KR20080023302A - 화상 표시 및 마이크로-광학 보안 시스템 - Google Patents

화상 표시 및 마이크로-광학 보안 시스템 Download PDF

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마크 제이. 허트
그레고리 알. 조단
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Abstract

본 발명은 화상을 형성하기 위해 미세구조의 아이콘 요소를 채용하는 화상 표시 시스템이다. 일 형태로서, 포커싱 요소의 어레이와, 후술하는 바와 같은 집합적으로 화상 또는 특정한 바람직한 정보를 형성하도록 설계된 미소구조형 아이콘 요소의 어레이 또는 패턴으로부터 형성되거나 이를 포함하는 화상 시스템을 포함하고, 포커싱 요소의 어레이와 화상 시스템은 선택적으로 확대될 수 있는 합성 광학 화상을 형성하도록 예컨대 광학 커플링을 통해 상호작용하는 합성 광학 화상 시스템이 제공된다. 다른 형태로서, 후술하는 바와 같은 미소구조형 아이콘 요소의 어레이 또는 패턴을 포함하거나 이로부터 형성되는 화상 표시 시스템이 제공되고, 여기서 미소구조형 아이콘 요소는 화상 또는 특정한 선택된 정보를 집합적으로 형성하도록 설계되며, 화상 시스템은 독립적이며, 화상 시스템과는 별도로 제공되는 확대경이나 현미경과 같은 확대 장치의 사용에 의해 화상을 보거나 정보가 판독되도록 설계된다.
Figure P1020077029417
아이콘 요소, 포커싱 요소 어레이, 합성 광학 화상 시스템, 광학 커플링, 확대 장치

Description

화상 표시 및 마이크로-광학 보안 시스템 {IMAGE PRESENTATION AND MICRO-OPTIC SECURITY SYSTEM}
본 발명은 예시적 실시예에서, 폴리머 필름내의 미세구조 아이콘 요소로 형성되는 화상 표시 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 예시적 실시예에서, 폴리머 필름으로서 형성되는 합성 확대 마이크로-광학 시스템에 관한 것이다. 본 내용의 다양한 실시예에 의해 제공되는 특수 효과는 화폐, 문서 및 제품의 확인(overt) 및 변조(covert) 인증을 위한 보안 장치와, 제품, 포장, 인쇄된 자료 및 소비 용품의 시각적 개선을 위해 사용될 수 있다.
기존에, 다양한 화상 표시 시스템이 시도되어 왔다. 전형적인 화상 표시 시스템은 종래의 인쇄 기술을 수반한다. 몇몇 화상 표시 시스템은 홀로그래픽 화상 디스플레이 및/또는 엠보싱된 화상 피쳐를 포함한다. 이들 시스템은 모두 디스플레이되는 화상의 특성 또는 품질에 관한 단점을 갖고 있다. 특히, 이들 모두는 쉽게 복사될 수 있고, 따라서, 인증 또는 보안 장치로서 기능할 수없다는 단점을 갖는다.
제조된 물품 및 포장의 시각적 개선을 제공하기 위해, 그리고, 위조 제품으로부터 진품을 식별 및 구별하기 위해, 화폐 및 문서의 인증을 위한 화상 시스템을 제공하기 위해서 다양한 광학 재료가 사용되어 왔다. 예들로서는 홀로그래픽 디스플레이와, 렌티큘러 구조체(lenticular structure) 및 구면 마이크로렌즈의 어레이를 포함하는 기타 화상 시스템이 포함된다. 홀로그래픽 디스플레이는 신용 카드, 운전 면허증 및 의류 태그 용도에 주류가 되어 왔다.
문서 보안을 위한 렌티큘러 구조체의 일 예가 위조 방지 조치를 제공하기 위해 문서내에 매설되는 보안 은선(security thread)에 관한, 카울르(Kaule) 등의 미국 특허 제4,892,336호에 개시되어 있다. 보안 은선은 투명하며, 일 측부상에 인쇄된 패턴을 가지고, 반대쪽 측부상에, 인쇄된 패턴과 조화되는 렌티큘러 렌즈 구조체를 갖는다. 렌티큘러 렌즈 구조체는 복수의 평행 실린더 렌즈 또는 대안적으로, 구면 또는 벌집형 렌즈로 구성되는 것으로서 설명되어 있다.
드링크워터(Drinkwater) 등의 미국 특허 제5,712,731호는 실질적 구면 마이크로 렌즈의 어레이와 결합된 마이크로 화상의 어레이를 포함하는 보안 장치를 개시한다. 또한, 이 렌즈는 난시 렌즈이다. 일반적으로, 이 렌즈는 각각 50-250㎛, 통상적으로는 200㎛의 초점 길이를 갖는다.
이들 접근법은 모두 유사한 단점이 있다. 이들은 비교적 두꺼운 구조를 초래하며, 이는 특히, 문서 인증 용도에 부적합하다. 그 원통형 또는 구면 렌즈의 사용은 좁은 시계를 제공하여, 흐린 화상을 초래하고, 관련 화상과 렌즈의 초점의 정확한, 그리고, 곤란한 정렬을 필요로 한다. 부가적으로, 이들은 특히, 보안 또는 위조 방지 조치로서 사용되기에 비효율적인 것으로 판명되었다.
이들 및 기타 단점의 견지에서, 본 산업계에는 화폐, 문서, 제조품 및 상품 의 확인 인증을 용이하게 할 수 있는 안전하고, 시각적으로 독창적인 재료와, 제조품, 상품 및 포장의 시각적 개선을 제공하는 광학 재료에 대한 수요가 존재한다.
본 발명은 마이크로-화상 표시 시스템 같은 화상 표시 시스템에 관한 것이다. 예로서, 일 형태에서, 포커싱 요소의 어레이와, 후술된 것들 같은 미소구조형 아이콘 요소의 패턴이나 어레이를 포함하거나, 그로부터 형성된 화상 시스템을 포함하는 합성 광학 화상 시스템이 제공될 수 있으며, 여기서, 미소구조형 아이콘 요소는 화상 또는 특정 원하는 정보를 공동 형성하도록 설계되며, 포커싱 요소의 어레이와 화상 시스템은 예로서, 광학 결합을 통해, 선택적으로 확대될 수 있는 합성 광학 화상을 형성하도록 협력한다. 다른 형태에서, 후술된 것들 같은 미소구조형 아이콘 요소의 어레이나 패턴을 포함하거나, 그로부터 형성되는 화상 표시 시스템이 제공되며, 여기서, 미소구조형 아이콘 요소는 화상 또는 특정 선택된 정보를 공동 형성하도록 설계되고, 화상 시스템은 독립형으로 설계되거나, 화상 시스템과는 별개로 제공되는 확대경 또는 현미경 같은 확대 장치의 사용에 의해 화상이 관찰되거나, 정보가 판독되도록 설계된다.
또한, 본 발명은 본 명세서에서 아이콘이라 지칭되는 마이크로-화상을 확대하기 위해, 그리고, 다수의 개별 렌즈/아이콘 화상 시스템의 통합된 성능을 통해 합성 확대된 화상을 형성하기 위해, 비-원통형 렌즈의 정규 2차원 어레이를 사용하는 필름 재료에 관한 것이다. 합성 확대된 화상 및 화상 주변의 배경은 무색이거나 착색될 수 있으며, 화상과 화상 주변의 배경 중 어느 하나 또는 양자 모두는 투명, 반투명, 채색, 형광, 인광, 디스플레이 광학적 가변 색상, 금속화 또는 실질적 역반사형으로 이루어질 수 있다. 특히, 투명 또는 염색된 배경상에 착색된 화상을 디스플레이하는 재료는 하부의 인쇄된 정보와 조합하여 사용하기에 매우 적합하다. 이런 재료의 단편이 인쇄된 정보 위에 적용될 때, 인쇄된 정보 및 화상 양자 모두는 서로 공간적 또는 동적 운동 관계로 동시에 관찰된다. 이런 종류의 재료는 또한, 오버프린트, 즉, 재료의 최상부(렌즈) 표면에 인가된 인쇄를 가질 수도 있다. 대안적으로, 서로 다른 색상의 반투명 또는 실질적 불투명 배경상에 착색된 화상(백색 및 흑색을 포함하는 임의의 색상)을 디스플레이하는 재료는 하부의 인쇄된 정보와 조합하지 않고, 오버프린트된 정보와 함께 또는 독립적 사용에 특히 매우 적합하다.
달성된 합성 확대도의 크기는 아이콘 어레이의 대칭축과 렌즈 어레이의 대칭축 사이의 "경사(skew)" 정도를 포함하는 다수의 인자의 선택에 의해 제어될 수 있다. 정규 주기성 어레이는 이상적 어레이에서는 범위가 무한인, 패턴의 기본 형상을 변경하지 않고 패턴이 둘레에 반사될 수 있는 라인을 형성하는 대칭축을 소유한다. 예로서, 정사각형 어레이는 어레이의 상대적 배향을 변경하지 않고, 임의의 정사각형의 임의의 대각선 둘레에서 반사될 수 있으며, 정사각형의 측부가 평면의 x 및 y 축과 정렬되는 경우, 이때, 모든 측부가 동일하고 구별불가하다는 가정하에서, 정사각형의 측부는 반사 이후 여전히 이들 축들과 정렬된다. 이런 어레이를 회전 대칭성을 갖는 것으로, 또는 회전 대칭적인 것으로 지칭한다.
정사각형 어레이를 경면반사(mirroring)시키는 대신, 동일 유형의 대칭축 사이의 각도와 같은 각도를 통해 회전시킬 수 있다. 정사각형 어레이의 경우, 어레이는 대각선 사이의 각도인 90도 각도를 통해 회전되어, 원래 어레이로부터 구별할 수없는 어레이 배향에 도달할 수 있다. 유사하게, 정육각형의 어레이는 육각형의 "대각선"(대향 꼭지점들을 연결하는 선) 또는 "중점 분할선"(육각형의 대향 측부상의 면의 중앙점 사이를 연결하는 선)을 포함하는 다수의 대칭축 둘레에서 경면반사 또는 회전될 수 있다. 각 유형의 대칭축 사이의 각도는 육십도(60°)이며, 원래 배향과 구별불가한 어레이 배향을 초래한다.
렌즈 어레이 및 아이콘 어레이가 최초에 그 각 x-y 평면을 형성하는 그 평면 치수로 배열되고, 대칭축 중 하나는 제1 어레이의 x 축을 나타내기 위해 선택되고, 대응 유형의 대칭 축(예로서, 대각선 대칭축)은 제2 어레이의 x 축을 나타내기 위해 선택되고, 두 어레이는 z 축 방향으로 실질적으로 균일한 거리 만큼 분리되는 경우, 이때, 어레이는 z 축 방향을 따라 어레이가 관찰될 때 어레이의 x 축이 서로 평행하게 나타나는 경우, 0의 경사를 갖는 것으로 말해진다. 정사각형 어레이의 경우에, 90도 또는 그 배수의 회전에 대하여 어떠한 경사도 존재하지 않는 것과 똑 같이, 육각형 어레이의 경우, 60도 각도 또는 그 배수를 통한 하나의 어레이의 회전은 어레이를 다시 정렬 상태로 배열되게 하며, 그래서, 어떠한 경사도 존재하지 않는다. 이들 "0 경사 회전"과는 다른 x 축 사이의 임의의 각도 오정렬은 경사라 지칭된다. 0.06도 같은 작은 경사는 1,000x를 초과하는, 큰 확대도를 생성할 수 있고, 20도 같은 큰 경사는 가능하게는, 1x 만큼 작은 확대도를 생성할 수 있다. 두 어레이의 상대적 크기 및 렌즈의 F# 같은 다른 인자는 합성 화상의 확대와, 그 회전, 사방시차 이동 및 명시적 가시 깊이 양자 모두에 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 재료에 의해 제공될 수 있는 다수의 별개의 시각적 효과[이하에서, 일반적 재료에 대해서 유니즌(Unison) 또는 그들 각각의 효과를 나타내는 유니즌 재료에 대하여 "유니즌 모션(Unison Motion)", "유니즌 딥(Unison Deep)", "유니즌 슈퍼딥(Unison SuperDeep)", "유니즌 플로트(Unison Float)", "유니즌 슈퍼플로트(Unison SuperFloat)", "유니즌 레비테이트(Unison Levitate)", "유니즌 모프(Unison Morph)" 및 "유니즌 3-D(Unison 3-D)"라 지칭됨]가 존재하며, 이들 효과 각각을 발생하는 그 다양한 실시예는 하기와 같다.
유니즌 모션은 사방시차 이동(orthoparallactic movement; OPM)-재료가 경사질 때, 화상은 법선 시차(normal parallax)에 의해 예상되는 방향에 수직이되는 것으로 보여지는 경사 방향으로 이동-을 나타내는 화상을 표시한다. 유니즌 딥 및 슈퍼 딥은 시각적으로 재료의 두께 보다 깊은 공간적 평면상에 배치된 것으로 보여지는 화상을 표시한다. 유니즌 플로트 및 슈퍼플로트는 재료의 표면 위에 거리를 두고 존재하는 공간적 평면상에 배치된 것으로 보여지는 화상을 표시하며, 유니즌 레비테이트는 재료가 주어진 각도(예로서, 90도)를 통해 회전될 때 유니즌 딥(또는 슈퍼디프)으로부터 유니즌 플로트(또는 슈퍼플로트)로 변하고, 그후, 재료가 동일한 양만큼 추가로 회전될 때, 다시 유니즌 딥(또는 슈퍼디프)으로 복귀하는 화상을 표시한다. 유니즌 모프는 재료가 서로 다른 시점으로부터 관찰되거나 회전될 때, 형태, 형상 또는 크기가 변하는 합성 화상을 표시한다. 유니즌 3-D는 표면의 얼굴(face)의 화상 같은 큰 규모의 3차원 구조를 나타내는 화상을 표시한다.
형태, 색상, 이동 방향 및 확대도가 다를 수 있는 다수의 유니즌 모션 화상 평면을 포함하는 필름 같은 하나의 필름에 다수의 유니즌 효과가 조합될 수 있다. 다른 필름은 유니즌 딥 화상 평면과 유니즌 플로트 화상 평면을 조합할 수 있고, 또 다른 필름은 유니즌 딥, 유니즌 모션 및 유니즌 플로트 층을 동일 색상 또는 다른 색상으로 조합하도록 설계될 수 있으며, 이들 화상은 동일한 또는 다른 그래픽 요소를 갖는다. 소수의 예외들, 즉, 이들 시각적 요소의 평면들이 임의적 방식으로 조합될 수 있다는 것을 제외하면, 다수의 화상 평면의 색상, 그래픽적 디자인, 광학 효과, 확대도 및 다른 시각적 요소는 매우 독립적이다.
