作デバイス1684を用いて、レンズアレイの平面的な/裏側面などの表面をエンボス加工するために使用され得る。このエンボス加工された表面は、次いで、インクの1つ又は複数のコーティング/層で充填され、レンズアレイ/プリントイメージアセンブリ(例えば、偽造防止デバイス)の中のプリントイメージを形成することが可能である。また、コントローラ1680は、プリントファイル1648を使用し、カラーデジタルプリンタ1674にデジタルファイル1670を提供することが可能であり、カラーデジタルプリンタ1674は、レンズアレイの平面的な裏側面などの表面の上に、又は、通貨/ラベルの上に偽造防止デバイスを提供するためにレンズアレイがその上に後で適用される1つの紙幣又は製品ラベルの側部に、2軸インターレースされたイメージをプリントするためのものである。
この時点で、ピクセル調節を行うための技法を説明することが有用である可能性があり、ピクセル調節は、図16のマッピング及びイメージングモジュール1620などのソフトウェアモジュール/プログラムによって(少なくとも部分的に)行われ得る。図17は、本明細書によるピクセル調節方法1700をフロー図で図示している。方法1700は、1710において、(例えば、図16のコンポーネント1680〜1684により)印刷テストを行うことを含み、X軸において、及び、Y軸においても、レンズアレイの光学ピッチを決定し、それは、上記に議論されているように、設計により変化する可能性がある。1720において、目標視覚ピッチが、(再び、X軸及びY軸において)所望の又は入力の見る距離に関して選択される。例えば、1730において示されているように、方法1700は、目標ピッチを、X軸に関して416.88に、Y軸に関して384.47に設定することを伴うことが可能である。
方法1700は、1740において、ピクセルマップの中にX及びY軸をインターレースすることを継続する。これは、典型的に、所望の目標ピッチに関して最も近いデバイス出力においてマッピングすることを伴う(例えば、400の出力は、工程1730において設定されるピッチに近い)。工程1750では、方法1700は、デバイス出力と目標光学ピッチとの間の差を計算することを含む。この例では、X軸における差は、+4.22パーセント(すなわち、416.88の目標ピッチが400のデバイス出力で割られる)であり、Y軸における差は、−3.9パーセント(例えば、384.47の目標ピッチが400のデバイス出力で割られる)である。
工程1760において、マッピング及びイメージングモジュール/ソフトウェアプログラムは、工程1750において決定された差に基づいてピクセルを除去するように作用する。この例では、モジュールは、X軸における低い情報領域を特に目標とすることによって、ピクセルの4.22パーセントを除去することが可能である。また、モジュールは、Y軸において、3.9パーセントのピクセルを追加するように作用することが可能である。方法1700の工程1770は、(例えば、この例では、X軸において均一に)除去することに関するより少ない情報によってピクセルを識別するように作用するモジュールを用いて、このプロセスをさらに説明しているが、一方、ピクセルの追加は、近傍ピクセルなどのピクセルをブレンドすることによって行われ得る(例えば、ブレンドしたピクセルは、Y軸において追加される)。1780において、プレートは、ピクセル調節を提供するために修正されたプリントファイルに基づいて出力される。この実施例では、印刷のためのプレートは、X軸において4800ピクセルで、及び、Y軸において4800ピクセルで、出力され得る。1790において、プロセス1700は、例えば、本来の状態のピクセルの再分解に起因して、ぼやけなしに表示されたイメージの完全性を保持するということが留意される。
図18は、本明細書のレンズアレイのための2軸インターレースを提供するプロセスをさらに説明するために有用である。小さいレンズアレイ又は小型レンズ1810が、4つのレンズ1812、1814、1816、及び1818を含む平面図又は上面図に示されている(より典型的なアレイは、より多くのレンズを有する)。1815において示されているように、レンズ1812、1814、1816、及び1818は、この非限定的な例では、丸形ベースのレンズである。レンズアレイ1810の下には、2軸プリントイメージ(又は、プリントイメージを備えるインク層)が設けられ得、図の中のボックス1813のそれぞれは、ピクセルを表すために使用されている。さらに、これらの「ピクセル」1813のそれぞれは、レンズ焦点であると考えられ得る。
レンズアレイ1810と組み合わせられるときにピクセル1813の中に提供されるプリントイメージは、完全3D画像及び多方向モーションを提供するために使用され得る表示デバイスを提供する。例えば、それぞれのレンズ1812、1814、1816、1818は、ルーピング・イメージを表示するために使用され得る。この目的のために、シェーディングによって示されているピクセル1830の斜め方向のセットは、45度の傾斜ループ・スイープを提供するために使用され得るものであり、一方、「星」によって示されているピクセル1820の水平方向及び垂直方向のセットは、左右方向及び上下方向のイメージ・ループを提供するために使用され得る。
これを念頭に置いて、グラフ1850は、それぞれのレンズ1812、1814、1816、及び1818の下に設けられる7ピクセル×7ピクセルの配置が、これらの効果を提供するために、2軸と組み合わせられた/インターレースされたイメージによってどのようにプリントされ得るかということを図示するために有用である。この例では、X軸における4つのフレームは、Y軸における4つのフレームと組み合わせられる(例えば、「X=3」は、X軸に沿った4つのフレームのセットの中の特定のフレームを表している)。マッピング及びイメージングモジュール(例えば、モジュール1620など)は、適正なフレームを選択するために使用され、そのようなマトリクス及び/又はプリント・マップを発生させることが可能であり、プリントファイルは、グラフ1850に示すようにそれぞれのピクセルの中に2軸インターレースされたイメージをプリントする際に使用するために、このマッピングから生成され得るものであり、ピクセル1820、1830によって説明された視覚的効果を提供するようになっている。
図19〜図21は、本明細書のアセンブリに関する光線追跡、例えば、2軸インターレースされたイメージと組み合わせられたレンズアレイに関する光線追跡を示すプロット1900、2000、及び2100である。とりわけ、図19は、本明細書で説明されているように構成されているアセンブリ1910(例えば、偽造防止デバイス)を使用する光線1920の追跡のプロット1900を図示している。示されているように、アセンブリ1910は、インク層/プリントイメージ1916を覆う丸形ベースのレンズ1914のレンズアレイ1912を含み、インク層/プリントイメージ1916は、複数のインターレース1918(7イメージが2軸インターレースを使用してインターレースされる)を含む。
プロット1900は、プリントイメージ/インク層1916の中の理想化されたレンチキュラーインターレースされたストライプ1918から追跡された光線1920を示している。インターレースの順序は、見る者に対してイメージが適正にインターレースされるように修正された。この例では、それぞれのレンズ1914の半径は、0.03124ミリメートル(1.23ミル)であり、レンズ1914は、408LPIで設けられ、レンズ1914は、0.0762ミリメートル(3ミル)の厚さであり、屈折率は、1.49であると仮定された。明確にするために、ゼロ幅のインターレースだけが、2つのレンズ
1914のセット当たり7インターレース1918で表された。追跡は、近いレンチキュル領域を示す5度ステップで、+30度から−30度の範囲にわたって行われた。
プロット2000は、図19のプロット1900のより大きい全体のビューを示す充填された光線追跡である。プロット2000に関するインターレースは、2つのレンズのセット当たり7インターレースが提供される状態で、0.0508ミリメートル(2ミル)の幅となるようにとられた。インターレース当たり5つのステップが追跡され、範囲は、1度ステップを使用して、+30度から−30度であった。インターレースのシーケンスは、6、4、2、3、7、5、及び1であった。プロット2100は、半径0.03124ミリメートル(1.23ミル)のレンズに関するインターレース(例えば、1、2、3、4、5、6、及び7)の通常のシーケンスによって行われた追跡であり、レンズは、408LPI、0.0762ミリメートル(3ミル)のレンズ厚さ、及び、1.49の屈折率で提供された。レンズ幅は、0.0508ミリメートル(2ミル)にとられ、2つのレンズのそれぞれのセットのために提供される7インターレースが存在した。5つのステップが、再び、+30度から−30度の範囲で、1度ステップで、それぞれのレンズを横切って追跡された。要約すると、プロット1900、2000、及び2100は、複数のレンチキュル当たり複数のインターレースを有することによって行われたコーディングと、インターレース・シーケンスを変化させることによる見る者に対する分布の変化とを示している。
2軸インターレースされるプリントイメージを備える本発明のレンズアレイの使用を分析する際に、計画されたアレイ/イメージ設計をチェックするために、光線追跡及びスポット・ダイアグラムを発生させることが有用である。この点において、図22は、軸外光線追跡のプロット2200であり、一方、図23は、計画されたアレイ/イメージ設計を分析するために生成され得る対応するスポット・ダイアグラム2300である。さらに、図24及び図25は、丸形ベースのレンズ(又は、球形のレンズ)に関する2つの追加的なスポット・プロット又はダイアグラム2400及び2500であり、一方、図26は、図24及び図25のプロットに関連付けられたレンズに関する光線追跡のプロット2600である。これらの後者の3つの図に関するレンズの半径は、5単位であり、焦点面は、約10単位であった(例えば、単位は、ミルなどの任意のユニットであることが可能である)。
本発明は、特定の程度の特殊性で説明及び図示されてきたが、本開示は、単なる例として行われたものであり、パーツの組み合わせ及び配置の多数の変化が、以下に特許請求されているように、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者によって行われ得るということが理解される。
本説明は、プリントイメージ/パターンを備えるインク層と組み合わせられた丸形又は四角形レンズのアレイを含む表示アセンブリ(例えば、偽造防止デバイス)を教示している。レンズアレイは、添付の図に示すように配置されているネストされた丸形、六角形、平行四辺形、又は四角形レンズから構成されている。(1つ又は複数の)インク層の中に設けられたプリントイメージ/パターンは、(例えば、プリントイメージのX軸及びY軸によって)レンズアレイと整合され、プリントイメージ/パターンは、垂直方向及び水平方向にマッピングされたピクセルから構成されている(例えば、本明細書で議論されているようなマトリクスのフレームの2軸インターレース(又は、2つの軸線におけるインターレース)を定義するプリントファイルを使用してプリントされている)。ピクセルは、任意のタイプのものであることが可能であり、2つの軸線において、出力デバイスを見る者の光学ピッチにマッチさせるように適合されていることが多い。レンズアレイは、両方の方向において200以上のLPIで設けられ、6.452平方センチメートル(1平方インチ)当たり4000以上のレンズを設けるようになっていることが可能である。レン
ズの焦点距離は、変化することが可能であるが、丸形及び四角形ベースのレンズに関して約0.254ミリメートル(10/1000インチ)未満の焦点距離を有するいくつかのアレイが実装された。
レンズアレイとともに使用するための2軸インターレースされたイメージの印刷は、生成されるプリントファイルの中に提供されるピクセルマッピングを使用して、1つ又は複数の色を使用して行われ得る。いくつかのケースでは、回折技法が、丸形ベースのレンズアレイの中のインターレースされたイメージの中に、意図的に又は偶然に、波長の分離によって色を生成させるために使用される。とりわけ、印刷工程は、印刷プレート又はデジタルイメージを作り出すために、X及びYピクセルにイメージングされたファイル又はピクセルマップの印刷を伴い、印刷プレート又はデジタルイメージのいずれかは、本明細書で説明されているようなアレイの中にネストされているような丸形及び四角形ベースのレンズとの組み合わせで有用であるプリントイメージ/パターンを備えるインク層を提供するために使用され得る(例えば、X及びY軸のピクセルマッピングされたイメージを提供するために、レンズ材料の背面又は平面的な表面の上にプリントする)。他のケースでは、エンボスプレートが、レンズ材料(レンズアレイ)の背面をエンボス加工するための使用のために作り出される。次いで、エンボス加工された裏面は、インクで充填され、又は、丸形又は四角形ベースのレンズアレイとの組み合わせで、ホログラフィにおいて使用するために金属化される。しかし、いくつかのケースでは、印刷は、レンズアレイの前面又は輪郭付けされた表面の上に生じることも可能である。例えば、印刷は、インターレースされたイメージを使用するレンズの背面又は平面的な側部の上の印刷との組み合わせで、レンズの上部(すなわち、レンズアレイの平面的でない側部)の上に直接的に、特徴、色、又はイメージをプリントすることを伴うことが可能である。
複数のユニークな視覚的効果又は表示効果は、本明細書のレンズアレイの1つを通して見られるプリントイメージによって実現され得る。例えば、基板が左及び右に傾けられる(垂直方向軸線又は第1の軸線の周りに回転される)ときには、互いに反対方向に、また、基板が上及び下に傾けられる(第1の軸線に対して横断方向の水平方向軸線又は第2の軸線の周りに回転される)ときには、同じ方向に、反復するアイコン(例えば、例示的な図の会社のロゴ及び南京錠)の壁紙アレイが、基板を横切ってスクロール又は移動するように、X軸及びY軸のイメージマッピングが行われ得る。この効果は、「反対方向の連続移動」と呼ばれ得る。
他のケースでは、アセンブリ/デバイスが左及び右に傾けられるときには、上及び下に(アイコンがすべて同じ方向に移動する)、また、アセンブリ/デバイスが上及び下に傾けられるときには、左及び右に(再び、すべてのアイコンが同じ方向に移動する)、反復するアイコンの壁紙アレイがアセンブリ/偽造防止デバイスの表面を横切って移動又はスクロールするように、イメージマッピングが行われる(例えば、左への傾斜は、すべてのアイコンが上向きにスクロール又は移動することを引き起こし、右への傾斜は、すべてのアイコンが下向きにスクロール移動することを引き起こし、上への傾斜は、すべてのアイコンが右にスクロールすることを引き起こし、下への傾斜は、すべてのアイコンが左へスクロールすることを引き起こす)。この効果は、「直交方向の連続移動」とラベル付けされ得る。
会社のロゴ又はシンボルのようなボリュメトリックアイコン又はイメージが、5つの見ることができる側部(例えば、上部側、底部側、左側、右側、及び、正面側又は前面側)を有するように、X軸及びY軸ピクセルのイメージマッピングが行われ得る。アセンブリ/デバイスが異なる方向に(直交/垂直のビュー、左への傾斜、右への傾斜、上向きの傾斜、及び、下向きの傾斜、又は、それらの間の位置決め)傾けられ又は回転されるときに、これらの5つの側部は、見掛け上の深さで及びフルパララックスで、3次元で見ること
ができる。3Dロゴ/シンボル/アイコンの正面は、より顕著な3D効果を生成させるために、側部とは異なる色であることが可能であり、この効果は、「フルボリューム3D」と呼ばれ得る。
本明細書で説明されているX軸及びY軸のイメージマッピングを介して実現され得る別の効果は、別のオーバーレイパターンを備えるアイコンを伴う壁紙を提供することである。次いで、オーバーレイパターンは、プリントファイル及び結果として生じるプリントイメージの中に設けられ得るものであり、それは、アセンブリが特定の視点(例えば、垂直の視点など)から見られるときにビューから隠れるが、(例えば、垂直から30〜60度などの角度まで移動されるときなどに、)(フィルム及び壁紙パターンの平面の中で)壁紙のアイコン/シンボル/ロゴの上部に徐々にますます見ることができるようになるようになっている。さらに、プリントイメージの全体が単一の効果を提供することは必要とされない。その代わりに、プリントイメージの異なるゾーン又は部分が使用され、異なる視覚的効果(例えば、本明細書で説明されている効果のいずれか)を提供することが可能である。
いくつかの手段は、本明細書において議論されているシステム及び方法を実装するために利用可能である。これらの手段は、それに限定されないが、デジタル・コンピュータ・システム、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路(ASIC)、汎用コンピュータ、プログラマブルコントローラ、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)を含み、そのすべては、本明細書で「プロセッサ」と総称的に称され得る。例えば、1実施形態では、信号処理は、FPGAもしくはASICによって組み込まれ、又は、代替的に、埋め込み型の又は個別的なプロセッサによって組み込まれ得る。したがって、他の実施形態は、コンピュータ可読媒体の上に常駐するプログラム命令を含み、コンピュータ可読媒体は、そのような手段によって実装されると、それらが様々な実施形態を実装することを可能にする。コンピュータ可読媒体は、任意の形態の非一時的な物理的なコンピュータメモリデバイスを含む。そのような物理的なコンピュータメモリデバイスの例は、それに限定されないが、パンチカード、磁気ディスクもしくはテープ、光学的なデータストレージシステム、フラッシュリードオンリーメモリ(ROM)、不揮発性のROM、プログラマブルROM(PROM)、消去可能なプログラマブルROM(E−PROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、又は、任意の他の形態の永久的、半永久的、もしくは一時的なメモリストレージシステムもしくはデバイスを含む。プログラムインストラクションは、それに限定されないが、コンピュータシステムプロセッサ、及び、超高速集積回路(VHSIC)ハードウェア記述言語(VHDL)などのハードウェア記述言語によって実行されるコンピュータ実行可能インストラクションを含む。
図11〜図15は、マイクロレンズのアレイとの組み合わせで、本明細書で説明されているピクセルマッピング技法を使用して実現され得る複数の効果を図示しているが、これらのユニークな効果を現時点でより詳細に議論することが有用である可能性がある。ピクセルマッピング(又は、2軸インターレース)は、2つの軸線のうちの1つについての効果の活性化を可能にする特定の目的でそれぞれ生成される複数のピクセルを備えるプリントファイルを発生させることを可能にする。換言すれば、2軸線における活性化は、本明細書で教示されているようなピクセルマッピングを必要とし、又は、それによって少なくとも強化される。実現され得る「効果」(図11〜図15に示されているものを含む)は、単一の方向におけるレンチキュラーレンズ及びイメージのインターレースを使用して、単一の軸線において実現される効果の同じセットであると考えられ得る。しかし、ここで、これらの効果は、ピクセルマッピングを使用してそれぞれの方向において一度に1つ(又は、2つ、3つ、又は、それ以上)提供され得るものであり、偽造防止デバイスは、これらの効果の任意の組み合わせを使用することが可能である(多くのケースにおいて、それぞれの方向において1つが提供される)。効果は、3D、モーション、フリップ(別の
又は修正されたイメージへとイメージを変化させる)、アニメーション、オン−オフ(軸線の周りの回転によって、又は、「活性化」によって、イメージを出現及び消滅させる)、ズーム、モーフィング(フリップのようであるが、新しいイメージへの移行を見ることが可能である)、及びカラーシフト(活性化の一部として色を変化させる)を含む。