다수의 화폐, 문서 및 상품 보안 용례에 대하여, 필름의 전체 두께는 50 미크론 미만(본 명세서에서, "μ" 또는 "um"이라고도 지칭됨), 예로서, 약 45 미크론 미만, 그리고, 다른 예에서, 약 10 미크론 내지 약 40 미크론의 범위 이내인 것이 바람직하다. 이는 예로서, 50 미크론 미만, 다른 예로서는 30 미크론 미만, 또 다른 예로서는 약 10 미크론 내지 약 30 미크론의 유효 베이스 직경을 갖는 포커싱 요소의 사용을 통해 달성될 수 있다. 다른 예로서, 약 40 미크론 미만의 초점 길이, 다른 예로서, 약 10 내지 약 30 미크론 미만의 초점 길이를 갖는 포커싱 요소가 사용될 수 있다. 특정 예에서, 35 미크론의 베이스 직경과 30 미크론의 초점 길이를 갖는 포커싱 요소가 사용될 수 있다. 대안적 혼성 굴절/회절 실시예는 8 미크론 만큼 얇게 이루어질 수 있다.
본 명세서에서 필름은 그 복합 다중층 구조와, 일반적으로 가용한 제조 시스템에 의한 복제가 어려운 그 고 형상비 요소로 인해 위조에 대해 매우 내성적이다.
따라서, 본 시스템은 반사성 또는 투과성 조명내에서 나안으로 관찰할 때, 아래와 같은 하나 이상의 화상을 투영하는 두께를 갖는 폴리머 필름의 형태의 마이크로광학 시스템을 제공한다.
i. 사방시차 이동(유니즌 모션)을 나타내는 화상,
ii. 폴리머 필름의 두께 보다 깊은 공간적 평면에 배치된 것으로 보여지는(유니즌 딥 및 유니즌 슈퍼딥) 화상,
iii. 폴리머 필름의 표면 위의 공간적 평면상에 배치된 것으로 보여지는(유니즌 플로트 및 유니즌 슈퍼플로트) 화상,
iv. 필름이 방위각 회전될 때, 필름의 표면 위의 공간적 평면과 폴리머 필름의 두께 보다 깊은 공간적 평면 사이에서 왕복하는(유니즌 레비테이트) 화상,
v. 하나의 형태, 형상, 크기, 색상(또는 이들 특성의 일부 조합)으로부터 다른 형태, 형상, 크기 또는 색상(또는 이들 특성의 일부 조합)으로의 변화하는(유니즌 모프) 화상, 및/또는
vi. 현실적 3-차원성을 갖는 것으로 보여지는(유니즌 3-D) 화상.
예로서, 보안 또는 인증 장치로서 기능할 수 있는 합성 확대 마이크로-광학 시스템이 개시되어 있으며, 이는
(a) 평면내에 대칭축을 가지는 복수의 화상 아이콘의 주기성 회전 대칭 평면형 어레이로 구성되는 마이크로 화상과,
(b) 마이크로 화상 어레이의 회전 대칭성 및 주기성에 실질적으로 대응하는 회전 대칭성 및 주기성을 가지고, 평면내 대칭축을 가지는 복수의 화상 아이콘 포커싱 요소의 주기성 평면형 어레이를 포함하고,
화상 아이콘 포커싱 요소의 어레이의 대칭축은 마이크로 화상 평면형 어레이의 대응 대칭 축에 관하여 선택된 각도를 가지고, 화상 아이콘 포커싱 요소는 50 미크론 미만의 유효 직경을 갖거나, 다각형 기반 다중 영역 포커싱 요소 중 어느 하나인 포커싱 요소를 포함하며, 화상 아이콘 포커싱 요소의 평면은 화상 포커싱 요소가 화상 아이콘의 대칭 화상을 형성하기에 충분한 거리에서 화상 아이콘의 평면에 실질적으로 평행하게 배치된다. 청구항 1의 합성 확대 마이크로-광학 시스템에서, 포커싱 요소는 비-원통형 렌즈 및 비-원통형 포커싱 반사기와 그 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된다.
다른 실시예에서, 합성 확대 마이크로-광학 시스템을 형성하는 방법 및 문서 보안 장치를 형성하는 방법은 각각
(a) 평면내에 대칭축을 갖는 복수의 화상 아이콘들의 주기성, 회전 대칭성 평면형 어레이로 구성되는 마이크로 화상을 제공하는 단계와,
(b) 마이크로 화상 어레이의 회전 대칭성 및 주기성에 실질적으로 대응하는 회전 대칭성 및 주기성을 가지고, 평면내에 대칭축을 가지는 복수의 화상 포커싱 요소의 주기성 평면형 어레이를 제공하는 단계로서, 화상 아이콘 포커싱 요소의 대칭축은 마이크로 화상 평면형 어레이의 대응 대칭축에 관하여 선택된 각도를 가지고, 화상 포커싱 요소는 50 미크론 미만의 유효 직경을 갖는 포커싱 요소를 포함하는, 복수의 화상 포커싱 요소의 주기성 평면형 어레이를 제공하는 단계와,
(c) 화상 포커싱 요소가 화상 아이콘의 합성 화상을 형성하기에 충분한 거리에서 화상 아이콘의 평면에 실질적으로 평행한 화상 아이콘 포커싱 요소의 평면을 배치하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 합성 확대 마이크로-광학 시스템 또는 보안이나 인증 장치내의, 모션 효과, 확대, 시각적 깊이 효과 또는 상기 효과들의 조합을 포함하는 광학 효과를 제어하는 방법이 개시되며, 이는
(a) 평면내에 대칭축을 가지며, 화상 아이콘을 위한 선택된 반복 주기를 가지는 복수의 화상 아이콘들의 회전 대칭 평면형 어레이로 구성된 마이크로 화상을 제공하는 단계와,
(b) 마이크로 화상 어레이의 회전 대칭성에 실질적으로 대응하는 회전 대칭성을 가지며, 평면내에 대칭축을 가지는 복수의 화상 아이콘 포커싱 요소의 평면형 어레이를 제공하는 단계로서, 화상 아이콘 포커싱 요소의 대칭축은 마이크로 화상 평면형 어레이의 대응 대칭축에 관하여 선택된 각도를 가지고, 포커싱 요소를 위한 선택된 반복 주기를 가지며, 화상 포커싱 요소는 50 미크론 미만의 유효 직경을 갖거나, 다각형 기반 다중 영역 포커싱 요소인 포커싱 요소를 포함하는, 복수의 화상 아이콘 포커싱 요소의 평면형 어레이를 제공하는 단계와,
(c) 화상 포커싱 요소가 화상 아이콘의 합성 화상을 형성하기에 충분한 거리에서 화상 아이콘의 평면에 실질적으로 평행한 화상 아이콘 포커싱 요소의 평면을 배치하는 단계와,
(d) 포커싱 요소의 반복 주기에 대한 화상 아이콘의 반복 주기의 비율을 1 미만, 실질적으로 1과 동일 및 1 보다 큰 것으로 구성되는 그룹으로부터 선택하고, 마이크로 화상의 주기성 평면형 어레이의 대칭축과 화상 아이콘 포커싱 요소의 주기성 평면형 어레이의 대응 대칭축이 정렬되는지 또는 오정렬되는지 여부를 선택하는 단계를 포함한다.
다른 예시적 실시예에서, 합성 마이크로-광학 시스템에 사용하기 위한 화상 아이콘이 개시되며, 합성 마이크로-광학 시스템은
(a) 복수의 화상 아이콘의 평면형 어레이를 갖는 기판으로 구성되는 마이크로 화상과,
(b) 화상 포커싱 요소의 평면형 어레이를 포함하고,
화상 포커싱 요소의 평면형 어레이는 화상 포커싱 요소가 화상 아이콘의 합성 화상을 형성하기에 충분한 방식과 거리로 화상 아이콘의 평면형 어레이에 관하여 배치되며,
화상 아이콘은 기판내에 리세스로서 형성된 화상 아이콘을 포함하고, 리세스는 선택적으로 기판과 대비를 제공하는 재료로 충전되는 보이드를 형성한다.
또한, 합성 확대 마이크로-광학 시스템 또는 문서 보안 장치와, 그 제조 방법이 개시되며, 이는
(a) 복수의 화상 아이콘의 평면형 어레이로 구성되는 마이크로 화상과,
(b) 화상 아이콘 포커싱 요소의 평면형 어레이를 포함하고,
포커싱 요소는 다각형 기반 다중 영역 포커싱 요소인 포커싱 요소를 포함한다.
또한, 보안 또는 인증 은선이 개시되며, 이는
(a) 재료내에 형성된 충전된 리세스를 포함하는 마이크로 화상 또는 아이콘의 주기성 어레이를 갖는 재료와,
(b) 비-원통형, 평면 필드, 비구면 또는 다각형 기반 다중 영역 마이크로 포커싱 요소의 주기성 어레이로서, 포커싱 요소가 마이크로-화상 또는 아이콘의 합성 화상을 형성하기에 충분한 거리에 배치되고, 약 20 내지 약 30 미크론 범위의 베이스 직경을 가지는 포커싱 요소를 포함하는, 마이크로 포커싱 요소의 주기성 어레이와,
(c) 마이크로 화상 또는 아이콘의 어레이를 덮는 염색된 또는 금속성 밀봉 또는 차폐층을 포함한다.
특히, 화폐에 사용하기 위한 문서 보안 장치 또는 보안 은선이 개시되며, 이는
(a) 평면내에 대칭축을 갖는 복수의 화상 아이콘의 주기성, 회전 대칭성 평면형 어레이로 구성되는 마이크로 화상과,
(b) 마이크로 화상 어레이의 회전 대칭성 및 주기성에 실질적으로 대응하는 회전 대칭성 및 주기성을 가지고, 평면내에 대칭축을 가지는 복수의 화상 아이콘 포커싱 요소의 주기성 평면형 어레이를 포함하고,
화상 포커싱 요소의 어레이의 대칭축은 마이크로 화상 평면형 어레이의 대응 대칭축에 관하여 선택된 각도를 가지며, 화상 아이콘 포커싱 요소는 50 미크론 미만의 유효 직경을 갖거나, 다각형 기반 다중 영역 포커싱 요소 중 어느 하나인 포커싱 요소를 포함하며, 화상 아이콘 포커싱 요소의 평면은 화상 포커싱 요소가 화상 아이콘의 합성 화상을 형성하기에 충분한 거리에서 화상 아이콘의 평면에 실질적으로 평행하게 배치된다.
그리고, 합성 확대 광학 및 보안 시스템이 개시되며, 이는 화상 및 복수의 화상 포커싱 요소를 포함하고, 포커싱 요소와 화상은 서로에 관하여 하나의 평면내에 배열되며, 시스템이 시스템의 평면에 실질적으로 평행한 축 둘레에서 경사질 때, 합성 화상은 경사축에 평행한 방향으로 이동하는 것으로 보여진다.
본 내용은 합성 확대 마이크로-광학 시스템 및 그 제조 방법을 추가로 제공하며, 이는
(a) 하나 이상의 광학 스페이서와,
(b) 평면 축 중 적어도 하나 주변에 대칭축을 가지고, 광학 스페이서상에 또는 그 부근에 배치되는 복수의 화상 아이콘의 주기성 평면형 어레이로 구성되는 마이크로 화상과,
(c) 평면 축 중 적어도 하나 주변에 대칭축을 갖는 화상 아이콘 포커싱 요소의 주기성 평면형 어레이를 포함하고, 대칭축은 마이크로 화상 평면형 어레이의 것과 동일한 평면의 축이며, 각 포커싱 요소는 다각형 기반 다중 영역 포커싱 요소와, 연계된 화상 아이콘의 주연 에지가 시계 외부로 벗어나지 않도록 연계된 화상 아이콘의 폭에 걸친 확대된 시계를 제공하는 렌즈 또는 50 미크론 미만의 유효 직경을 갖는 비구면 포커싱 요소 중 어느 하나이다.
이 시스템은 상술한 효과 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 효과가 시스템내에 선택적으로 포함될 수 있게 하는 방법이 제공된다.
본 내용은 상술한 바와 같은 적어도 하나의 마이크로-광학 시스템을 포함하는 보안 문서, 라벨, 인열 테이프(tear tape), 부정개봉 방지 장치, 밀봉 장치 또는 기타 인증 또는 보안 장치상에 또는 그와 연계하여 사용하기 위해, 그 위에 또는 내부에 적어도 부분적으로 통합되기에 적합한 보안 장치를 추가로 제공한다. 특히, 본 내용은 문서 보안 장치 및 그 제조 방법을 제공하며, 이는
(a) 하나 이상의 광학 스페이서와,
(b) 평면 축 중 적어도 하나 주변에 대칭 축을 가지면서, 광학 스페이서상에 또는 그에 인접하게 배치되는 복수의 화상 아이콘의 주기성 평면형 어레이로 구성되는 마이크로 화상과,
(c) 평면 축 중 적어도 하나 주변에 대칭축을 갖는 화상 아이콘 포커싱 요소의 주기성 평면형 어레이를 포함하고,
대칭축은 마이크로 화상 평면형 어레이의 것과 동일한 평면의 축이며, 각 포커싱 요소는 다각형 기반 다중 영역 포커싱 요소, 연계된 화상 아이콘의 주연 에지가 시계 외부로 벗어나지 않도록 연계된 화상 아이콘의 폭에 걸쳐 확대된 시계를 제공하는 렌즈 또는 50 미크론 미만의 유효 직경을 가지는 비구면 포커싱 요소 중 어느 하나이다.
부가적으로, 본 내용은 상술한 바와 같은 적어도 하나의 마이크로-광학 시스템을 포함하는 시각적 개선 장치를 제공하며, 이는 의류, 표피 제품, 문서, 인쇄물, 제조품, 포장, 구매 디스플레이의 포인트, 발간물, 광고 장치, 스포츠 용품, 금융 문서 및 트랜젝션 카드(transaction card)와 모든 기타 상품의 시각적 개선을 위해 상술한 효과를 갖는다.
또한, 상술한 바와 같이, 적어도 하나의 보안 장치가 적어도 부분적으로 내부에 매설 및/또는 그 위에 장착되어 있는 보안 문서 또는 라벨이 제공된다.
본 기술 분야의 숙련자는 첨부 도면 및 하기의 상세한 설명으로부터 본 발명의 다른 특징 및 장점을 명백히 알 수 있을 것이다.
본 기술 분야의 숙련자는 하기의 도면 및 상세한 설명의 검토를 통해 다른 시스템, 장치, 방법, 특징 및 장점을 명백히 알 수 있다. 모든 이런 추가적 시스템, 방법, 특징 및 장점은 본 설명에 포함되고, 본 발명의 범주내에 존재하며, 첨부 청구범위에 의해 보호되어야 한다.
달리 규정하지 않는 한, 여기에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들이 일반적으로 이해하는 바와 동일한 의미를 갖는다. 여기에 언급된 모든 발간물, 특허 출원, 특허 및 기타 참조문헌은 그 전문이 참조로 통합되어 있다. 모순되는 경우에, 정의를 포함하는 본 명세서가 기준이다. 부가적으로, 재료, 방법 및 실시예는 단지 예시적인 것이며, 제한을 목적으로 하지 않는다.
도면을 참조로 본 발명의 다수의 태양을 보다 양호하게 이해할 수 있다. 도면의 구성요소는 반드시 실척대로 그려진 것은 아니며, 대신, 본 내용의 원리를 명백하게 예시하기 위해 강조가 부여될 수 있다. 또한, 도면에서, 유사 참조 번호는 다수 도면 전반에 걸쳐 대응 부분을 나타낸다.
도1a는 시스템의 화상의 사방시차 이동을 제공하는 본 발명의 일 실시예를 예시하는 마이크로-광학 시스템의 단면도이다.
도1b는 도1a의 실시예의 부분 파단 등각도이다.
도2a는 도1a 및 도1b의 실시예의 사방시차 합성 화상 이동 효과를 예시한다.
도2b 및 도2c는 본 시스템의 딥 및 플로트 실시예의 시각적 효과를 예시한다.
도2d 내지 도2f는 본 시스템의 레비테이트 실시예의 회전에 의해 달성되는 시각적 효과를 예시한다.
도3a 내지 도3i는 본 시스템의 렌즈의 대칭 2차원 어레이의 서로 다른 패턴의 충전 인자 및 다양한 실시예를 보여주는 평면도이다.
도4는 아이콘 요소 주기/렌즈 주기 비율의 변화에 의해 생성되는 딥, 유니즌, 플로트 및 레비테이트 실시예의 서로 다른 조합을 예시하는 그래프이다.
도5a 내지 도5c는 본 발명의 렌즈 어레이와 아이콘 어레이 사이의 상대 각도에 의해 아이콘 화상의 합성 확대도가 제어되는 방식을 예시하는 평면도이다.
도6a 내지 도6c는 본 시스템의 합성 확대 화상의 모핑 효과를 달성하는 실시예를 예시하는 평면도이다.
도7a 내지 도7c는 본 시스템의 아이콘 층의 다양한 실시예를 도시하는 단면도이다.
도8a 및 도8b는 "포지티브" 및 "네거티브" 아이콘 요소 양자 모두를 예시하는 평면도이다.
도9는 서로 다른 특성을 갖는 합성 확대 화상의 영역을 생성하기 위한 다중 레벨 재료의 실시예를 예시하는 단면도이다.
도10은 서로 다른 특성을 갖는 합성 확대 화상의 영역을 생성하기 위한 다중 레벨 재료의 다른 실시예를 예시하는 단면도이다.
도11a 및 도11b는 본 시스템의 반사 광학 및 핀홀 광학을 도시하는 단면도이다.
도12a 및 도12b는 전-굴절 재료 실시예의 구조를 혼성 굴절/반사 재료 실시예와 비교하는 단면도이다.
도13은 "박리-노출(peel-to-reavel)" 부정개봉 방지 재료 실시예를 도시하는 단면도이다.
도14는 "박리-변형(peel-to-change)" 부정개봉 방지 재료 실시예를 예시하는 단면도이다.
도15a 내지 도15d는 양면 시스템의 다양한 실시예를 도시하는 단면도이다.
도16의 (a) 내지 도16의 (f)는 계조 또는 색조 아이콘 요소 패턴을 생성하는 3가지 서로 다른 방법과, 후속하는, 본 시스템에 의한 합성 확대 화상을 예시하는 단면도 및 대응 평면도이다.
도17a 내지 도17d는 인쇄된 정보와 연계한 본 시스템의 활용을 도시하는 단면도이다.
도18a 내지 도18f는 인쇄된 정보와 조합한, 다양한 기판에 대한 본 시스템의 적용 또는 다양한 기판에 대한 본 시스템의 통합을 예시하는 단면도이다.
도19a 및 도19b는 본 시스템에 각각 통합되었을 때, 구면 렌즈의 초점내 시계와 평면 필드 비구면 렌즈의 초점내 시계를 비교하는 단면도이다.
도20a 내지 도20c는 본 시스템내에 두꺼운 아이콘 층의 사용으로부터 초래되는 두 기능 이득을 예시하는 단면도이다.
도21은 "부분노출" 보안 은선으로서의 화폐에 대한 본 시스템의 적용을 도시하는 평면도이다.
도22는 "부분노출" 보안 은선과 연계한 본 화상 시스템의 사방시차 이동 실시예를 예시한다.
도23은 본 시스템의 합성 화상의 망점처리(half-toning)를 예시한다.
도24a는 개별 합성 화상의 최소 피쳐 보다 치수가 작은 조합된 합성 화상을 생성하기 위한 본 발명의 용도를 예시한다.
도24b는 아이콘 화상 요소 사이에 좁은 간극 패턴을 생성하기 위한 본 발명의 용도를 예시한다.
도25는 본 시스템의 아이콘 화상내로의 변조, 은닉 정보의 통합을 예시한다.
도26은 본 시스템을 이용한 완전 3차원 화상의 생성을 예시한다.
도27은 도26의 3차원 실시예를 위한 아이콘 화상을 설계하는 방법을 예시한다.
도28은 도27의 방법으로부터 얻어지는 아이콘 화상을 예시한다.
도29는 도27의 방법이 복합 3-차원 합성 화상에 적용되는 방식을 예시한다.
도30은 28 미크론의 유효 직경을 갖는 예시적 육각형 기반 다중 영역 렌즈의 중심 영역 초점 특성을 예시한다.
도31은 28 미크론의 직경을 갖는 구면 렌즈의 중심 영역 초점 특성을 예시한다.
도32는 도30의 육각형 렌즈의 측부 영역의 성능을 예시한다.
도33은 도31의 구면 렌즈의 외부 영역의 성능을 예시한다.
도34a 및 도34b는 미소구조형 아이콘 요소의 대안 실시예를 예시한다.
도35a 및 도35b는 코팅 재료를 추가로 포함하는 도34a 및 도34b의 미소구조형 아이콘 요소를 예시한다.
도36a 및 도36b는 적층된 코팅 재료를 추가로 포함하는 도34a 및 도34b의 미소구조형 아이콘 요소를 예시한다.
도37a 내지 도37c는 포지티브 및 네거티브 아이콘 요소를 예시한다.
도38a 내지 도38c는 충전 및 코팅된 미소구조형 아이콘 요소의 조합을 예시한다.
도39a 내지 도39c는 도34a 및 도34b의 미소구조형 아이콘 요소에 대한 패턴화된 코팅 재료의 조합과 적용을 예시한다.
도40a 내지 도40c는 아이콘 화상 요소를 생성하기 위한 패턴화된 코팅 재료의 사용을 예시한다.
도41a 및 도41b는 본 명세서에 개시된 마이크로-광학 시스템의 "로크 앤 키이" 실시예를 예시한다.
도42는 도41의 "로크 앤 키이" 실시예의 대안 실시예를 예시한다.
도43은 도41의 "로크 앤 키이" 실시예의 다른 실시예를 예시한다.
도44a 및 도44b는 본 명세서에 개시된 마이크로-광학 시스템의 침지형 실시예를 예시한다.
도45의 (a) 및 도45의 (b)는 도44a 및 도44b의 침지형 실시예의 대안 실시예를 예시한다.
도46은 방위 관찰 각도에 의존한 본 마이크로-광학 시스템의 실시예를 예시한다.
도47은 도46의 마이크로광학 시스템의 대안 실시예를 예시한다.
도48의 (a) 내지 도48의 (f)는 본 마이크로-광학 시스템의 실시예에 사용하기 위한 충전된 미소구조형 아이콘 요소를 생성하는 방법을 예시한다.
이제, 도면에 예시된 바와 같은 실시예의 설명을 상세히 참조한다. 이들 도면과 관련하여, 다수의 실시예가 설명되어 있지만, 본 발명을 여기에 설명된 실시예 또는 실시예들에 한정하고자 하는 것은 아니다. 반대로, 모든 대안, 변형 및 등가물을 포함하는 것을 의도한다.
간결성을 위해, 그리고, 반복 설명을 피하기 위해, 하기의 용어에 대한 모든 후속하는 언급은 여기에 상세히 정의, 설명 및 구체화된 바와 같이 이해되어야 한다. 이후, 편의상, 정의된 용어는 특정 실시예의 설명내에서 그 최초 사용시 굵은 활자로 기재된다.
아이콘 충전 재료 - 미소구조형 아이콘 요소를 충전하기 위해 사용되는 임의 의 재료. 아이콘 충전 재료는 가스, 액체, 겔, 분말, 고체, 유제, 현탁체, 합성 재료 및 그 조합일 수 있다. 일반적으로, 아이콘 충전 재료는 주변 아이콘 층 재료와는 측정가능 또는 검출가능하게 다른 일부 특성을 제공한다. 이들 다른 특성은 광학 효과를 제공할 수 있거나, 이들은 재료의 비접촉 검출 또는 인증이나 양자 모두를 가능하게하는 특성을 제공할 수 있다. 다수의 바람직한 아이콘 요소 특성을 제공하기 위해 아이콘 충전 재료로서 재료의 조합이 사용될 수 있다.
바람직한 광학 효과를 발생시킬 수 있는 아이콘 충전 재료의 재료 특성은 투명성, 불투명성, 굴절율, 색분산, 산란 특성, 진주광, 유백광, 훈색광, 색반사 및 색흡수, 반사성, 선형, 원형 및 타원형 편광 특성, 로만 또는 레일리 특성, 광학 회전, 형광, 발광, 인광, 2 광자 효과, 열발색성, 압전발색성, 광발색성, 마찰발광, 전자발광, 전자발색성 및 자기발색성을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 아이콘 충전 재료는 순수 재료로서 또는 혼합물, 콤파운드, 현탁체 또는 기타 다수의 재료의 조합으로서 이들 특성을 얻을 수 있다.
바람직한 비접촉 검출 또는 인증 특성을 발생시킬 수 있는 아이콘 충전 재료의 재료 특성은 자기 반응성, 자화, 전하 분리, 전기 반응성, 전기 전도성, 열 전도성, 유전 강도, 형광, 발광, 인광, 2-광자 효과, 핵 자기 공명, 투명성, 불투명성, 굴절율, 색분산, 산란 특성, 진주광, 유백광, 훈색광, 색 반사 및 색 흡수, 반사성, 선형, 원형 및 타원 편광 특성, 로만 또는 레일리 특성, 방사능, 방사화, 광학 회전, 형광, 발광, 인광, 2-광자 효과, 열발색성, 압전발색성, 광발색성, 마찰 발광, 전자 발광, 전자 발색성 및 자기 발색성을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
아이콘 충전 재료는 솔벤트 경화, 열 경화, 산화 경화, 반응 경화 또는 방사선 경화되는 모노머, 올리고머 또는 폴리머 재료와 그 조합 같은 캐리어 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 예시적 방사선 경화성 광폴리머는 로드 인더스트리스(Lord Industries) U107 광폴리머이다.
아이콘 충전 캐리어 재료의 광학적 비접촉 검출 및 비접촉 인증 특성은 이하(예로서, 그러나, 이들 재료에 한정되지 않음) 중 임의의 것과 이를 조합 또는 혼합함으로써 변형될 수 있다 : 염료, 착색제, 안료, 분말 재료, 잉크, 분말 재료, 자기 재료 및 입자, 자화된 재료 및 입자, 자기 반응 재료 및 입자, 인, 액정, 액정 폴리머, 카본 블랙 또는 기타 광 흡수 재료, 티타늄 디옥사이드 또는 다른 광 산란 재료, 광결정, 비선형 결정, 나노입자, 나노튜브, 버키볼(buckyball), 버키튜브, 유기 재료, 진주광 재료, 분말 진주, 다층 간섭 재료, 유백광 재료, 훈색광 재료, 저굴절율 재료 또는 분말, 고굴절율 재료 또는 분말, 다이아몬드 분말, 구조적 색상 재료, 편광 재료, 편광 회전 재료, 형광 재료, 인광 재료, 열발색 재료, 압전발색 재료, 광발색 재료, 마찰 발광 재료, 전자발광 재료, 전자발색 재료, 자기발색 재료 및 입자, 방사능 재료, 방사화 재료, 전하 분리 재료 및 그 조합. 예시적 아이콘 충전 재료는 농후한 "잉크"를 형성하도록 서브미크론 염료 분말과 함께 갈려진(grind) 로드 인더스트리스 U107 같은 광폴리머 캐리어를 포함한다.
본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 때, 여기에 명시적으로 고려되지 않은 다른 특성, 재료, 방법, 수단 및 그 조합도 본 발명의 범주내에 포함되는 것으로 이 해되어야 한다.
코팅 재료 - 아이콘 층 또는 아이콘 충전 재료를 코팅하기 위해 또는 렌즈, 아이콘 평면, 아이콘 층, 미소구조형 아이콘 요소, 아이콘 충전 재료를 포함하는, 그러나, 이에 한정되지 않는 모아레 확대 시스템의 임의의 층을 코팅하기 위해, 또는, 렌즈, 아이콘 층 또는 렌즈, 아이콘 층 기판 또는 투명 기판 내부 또는 외부의 임의의 층에 퇴적, 적층 또는 인가된 임의의 재료의 층(들)에 사용되는 임의의 재료.
통상적으로, 코팅 재료는 아이콘 층 내의 다른 재료, 아이콘 충전 재료, 기판, 투명 기판 또는 렌즈 층의 특성과는 현저히 다른 소정의 특성을 제공한다. 이들 서로 다른 특성은 광학적 효과를 제공하거나, 이들은 재료의 비접촉 검출 또는 인증이나 양자 모두를 가능하게 하는 특성을 제공할 수 있다. 다수의 원하는 코팅 재료 특성을 제공하기 위해 코팅 재료를 위해 재료의 조합이 사용될 수 있다.
원하는 광학적 효과를 생성할 수 있는 코팅 재료의 재료 특성은 투명도, 불투명도, 굴절율, 색분산, 산란 특성, 진주광, 유백광, 훈색광, 색반사 및 색흡수, 반사성, 선형, 원형 및 타원형 편광 특성, 로만 또는 레일리 특성, 광학 회전, 형광, 발광, 인광, 2 광자 효과, 열발색성, 압전발색성, 광발색성, 마찰발광, 전자발광, 전자발색성 및 자기발색성을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 코팅 재료는 순수 재료로서, 또는 혼합물, 콤파운드, 현탁체 또는 기타 다수의 재료의 조합으로서 이들 특성을 획득할 수 있다.