第1の例として、レンズアレイ及びプリントイメージアセンブリは、1つの軸線において(例えば、X軸においてなど)3Dを提供するように、及び、(例えば、Y軸において活性化を提供することなどによって)第1の軸線に対して横断方向(例えば、直交方向など)の第2の軸線において効果活性化を提供するように、設計及び製作され得る。3Dは、異なる層の中のパターン又はエレメントによって(例えば、1つ又は複数のバックグランドイメージの上にフォアグランドイメージを有することなどによって)、アセンブリの第1の軸線において提供され得る。次いで、追加的な効果の活性化は、第2の軸線において提供され得る。それは、例えば、(a)モーション(例えば、エレメントが移動し、又は、フレームの中での変位を伴う)、(b)フリップ(例えば、2イメージフリップに関して、イメージ「A」がイメージ「B」に変化する、又は、3つ以上のイメージが、より多くのフリッピングを提供するために使用され得る)、(c)アニメーション(例えば、フレームのシーケンスが、イメージのアニメーションを説明又は定義するために使用され得る)、(d)オン−オフ(例えば、単一の又は複数のエレメントが、見る角度に応じて出現又は消滅するフレームの中に提供され得る)、(e)ズーム(例えば、表示されたイメージの単一又は複数のエレメントのサイズの拡大又は縮小が提供され得、それは、見る角度に依存する)、(f)モーフィング(例えば、効果は、イメージ「A」からイメージ「B」へのフリップのようなものであり得るが、最終的なイメージ同士の合間に移行フレームを備えており、見る者がイメージ「A」からイメージ「B」への変換を見ることが可能であるようになっている)、及び、(g)カラーシフト(例えば、単一の又は複数のエレメントは、複数の見る角度又は視点によるアセンブリの回転によってトリガーされ得る活性化によって、色を変化させることが可能である)である。
これらの組み合わせを念頭に置いて、図27は、異なる視点から見られた例示的なアセンブリのビュー2700のセットを図示しており、レンズアレイ及びプリントイメージを用いて構成され、異なるモーション効果(2軸活性化)を提供する、通貨又は他の物体のための偽造防止デバイスとして、そのアセンブリは有用である。図27のダイアグラム又はビュー2700では、本明細書によるレンズ/イメージアセンブリの平面又は直交ビュー2710が示されている。見る者は、2つの異なるアイコン2712の横列を備えるオリジナルのイメージを観察すること又は見ることができ、アイコン2712は、すべて静止しており、又は移動していない。さらに、オリジナルのイメージは、オーバーレイイメージ又はフォアグランドイメージ2714A(ここでは、チェックマークとして示されている)を含み、オーバーレイイメージ又はフォアグランドイメージ2714Aは、アイコン2712の横列とは異なる層の中にあることになるように出現する。したがって、アセンブリは、3D効果を提供するように適合されている。図では、2つのアイコンの横列が示されているが、これは、説明のしやすさのためだけであり、限定としてではないということが理解されることとなる。2つのアイコンの横列について、2つの軸線における活性化によってセキュリティを提供するために、どのようにそれらが使用され得るかということについて理解されると、それぞれの横列は、(1つの横列当たり単一のアイコンというよりも)2つ以上の異なるアイコンを含むことが可能であり、第3の、第4の、又は、それ以上の異なるアイコンの横列が、所望の表示されたイメージを実現するために望まれるように、アセンブリの中に含まれ得るということが理解されることとなる。
ダイアグラム又はビュー2720では、アセンブリは、(例えば、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)右に傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクス(図7に示されているものと同様のマトリクスな
どの、ビュー2710に示されているオリジナルのイメージの異なる視点(POV)のセットがピクセルマッピングにおいて使用される)のインターレースは、異なるアイコン2712の横列が反対方向に移動することを引き起こすように構成されている。例えば、アセンブリ(又は、偽造防止デバイス)が右に傾けられるときには、南京錠アイコン及び/又はロゴ2712を備える横列が、左及び右に移動する。それとは対照的に、ダイアグラム又はビュー1222では、アセンブリは、(例えば、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)左に傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクスのインターレースは、異なるアイコンの横列が、互いから異なる方向に、及び、ビュー2720の中のように反対方向に、再び移動することを引き起こすように構成されている(右に移動されたアイコン2712が今度は左に移動し、その逆も同様である)。
図27に示されている実施形態では、プリントイメージは、レンズ/プリントイメージ(又は、インク層)が異なる角度又は視点から見られるときに、オリジナルのイメージのアニメーションを提供するように適合されている(例えば、ビュー2710に示されているアセンブリ又は偽造防止デバイスは、第1の軸線又は垂直方向軸線の周りに枢動される)。示されているようなアニメーションは、枢動方向に平行な方向になっていることが可能である。しかし、フォアグランドなどのいくつかのイメージ又は他の層イメージ2714Aが、同じ相対的な場所のままであり、(これらの移動するアイコン2712は、フォアグランドイメージであることが可能であり、シンボル/アイコン2714Aは、バックグランド層の中に提供され得るというような)バックグランド又は他の層アイコンのこの移動がアセンブリの3D効果を強化し、又は、さらに提供するように、プリントファイルが構成されている。
さらに、3D効果は、アセンブリが2つの直交する軸線のうちの別の軸線又は第2の軸線において活性化されるときに、追加的な効果と組み合わせられ得る。示されているように、2軸インターレースされたイメージを提示するインク層を備えるレンズのアレイのアセンブリは、1つの方向に、又は、1つの軸線に沿って活性化されるときには、アニメーション及び3D効果を提供し、第2の方向に、又は、第2の軸線に沿って活性化されるときには、フリッピング(又は、モーフィング)を提供する。ダイアグラム又はビュー2724では、アセンブリは、(例えば、アセンブリの第2の軸線又は水平方向軸線の周りに枢動させることによって、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)上向きに傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクス(図7に示されているものと同様のマトリクスなど、ビュー2710に示されているオリジナルのイメージの異なる視点(POV)のセット)のインターレースは、アイコン2712が同じ状態にステイし、又は変化しないままであり、一方、他の層の中のシンボル/アイコン2714A(フォアグランドイメージ)が、異なるイメージ2714Bへフリップする(又は、モーフィングする)(ここでは、チェックマークが星へフリップする)ということを引き起こすように構成されている。
同様に、ダイアグラム又はビュー2726では、アセンブリは、(例えば、アセンブリの水平方向軸線の周りに、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)下向きに傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクスのインターレースは、アイコン2712の横列が静止しているままであり、一方、フォアグランド又は他の層シンボル/アイコン2714Aが異なるイメージ2714Bへとフリップする(又は、モーフィングする)(ここで、アセンブリが上向きに傾けられるときと同じイメージ)ということを引き起こすように構成されている。換言すれば、プリントイメージは、アセンブリが第2の軸線の周り(例えば、水平方向軸線又はX軸の周りなど)に回転されるときに、イメージのフリッピングを提供するように適合されている。フリッピングは、第2の方向において活性化されるときに提供される効果に関して、図27に
示されているが、その効果は、また、モーフィング、オン−オフ、モーション、アニメーション、ズーム、又はカラーシフトであることが可能である。
多くの可能性のある組み合わせをさらに図示するために、図28は、異なる視点から見られる例示的なアセンブリのビュー2800のセットを図示しており、レンズアレイ及びプリントイメージを用いて構成され、異なるモーション効果(2軸活性化)を提供する、通貨又は他の物体のための偽造防止デバイスとして、そのアセンブリは有用である。図28のダイアグラム又はビュー2800では、本明細書によるレンズ/イメージアセンブリの平面又は直交ビュー2810が示されており、アセンブリは、Y軸又はX軸活性化(モーションを有するためのもの、フリップするためのもの、モーフィングするためのもの、又は、イメージフレームのインターレースによって実現可能な効果の別のもの)を有する同じ又は異なるイメージエレメントとともに、すべての観点(例えば、フローティング及び/又は深さ)から3Dを提供するように構成されている。見る者は、2つの異なるアイコン2812の横列を備えるオリジナルのイメージを観察すること又は見ることができ、アイコン2812は、すべて静止しており、又は移動していない。さらに、オリジナルのイメージは、第1及び第2のオーバーレイイメージ又はフォアグランドイメージ2814A,2816A(ここでは、「OK」の言葉及びチェックマークシンボルとして示されている)を含み、第1及び第2のオーバーレイイメージ又はフォアグランドイメージ2814A及び2816Aは、アイコン2812の横列とは異なる層の中にあることになるように出現する。したがって、アセンブリは、3D効果を提供するように適合されている。
ダイアグラム又はビュー2820では、アセンブリは、(例えば、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)上に傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクス(図7に示されているものと同様のマトリクスなどの、ビュー2810に示されているオリジナルのイメージの異なる視点(POV)のセットがピクセルマッピングにおいて使用される)のインターレースは、異なるアイコン2812の横列が単一の方向に移動する(すべてのアイコンが、下向きに、又は、活性化方向と反対側に移動する)ことを引き起こすように構成されている。アセンブリのこの移動によって(上への傾斜)、フォアグランドイメージ2814A,2816Aは、変化しないままである(例えば、この時点でフリップはない)。シンボル2814A、2816Aの下の(又は、いくつかの実施形態では、その上での)アイコン2812の移動は、アセンブリによって実現される3D効果を高める。