적절한 코팅 재료 인가 방법은 재료 특성, 원하는 기능 또는 재료의 효과를 포함하는 다수의 인자에 의존한다. 금속, 금속 산화물, 반도체 코팅 및 그 조합은 습식 환원 반응(습식 실버링 같은), 무전해 도금, 전해도금, 기상 증착, 스퍼터링, 플라즈마 스프레잉, 분자 비임 에피텍시, 고온 스템핑, 포일 트랜스퍼, 적층 및 기타 적절한 잘 알려진 수단과 그 조합에 의해 적용될 수 있다. 액체 캐리어 재료를 포함하는 코팅 재료는 습식 코팅, 분무, 인쇄, 적층, 아이콘 표면에서의 화학 반응, 잉크 제트, 전자 인쇄, 침지, 메니스커스 코팅, 웨이브 코팅, 반응성 코팅 및 기타 적절한 잘 알려진 수단과 그 조합에 의해 적용될 수 있다. 필름 또는 포일 기반 코팅 재료는 고온 스템핑, 포일 트랜스퍼, 적층 및 기타 적절한 잘 알려진 수단과 그 조합에 의해 적용될 수 있다.
코팅 재료는 알루미늄, 금 또는 은이나, 인듐 주석 산화물 또는 강철 산화물 같은 금속 산화물 같은 증발된 또는 스퍼터링된 금속인 것이 바람직할 수 있다. 필름 재료를 포함하는 코팅 재료는 솔벤트 경화, 열 경화, 산화 경화, 반응 경화 또는 방사선 경화된 모노머, 올리고머 또는 폴리머 재료와 그 조합 같은 캐리어 재료를 포함할 수 있는 것이 바람직하다. 예시적 방사선 경화된 광폴리머는 로드 인더스트리 U107(Lord Industries U107) 광폴리머이다.
코팅 캐리어 재료의 광학적, 비접촉 검출 및 비접촉 인증 특성은 이하(예로서, 그러나, 이들 재료에 한정되지 않음) 중 임의의 것과의 혼합 또는 조합에 의해 변화될 수 있다: 염료, 착색제, 안료, 분말 재료, 잉크, 분말 미네랄, 자기 재료 및 입자, 자화된 재료 및 입자, 자기 반응 재료 및 입자, 인, 액정, 액정 폴리머, 카본 블랙 또는 기타 광흡수성 재료, 티타늄 디옥사이드 또는 기타 광 산란성 재 료, 광결정, 비선형 결정, 나노입자, 나노튜브, 버키볼, 버키튜브, 유기 재료, 진주광 재료, 분말 진주, 다층 간섭 재료, 유백광 재료, 훈색광 재료, 저굴절율 재료 또는 분말, 고굴절율 재료 또는 분말, 다이아몬드 분말, 구조적 색상 재료, 편광 재료, 편광 회전 재료, 형광 재료, 인광 재료, 열발색 재료, 압전 발색 재료, 광발색 재료, 마찰발광 재료, 전자발광 재료, 전자발색 재료, 자기발색 재료 및 입자, 방사능 재료, 방사화 재료, 전하 분리 재료 및 그 조합. 예시적 코팅 재료는 농후한 "잉크"를 형성하도록 서브미크론 안료 분말과 함께 갈려진 로드 인더스트리 U107 같은 광폴리머 캐리어를 포함한다.
코팅 재료는 또한 물리적, 화학적, 기계적, 애벌칠 또는 접착 촉진 특성을 제공하도록 선택될 수도 있다.
본 명세서에서 명시적으로 고려되지 않은 다른 특성, 재료, 방법, 수단 및 그 조합은 본 기술의 숙련자가 명백히 알 수 있는 한 본 발명의 범주에 포함된다는 것을 이해하여야 한다.
포지티브 아이콘 요소 - 아이콘 디자인 또는 패턴의 그래픽적 요소, 여기서, 문자 또는 로고 같은 아이콘 요소의 대상물 패턴은 염색, 착색, 금속화 또는 다른 방식으로 아이콘 요소의 배경으로부터 구별된다. 일반적으로, 제조 과정에서, 포지티브 아이콘 요소의 대상물 패턴은 포지티브 아이콘 요소의 배경에 임의의 구별 특성이 인가 또는 획득되기 이전에 그 구별 특성을 획득한다.
포지티브 화상 - 포지티브 아이콘 요소에 의해 형성된 화상 또는 합성 화상.
네거티브 아이콘 요소 - 아이콘 디자인 또는 패턴의 그래픽적 요소, 여기서, 아이콘 요소의 배경이 염색, 착색, 금속화 또는 다른 방식으로 문자 또는 로고 같은 아이콘 요소의 대상물 패턴으로부터 구별된다. 일반적으로, 제조 과정에서, 네거티브 아이콘 요소의 배경은 네거티브 아이콘 요소의 대상물 패턴에 임의의 구별 특성이 인가 또는 획득되기 이전에 그 구별 특성을 획득한다.
네거티브 화상 - 네거티브 아이콘 요소에 의해 형성된 화상 또는 합성 화상.
아이콘 요소의 대상물 패턴 - 문자나 로고 같은 아이콘 디자인 또는 패턴의 별개의 그리고, 결합된 그래픽 요소. 일반적으로, 아이콘 요소의 대상물 패턴은 바람직하게는 하나, 둘 또는 세 개의 아이콘 요소 또는 패턴으로 결합되지만, 그 이상과 결합될 수 있다.
아이콘 요소의 배경 - 대상물 패턴을 둘러싸는 아이콘 디자인 또는 패턴의 비결합 영역. 일반적으로, 아이콘 요소 또는 패턴의 배경은 다수의 아이콘 요소 또는 패턴에 걸쳐 연속적이다.
아이콘 층 - 기판 또는 투명 기판의 면에 적용될 수 있는, 또는 독립형 층일 수 있는 미세 인쇄의 실질적 평면형 층. 열경화성 폴리머, 열성형성 폴리머, 캐스트 폴리머, 반응성 캐스트 폴리머, 방사선 경화성 폴리머, 바이오폴리머, 젤라틴, 전분, 설탕, 실리콘 폴리머, 다층 유전체 폴리머 필름, 솔벤트 캐스트 폴리머, 압축 성형된 폴리머, 사출 성형된 폴리머, 엠보싱된 폴리머, 유리, 금속 산화물, 다이아몬드, 알루미늄 산화물, 광폴리머, 포토레지스트, 인쇄된 잉크 또는 패턴화된 코팅, 잉크 제트 인쇄된 코팅, 전자 인쇄된 코팅 및 그 조합을 포함하는, 그러나, 이에 제한되지 않는, 광범위하게 다양한 재료가 아이콘층을 위해 사용될 수 있 다.
예시적 아이콘층 재료는 로드 인더스트리 U107 광폴리머 같은 광폴리머이다. 아이콘 층은 단일 재료일 수 있거나, 염료, 착색제, 안료, 분말형 재료, 잉크, 분말형 미네랄, 자기 재료 및 입자, 자화된 재료 및 입자, 자기 반응성 재료 및 입자, 인, 액정, 액정 폴리머, 카본 블랙 또는 기타 광 흡수성 재료, 티타늄 디옥사이드 또는 기타 광 산란성 재료, 광결정, 비선형 결정, 나노입자, 나노튜브, 버키볼, 버키튜브, 유기 재료, 진주광 재료, 분말 진주, 다층 간섭 재료, 유백광 재료, 훈색광 재료, 저 굴절율 재료 또는 분말, 고 굴절율 재료 또는 분말, 다이아몬드 분말, 구조적 색상 재료, 편광 재료, 편광 회전 재료, 형광 재료, 인광 재료, 열발색성 재료, 압전발색성 재료, 광발색 재료, 마찰발광 재료, 전자발광 재료, 전자발색 재료, 자기발색 재료 및 입자, 방사능 재료, 방사화 재료, 전하 분리 재료 및 그 조합과, 그 광학적, 전기적, 자기적, 핵 자기 공진 또는 기타 물리적 특성을 변경 또는 강화할 수 있는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 명시적으로 고려되지 않은 예시적 아이콘 층 재료는 로드 인더스트리 U107 광폴리머이다. 다른 특성, 재료, 방법 및 그 조합은 본 기술 분야의 숙련자가 명백히 알 수 있는 한, 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
미소구조형 아이콘 화상 요소 - 열성형, 캐스팅, 압축 성형, 사출 성형, 엠보싱, 패턴화된 방사선 노광 및 현상, 레이저 노광 및 현상, 잉크 제트 인쇄, 전자 인쇄, 인쇄, 각인, 전자성형, 룰링(ruling), 잘 알려진 경화 및 에칭 또는 융기 프 로세스와 조합된 감광성 유제의 포토그래픽, 홀로그래픽 및 레이저 노광, 마스킹 및 퇴적 프로세스, 마스킹 및 화학적 에칭, 마스킹 및 반응성 이온 에칭, 마스킹 및 이온 비임 밀링, 마이크로기계가공, 레이저 기계가공 및 레이저 융삭, 광폴리머 노광 및 현상과 기타 적절한 수단 및 그 조합을 포함하는 다수의 적절한 수단에 의해 아이콘 층에 형성될 수 있는 물리적 릴리프 또는 미소구조를 갖는 아이콘 요소.
미소구조형 화상 요소는 폴리머 기판(일반적으로 PET)과 니켈 미소구조형 아이콘 화상 요소 툴 사이에 액체 광폴리머를 캐스팅하고, 상기 광 폴리머를 방사선 경화하고, 상기 니켈 미소구조형 아이콘 화상 요소 툴로부터 부착된 경화된 광폴리머와 함께 상기 폴리머 기판을 박리시킴으로써 형성되는 것이 바람직하다.
본 명세서에 명시적으로 고려되지 않은 다른 특성, 재료, 방법, 수단 및 그 조합은 본 기술의 숙련자에게 명백한 한 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
미소구조형 아이콘 화상 요소 툴링 및 방법 - 열성형, 캐스팅, 압축 성형, 사출 성형, 엠보싱, 패턴화된 방사선 노광 및 현상, 전자성형 및 광폴리머 노광 및 현상에 의해 아이콘층내에 미소구조형 아이콘 화상 요소를 형성하기 위해 툴링 및 방법. 상기 툴링은 열성형, 캐스팅, 압축 성형, 사출 성형, 엠보싱, 패턴화된 방사선 노광 및 현상, 레이저 노광 및 현상, 잉크-제트 인쇄, 전자 인쇄, 인쇄, 각인, 전자성형, 룰링, 잘 알려진 경화 및 에칭 또는 융기 프로세스와 조합된 감광성 유제의 포토그래픽, 홀로그래픽 및 레이저 노광, 마스킹 및 퇴적 프로세스, 마스킹 및 화학적 에칭, 마스킹 및 반응성 이온 에칭, 마스킹 및 이온 비임 밀링, 마이크 로기계가공, 레이저 기계가공 및 레이저 융삭, 광폴리머 노광 및 현상 및 다른 적절한 수단과 그 조합을 포함하는 다수의 유사한, 그리고, 적절한 수단에 의해 생성될 수 있다.
미소구조형 아이콘 화상 요소 툴링은 강체 기판 또는 강체 투명 기판상의 포토레지스트 재료의 광학적 노광 및 현상, 미소구조형 포토레지스트 표면의 전도성 금속화 및 전도성 표면상으로의 니켈 전자성형에 의해 원본 미소구조를 생성하는 잘 알려진 방법에 의해 생성되는 것이 바람직하다.
본 명세서에 명시적으로 고려되어 있지 않은 다른 특성, 재료, 방법, 수단 및 그 조합은 본 기술의 숙련자에게 명백한 한, 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
투명 기판 - 유니즌 모아레 확대 시스템의 광학적 요소를 지지하기 위해 사용되는, 유리, 금속 산화물, 폴리머, 합성 재료, 바이오폴리머, 설탕, 셀룰로스, 전분, 젤라틴 및 그 조합을 포함하는, 그러나, 이에 한정되지는 않는 임의의 실질적 평면형 및 실질적 광학적 투명 재료이며, 상기 광학적 요소는 선택적으로, 마이크로렌즈 어레이와 하나 이상의 아이콘 화상 어레이를 포함함. PET 폴리머 필름은 본 발명의 아이콘 층 및 모아레 확대 시스템을 위한 예시적 기판이다.
본 명세서에 명시적으로 고려되어 있지 않은 다른 특성, 재료, 방법, 수단 및 그 조합은 본 기술의 숙련자에게 명백한 한, 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
기판 - 유리, 금속, 합성 재료, 금속 산화물, 폴리머, 바이오폴리머, 설탕, 셀룰로스, 전분, 젤라틴, 종이, 섬유성 재료, 비섬유성 재료, 포일, 비직조 종이 대용품 및 그 조합을 포함하는, 그러나, 이에 한정되지는 않는 임의의 실질적 평면형 재료. PET 폴리머 필름은 본 발명을 위한 예시적 기판이다.
본 명세서에 명시적으로 고려되어 있지 않은 다른 특성, 재료, 방법, 수단 및 그 조합은 본 기술의 숙련자에게 명백한 한, 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
등방 코팅 재료 - 적용되는 표면의 형상에 등방적인 코팅 재료. 스퍼터링된 금속 코팅은 통상적으로 등방성이며 - 이는 수직 표면, 미소구조 측벽 및 언더컷 영역과 수평 표면을 코팅한다.
비등방 코팅 재료 - 적용되는 표면의 형상에 등방적이지 않은 코팅 재료. 증발식 금속 코팅은 통상적으로 비등방적이며 - 이는 수평면을 양호하게 코팅하지만, 수직 표면 및 미소구조 측벽은 열악하게 코팅하며, 언더컷 영역은 코팅하지 않는다.
지향성 코팅 재료 - 수평면 및 코팅 소스의 일반적 방향으로 그 지점에 수직인 표면을 갖는 표면들은 양호하게 코팅하지만, 코팅 소스로부터 멀어지는 일반적 방향의 그 지점에 수직인 표면을 갖는 표면은 코팅하지 않는 코팅 재료. 오프셋 또는 격벽형 증발식 금속 코팅은 지향성 코팅 재료의 일 예이며, 금속 증기의 스트림은 표면에서, 실질적으로 수직이 아닌 각도로 안내되어, 미소구조의 "근접" 표면이 코팅되게 하지만, 미소구조의 "원거리" 표면은 가려지거나 코팅되지 않은 상태가 된다.
이제, 도면을 참조하면, 도1a는 시스템의 화상의 사방시차 운동을 제공하는 본 발명의 마이크로-광학 시스템(12)의 일 실시예를 도시한다.
상기 시스템(12)은, 적어도 두 개의 거의 동일한 대칭 축을 가지며 2차원 주기적 어레이(periodic array)로 배열되는 마이크로-렌즈(1)를 구비한다. 렌즈 직경(2)은 50μ미만인 것이 바람직하며, 렌즈 사이의 격자간 공간(interstitial space)(3)은 5μ이하인 것이 바람직하다("μ"와 "㎛"는 동일한 측정을 의미하기 위해 번갈아 사용됨). 마이크로-렌즈(1)는 아이콘 요소(4)의 화상을 포커싱하고, 이 화상(10)을 관찰자를 향해 투사한다. 상기 시스템은 일반적으로 정상 레벨의 주변 조명을 갖는 상황에서 사용되며, 따라서 아이콘 화상의 조명은 반사되거나 투과되는 주변 빛으로부터 이루어진다. 아이콘 요소(4)는, 렌즈(1)를 포함하는 렌즈 어레이와 거의 유사한 주기 및 치수를 갖는 아이콘 요소의 주기적 어레이중 하나의 요소이다. 렌즈(1)와 아이콘 요소(4) 사이에는 광학 스페이서(5)가 존재하는 바, 이는 렌즈(1) 재료와 접촉하거나 또는 선택적으로 별도의 기판(8)일 수 있으며, 본 실시예에서 렌즈(9)는 기판으로부터 분리되어 있다. 아이콘 요소(4)는 선택적으로, 폴리머 재료로 이루어지는 것이 바람직한 밀봉 층(6)에 의해 보호될 수 있다. 밀봉 층(6)은 투명, 반투명, 착색(tinted), 색소성(pigmented), 불투명, 금속성, 자성, 변광성이거나, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있으며, 광학 효과, 전기 전도성 또는 전기 용량, 자기장 검출에 의존하는, 자동 화폐(currency) 인증, 검증, 트랙킹, 카운팅, 및 검출 시스템의 서포트를 포함하는, 보안 및 인증 목적을 위한 바람직한 광학 효과 및/또는 추가 기능을 제공한다.
상기 시스템의 전체 두께(7)는 통상 50μ미만이며, 실제 두께는 렌즈(1)의 F#(F number)와 렌즈(2)의 두께, 및 추가 보안 특징 또는 시각 효과 층의 두께에 종속된다. 아이콘 요소(4)의 반복 주기(11)는 렌즈(1)의 반복 주기와 거의 동일하며, 여러가지 다른 시각 효과를 내기 위해 렌즈의 반복 주기에 대한 아이콘의 반복 주기의 비율인 "축척 비율(scale ratio)"이 사용된다. 축척 비율의 축방향 대칭값이 1.0000과 거의 동일하면 렌즈와 아이콘의 대칭축이 오정렬될 때 유니즌 모션 사방시차 효과가 얻어지고, 축척 비율의 축방향 대칭값이 1.0000 미만이면 렌즈와 아이콘의 대칭축이 실질적으로 정렬될 때 유니즌 딥 및 유니즌 수퍼딥 효과가 얻어지며, 축척 비율의 축방향 대칭값이 1.0000을 초과하면 렌즈와 아이콘의 대칭축이 실질적으로 정렬될 때 유니즌 플로트 및 유니즌 수퍼플로트 효과가 얻어진다. 축척 비율의 축방향 대칭값이 예를 들어 X방향으로 0.995이고 Y방향으로 1.005이면 유니즌 부양 효과가 얻어진다.
렌즈 반복 주기와 아이콘 반복 주기의 어느 하나 또는 양자의 스케일 변형에 의해서, 또는 공간적으로 변하는 정보를 아이콘 패턴에 포함시킴으로써 유니즌 모프 효과가 얻어질 수 있다. 공간적으로 변하는 정보를 아이콘 패턴에 포함시킴으로써 유니즌 3-D 효과도 얻어질 수 있지만, 이 실시예에서 정보는 아이콘의 위치에 거의 일치하는 특정 위치에서 바라본 3차원 물체의 상이한 관점(viewpoints)을 나타낸다.
도1b는 반복 주기(11) 및 광학 스페이서 두께(5)의 렌즈(1) 및 아이콘(4)의 사각형 어레이 패턴을 갖는, 도1a에 단면 도시되어 있는 본 시스템의 등각도를 나 타낸다(도1a는 사각형 어레이 패턴에 특정하지는 않지만, 모든 정규 주기적 어레이 패턴의 대표 단면도이다). 아이콘 요소(4)는 전방 절취도에서 명백히 보여지듯이 "$"화상으로서 도시되어 있다. 렌즈(1)와 아이콘 요소(4) 사이에는 실질적으로 일대일의 대응관계가 있지만, 렌즈 어레이의 대칭축은 일반적으로 아이콘 어레이의 대칭축과 정확히 정렬되지는 않을 것이다.
1.0000의 축척 비율을 갖는 도1a 및 도1b의 유니즌(사방시차 모션) 재료 실시예의 경우에, 렌즈(1) 축과 아이콘 요소(4) 축이 실질적으로 정렬될 때, 아이콘 요소의 결과적인 합성 화상(본 예에서는 거대한 "$")은 "부풀려지고", 이론적으로 무한대에 접근하는 인자에 의해 확대된다. 렌즈(1) 축과 아이콘 요소(4) 축의 약간의 각도 오정렬은 아이콘 요소의 합성 화상의 확대 인자를 감소시키며, 확대된 합성 화상의 회전을 초래한다.
렌즈, 광학 스페이서(들), 아이콘을 특별히 조합하여 생성되는 모션 합성 화상은 관찰 각도의 주어진 변동에 대해 일정량 이동하고, 상기 일정량은 합성 화상 반복 거리의 백분율이다. 예컨대, 0.25인치(6.35㎜)의 반복 거리를 가지는 합성 화상을 표시하고, 이러한 합성 화상이 관찰 각도가 10°변동되었을 때 0.1인치(2.54㎜)의 사방시차 운동을 가지는 것으로 나타나는 유니즌 모션 재료가 생성된다면, 1.0인치(25.4㎜)의 합성 화상 반복 거리를 가지는 유니즌 생성에 사용되는 동일 렌즈, 아이콘, 스페이서(들)은 관찰 각도가 10°변동되었을 때 비례적으로 큰 0.4인치(10.16㎜)의 사방시차 이동을 나타낼 것이다. 사방시차 화상 이동의 양은 생성된 합성 화상의 반복 거리와 부합하도록 축척화된다. 관찰 각도 변동과 축척 화된 사방시차 운동 사이의 관계는 사용된 렌즈의 F#에 따른다. 낮은 F# 렌즈는 관찰 각도의 선택된 변동에 대해 큰 F# 렌즈보다 소량의 사방시차 운동을 생성한다.
유니즌 모션 재료를 위해 사용된 예시적 렌즈는 0.8의 F# 을 가질 수 있다. 이것이 바람직한 F# 인 이유는 관찰자의 좌안과 우안에 의해 관찰된 화상 사이의 수직 불균형을 최소화한다는 것이다. 수직 불균형은 좌안과 우안 화상 사이의 수직 오정렬 즉, 하나의 화상이 다른 화상에 대해 수직으로 변위되는 것이다. 수평 화상 불균형은 3차원 깊이를 인지하도록 안구-뇌 시스템에 의해 사용되는 요소 중 하나로서, 익숙하고 자연스러운 현상이다. 수직 화상 불균형은 일반인에게는 통상적으로 조우되지 않는 것이고, 쌍안경 또는 쌍안 현미경에 있어서 그것의 광학이 정렬되지 않았을 때 종종 관찰될 수 있다. 수평 화상 불균형이 양안으로 관찰하는 일반인에게는 지속적으로 발생하지만, 수직 화상 불균형은 자연계에서는 결코 조우될 수 없는 것으로서, 인간은 수직 화상 불균형에 적응하는 매우 한정된 능력을 가진다. 이러한 적응은 한쪽 눈이 다른쪽 눈에 상대적으로 약간 상향 또는 하향할 것을 요구한다. 이것은 부자연스러운 경험이고, 사람에게 해가 되지는 않지만 익숙히 않은 안구 근육 운동의 결과로 관찰자의 눈에 즉각적인 물리적 흥분을 유발한다. 이러한 물리적 흥분은 "그것은 내 눈을 이상하게 느끼게 해요"로부터 "나에게는 관찰하기 어려워요"까지 다양한 방식으로 기술되어 왔다. 이러한 효과는 시계의 방위각에 관계없이 존재(즉, 유니즌 모션 재료는 상기 효과의 손실없이 그 평면 내에서 임의의 각도로 회전할 수 있다)한다. 임의의 종류의 통상적이지 않은 인쇄 는 관찰자의 안구에 물리적 흥분을 유발한다.
유니즌 모션 재료는 화상의 수직 불균형을 강화하여 관찰자의 이러한 흥분을 유도하도록 설계될 수 있다. 관찰자의 눈은 수평면에 배치되기 때문에, 수직 화상 불균형은 유니즌 모션 재료에서 존재한다. 좌안으로부터의 시계는 우안으로부터의 시계와는 다른 수평각을 형성하기 때문에, 좌안에 의해 관찰된 합성 화상은 우안에 의해 관찰된 합성 화상에 대해 수직 방향으로 사방시차 변위되므로, 수직 화상 분균형을 생성한다. 수직 화상 불균형의 정도는 낮은 F# 렌즈에 대해서 작고 일반적으로 관찰자에 의해 인지되지 못한다. 그러나, 관찰자의 눈에 수직 불균형 흥분을 의도적으로 생성하기 위해, F# 2.0 이상의 큰 F# 렌즈를 사용하여 수직 화상 불균형을 강화시킬 수 있다.
유니즌 모션 재료에서 강화된 수직 화상 불균형을 생성하여 얻을 수 있는 이득은 이렇게 관찰자에게서 유도된 물리적 흥분이 독특하고, 즉각적이며, 자동적이므로, 신규한 인증 방법으로서 역할을 할 수 있다는 것이다. 다른 공지의 재료는 시계의 모든 방위각 방향으로부터 유사한 흥분을 제공할 수 없다.
유니즌 딥, 유니즌 플로트, 및 유니즌 부양 실시예의 합성 확대 인자는 렌즈(1) 축과 아이콘 요소(4) 축의 각도 정렬뿐 아니라 시스템의 축척 비율에 종속된다. 축척 비율이 1.0000과 동일하지 않을 때, 이들 축의 실질적인 정렬로부터 얻어지는 최대 배율은 1/(1.0000-(축척 비율))의 절대치와 동일하다. 따라서, 0.995의 축척 비율을 갖는 유니즌 딥 재료는 ｜1/(1.000-0.995)｜= 200x의 최대 배율을 나타낼 것이다. 마찬가지로, 1.005의 축척 비율을 갖는 유니즌 플로트 재료는 ｜ 1/(1.000-1.005)｜= 200x의 최대 배율을 나타낼 것이다. 유니즌 모션 재료 실시예와 마찬가지로, 유니즌 딥, 유니즌 플로트, 및 유니즌 부양 실시예의 렌즈(1) 축과 아이콘 요소(4) 축의 약간의 각도 오정렬은 아이콘 요소의 합성 화상의 확대 인자를 감소시키고, 확대된 합성 화상의 회전을 초래한다.
유니즌 딥 또는 수퍼딥 아이콘 패턴에 의해 생성되는 합성 화상은 유니즌 딥 또는 수퍼딥 패턴의 배향에 대해 수직하며, 유니즌 플로트 또는 수퍼플로트 아이콘 패턴에 의해 생성되는 합성 화상은 유니즌 플로트 또는 수퍼플로트 아이콘 패턴의 배향에 대해 거꾸로 백팔십도(180°) 회전된다.
도2a는 유니즌 모션 실시예에서 보이는 반직관적 사방시차 화상 모션 효과를 개략 도시한다. 도2a의 좌측은 수평축(16) 주위로 요동(18)되는 하나의 유니즌 모션 재료(12)를 평면 도시한다. 합성 확대된 화상(14)이 시차에 따라 이동되면, 이 화상은 재료(12)가 수평축(16) 주위로 요동될 때 (도2a에 도시하듯이) 상하로 변위되는 것으로 나타날 것이다. 이러한 명백한 시차 모션은 실제 물체, 종래 프린트, 및 홀로그래픽 화상의 통상적인 것일 것이다. 시차 모션을 나타내는 대신에, 합성 확대된 화상(14)은, 정상적으로 예상되는 시차 모션 방향에 대해 수직한 모션인 사방시차 모션(20)을 보여준다. 도2a의 우측은 수평 회전축(16) 주위로 요동(18)될 때의 단일 합성 확대된 화상(14)의 사방시차 모션을 나타내는 하나의 재료(12)의 사시도를 도시한다. 점선도시된 윤곽선(22)은 사방시차에 의해 우측으로 이동한 후의 합성 확대된 화상(14)의 위치를 도시하며, 점선도시된 윤곽선(24)은 사방시차에 의해 좌측으로 이동한 후의 합성 확대된 화상(14)의 위치를 도시한다.
유니즌 딥 및 유니즌 플로트 실시예의 시각 효과가 도2b,c에 등각 도시되어 있다. 도2b에서, 하나의 유니즌 딥 재료(26)는, 관찰자(30)의 눈으로 볼 때 유니즌 딥 재료(26)의 평면 아래에 놓이도록 입체적으로 나타나는 합성 확대된 화상(28)을 도시한다. 도2c에서, 하나의 유니즌 딥 재료(32)는, 관찰자(30)의 눈으로 볼 때 유니즌 플로트 재료(34)의 평면 위에 놓이도록 입체적으로 나타나는 합성 확대된 화상(34)을 도시한다. 유니즌 딥 효과 및 유니즌 플로트 효과는 (관찰자(30)의 눈으로부터 유니즌 딥 재료(26) 또는 유니즌 플로트 재료(32)까지의 시선이 재료의 표면에 수직하도록) 수직 고도로부터 통상 45도 미만인 얕은 앙각(仰角: elevation angle)에 이르는 광범위한 고도 위치에 걸쳐서 전방위 관찰 위치에서 볼 수 있다. 광범위한 관찰 각도 및 배향에 걸친 유니즌 딥 및 유니즌 플로트 효과의 가시성은 원통형 렌티큘러 광학 또는 홀로그래피를 이용한 시뮬레이션으로부터 유니즌 딥 및 유니즌 플로트 재료를 구별하는 간단하고 편리한 방법을 제공한다.
유니즌 부양 실시예 효과는, 도2d-f에서, 합성 확대된 화상(38)의 입체적으로 인지되는 깊이 위치를 유니즌 부양 재료(36)의 세 개의 상이한 방위각 회전으로 도시하는 등각도, 및 관찰자(30)의 눈에 보이는 유니즌 부양 재료(36) 및 합성 확대된 화상(38)의 대응 평면도로 도시되어 있다. 도2d는 유니즌 부양 재료(36)가 평면 도시하듯이 배향되어 있을 때 상기 유니즌 부양 재료(36) 아래의 평면에 놓이도록 입체적으로 나타나는 합성 확대된 화상(38)(이후 "화상"으로 지칭됨)을 도시한다. 평면도에서의 진한 검은선은 설명을 위한 방위 배향 기준(37)으로서 작용한다. 도2d에서 배향 기준(37)은 수직 방향으로 정렬되고 화상(38)은 수평 방향으로 정렬되는 것에 유의해야 한다. 관찰자의 두 눈의 동공을 연결하는 선에 거의 평행하게 정렬되는 유니즌 부양 재료(36)의 제1 축을 따라서 축척 비율(이후 '입체 축척 비율'로 지칭됨)이 1.000 미만이기 때문에 화상(38)은 유니즌 딥 위치에 나타난다. 유니즌 부양 재료(36)의 입체 축척 비율은 상기 제1 축에 수직한 제2 축을 따라서 1.000보다 크며, 따라서 도2f에 도시하듯이 제2 축이 관찰자의 눈의 동공을 연결하는 선에 거의 평행하게 정렬될 때 화상(38)의 유니즌 플로트 효과를 생성한다. 이 도면에서 배향 기준(37)은 수평 위치에 있는 것에 유의해야 한다. 도2e는 이 방위 배향에서의 입체 축척 비율이 거의 1.000이기 때문에 유니즌 모션 사방시차 화상 효과를 생성하는 유니즌 부양 재료(36)의 중간 방위 배향을 나타낸다.