それとは対照的に、ダイアグラム又はビュー2822では、アセンブリは、(例えば、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)下向きに傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクスのインターレースは、単一の方向に(しかし、今回は、上向きに、又は、活性化方向の反対側に)、再び移動することを引き起こすように構成されている。しかし、並行して、フリップ効果も、2814Bにおいて示されているようなイメージへフリップするフォアグランドのシンボル/アイコン2814Aによって活性化され(例えば、「OK」の言葉から「Yes」の言葉へ)、一方、他のシンボル/アイコン2816Aは、この例では、変化しないままである。ビュー2822からビュー2820へ、シンボル2814Bが、イメージ2814Aへ変化して戻り、又はフリップして戻ることとなるとき、フリッピングが再び起こることとなる(例えば、フリッピング効果は、アイコン2812に関する(この非限定的な例では、単一の方向における)移動効果と並行して、アセンブリの水平方向軸線又はX軸の周りの回転によって活性化される)。
さらに、3D効果は、アセンブリが2つの直交する軸線のうちの別の軸線又は第2の軸線において活性化されるときに、追加的なフリップ効果と組み合わせられ得る。示されているように、2軸インターレースされたイメージを提示するインク層を備えるレンズのア
レイのアセンブリは、1つの方向に、又は、1つの軸線に沿って活性化されるときには、アニメーション及び3D効果を提供し、第2の方向に、又は、第2の軸線に沿って活性化されるときには、フリッピング(又は、モーフィング)を提供する。ダイアグラム又はビュー2824では、アセンブリは、(例えば、アセンブリの第2の軸線又は水平方向軸線の周りに枢動させることによって、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)左に傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクス(図7に示されているものと同様のマトリクスなどの、ビュー2810に示されているオリジナルのイメージの異なる視点(POV)のセット)のインターレースは、アイコン2812が同じ方向(再び、活性化方向の反対側であり、これは、先のビュー2820及び2822の移動方向と直交している)に移動している状態で、アイコン2812がモーション状態で設置されることを引き起こすように構成されている。並行して、他の層(フォアグランドイメージ)の中のシンボル/アイコン2814A(又は、2814B)は変化しないままであり、一方、シンボル/アイコン2816Aは、フリップしないが、それが2816Bにおいて示されているように変化し、新しい位置へスピンされるという点において、モーフィング効果を有するように活性化される(例えば、この例では、チェックマークが新しい配向を有しており、それは、アニメーション効果であるとも考えられ得る)。
同様に、ダイアグラム又はビュー2826では、アセンブリは、(例えば、アセンブリの水平方向軸線の周りに、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)右に傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクスのインターレースは、アイコン2812の横列が再びモーション効果を有し(活性化方向の反対側などの単一の方向に移動する)、一方、フォアグランド又は他の層シンボル/アイコン2816Aが再びモーフィングされ(又は、アニメーション化され)、イメージ2816Bへとスピンすることを引き起こすように構成されている。換言すれば、プリントイメージは、活性化によってフリップされ、モーフィングされ、又はアニメーション化され得るフォアグランドイメージを備える3Dを提供するように適合されており、効果に対するそのような活性化は、互いから、及び、バックグランドイメージから、独立していることが可能である。さらに、プリントイメージ、バックグランドイメージによって並行モーション効果を提供し、それは、活性化方向と反対側の単一の方向に一緒に移動するように活性化されるように示されている。アイコン2812が示されている方向に移動することによって、結果は、深さ効果(例えば、3D)であり、アイコン2812が、フォアグランドのシンボル/アイコン2814A〜2816Bから後ろに押されるように出現する。また、この効果は、前面に向けて、又は、見る者に向かって外向きに押されているいくつかの層と組み合わせられ得る。
多くの可能性のある組み合わせを一層さらに図示するために、図29は、異なる視点から見られる例示的なアセンブリのビュー2900のセットを図示しており、レンズアレイ及びプリントイメージを用いて構成され、異なるモーション効果(2軸活性化)を提供する、通貨又は他の物体のための偽造防止デバイスとして、そのアセンブリは有用である。図29のダイアグラム又はビュー2900では、本明細書によるレンズ/イメージアセンブリの平面又は直交ビュー2910が示されており、アセンブリは、第1の軸線(例えば、X軸など)における活性化を提供するように構成されており、第1の軸線(例えば、X軸など)における活性化は、同じ又は異なるイメージエレメントの第2の軸線(例えば、Y軸など)における活性化と組み合わせられたイメージエレメントの直交移動を実現する。見る者は、2つの異なるアイコン2912の横列を備えるオリジナルのイメージを観察すること又は見ることができ、アイコン2912は、すべて静止しており、又は移動していない。さらに、オリジナルのイメージは、第1及び第2のオーバーレイイメージ又はフォアグランドイメージ2914A及び2916A(ここでは、「OK」の言葉及びチェックマークシンボルとして示されている)を含み、第1及び第2のオーバーレイイメージ又
はフォアグランドイメージ2914A,2916Aは、アイコン2912の横列とは異なる層の中にあることになるように出現する。したがって、アセンブリは、3D効果を提供するように適合されている。
ダイアグラム又はビュー2920では、アセンブリは、(例えば、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)右に傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクス(図7に示されているものと同様のマトリクスなどの、ビュー2910に示されているオリジナルのイメージの異なる視点(POV)のセットがピクセルマッピングにおいて使用される)のインターレースは、異なるアイコン2912の横列が単一の方向に移動する(すべてのアイコンが、下向きに、又は、活性化方向と直交する方向に移動する)ことを引き起こすように構成されている。アセンブリのこの移動によって(右への傾斜)、フォアグランドイメージ2914A,2916Aは、変化しないままである(例えば、この時点でフリップはない)。シンボル2914A、2916Aの下の(又は、いくつかの実施形態では、その上での)アイコン2912の移動は、アセンブリによって実現される3D効果を高める。
それとは対照的に、ダイアグラム又はビュー2922では、アセンブリは、(例えば、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)左に傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクスのインターレースは、単一の方向に(しかし、今回は、上向きに(それは、ビュー2920に示されている移動と反対側である)、又は、活性化方向と直交する方向に)、再び移動することを引き起こすように構成されている。しかし、並行して、フリップ効果も、2914Bにおいて示されているようなイメージへフリップするフォアグランドのシンボル/アイコン2914Aによって活性化され(例えば、「OK」の言葉から「Yes」の言葉へ)、一方、他のシンボル/アイコン2916Aは、この例では、変化しないままである。ビュー2922からビュー2920へ、シンボル2914Bが、イメージ2914Aへ変化して戻り、又はフリップして戻ることとなるとき、フリッピングが再び起こることとなる(例えば、フリッピング効果は、アイコン2912に関する(この非限定的な例では、単一の方向における)移動効果と並行して、アセンブリの垂直方向軸線又はY軸の周りの回転によって活性化される)。
さらに、3D効果は、アセンブリが2つの直交する軸線のうちの別の軸線又は第2の軸線において活性化されるときに、追加的なフリップ効果と組み合わせられ得る。示されているように、2軸インターレースされたイメージを提示するインク層を備えるレンズのアレイのアセンブリは、1つの方向に、又は、1つの軸線に沿って活性化されるときには、アニメーション及び3D効果を提供し、第2の方向に、又は、第2の軸線に沿って活性化されるときには、フリッピング(又は、モーフィング)を提供する。ダイアグラム又はビュー2924では、アセンブリは、(例えば、アセンブリの第2の軸線又は水平方向軸線の周りに枢動させることによって、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)上向きに傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクス(図7に示されているものと同様のマトリクスなどの、ビュー2910に示されているオリジナルのイメージの異なる視点(POV)のセット)のインターレースは、アイコン2912が同じ方向(再び、活性化方向と直交しており、活性化方向は、この例で示されているように右である)に移動している状態で、アイコン2912がモーション状態で設置されることを引き起こすように構成されている。並行して、他の層(フォアグランドイメージ)の中のシンボル/アイコン2914A(又は、2914B)は変化しないままであり、一方、シンボル/アイコン2916Aは、フリップしないが、それが2916Bにおいて示されているように変化し、新しい位置へスピンされるという点において、モーフィング効果を有するように活性化される(例えば、この例では、チェックマークが新しい配向を有しており、それは、アニメーション効果であるとも考えられ得る)。