재료가 방위적으로 회전될 때 유니즌 부양 재료(36)의 아래(도2d)로부터 유니즌 부양 재료(36)의 레벨(도2e)까지 그리고 이어서 유니즌 부양 재료(36)의 레벨 위(도2f)로 이동하는 유니즌 부양 화상(38)의 시각 효과는 유니즌 부양 재료(36)를 종래의 방식으로 프린트된 정보와 조합함으로써 향상될 수 있다. 종래 프린트의 변함없는 입체 깊이는 화상(38)의 입체 깊이 이동을 보다 잘 인지하기 위한 기준 평면으로서 작용한다.
유니즌 재료가 '포인트' 광원(예: 스포트라이트 또는 LED 플래쉬라이트) 또는 평행 광원(예: 햇빛)과 같은 강한 지향성 광원에 의해 조사될 때, 아이콘의 "섀도우 화상"을 볼 수 있다. 이들 섀도우 화상은 여러 면에서 특별하다. 유니즌에 의해 제공되는 합성 화상은 조명 방향이 움직임에 따라 이동하지 않지만, 생성되는 섀도우 화상은 이동한다. 또한, 유니즌 합성 화상은 재료의 평면과 다른 시각 평 면에 놓일 수 있지만, 섀도우 화상은 항상 재료 평면에 놓인다. 섀도우 화상의 색상은 아이콘의 화상이다. 따라서 흑색 아이콘은 흑색 섀도우 화상을 생성하고, 녹색 아이콘은 녹색 섀도우 화상을 생성하며, 백색 아이콘은 백색 섀도우 화상을 생성한다.
조명 각도가 이동함에 따른 섀도우 화상의 이동은, 합성 화상에 존재하는 시각 효과에 평행하도록 특정 깊이 또는 모션 유니즌 효과에 구속된다. 따라서 조명 각도가 변경됨에 따른 섀도우 화상의 이동은 시각이 변경될 때 합성 화상이 보여주는 이동에 평행하다. 특히,
모션 섀도우 화상은 광원이 이동할 때 사방시차적으로 이동한다.
딥 섀도우 화상은 광원과 동일 방향으로 이동한다.
플로트 섀도우 화상은 광원과 반대 방향으로 이동한다.
부양 섀도우 화상은 이상의 조합인 방향으로 이동한다.
부양 딥 섀도우 화상은 좌우 방향으로는 빛과 동일한 방향이지만 상하 방향으로는 빛과 반대 방향으로 이동하고, 부양 플로트 섀도우 화상은 좌우 방향으로는 빛과 반대 방향이지만 상하 방향으로는 빛과 동일한 방향으로 이동하며, 부양 모션 섀도우 화상은 빛 이동에 대해 사방시차 모션을 나타낸다.
유니즌 모프 섀도우 화상은 광원이 이동할 때 모핑 효과를 보여준다.
LED 광과 같은 발산 포인트 광원이 유니즌 필름에 대해 근접 및 이격 이동될 때 추가적인 이색적인 섀도우 화상 효과가 나타난다. 광원이 더 멀어지면, 그 발산 광선은 평행광에 보다 근접하고 딥, 수퍼딥, 플로트 또는 수퍼플로트 유니즌 합 성 화상에 의해 생성되는 섀도우 화상은 합성 화상과 거의 동일한 크기로 나타난다. 빛이 표면에 더 가까워지면, 조명이 훨씬 발산되기 때문에 딥 및 수퍼딥 재료의 섀도우 화상은 축소되고, 플로트 및 수퍼플로트 재료의 섀도우 화상은 확대된다. 이들 재료에 수렴성 조명을 조사하면 딥 및 수퍼딥 섀도우 화상은 합성 화상보다 큰 크기로 확대되고 플로트 및 수퍼플로트 섀도우 화상은 축소된다.
조명의 수렴 또는 발산이 변경될 때, 유니즌 모션 재료의 섀도우 화상은 스케일이 크게 변화되지 않으며, 오히려 섀도우 화상은 조명 중심 주위로 회전한다. 조명의 수렴 또는 발산이 변경될 때 유니즌 부양 섀도우 화상은 일 방향으로는 축소되고 수직 방향으로는 확대된다. 조명의 수렴 또는 발산이 변경될 때 유니즌 모프 섀도우 화상은 특별한 모프 패턴에 특정한 방식으로 변경된다.
이들 섀도우 화상 효과는 모두, 보안, 위조방지, 상표 보호 적용, 및 기타 유사한 적용에 사용되는 유니즌 재료에 대한 추가적인 인증 방법으로서 사용될 수 있다.
도3a-i는 마이크로-렌즈의 대칭적인 2차원 어레이의 상이한 패턴의 다양한 실시예 및 충전율(fill-factors)을 도시하는 평면도이다. 도3a,d,g는 규칙적인 육각형 어레이 패턴(40)으로 배열되는 마이크로-렌즈(46, 52, 60)를 각각 도시한다. (점선 도시된 어레이 패턴 라인(40, 42, 44)은 렌즈 패턴의 대칭을 도시하지만, 렌즈 어레이의 임의의 물리적인 요소를 반드시 나타내지는 않는다.) 도3a의 렌즈는 거의 원형의 기본 형상(geometry)(46)을 가지며, 도3g의 렌즈는 거의 육각형의 기본 형상(60)을 갖고, 도3d의 렌즈는 라운딩처리된 육각형의 중간적인 기본 형 상(52)을 갖는다. 렌즈 형상의 유사한 발전이 렌즈(48, 54, 62)의 사각형 어레이(42)에 적용되며, 이들 렌즈는 도3b,e,h에 도시하듯이, 거의 원형(48)에서부터 라운딩처리된 사각형(54), 거의 사각형(62)에 이르는 기본 형상을 갖는다. 대응적으로, 정삼각형 어레이(44)는 도3c,f,i에 도시하듯이, 거의 원형(50)에서부터 라운딩처리된 삼각형(58), 거의 삼각형(64)에 이르는 기본 형상을 갖는 렌즈를 유지한다.
도3a-i의 렌즈 패턴은 본 시스템에 사용될 수 있는 렌즈를 나타낸다. 렌즈 사이의 격자간 공간은 화상의 합성 확대에 직접 기여하지 않는다. 이들 렌즈 패턴중 하나를 사용하여 생성된 재료는 또한, 동일 형상으로 그리고 거의 동일한 스케일로 배열되는 아이콘 요소의 어레이를 구비할 것이며, 유니즌 모션, 유니즌 딥, 유니즌 플로트, 및 유니즌 부양 효과를 생성하기 위해 사용되는 스케일의 차이를 허용할 것이다. 도3c에 도시된 바와 같이 격자간 공간이 크면, 렌즈가 낮은 충전율을 갖는다고 말하며, 화상과 배경 사이의 대비는 아이콘 요소로부터 산란되는 빛에 의해 감소될 것이다. 격자간 공간이 작으면, 렌즈가 높은 충전율을 갖는다고 말하며, 렌즈 자체가 양호한 초점 특성을 갖고 아이콘 요소가 렌즈의 초점 평면에 있으면, 화상과 배경 사이의 대비는 높을 것이다. 일반적으로, 사각형 또는 삼각형을 기본으로 하기보다는 원형 또는 거의 원형을 기본으로 하는 높은 광학 품질의 마이크로-렌즈를 형성하는 것이 보다 용이하다. 격자간 공간의 최소화 및 렌즈 성능의 양호한 밸런스가 도3d에 도시되어 있으며, 이 도면은 라운딩처리된 육각형의 기본 형상을 갖는 렌즈의 육각형 어레이를 도시한다.
낮은 F#를 갖는 렌즈는 본 발명의 시스템에 사용하기에 특히 적합하다. 낮은 F#란 4미만을 의미하며, 특히 유니즌 모션에서는 대략 2이하를 의미한다. 낮은 F# 렌즈는 높은 곡률을 가지며, 대응적으로 큰 처짐(sag), 또는 중심 두께를 그 직경의 일정 비율로서 갖는다. 0.8의 F#를 갖는 통상적인 유니즌 렌즈는, 28미크론의 폭과 10.9미크론의 중심 두께를 갖는 육각형 베이스를 갖는다. 50미크론의 폭과 200미크론의 초점 길이를 갖는 통상적인 드링크워터(Drinkwater) 렌즈는 4의 F# 및 3.1미크론의 중심 두께를 갖는다. 동일한 기본 크기로 스케일링되면, 유니즌 렌즈는 드링크워터 렌즈보다 거의 여섯배 큰 처짐을 갖는다.
예를 들어 육각형 베이스 복수영역(multi-zonal) 렌즈와 같은 다각형 베이스 복수영역 렌즈는 원형 베이스 구형 렌즈에 비해 중요하고 의외의 장점을 갖는 것으로 밝혀졌다. 전술했듯이, 육각형 베이스 복수영역 렌즈는 그 응력-완화 형상으로 인해 제작성을 현저히 향상시키지만, 육각형 베이스 복수영역 렌즈의 사용을 통해서 얻어지는 추가적인 의외의 광학적 이점이 존재한다.
이들 렌즈는 그 각각이 본 발명에 상이하고 독특한 이점을 제공하는 세 개의 광학 영역을 갖기 때문에 복수영역적이라고 지칭한다. 이들 세 영역은 중앙 영역(렌즈 면적의 거의 절반을 구성), 사이드 영역, 및 코너 영역이다. 이들 다각형 렌즈는, 중앙 영역 주위에서 코너 영역 내측에 그려지고 사이드 영역을 구비하는 원의 직경인 유효 직경을 갖는다.
본 발명의 육각형 베이스 복수영역 렌즈의 중앙 영역은, 동일한 직경 및 초점 길이를 갖는 구면뿐 아니라, 빛을 포커싱시키는 비구면 형태(예를 들면, 공칭 28미크론 초점 길이를 갖는 28미크론 직경의 렌즈에 대해 [y= (5.1316E)X4-(0.01679)X3+(0.124931)X+11.24824]로 정의되는 형태를 갖는)를 갖는다. 도30은 폴리머 기판(786)(렌즈 및 기판 n=1.51)에서의 공칭 28미크론 초점 길이를 갖는 공칭 28미크론 직경의 육각형 베이스 복수영역 렌즈(784)의 중앙 영역(780) 초점 특성(782)을 도시하며, 도31은 폴리머 기판(794)(렌즈 및 기판 n=1.51)에서의 공칭 30미크론 초점 길이를 갖는 공칭 28미크론 직경의 구면 렌즈(792)의 중앙 영역(788) 초점 특성(790)을 도시한다. 이들 두 도면을 비교해 보면 본 발명의 육각형 베이스 복수영역 렌즈(784)가 적어도 구면 렌즈(792)와 같은 성능을 발휘함이 명백히 나타난다. 육각형 베이스 복수영역 렌즈(784)의 중앙 영역(789)은 광범위한 시각에서 높은 화상 해상도 및 얕은 피사계 심도(depth of field: 선명하게 초점이 맞는 범위)를 제공한다.
본 발명의 육각형 베이스 복수영역 렌즈(784)의 여섯개의 사이드 영역(796) 각각은 복잡한 방식으로 상기 영역의 위치에 종속되는 초점 길이를 갖지만, 그 효과는 도32에 도시하듯이 사이드 영역(796)의 초점이, 중앙 영역 초점의 대략 +/-10퍼센트에 해당하는 수치(798) 범위에 걸쳐서 퍼지도록 하는 것이다. 초점의 이러한 수직 블러링(blurring: 흐릿해짐)(798)은 이들 영역(796)에서 렌즈의 피사계 심도를 효과적으로 증가시키며, 평시야(flat-field) 렌즈를 갖는 것과 동등한 이점을 제공한다. 구면 렌즈(792)의 외부 영역(800)의 성능은 도33에서 볼 수 있다. 초점의 수직 블러링(802)은, 육각형 베이스 복수영역 렌즈(784)에 비해 구면 렌즈(792)에서가 현저히 적다.
이는 비정상적인 관찰에 있어서 특히 중요한 바: 증가된 피사계 심도 및 사실상 돋보이는 피사계는 구면 렌즈의 곡선형 초점면이 아이콘 평면으로부터 분리될 때 구면 렌즈에서 발생할 수 있는 급격한 화상 디포커스를 완화시킨다. 따라서, 육각형 베이스 복수영역 렌즈를 사용하는 유니즌 재료는 구면 렌즈를 사용하는 등가의 유니즌 재료에 비해 높은 관찰각도에서 보다 부드럽게 초점에서 멀어지는 합성 화상을 표시한다. 이는 재료의 유효 관찰 각도를 증가시키고 따라서 보안 장치 또는 화상 연출 장치로서의 용도를 증가시키기 때문에 바람직하다.
도32의 육각형 베이스 복수영역 렌즈(784)의 코너 영역(806)은, 아이콘 평면 상으로의 주변 조명을 산란(808)시키는 의외의 이점을 제공하고 따라서 조명 상태에 대한 유니즌 재료의 감도를 저하시키는 발산형 초점 특성을 갖는다. 도33의 구면 렌즈(792)는 (아이콘 평면 구역(804)으로 산란되는 광선이 부재함으로써 보이는) 넓은 영역에 걸쳐서 주변 조명을 산란시키지 않으며, 따라서 구면 렌즈를 사용하여 제조된 유니즌 재료는 다양한 각도에서 볼 때 육각형 베이스 복수영역 렌즈를 사용하여 제조된 유니즌 재료에 비해 합성 화상 휘도의 변화가 크다.
예시적인 육각형 베이스 복수영역 렌즈로부터 얻어지는 이점은 육각형 베이스 복수영역 렌즈가 구면 렌즈에 비해 높은 충전율(평면 커버 능력)을 갖기 때문에 더 확대된다. 구면 렌즈 사이의 격자간 공간은 주변 빛을 사실상 전혀 산란시키지 않으며, 이 비산란 영역은 육각형 베이스 복수영역 렌즈의 경우에 더 작다.
따라서, 종래의 광학 기준으로 평가할 때는 육각형 베이스 복수영역 렌즈의 초점 특성이 구면 렌즈의 초점 특성에 못미치지만, 본 발명의 내용에서 육각형 베 이스 복수영역 렌즈는 구면 렌즈에 비해 의외의 이점과 장점을 제공한다.