同様に、ダイアグラム又はビュー2926では、アセンブリは、(例えば、アセンブリの水平方向軸線の周りに、15度から45度などの角度を通して、又は、15度から45度などの角度まで)下向きに傾けられ、又は角度を付けられ、また、フレームのマトリクスのインターレースは、アイコン2912の横列が再びモーション効果を有し(左などの単一の方向に移動し、活性化方向(又は、アセンブリの垂直方向軸線もしくはY軸)と直交する方向に移動するようになっている)、一方、フォアグランド又は他の層シンボル/アイコン2916Aが再びモーフィングされ(又は、アニメーション化され)、イメージ2916Bへとスピンすることを引き起こすように構成されている。
図30は、通貨などの上で、又は、通貨などとともに使用され得る偽造防止デバイスとして有用な別のアセンブリ3010を図示している。アセンブリ3010は、上部表面又は外側表面3102を備えて形成され得るものであり、上部表面又は外側表面3102には、レンズアレイが設けられ得る。また、アセンブリ3010は、インク層を含むことが可能であり、本明細書で説明されているようなピクセルマッピングを備えるプリントファイルを使用してプリントされたプリントイメージを提供し、2つの軸線において2軸活性化(又は、3D又はモーションなどのイメージ効果の活性化)を提供する。とりわけ、アセンブリ3010のプリントイメージは、複数のより小さいシンボル/アイコン3014(例えば、図30に示されているチェックマークなど)から構成されるバックグランドイメージを見ることを可能にするように適合されている。また、アセンブリ3010のプリントイメージは、1つ又は複数のシンボル/アイコン(それは、典型的に、バックグランドのイメージエレメント3014よりも大きい)から構成されるフォアグランドイメージを(レンズアレイ/前面層3012を通して)見ることを可能にするように適合されている。
アセンブリ3010のいくつかの実装形態では、プリントイメージは、2以上の層の中にイメージエレメント3014及び3018を提供することによって完全3Dがすべての方向に提供される様式で、レンズアレイにマッピングされたピクセルである。図30に示すように、シンボル/アイコン3014によって提供されるバックグランドイメージ又はパターンは、見る者から離れるように後ろに押され、シンボル/アイコン3018から構成されるフォアグランドイメージの後ろになるように出現する。エレメント3018は、より大きいエレメントとして提供され得るものであり、それらは、すべての観点から、イメージエレメント3014に対して異なるレベルの中に浮くように出現するようにされ得る。これは、バックグランドイメージ3018が移動されている(イメージエレメント3014にモーション効果を適用する)間に、2軸活性化(X軸及びY軸の周りでのアセンブリ3010の回転)の間に、イメージ3018が静止しているままであることを引き起こすことによって、部分的に実現され得る。
本明細書で列挙又は説明されている効果のいずれかを伴って第1の軸線(例えば、X軸)において活性化されるパターン又はイメージを提供するように選ばれたピクセルマッピングを使用して形成されたプリントイメージを含む他のアセンブリが生成され得る。さらに、プリントイメージは、同じイメージエレメント(例えば、アイコン又はシンボル)又は異なるイメージエレメントの組み合わせを提供するように構成され得るものであり、異なるイメージエレメントは、列挙又は説明されている効果(同じ効果又は異なる効果)のうちの任意の1つを伴って第2の軸線(例えば、Y軸)において活性化される。例えば、効果は、それに限定されないが:(a)3D積層された効果(例えば、イメージエレメントは、異なる層の中に出現するように表示され、それぞれの層は、平坦なイメージである)、(b)3Dリアル効果(例えば、3Dソフトウェアなどによって生成される絵又は3Dエレメントを提供する)、(c)モーション効果(例えば、移動しているイメージエレメント、又は、フレームの中での変位を伴う)、(d)フリップ効果(例えば、2イメー
ジフリップに関して、イメージ「A」がイメージ「B」に変化する、又は、3つ以上のイメージが、フリップ効果の中で使用され得る)、(e)アニメーション(例えば、1つ又は複数のイメージエレメントに関するアニメーションを説明又は定義するフレームのシーケンス)、(f)オン−オフ効果(例えば、単一の又は複数のイメージエレメントが、アセンブリに関する見る角度に応じて出現又は消滅され得る)、及び(g)ズーム効果(例えば、丸形、六角形、平行四辺形、又は四角形ベースのマイクロレンズのアレイを通してプリントイメージを視認する角度に応じて、単一の又は複数のイメージエレメントのサイズが、拡大又は縮小され得る)を含むことが可能である。
図3A〜図4Bは、レンズアレイを形成するために丸形ベースのレンズ及び四角形ベースのレンズを使用して形成されたアイテムの例を提供している。さらに、これらのレンズアレイは、オフセットされた又はネストされたレンズの横列及び縦列を使用しないように、特にパターン化され、又は配置された(例えば、隣接する横列及び縦列の中のレンズは、オフセットされるというよりも整合された)。本発明者らによって本明細書で教示されているようなピクセルマッピングの使用は、レンズアレイ/プリントイメージアセンブリを備える偽造防止デバイスが、オフセットされた/ネストされたレンズを備えるレンズアレイの使用によって、また、六角形レンズ又は六角形ベースのレンズを含むように構成されているレンズアレイの使用によって、効果的に製作されることを可能にした。したがって、図31及び図32は、そのような実装形態の特定の実施例を提供している。
図31に示されている実施形態では、アイテム3100(例えば、1つの紙幣、又は、製品のためのラベルなど)には、プリントイメージを提供するインク層3120の上部をカバーするか、又は、インク層3120の上部に設けられているレンズアレイ(六角形ベースのレンズのアレイ)3110の形態の偽造防止エレメント又はデバイスが設けられている。示されているように、アイテム3100は、紙又はプラスチック(例えば、通貨として使用されることとなる紙、又は、製品ラベルのために使用されることとなる紙/プラスチック)のシートなどの、基板又はボディー3105を含む。基板/ボディー3105の表面の上には、イメージが、インク層3120を介してプリントされており、レンズアレイ3110が、インク層3120の露出されている表面の上に設けられている(例えば、インク層3120及びそのパターン/イメージは、基板表面の上に、又は、レンズアレイ3110の裏面の上にプリントされ得る)。
示されているように、レンズアレイ3110は、複数のレンズ3114から構成されており、複数のレンズ3114は、それぞれ、インク層3120の表面に当接する六角形ベース部を有しており、また、ドーム形状の断面及び/又は2つ以上のファセット/側部を有している。六角形ベースのレンズ又は丸形レンズ3114は、複数の縦列3112の中に配置されており、複数の縦列3112は、図31において平行な垂直方向軸線又はY軸3113(縦列3112の中のレンズ3114の中心を通過する軸線)によって示されているように平行である。さらに、縦列3112のうちの隣接する縦列の中のレンズ3114の対が、少なくともベース部に接触又は近接するように、レンズ3114が配置されている。一層さらに、縦列3112は、垂直方向にオフセットされており、特定の縦列3112の中の隣接するレンズ3114の対が、間隔を離して配置されるようになっている。次いで、アレイ3110は、レンズ3114の平行な横列を有するように構成されており、アレイ3110の中のレンズ3114の中心を通過する平行な水平方向軸線又はX軸3115によって見られ得るように、レンズ3114は、そのような横列の中のそれらの近隣のレンズにそれぞれ当接しており(又は、ベース部において互いにほぼ接触している)、また、横列は、互いに当接するように、また、(例えば、水平方向のオフセット、及び、垂直方向のオフセットを有するように)オフセットされるように示されている。このように、レンズ3114は、図31に示されているパターンで、緊密にネストされ得る(アレイ3110は、90度の回転などのように、使用のために回転され得るものであり、「
縦列」が「横列」になるようになっており、その逆も同様であるということに留意されたい)。
図32に示されている実施形態では、アイテム3200(例えば、1つの紙幣、又は、製品のためのラベルなど)には、プリントイメージを提供するインク層3220の上部をカバーするか、又は、インク層3220の上部に設けられているレンズアレイ(丸形ベースのレンズのアレイ)3210の形態の偽造防止エレメント又はデバイスが設けられている。示されているように、アイテム3200は、紙又はプラスチック(例えば、通貨として使用されることとなる紙、又は、製品ラベルのために使用されることとなる紙/プラスチック)のシートなどの、基板又はボディー3205を含む。基板/ボディー3205の表面の上には、イメージが、インク層3220を介してプリントされており、レンズアレイ3110が、インク層3220の露出されている表面の上に設けられている(例えば、インク層3220及びそのパターン/イメージは、基板表面の上に、又は、レンズアレイ3210の裏面の上にプリントされ得る)。
示されているように、レンズアレイ3210は、複数のレンズ3214から構成されており、複数のレンズ3214は、それぞれ、インク層3220の表面に当接する丸形ベース部又は円形ベース部を有しており、また、ドーム形状の断面及び/又は2つ以上のファセット/側部を有している。丸形レンズ3214は、複数の縦列3212の中に配置されており、複数の縦列3212は、図32において平行な垂直方向軸線又はY軸3213(縦列3212の中のレンズ3214の中心を通過する軸線)によって示されているように平行である。さらに、縦列3212のうちの隣接する縦列の中のレンズ3214の対が、少なくともベース部に接触又は近接するように、レンズ3214が配置されている。一層さらに、縦列3212は、垂直方向にオフセットされており、特定の縦列3212の中の隣接するレンズ3214の対が、間隔を離して配置されるようになっている。次いで、アレイ3210は、レンズ3214の平行な横列を有するように構成されており、アレイ3210の中のレンズ3214の中心を通過する平行な水平方向軸線又はX軸3215によって見られ得るように、レンズ3214は、そのような横列の中のそれらの近隣のレンズにそれぞれ当接しており(又は、ベース部において互いにほぼ接触している)、また、横列は、互いに当接するように、また、(例えば、水平方向のオフセット、及び、垂直方向のオフセットを有するように)オフセットされるように示されている。このように、レンズ3214は、図32に示されているパターンで、緊密にネストされ得る(アレイ3210は、90度の回転などのように、使用のために回転され得るものであり、「縦列」が「横列」になるようになっており、その逆も同様であるということに留意されたい)。
この文献の最初の部分に議論されているように、モアレパターンは、長年、丸形及び六角形のレンズアレイに関連して使用されてきた。典型的に、プリントイメージは、レンズのサイズに対して小さな細かいイメージである。イメージのいくつかは、2つの軸線におけるレンズの1対1の寸法よりもわずかに多い又は少ない頻度でプリントされており、いくつかは、互いに対してわずかに異なってプリントされている。結果は、レンズによって被写界深度の錯覚を見る者に示し、又は、アイテムのモーションを見る者に示すモアレパターンである。典型的に、イメージの印刷と組み合わせられたこれらのレンズアレイは、ラベル及び通貨に関する偽造防止市場において使用される。レンズの厚さは、0.127ミリメートル(5/1000インチ)より小さく、約0.0127ミリメートル(.5/1000インチ)までである(すなわち、125ミクロンから約12ミクロン)。これらのレンズの頻度は、2.54センチメートル(1インチ)当たり約400X400から1000X1000以上である。
ある程度有用であるが、モアレパターンによって実現することができる効果は限られている。例えば、モアレパターンを用いて、写真を撮り、3Dを表示することはできない。
典型的に、モアレパターンは、セキュリティ産業において、約20〜75ミクロンの焦点距離、及び、1つの軸線において2.54センチメートル(1インチ)当たり500レンズを超える頻度(又は、6.452平方センチメートル(1平方インチ)当たり250,000を超える)を備える非常に細かいレンズにおいて使用されている。レンズの下にあるプリントイメージは、典型的に、少なくとも12,000DPIであり、また、25,000DPIを超えることも可能であり、マイクロレンズアレイは、(例えば、図1及び図2に示すように)近接してネストされている。他のケースでは、これらのレンズは、直線的な2.54センチメートル(1インチ)の中に30レンズで極めて粗いことが可能であり、3.175ミリメートル(0.125インチ)よりも大きい、又は、さらには6.35ミリメートル(0.25インチ)よりも大きい焦点距離、及び、6.452平方センチメートル(1平方インチ)当たり約900レンズだけを備える。
モアレイメージの使用に伴う1つの重要な問題は、それらが比較的に容易にリバースエンジニアリングされ得るということである。安価な顕微鏡によってレンズの下にあるパターンを見ること、ならびに、イメージ及びパターンの頻度を決定することは容易である。加えて、レンズは、鋳造及び再成形され得るものであり、それは、偽造することを可能にする。リバースエンジニアリングの際の相対的な困難性は、イメージをプリントする際に生じるが、これは、また、高解像度レーザ及びセッターに起因して実現することをより容易にする。
典型的に、マイクロレンズは、エンボス及び充填技術を使用してプリントされている。これは、プロセスが1つの色の後に自己汚染する傾向があるという事実、ならびに、エンボス及び充填印刷工程において、相対的な色対色のピッチから制御するプロセスが困難であるという事実に起因して、一般的に、印刷を1つの色に限定する。いくつかは、実装されたモーション技術を有しており、実装されたモーション技術は、エンボス及び充填の高解像度印刷を使用し、それは、ウェブ又はシートが、事前エンボス加工され、インクによってフラッド・コーティングされ、(エンボス加工された領域がないときは)きれいに拭き取られるという事実に起因して、1つの色であり、また、ブレードがインク残留物及び汚染物質を残し、追加的な色を挑戦的なものにする。一般的なウェブ伸び及び移動に関する別の問題は、モアレを強めるのに必要とされる小さい光学ピッチの差が、色同士の間のランテンション(run tensions)の差に起因して、実現することが困難であるということである。
したがって、本発明者らは、複製することが不可能ではないとしても、より困難な偽造防止デバイスに対する必要性が存在するということを決定した。好適には、これらのデバイスは、また、焦点面の上方及び焦点面の下方に浮かぶイメージのあからさまな表示に関する「人を感動させるような」要素を有するように設計されるべきであるということが決定された。
プリントされたレンズアレイは、オフセット、グラビア、フレキソ、又は任意の他の方法で、シート形態又はウェブ形態のいずれかで(特に、ウェブ形態で)プリントすることが困難である可能性がある。問題のうちのいくつかは、プレート又は「プレート・セッター」を作るデバイス、及び、非常に小さいドット又はイメージをプリントする物理的な能力にある。この事実は、機器の位置合わせの不正確さ、フィルム伸び、及び他の変数と組み合わせられるとき、4色プロセスにおいて、又は、任意のリアルな正確さで、マイクロレンズアレイにおいて必要とされる非常に高解像度のイメージをプリントすることを不可能又は困難にする。これらの事実は、プリントされたマイクロレンズにおいて行われ得るものを限定する。
プレス・マニュアルにおいて見出される一般的なプリント精度限界は、以下のように見
出され得る(色対色の位置合わせ):(1)Best Sheetfed Press(ハイデルベルグ(Heidelberg)又はコモリ(Komori))−8ミクロン、(2)Best Currency Press(Sheet only−ケービーエーノタシス(KBA Notsys))−4〜6ミクロン、(3)Best Web(グラビア又はフレキソ)−150ミクロン強、及び(4)Best Central Impression Web−50ミクロン。さらに、物理学は、(セキュリティ及び偽造防止に必要とされる)使用される基板又はレンズアレイが薄ければ薄いほど、目標厚さ及び焦点距離関係に関して、レンズアレイは細かく又は小さくなるということを決定付ける。基礎的な公式は、以下の通りである。(A)翼弦幅=C、(B)レンズの半径=R、(C)焦点距離=F(又は、レンズ厚さ)、及び(D)LPI=レンズ頻度、又は、直線的な2.54センチメートル(1インチ)当たりにおけるレンズの数。次いで、基礎的なレンズ物理学は、R>.5(C)を示す。さらに、F=1.5(C)(近似として)。
例えば、通貨スレッドは、複数の色でパターンで、及び、約25ミクロンで単色でプリントされ得る。これを可能にする両方の方向における最小リアリスティックLPIは、約1200LPIであり、それは、まともな3D又はアニメーションのために最小で5ピクセルを必要とする。したがって、両方の方向において、5X1200=6000DPIである。しかし、さらにより良好な品質は、10イメージ及び約12,000DPIを決定付ける。位置合わせしないパターンなどは、複数の色でのモーション及び3Dを示すようにプリントされ得る。しかし、色対色、4色プロセス、又は位置合わせ色を、このレベルで一緒にプリントするための位置合わせ要件は、過去の技術では不可能であり、又は、少なくとも極端に困難である。このケースでは、レンズ幅又は翼弦幅(C)は、約21ミクロンである。1つのピクセルが、それぞれのフレームに対して必要とされ、5フレームが、それぞれのレンズに対して必要とされるので、単一の色に関するプリント要件でも困難である。上記の議論を見ると、最良のウェブプレスが、約50ミクロンで色対色を位置合わせする。約21ミクロンの翼弦幅によって(5フレーム、それぞれは4.2ミクロンである)、4色プロセス又は他の緊密な複数の色プロセスのための位置合わせ要件は、約2〜3ミクロンである。残念ながら、これは、現在の技術によって実現することは、困難から不可能であるということが証明された。
1つの軸線における位置合わせにおいてでも、非ホログラフィック画像(プリントされた画像)を作り出すことは、2つ以上の色を用いる現在の技術では不可能である。明らかに、モーション又は3Dの中の写真は、プリント技術にかかわらず、レンズアレイの下では不可能である。ウェブにおける今日の技術に伴う実用的な限界は、現実的に存在しない(材料の厚さは、必ずしも、0.381ミリメートル(15/1000”)及び約100LPIを超えることとはならず、場合によっては、色対色を位置合わせし、実用的にウェブの中に巻くこととならない)。したがって、プリントされている及び位置合わせされている色は、シート・フェッド・オフセット技術に限定されることにならない(セキュリティのために、銀行券又はラベルにとって実用的でない)。
この問題に対処するための新規な方式は、伝統的な印刷を超えて前進するための技術に対して必要とされる。スペクトルのマイクロ波部分では(そこでは、ほとんど損失が存在しない)、パターン化された及び穿孔された金属フィルム、又は、サブ波長スケールの上の金属でコーティングされたフィルムは、表面の透過特性及び反射特性をバランスさせることによって、スペクトル選択性を実現する。光学的な周波数(そこでは、ジュール損失が重要である)に関して、(穿孔なしの)金属フィルムの計画された構造体、又は、連続性の違反は、反射性の構造的修正を提供又は実現するのに十分である。表面の上に与えられた又はエンボス加工された構造体の幾何学形状をエンジニアリングすることによって、化学的な薄膜コーティング、又は回折効果の使用なしに、金属の「知覚される」色を劇的に変化させることが可能である。
この新規な選択的な頻度効果は、メタマテリアルの中のパターン(「インタリオ(intaglio)」及び「バスリリーフ(bas relief)」)の連続的なエレメントの中のプラズモンジュール損失の根底にあり、構造体の隆起した部分及び凹んだ部分の両方を区別し、また、それは、スペクトルの光学的な部分に特有のものである。そのような技術は、表面の上の金属構造体の完全性を維持するという利点を有しており、高い生産技法及び製作に関して拡張可能である。