어느 형태의 렌즈이든, 아이콘 평면 상으로의 주변 조명 산란을 향상시키기 위해 렌즈 격자간 공간에 도입되거나 합체되는 산란 미세구조물 또는 산란 재료의 추가로 인해 이익을 얻을 수 있다. 또한, 렌즈 격자간 공간은, 주변 조명을 아이콘 평면 상으로 향하게 하기 위해 수렴 또는 발산 초점 특성을 갖는 소직경 메니스커스(meniscus:요철렌즈)를 형성하는 재료로 충전될 수 있다. 이들 방법은 예를 들어 렌즈 격자간 메니스커스 충전 재료에 광산란 입자를 포함시킴으로써 조합될 수 있다. 대안적으로, 렌즈 격자간 영역은 최초에, 적절히 산란적인 렌즈 격자간 영역으로 제조될 수 있다.
이들 특성을 갖는 구면 렌즈는, 필름 표면과 렌즈 에지 사이의 큰 접촉 각도가 제조 중에 렌즈를 공구로부터 분리하기 위해 가해지는 힘에 대한 응력 집중기로서 작용하기 때문에 제조가 매우 어렵다. 이러한 높은 응력은 필름에 대한 렌즈 접착의 실패, 및 공구로부터의 렌즈 제거 실패를 초래한다. 또한, 낮은 F# 구면 렌즈의 광학 성능은 렌즈의 중심에서 먼 반경방향 영역에서 점점 저하되며, 낮은 F# 구면 렌즈는 그 중심 영역 근처를 제외하고는 초점이 잘 맞지 않는다.
육각형 베이스 렌즈는 보다 거의 원형의 베이스를 갖는 렌즈에 비해 의외의 상당한 이점을 갖는 바, 육각형 렌즈는 거의 원형의 베이스를 갖는 광학적으로 등가의 렌즈에 비해 낮은 박리력으로 그 공구로부터 해제된다. 육각형 렌즈는, 그 중심 근처에서 거의 축방향으로 대칭적인 것으로부터 육각형으로 대칭적인 것까지 혼합되는 형상으로서, 그 베이스에서 응력 집중기로서 작용하는 코너를 갖는 형상 을 갖는다. 날카로운 베이스 코너에 의해 초래되는 응력 집중은 제조 중에 렌즈를 그 몰드로부터 분리하는데 필요한 총 박리력을 감소시킨다. 이 효과의 정도는 상당한 바, 거의 원형 베이스 렌즈에 비해 육각형 베이스 렌즈에 대한 둘 이상의 인자에 의해 박리력이 제조중에 감소될 수 있다.
재료의 화상 대비는 렌즈 격자간 공간을 렌즈용 마스크를 형성하는 광흡수성(검은색) 불투명 착색 재료로 충전함으로써 향상될 수 있다. 이는 렌즈 격자간 공간을 통해서 아이콘 층으로부터 산란되는 빛에 기인하는 대비 감소를 없애준다. 이 격자간 충전의 추가적인 효과는, 유입되는 주변 조명이 격자간 공간을 통해서 아이콘 평면에 도입되지 못하기 때문에 전체 화상이 더 어두워진다는 점이다. 그 주변에 이상(異常: aberrant) 포커싱을 갖는 렌즈에 의해 생성되는 화상 투명도 역시, 불투명한 착색된 격자간 충전에 의해 향상될 수 있으며, 이 충전은 이상 주변 렌즈 영역을 폐색한다.
렌즈 격자간 공간을 백색 또는 옅은 색상의 재료로 충전하거나, 또는 유니즌 재료와 함께 사용될 기판에 매치되는 색상의 재료로 충전함으로써 다른 효과를 얻을 수 있다. 옅은 색상의 렌즈 격자간 충전이 충분히 조밀하고 아이콘 평면이 아이콘 요소와 배경 사이에 강한 대비를 가지면, 유니즌 합성 화상은 반사광으로 볼때는 거의 볼 수 없을 것이며, 렌즈 측에서 투과광으로 볼때는 명료하게 볼 수 있을 것이나, 아이콘 측에서 볼때는 볼 수 없을 것이다. 이는 투과광으로만 볼 수 있고 한쪽에서만 볼 수 있는 일방 투과 화상을 갖는 신규한 보안 효과를 제공한다.
렌즈 격자간 코팅에는 추가 인증 수단을 제공하기 위해 가시광선 안료를 대 신하여 또는 그에 추가적으로 형광 물질이 사용될 수 있다.
도4는 본 발명의 재료의 축을 따라서 입체 축척 비율(SSR: stereoscopic scale ratio)(아이콘 요소 반복 주기/렌즈 어레이 반복 주기)을 변경하는 효과를 도시한다. 1.000을 초과하는 SSR을 갖는 시스템의 영역은 유니즌 플로트 및 수퍼플로트 효과를 생성할 것이며, 거의 1.000의 SSR을 갖는 영역은 유니즌 모션 사방시차 운동(OPM) 효과를 생성할 것이며, 1.0000 미만의 SSR을 갖는 영역은 유니즌 딥 및 유니즌 수퍼딥 효과를 생성할 것이다. 이들 효과 전부는 생성되어서, 시스템 필름의 축을 따라서 다양한 방식으로 하나씩 전이될 수 있다. 이 도면은 무한하게 다양한 그러한 조합중 하나를 도시한다. 점선(66)은 유니즌 딥 및 유니즌 수퍼딥과 유니즌 플로트 및 유니즌 수퍼플로트 사이의 분할선인 1.000에 거의 대응하는 SSR값과, OPM을 나타내는 SSR값을 가리킨다. 영역 68에서 유니즌 재료의 SSR은 0.005이며, 유니즌 딥 효과를 생성한다.
이에 이웃하는 영역 70에서는 SSR이 0.995에서 1.005까지 경사지며, 유니즌 딥에서 유니즌 플로트 효과로의 공간 전이(transition)를 생성한다. 다음 영역 72에서의 SSR은 1.005이며 유니즌 플로트 효과를 생성한다. 다음 영역 74는 유니즌 플로트 효과로부터 유니즌 딥 효과로의 매끄러운 하향 전이를 생성한다. 영역 76은 유니즌 딥 효과로부터, OPM, 유니즌 플로트 효과로의 계단식으로 상향 전진하며, 영역 78은 OPM으로 다시 내려간다. 이들 효과를 달성하는데 필요한 반복 주기의 변경은 일반적으로 아이콘 요소층에서 가장 쉽게 수행된다. 각 영역에서 SSR을 변경하는 것에 추가적으로, 합성 확대된 화상을 거의 유사한 크기로 유지하기 위해 아이콘 요소 어레이 내에서 어레이의 각 영역의 회전 각도를 변화시키는 것이 바람직하다.
이 그래프를 해석하는 가장 쉬운 방법은, 그래프를, 하나의 시스템 재료의 이 축을 가로질러 인지될 입체 깊이의 단면도로서 바라보는 것이다. 따라서, SSR의 로컬 제어에 의해 또한 선택적으로 어레이 회전 각도의 대응 로컬 제어에 의해 화상의 입체 침식된(sculpted) 필드, 성형 시각면을 생성할 수 있다. 이 입체 침식된 표면은 사람 얼굴을 포함하는 무제한적인 범위의 형상을 나타내는데 사용될 수 있다. 입체 침식된 그리드 또는 주기적 도트의 효과를 생성하는 아이콘 요소의 패턴은 복잡한 표면을 시각적으로 표시하는 특히 효과적인 방법일 수 있다.
도5a-c는 본 발명의 시스템의 재료 제작에 있어서 하나의 어레이 패턴을 다른 것에 대해 회전시키는 효과를 나타내는 평면도이다. 도5a는 어레이 축의 각도 변화가 거의 없는, 규칙적인 주기적 어레이 간격(82)을 갖는 렌즈 어레이(80)를 도시한다. 도5b는 어레이 축 배향 각도(86)가 점차 변하는 아이콘 요소 어레이(84)를 도시한다. 렌즈 어레이를 아이콘 어레이 위로 이동시킴으로써 렌즈 어레이(80)가 아이콘 요소 어레이(84)와 조합되면, 그 결과적인 대략적인 시각 효과가 도5c에 도시되어 있다. 도5c에서, 렌즈 어레이(80)와 아이콘 어레이(84)의 조합에 의해 생성된 재료(88)는, 재료를 가로질러 스케일 및 회전이 변화하는 합성 확대된 화상(89, 90, 91)의 패턴을 생성한다. 재료(88)의 상부 에지를 향하는 화상(89)은 크며, 작은 회전을 나타낸다. 재료(88)의 상부 중간 섹션을 향하는 화상(90)은 그보다 작으며, 화상(89)에 대해 상당한 각도를 회전한다. 화상(89, 91) 사이의 상 이한 스케일 및 회전은 렌즈 패턴(82)과 아이콘 요소 패턴(86)의 각도상 오정렬의 차이의 결과이다.
도6a-c는 제1 화상이 아이콘 요소 패턴(92, 94)의 경계를 가로질러 이동함에 따라 하나의 합성 확대된 OPM 화상(98)을 다른 합성 확대된 화상(102)으로 모핑시키기 위한 방법을 도시한다. 아이콘 요소 패턴(92)은 확대된 삽입물(96)에 도시된 원형 아이콘 요소(98)를 포함한다. 아이콘 요소 패턴(94)은 확대된 삽입물(100)에 도시된 스타 아이콘 요소(102)를 포함한다. 아이콘 요소 패턴(92, 94)은 분리된 물체가 아니며, 그 경계(104)에서 연결되어 있다. 이러한 조합된 아이콘 요소 패턴을 사용하여 재료가 조립되면, 그 결과적인 OPM 화상은 도6b 및 c에 도시된 모핑 효과를 나타낸다. 도6b는 경계(104)를 가로질러 우측(107)으로 이동하고 경계에서는 역시 우측으로 이동하는 스타 화상(102)으로서 드러나는 OPM 원형 화상(98)을 도시한다. 화상(106)은 전이 중에 경계를 지날 때 부분 원형 및 부분 스타 형상을 갖는다. 도면중 도6c는 우측으로 더 이동한 후의 화상을 도시하며, 여기에서 화상(98)은 이제 경계(104)에 더 가까이 있고 화상(106)은 원형에서 스타 모양으로의 모핑을 완료하도록 경계를 거의 지나고 있다. 견고한 경계(104)를 갖는 대신에 하나의 아이콘 요소 패턴으로부터 다른 것으로의 전이 영역을 생성함으로써 모핑 효과가 덜 급격한 방식으로 달성될 수 있다. 전이 영역에서 아이콘은 일련의 단계를 통해서 원에서 스타로 점진적으로 변화할 것이다. 결과적인 OPM 화상의 시각적 모핑의 매끄러운 정도는 전이에 사용되는 단계의 수에 종속될 것이다. 그래프적 가능성의 범위는 무한하다. 예를 들어, 전이 영역은 날카로운 스타 포인트가 돌출하 는 동안 원을 축소시키도록 설계될 수 있거나, 또는 대안적으로 원의 사이드는 그 최종 디자인에 도달할 때까지 점진적으로 더 날카로워진 뭉툭한 스타를 생성하도록 내측으로 오목해지도록 나타날 수 있다.
도7a-c는 아이콘 요소의 다른 실시예를 도시하는 본 발명의 시스템의 재료의 단면도이다. 도7a는 광학 스페이서(5)에 의해 아이콘 요소(108)로부터 분리된 렌즈(1)를 갖는 재료를 도시한다. 아이콘 요소(108)는 광학 스페이서(5)의 하면에 적용되는 무색, 유색, 착색, 또는 염색된 재료의 패턴에 의해 형성된다. 프린트 해상도가 충분히 정밀한 한 이러한 종류의 아이콘 요소(108)를 축적하기 위해서는 잉크젯, 레이저젯, 활판인쇄(letterpress), 플렉소(flexo), 그라비어(gravure), 및 요판인쇄(intaglio)와 같은 다수의 통상적인 프린트 방법중 임의의 것이 사용될 수 있다.
도7b는 아이콘 요소(112)의 다른 실시예를 갖는 유사한 재료 시스템을 도시한다. 이 실시예에서 아이콘 요소는 기재(110)에 매립되는 안료, 염료, 또는 입자로 형성된다. 기재(110) 내의 이 실시예의 아이콘 요소(112)의 예로는, 사진 에멀젼으로서의 젤라틴내 은 입자, 잉크 수용체 코팅에 흡수된 안료 또는 염료 잉크, 염료 수용체 코팅 내로의 염료 승화 전사, 및 촬상 필름에서의 광변색성 또는 온도변색성 화상이 포함된다.
도7c는 아이콘 요소(11)를 형성하기 위한 미세구조 방법을 도시한다. 이 방법은 거의 무제한적인 공간 해상도의 이점을 갖는다. 아이콘 요소(114)는 미세구조(113) 또는 중실 영역(115)내의 보이드로부터 단독으로 또는 조합으로 형성될 수 있다. 이들 보이드(113)는 선택적으로, 상이한 굴절율을 갖는 증발된 금속 재료 또는 염색 또는 착색 재료와 같은 다른 재료로 충전되거나 코팅될 수 있다.
도8a-b는 아이콘 요소의 포지티브 실시예 및 네거티브 실시예를 도시한다. 도8a는 투명한 배경(118)에 대해 채색, 염색 또는 착색되는 포지티브 아이콘 요소(116)를 도시한다. 도8b는 채색, 염색 또는 착색된 배경(120)에 대해 투명한 네거티브 아이콘 요소(122)를 도시한다. 본 시스템의 재료는 선택적으로 포지티브 및 네거티브 아이콘 요소를 포함할 수 있다. 이러한 포지티브 및 네거티브 아이콘 요소 생성 방법은 특히 도7c의 미세구조 아이콘 요소에 적합하다.
도9는 본 시스템의 픽셀-영역 재료의 일 실시예의 단면도이다. 이 실시예는 단 초점 렌즈(124)를 갖는 영역 및 장 초점 렌즈(136)를 갖는 다른 영역을 구비한다. 단 초점 렌즈(124)는 렌즈(124)의 초점 평면에 배치된 아이콘 평면(128)에 아이콘 요소(129)의 화상(123)을 투사한다. 장 초점 렌즈(136)는 렌즈(136)의 초점 평면에 배치된 아이콘 평면(132)에 아이콘 요소(137)의 화상(134)을 투사한다. 광학 분리기(126)는 단 초점 렌즈(124)를 그 관련 아이콘 평면(128)으로부터 분리한다. 장 초점 렌즈(136)는 광학 분리기(126), 아이콘 평면(128), 및 제2 광학 분리기(130)의 두께의 합에 의해 그 관련 아이콘 평면(132)으로부터 분리된다. 제2 아이콘 평면(132)에서의 아이콘 요소(137)는 단 초점 렌즈(124)의 초점 심도 밖에 위치하며, 따라서 단 초점 렌즈 영역에 별개의 합성 확대된 화상을 형성하지 않는다. 마찬가지로, 아이콘 요소(129)는 별개의 합성 확대된 화상을 형성하기에는 장 초점 렌즈(136)에 너무 가깝다. 따라서, 단 초점 렌즈(124)를 지지하는 재료 영역은 아 이콘 요소(129)의 화상(123)을 표시할 것이며, 장 초점 렌즈(136)를 지지하는 재료 영역은 아이콘 요소(137)의 화상(134)을 표시할 것이다. 투사되는 화상(123, 134)은, 디자인, 색상, OPM 방향, 합성 확대 인자, 및 전술한 딥, 유니즌, 플로트, 및 부양 효과를 포함하는 효과에 있어서 다를 수 있다.