プリントされるカラーイメージに関して可能な限り高い解像度は、可視光の回折限界によって決定される。「限界」に達するために、250nmのピッチ(例えば、200〜300ナノメートル又は約300nm未満の範囲などの10,000ナノメートル(すなわち10ミクロン)未満のピッチ)を備える個々のカラー素子(「ピクセル」又は、ピクセルと捉えうるもの)は、約100,000DPI(又は、いくつかのケースでは、10,000〜125,000DPI又は少なくとも約10,000DPIの範囲であるが、少なくとも75,000DPIを使用することも可能である)で効果的なプリント解像度(ドットパーインチ(DPI)として与えられることが多い)を作るために必要とされ、又は望まれる。色情報は、金属ナノ構造の寸法的パラメータでコード化され得るものであり、それらのプラズモン共鳴をチューニングすることが、個々のピクセルの色を決定するようになっている。このタイプの色マッピングは、はっきりした色差及び細かい色調の変化を備えるイメージを作り出す。その方法は、ナノインプリントリソグラフィーを介して、インクなしの大量カラー印刷のために使用され得る。
この技術は、写真又は他のイメージの再現のために、個別の色からRGBブレンド及びCMYKプロセス色まで、可視色の全体スペクトルを再現するために使用され得る。回折画像とは異なり、反射及び透過された波のバランスの操作から結果として生じる色は、大部分は見る角度に対して感度が低いということに留意することが重要である。したがって、モアレイメージ及びインターレースされたイメージの両方を使用して、本明細書で説明されているようなレンズアレイを備える100,000DPIまでのカラーピクセルシミュレーティングを作り出すためにチューニングされたこれらのナノ構造を組み合わせることは、異なる入射角の入射光(レンズ焦点に起因する)を結果として生じさせるので、見る者に戻る結果として生じる色は、それが回折パターンを備えるとき、歪められず、又は変化されない。個々のピクセル又はピクセルのグループに焦点を合わせるレンズを備えるインターレースされたイメージは、見る者に戻るように提示され又は反射されるときに、設計された通りのままであり、色は変化しないままである。結果として生じる色は、大部分が、入射角度に起因して影響を受けない。
上記の理由のために、本明細書で説明されているようなレンズアレイとこの「プラズモン共鳴」技術とを組み合わせることは、薄いフィルムの4色プロセスに関して、及び、セキュリティ、ブランディング、及び他の用途における使用のためのレンズアレイに、組み合わせられて位置合わせされた色を提供することに関して、理想的な、又は、少なくとも非常に有用な組み合わせを作る。初めて、単一の工程のインタリオ/バスリリーフメタマテリアルにおいて作り出され得る劇的な色効果を使用することが可能である。それは、かさ張る薄いフィルム表面に等しく適用され得るものであり、単一の工程プロセスへと実装され得る。ピクセルのマッピングは、3D又はアニメーション化されたイメージのインターレース又はマッピングの後に行われ得る。イメージは、最初にインターレースされ、次いで、ピクセル・レベルで適正な変換方法(連続的なインタリオ又はバス・リリーフ)に変換され、所望の色をシミュレートすることが可能である。
起こり得る特徴の驚異的な深さ及びアニメーションの例が、75ミクロンであることとなる従来の対応物(これらのレンズと組み合わせられた伝統的なプリント)によって図示
されている。プルーフィング環境においても(生産において位置合わせ及びプリントすることが不可能なイメージ)、400LPIレンズ(2方向丸形又は四角形ベースのレンズ)×6イメージに関する最大で6イメージが、約2400DPIで実現され得る。逆に、上記に説明されているプラズモン共鳴システムは、75ミクロンでピクセルを提供することとなる非常に鮮明な焦点レンズが設計されることを可能にする。6×6フレームパターン(レンズの中の36イメージ)というよりも、250イメージ×250イメージパターンは、プロセス色、ストレート色(PMS同等物)、又はRGB色の62,500ビュー又はイメージフレームによって、100,000DPIで実現され得る。したがって、プラズモン共鳴は、7×7フレームパターン(49イメージフレーム)から250×250フレームパターン(62,500イメージフレーム)までなどの、6×6パターンよりも大きいフレームパターンを容易にする。
次いで、レンズアレイは、ナノバスリリーフ、又は、画像もしくはナノバスリリーフ構造体を含有するエンボス加工されたフィルムへと、鋳造され、押し出し加工され、又はラミネートされ得る。レンズの光学ピッチは、ナノバスリリーフ構造体又は逆数によって生成されるカラーピクセルの正確な共鳴にマッチするように設計及び製作され得る。光学ピッチは、(ナノ構造体のセットによって形成される)ピクセルセットの体系的な除去、又は、(非干渉)色又はピクセルをブレンディングする際に形成されるナノ構造の追加によって正確にレンズアレイをマッチさせるようにスケーリングされ得るものであり、ファイルを書くデバイスの正確な解像度が、約250ナノメートルまで低くなる補間なしにマッチされるようになっている。
インターレースされたファイルを使用して画像を生成させるために、プラズモン共鳴又は連続的な金属頻度(continuous metal frequency)を使用することは、250nmレベルで色共鳴を生成させる組み合わせられたナノポスト組み合わせまで、ファイルの有限の調節を可能にする。このピクセル「交換」は、最終的なピクセルを表しており、したがって、光学ピッチ(画像)をマイクロレンズにマッチさせる調節は、約250nmまで下がる。これは、マイクロレンズとイメージ自体の間の正確なマッチを生成させるために理想的である。その理由は、それは、ファイルの中にアベレージング及びひずみを引き起こす補助プログラムを使用することなしに有限の調節を可能にするからである。
連続的な金属頻度技術を使用するすべてのレンズアレイのための一般的なインターレースに関して、イメージが、写真、アドビフォトショップイラストレータ(商標)、又は任意の数のプログラムを使用する通常の方式で生成され得る。次いで、色ファイルは、色分離ソフトウェアを介して色ゾーンへと分離され、色分離ソフトウェアは、イメージに関するRGB又はCMYKであることが可能である。これは、非常に高い解像度で行われ、ピクセルが、最大約100,000DPIでカラー・ビルドを作るために、1ピクセル当たり約250nmで分解され得る。次いで、ナノポストの形状が、波長を電子にマッチさせるときのその色に関連付けられたプラズモン共鳴によって与えられる適当な色をマッチさせるように形成される。これは、色分離ソフトウェアの中で行われ得る。
次いで、それらのピクセルに関する個々の色選択が、マイクロ構造体(ナノポスト)の適当な物理的な形状へと変換され、見る者に対して適正な色を生成させる。しかし、形状の最終的な選択の前に、ファイルは、ファイル及び/又はマイクロレンズのサイズに応じて、1フレーム当たり1ピクセル又は250nmの可能な限りのレベルまで、3D及び/又はアニメーションのためにインターレースされる。次いで、丸形、四角形、六角形、リニア、平行四辺形タイプ、又は非球面のレンズが、レンズアレイの中で使用されるかにかかわらず、ファイルは、レンズにマッチするようにインターレースされる。次いで、ピクセルは、(インターレースの後に)ソフトウェアによって変換され、ソフトウェアは、色
及びピクセルを識別し、X座標、Y座標、及びZ座標を含有するナノポスト又はマイクロエンボスファイルを生成させるのに必要なデータを提供する。
レンズ用途及び一般的な製造に関して、ファイルが、インターレースされたイメージによって生成され、エンボスファイルへと変換された後に、プラスチック基板が、最初にエンボス加工され、次いで、適当に金属化され得、正確なメタマテリアルが、用途ごとに変化して使用される。材料は、個々に、金、アルミニウム、及び銀などの伝導性材料、又は、伝導性材料の組み合わせであることが可能である。これらの材料は、2〜50ナノメートル以上の材料の層で蒸着され得る。逆に、フィルム自体は、メタマテリアルで事前コーティングされ、ナノ構造体によってポストエンボス加工され得る。
レンズ(再び、以前に述べられたタイプ/形状のいずれかが使用され得る)は、金属化及びエンボスのプロセスの後に適用されるか、又は、その前にでも適用され得る。レンズアレイは、フィルムの一部の上に、又は、フィルムの一部として形成され、金属化が起こり、この後に、レンズの平面的な側部の上のエンボス加工が続く。しかし、レンズが後で適用されるときに、接着剤、及び/又は、スタンピング・プロセス、及び、関連の熱溶融性の接着剤、及び屈折率が、適当な焦点距離を計算するために考慮に入れられるべきである。
要約すると、レンズ、又はマイクロレンズのアレイは、(1)基板の生産、エンボス加工、及び金属化の後に適用され得るものであり、(2)最初に押し出し加工されたレンズアレイを用いてエンボス加工され得るか、又は、最初に鋳造され、次いで、ナノインターレースされたイメージによってエンボス加工され得るものであり(次いで、メタマテリアルによって金属化される)、(3)作製され、金属化され、次いで、裏側面(平面的な側部)の上にエンボス加工され得る。
2軸インターレース及び丸形又は四角形ベースのレンズアレイに関する光線追跡のためのプログラムリスト又はサブルーチン

Claims (43)

  1. 紙幣、製品ラベル、及び他の物体の上の偽造防止デバイスとして有用な視覚的表示アセンブリにおいて、
    レンズのアレイを含む第1の表面、及び、前記第1の表面の反対側の第2の表面からなるフィルムと、
    前記第2の表面に近接するイメージ層であって、前記イメージ層は、2つの直交する軸線に関してインターレースされたイメージのフレームのピクセルからなる、イメージ層とからなり、
    前記イメージ層は、シンボルのセットを含むイメージを表示するように適合されており、
    前記シンボルのセットは、前記アセンブリが垂直の視点から第1の軸線の周りに回転されるときに、第1の表示効果によって活性化され、
    前記シンボルのセットは、前記アセンブリが前記垂直の視点から前記第1の軸線と直交する第2の軸線の周りに回転されるときに、第2の表示効果によって活性化される、視覚的表示アセンブリ。
  2. 前記第1の表示効果は、前記シンボルの第1のサブセットを第1の方向に移動させること、及び、前記シンボルの第2のサブセットを前記第1の方向の反対側の第2の方向に移動させることを含む、請求項1に記載のアセンブリ。
  3. 前記第1及び第2の方向が、前記第1の軸線とともに直交する、請求項2に記載のアセンブリ。
  4. 前記シンボルのセットが、フォアグランドのシンボル及び複数のバックグランドのシンボルを含み、前記複数のバックグランドのシンボルは、オフセットされ、前記フォアグランドのシンボルの後ろにある層の中に出現し、前記バックグランドのシンボルが前記フォアグランドのシンボルに対して移動される間に、前記フォアグランドのシンボルは、前記第1の表示効果になっている、請求項2に記載のアセンブリ。
  5. 前記フォアグランドのシンボルが、第1のイメージと、前記第1のイメージとは異なる第2のイメージとの間で、フリップ又はモーフィングするように活性化される間に、前記バックグランドのシンボルは、前記第2の表示効果になって静止したままになっている、請求項4に記載のアセンブリ。
  6. 前記第1及び第2の表示効果が、3D積層化、3Dリアル、モーション、フリップ、アニメーション、モーフィング、オンアンドオフ、及びズームからなる表示効果の群からそれぞれ選択される、請求項1に記載のアセンブリ。
  7. 前記レンズが、丸形ベースのレンズ、四角形ベースのレンズ、六角形ベースのレンズ、又は平行四辺形タイプのレンズである、請求項1に記載のアセンブリ。
  8. 前記アレイの前記レンズが、いずれかの又は任意の方向にレンズの横列に沿って測定されるときに、200LPI以上で提供される、請求項7に記載のアセンブリ。
  9. 前記フレームが、それぞれ、1つ又は複数の前記イメージの異なる視点からなる、請求項1に記載のアセンブリ。
  10. 前記イメージ層が、プリントされたインク層、又は、複数の金属ナノ構造もしくはクリアなフィルムナノ構造を備えるフィルムからなる、請求項1に記載のアセンブリ。
  11. 前記イメージ層が、2つの直交する軸線に対してインターレースされた前記イメージの前記フレームの前記ピクセルを提供するように形成された金属又はクリアなフィルムナノ構造からなる表面を備えるフィルムからなる、請求項1に記載のアセンブリ。
  12. 前記金属ナノ構造が、プラズモン共鳴を使用して形成される、請求項11に記載のアセンブリ。
  13. 前記フィルムが、前記金属又はクリアなフィルムナノ構造を含む、ノンバスリリーフ又はエンボス加工されたフィルムからなる、請求項11に記載のアセンブリ。
  14. 前記金属又はクリアなフィルムナノ構造が、10,000ナノメートル未満のピッチで設けられている、請求項11に記載のアセンブリ。
  15. 前記金属又はクリアなフィルムナノ構造が、少なくとも10,000ドットパーインチの効果的なプリント解像度を提供する、請求項14に記載のアセンブリ。
  16. 前記金属ナノ構造が、前記金属ナノ構造の寸法的パラメータで色情報をコード化し、前記イメージの前記フレームの前記ピクセルのそれぞれの色を定義するように形成されている、請求項11に記載のアセンブリ。
  17. レンズの前記アレイの光学ピッチが、前記金属又はクリアなフィルムナノ構造によって提供されるカラーピクセルの共鳴にマッチしている、請求項16に記載のアセンブリ。
  18. 前記フィルムが、前記ナノ構造がその中に形成されている、金、アルミニウム、銀、又はポリマーの層からなる、請求項11に記載のアセンブリ。
  19. 前記フレームが、最大62,500イメージフレームを備えるマトリクスに対応している、請求項11に記載のアセンブリ。
  20. 偽造に対抗して保護するために適した装置において、
    レンズのアレイを含む第1の表面、及び、前記第1の表面の反対側の第2の表面からなるフィルムと、
    前記第2の表面に近接するプリントイメージであって、前記プリントイメージは、2軸活性化を提供するように構成されているピクセルマッピングにしたがって配置されているイメージのフレームのピクセルからなる、プリントイメージと、
    前記プリントイメージ及び前記フィルムがその上に支持されている表面を備える基板とからなる、装置。
  21. 前記2軸活性化が、イメージの第1の層及びイメージの第2の層によってイメージを表示することからなり、イメージの前記第1の層を備えるイメージの前記第1の層は、複数の視点から、イメージの前記第2の層とは異なるレベルに浮くように出現する、請求項20に記載の装置。
  22. 前記2軸活性化が、前記装置が第1の軸線の周りに回転されるときには、第1の表示効果を作り出し、前記装置が前記第1の軸線に対して横断方向の第2の軸線の周りに回転されるときには、第2の表示効果を作り出すことからなり、前記第1及び第2の表示効果は、3D積層化、3Dリアル、モーション、フリップ、アニメーション、モーフィング、オンアンドオフ、及びズームからなる表示効果の群からそれぞれ選択される、請求項20に記載の装置。
  23. 前記第1及び第2の表示効果は、イメージエレメントのセットが前記装置の前記回転の方向の反対側の方向に移動することを引き起こすことからなる、請求項22に記載の装置。
  24. 前記第1の表示効果は、さらに、フォアグランドのイメージエレメントが第1のシンボルから前記第1のシンボルとは異なる第2のシンボルへフリップすることを引き起こすことからなる、請求項23に記載の装置。
  25. 前記第2の表示効果は、さらに、フォアグランドのイメージエレメントがモーションを有すること、又は、イメージエレメントの前記セットから独立した様式でアニメーション化されることを引き起こすことからなる、請求項23に記載の装置。
  26. 前記第1及び第2の表示効果は、イメージエレメントのセットが前記装置の前記回転の方向と直交する方向に移動することを引き起こすことからなる、請求項22に記載の装置。
  27. 前記第1の表示効果は、さらに、フォアグランドのイメージエレメントが第1のシンボルから前記第1のシンボルとは異なる第2のシンボルへフリップすることを引き起こすことからなる、請求項26に記載の装置。
  28. 前記第2の表示効果は、さらに、フォアグランドのイメージエレメントがモーションを有すること、又は、イメージエレメントの前記セットから独立した様式でアニメーション化されることを引き起こすことからなる、請求項26に記載の装置。
  29. 偽造防止デバイスを製作する方法において、
    イメージフレームのマトリクスの2軸インターレースを定義するプリントファイルを発生させる工程と、
    第1の表面の上にレンズのアレイを備える透明のフィルムを提供する工程と、
    前記プリントファイルに基づいて、前記第1の表面の反対側の第2の表面の上にインク層をプリントする工程、又は、ナノ構造を備える薄い金属フィルムを提供する工程であって、前記アレイの前記レンズは、前記アレイの中にネストされている丸形、六角形、又は四角形ベースのレンズである、工程と
    からなり、
    前記プリントファイルを発生させる工程は、インターレースされたイメージのピクセルマッピングを提供する工程からなり、前記インターレースされたイメージは、レンズの前記アレイを通して見られるときにイメージエレメントを提供し、前記イメージエレメントは、前記偽造防止デバイスが第1の軸線の周りに回転されるときに、第1の表示効果を提供するように最初に活性化され、前記偽造防止デバイスが前記第1の軸線に対して横断方向の第2の軸線の周りに回転されるときに、第2の表示効果を提供するように活性化される、方法。
  30. 前記イメージフレームは、水平方向軸線及び垂直方向軸線に関して、複数の視点からのイメージからなる、請求項29に記載の方法。
  31. 前記プリントファイルを発生させる工程は、X軸においてピクセルを組み合わせることからなる、前記マトリクスの横列からの前記イメージフレームを組み合わせて、垂直方向のピクセル・ファイルを得る工程と、次いで、前記垂直方向のピクセル・ファイルを組み合わせて、前記プリントファイルを得る工程とを含む、請求項29に記載の方法。
  32. 前記プリントファイルを発生させる工程は、レンズの前記アレイの光学ピッチにマッチするように、前記プリントファイルのサイズを調節する工程からなる、請求項29に記載の
    方法。
  33. イメージフレームのマトリクスの2軸インターレースを定義する前記プリントファイルを発生させる工程は、ノンシーケンシャルプロセスにおいて、前記アレイの中の前記レンズのうちの2つ以上にピクセルをマッピングする工程からなる、請求項29に記載の方法。
  34. 前記ノンシーケンシャルプロセスは、前記アレイの前記レンズに関するビューイング分布に基づいて行われ、前記アレイの前記レンズは、四角形、六角形、又は円形ベースを備える非線形レンズである、請求項33に記載の方法。
  35. 前記第1及び第2の表示効果が、3D積層化、3Dリアル、モーション、フリップ、アニメーション、モーフィング、オンアンドオフ、及びズームからなる表示効果の群からそれぞれ選択される、請求項29に記載の方法。
  36. 前記第1の表示効果が、前記第2の表示効果とは異なる、請求項35に記載の方法。
  37. 前記第1の表示効果が、前記イメージエレメントの第1のセットを活性化させるように使用され、前記第2の表示効果が、前記イメージエレメントの前記第1のセットとは異なる前記イメージエレメントの第2のセットを活性化させるように使用される、請求項35に記載の方法。
  38. 前記ナノ構造が、プラズモン共鳴を使用して形成される、請求項29に記載の方法。
  39. 前記薄い金属フィルムが、前記ナノ構造を含むように製作されているノンバスリリーフ又はエンボス加工されたフィルムからなる、請求項29に記載の方法。
  40. 前記ナノ構造が、300ナノメートル未満のピッチで設けられている、請求項29に記載の方法。
  41. 前記ナノ構造が、少なくとも10,000ドットパーインチの効果的なプリント解像度を提供する、請求項40に記載の方法。
  42. 前記ナノ構造が、前記ナノ構造の寸法的パラメータで色情報をコード化し、前記イメージの前記フレームの前記ピクセルのそれぞれの色を定義するように形成されている、請求項29に記載の方法。
  43. レンズの前記アレイの光学ピッチが、前記ナノ構造によって提供されるカラーピクセルの共鳴にマッチしている、請求項42に記載の方法。
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