도10은 본 시스템의 픽셀-영역 재료의 다른 실시예의 단면도이다. 본 실시예는 비상승된 렌즈(148)의 베이스 위에 렌즈 지지 메사(mesa)(144)에 의해 상승된 렌즈(140)를 갖는 영역을 구비한다. 상승된 렌즈(140)의 초점 길이는 거리 158이며, 이들 렌즈의 초점을 제1 아이콘 평면(152)에 위치시킨다. 비상승된 렌즈(148)의 초점 길이는 거리 160이며, 이들 렌즈의 초점을 제2 아이콘 평면(156)에 위치시킨다. 이들 두 초점 길이(158, 160)는 아이콘 요소(162)의 화상(138)을 렌즈(140)의 초점 평면에 배치된 아이콘 평면(152)에 투사한다. 비상승된 렌즈(148)는 아이콘 요소(164)의 화상(146)을 렌즈(148)의 초점 평면에 배치된 아이콘 평면(156)에 투사한다. 두 초점 거리(158, 160)는 유사 또는 비유사하도록 선택될 수 있다. 상승된 렌즈(140)는 렌즈 지지 메사(144) 및 광학 분리기(150)의 두께 합에 의해 그 관련 아이콘 요소(162)로부터 분리된다. 비상승된 렌즈(148)는 광학 분리기(150), 아이콘 층(152), 및 아이콘 분리기(154)의 두께 합에 의해 그 관련 아이콘 요소(164)로부터 분리된다. 제2 아이콘 평면(156)에서의 아이콘 요소(164)는 상승된 렌즈(140)의 초점 심도 밖에 위치하며, 따라서 상승된 렌즈 영역에 별개의 합성 확대된 화상을 형성하지 않는다. 마찬가지로, 아이콘 요소(152)는 별개의 합성 확대된 화상을 형성하기에는 비상승된 렌즈(148)에 너무 가깝다. 따라서, 상승된 렌 즈(140)를 지지하는 재료 영역은 아이콘 요소(162)의 화상(138)을 표시할 것이며, 비상승된 렌즈(136)를 지지하는 재료 영역은 아이콘 요소(156)의 화상(146)을 표시할 것이다. 투사되는 화상(138, 146)은, 디자인, 색상, OPM 방향, 합성 확대 인자, 및 딥, 유니즌, 플로트, 및 부양 효과를 포함하는 효과에 있어서 다를 수 있다.
도11a, b는 본 시스템의 비굴절 실시예를 도시하는 단면도이다. 도11a는 아이콘 요소(172)의 화상(174)을 투사하기 위해 굴절 렌즈 대신에 포커싱 반사기(166)를 사용하는 실시예를 도시한다. 아이콘 층(170)은 관찰자의 눈과 포커싱 광학기기 사이에 놓인다. 포커싱 반사기(166)는 높은 포커싱 효율을 얻기 위해 금속화(167)될 수 있다. 아이콘 층(170)은 광학 분리기(168)에 의해 반사기의 초점 길이와 동일한 거리에 유지된다. 도11b는 이 재료의 핀홀 광학 실시예를 도시한다. 대비 향상을 위한 흑색이 바람직한 투명한 상층(176)에는 개구(178)가 관통 형성된다. 광학 분리기 요소(180)가 시스템의 시야를 제어한다. 아이콘 층(182)의 아이콘 요소(184)는 핀홀 카메라의 핀홀 광학기기와 유사한 방식으로 개구(178)를 통해서 촬상된다. 개구를 통과하는 빛의 양이 적기 때문에, 이 실시예는 먼저 아이콘 평면(182)을 통과하고 이후 개구(178)를 통과하는 빛에 의해 후방 조명될 때 가장 효과적이다. 상기 실시예 각각의 효과, 즉 OPM, 딥, 플로트, 및 부양 효과는 반사 시스템 설계 또는 핀홀 광학 시스템 설계중 어느 하나를 사용하여 생성될 수 있다.
도12a-b는 전(all)-굴절 재료(188)의 구조를 혼성(hybrid) 굴절/반사 재 료(199)의 구조와 비교하는 단면도이다. 도12a는 마이크로-렌즈(192)가 광학 분리기(198)에 의해 아이콘 평면(194)으로부터 분리되어 있는 예시적인 구조를 도시한다. 선택적 밀봉 층(195)은 전-굴절 시스템 두께(196)에 기여한다. 렌즈(192)는 아이콘 화상(190)을 관찰자(도시되지 않음)쪽으로 투사한다. 혼성 굴절/반사 재료(199)는, 그 바로 아래에 아이콘 평면(208)을 갖는 마이크로-렌즈(210)를 구비한다. 광학 스페이서(200)는 렌즈(210)와 아이콘 평면(208)을 반사 층(202)으로부터 분리한다. 반사 층(202)은 예를 들어, 증발되거나 스퍼터링된 알루미늄, 금, 로듐, 크롬, 오스뮴, 고갈된 우라늄 또는 은에 의해서, 화학 증착된 은에 의해서, 또는 다층 간섭 필름에 의해서 금속화될 수 있다. 아이콘 층(208)으로부터 산란된 빛은 반사 층(202)으로부터 반사되고, 아이콘 층(208)을 통해서 렌즈(210) 내로 이동하며, 렌즈는 화상(206)을 관찰자(도시되지 않음)쪽으로 투사한다. 이들 양 도면은 대략 동일한 스케일로 그려지며, 시각적인 비교에 의하면 혼성 굴절/반사 시스템(199)의 전체 시스템 두께(212)가 전-굴절 시스템(188)의 전체 시스템 두께(196)의 대략 절반인 것을 알 수 있다. 동등한 시스템의 예시적인 치수는 전굴절 시스템(188) 두께(196)에 대해서는 29μ이고, 전체 혼성 굴절/반사 시스템(199) 두께(212)에 대해서는 17μ이다. 굴절/반사 시스템의 두께는 스케일링(scaling: 비례확대축소)에 의해 더 감소될 수 있다. 따라서, 15μ직경의 렌즈를 갖는 혼성 시스템은 대략 8μ의 전체 두께로 제조될 수 있다. 상기 실시예들 각각의 효과, OPM, 딥, 플로트, 부양, 모프, 및 3-D 효과는 혼성 굴절/반사 설계를 사용하여 생성될 수 있다.
도13은 본 시스템의 '박리-노출(peel-to-reveal)' 부정개봉 방지(tamper-indicating) 재료 실시예를 도시하는 단면도이다. 이 실시예는 부정개봉될 때까지 화상을 표시하지 않는다. 부정개봉되지 않은(untampered) 구조물이 224 지역에 도시되어 있으며, 이 지역에서는 굴절 시스템(214)이 선택적 기판(218) 및 렌즈(215)에 일치하는 박리성(peelable) 층(220)으로 구성되는 상층(216) 아래에 광학적으로 매립된다. 박리성 층(220)은 포지티브 렌즈(215) 위에 들어맞아서 그 광학 파워를 무효화하는 네거티브 렌즈 구조물(220)을 효과적으로 형성한다. 렌즈(215)는 부정개봉되지 않은 지역에 아이콘 층의 화상을 형성할 수 없으며, 아이콘 평면으로부터 산란(222)된 빛은 포커싱되지 않는다. 상층(216)은 선택적 필름 기판(218)을 구비할 수 있다. 226 지역에 도시되는 부정개봉은 굴절 시스템(214)으로부터 상층(216)의 해제를 초래하며, 화상(228)을 형성할 수 있도록 렌즈(215)를 노출시킨다. 상기 실시예 각각의 효과, OPM, 딥, 플로트, 및 부양은 도13의 형태의 부정개봉 방지 '박리-노출' 시스템에 포함될 수 있다.
도14는 본 시스템의 '박리-변경' 부정개봉 방지용 재료 실시예를 도시하는 단면도이다. 이 실시예는 부정개봉(252) 이전에 제1 아이콘 평면(242)의 제1 화상(248)을 표시하고, 부정개봉 이후 254 지역에서 제2 화상(258)을 표시한다. 부정개봉되지 않은 구조물은 두 개의 굴절 시스템(232, 230)이 적층되는 252 지역에 도시되어 있다. 제1 아이콘 평면(242)은 제2 시스템의 렌즈(240) 아래에 위치한다. 지역(252)에서의 부정개봉 이전에, 제1 또는 상부 시스템(232)은 제1 아이콘 평면(242)의 화상을 나타낸다. 제2 아이콘 평면(246)은 별개의 화상을 형성하기에 는 렌즈(234)의 초점 심도에서 너무 멀리 외측에 있다. 제1 렌즈(234)는 선택적 기판(236) 및 제2 렌즈(240)에 합치되는 박리성 층(238)에 의해 제2 렌즈(240)로부터 분리된다. 박리성 층(232)은 포지티브 렌즈(240) 위에 들어맞아서 그 광학 파워를 무효화하는 네거티브 렌즈 구조물(238)을 효과적으로 형성한다. 상층(232)은 선택적 필름 기판(236)을 구비할 수 있다. 254 지역에 도시되는 부정개봉은 제2 굴절 시스템(230)으로부터 상층(232)의 해제를 초래하며, 제2 아이콘 층(246)의 화상(258)을 형성할 수 있도록 제2 렌즈(240)를 노출시킨다. 제2 렌즈(240)는 제1 아이콘 층(242)이 렌즈(240)에 너무 가깝기 때문에 제1 아이콘 층의 화상을 형성하지 않는다.
부정개봉 방지 재료의 이 실시예는 물품에 적용되는 테이프나 라벨로서의 적용에 적합하다. 부정개봉은 상층(232)을 해제하고, 제2 시스템(230)을 물품에 부착시킨다. 부정개봉 이전에, 이 실시예는 제1 화상(248)을 연출한다. 부정개봉(254) 이후, 아직 물품에 부착되어 있는 제2 시스템(230)은 제2 화상(258)을 나타내며, 박리성 층(256)은 어떤 화상도 나타내지 않는다. 상기 실시예 각각의 효과, OPM, 딥, 플로트, 및 부양은 제1 시스템(232) 또는 제2 시스템(230)에 포함될 수 있다.
도14와 유사한 효과를 달성하는 변형예는 상호 적층되는 두 개의 개별 시스템을 구비하는 것임을 알아야 한다. 이 변형예에서는 상층이 박리될 때 제1 아이콘 평면 및 그 화상이 제거되고, 제2 시스템 및 그 화상이 노출된다.
도15a-d는 본 시스템의 양면 실시예를 도시하는 단면도이다. 도15a는 일면 에는 렌즈(262)에 의해 화상(268)이 형성되고 반대면에는 제2 세트의 렌즈(266)에 의해 화상(270)이 형성되는 단일 아이콘 평면(264)을 구비하는 양면 재료(260)를 도시한다. 도면의 좌측에서 바라본 화상(268)은 우측에서 바라본 화상(270)의 거울 화상이다. 아이콘 평면(264)은 거울 화상에서 유사하게 보이는 기호나 화상인 아이콘 요소, 또는 거울 화상에서 다르게 보이는 아이콘 요소, 또는 아이콘 요소들의 조합을 포함할 수 있으며, 여기에서 아이콘 요소의 일부는 한쪽에서 볼 때 정확하게 읽히고 다른 아이콘 요소는 다른쪽에서 볼 때 정확히 읽힌다. 상기 실시예 각각의 효과, OPM, 딥, 플로트, 및 부양은 본 실시예에 따른 양면 재료의 양면에 표시될 수 있다.
도15b는 두 세트의 렌즈(274, 280) 각각에 의해 화상(282, 286) 형성되는 두 개의 아이콘 평면(276, 278)을 갖는 다른 양면 실시예(272)를 도시한다. 이 실시예는 본질적으로, 그 사이의 아이콘 층 스페이서(277)와 함께 연결되는 도1a에 도시된 것과 같은 두 개의 개별 시스템(287, 289)이다. 이 아이콘 층 스페이서(277)의 두께는 렌즈 세트에 의해 '잘못된' 아이콘 층이 화상(284, 288) 형성되는 정도를 결정할 것이다. 예를 들어, 아이콘 층(276, 278)이 접촉하도록 아이콘 층 스페이서(277)의 두께가 제로이면, 양 아이콘 층은 양 세트의 렌즈(274, 280)에 의해 화상형성될 것이다. 다른 예에서는, 아이콘 층 스페이서(277)의 두께가 렌즈(274, 280)의 초점 심도보다 상당히 크면, '잘못된' 아이콘 층이 렌즈(274, 280)에 의해 화상형성되지 않을 것이다. 또 다른 예에서, (렌즈(274, 280)가 상이한 F#를 갖기 때문에) 한 세트의 렌즈(274)의 초점 심도는 크지만 다른 세트의 렌즈의 초점 심도 는 작으면, 양 아이콘 평면(276, 278)은 렌즈(274)를 통해서 화상(282) 형성될 것이나, 단 하나의 아이콘 평면(278)은 렌즈(280)를 통해서 화상 형성될 것이며, 따라서 이러한 형태의 재료는 일면으로부터 두 개의 화상을 도시할 것이고 이들 화상중 하나는 반대면으로부터의 거울 화상이다. 상기 실시예의 각각의 효과, OPM, 딥, 플로트, 및 부양은 본 실시예에 따른 양면 재료의 양면에 표시될 수 있으며, 투사된 화상(282, 286)은 동일하거나 상이한 색상일 수 있다.
도15c는 재료의 일면에 있는 렌즈가 '잘못된' 아이콘 세트를 보는 것을 방지하는 착색 아이콘 층 스페이서(298)를 갖는 또 다른 양면 재료(290)를 도시한다. 렌즈(292)는 착색 아이콘 층(298)의 존재로 인해 아이콘 층(296)에는 화상(294)을 형성하지만 아이콘 층(300)에는 화상을 형성할 수 없다. 마찬가지로, 렌즈(302)는 착색 아이콘 층(298)의 존재로 인해 아이콘 층(300)에는 화상(304)을 형성하지만 아이콘 층(296)에는 화상을 형성할 수 없다. 상기 실시예 각각의 효과, OPM, 딥, 플로트, 및 부양은 이 실시예에 따른 양면 재료의 양면에 표시될 수 있으며, 투사된 화상(294, 304)은 동일하거나 상이한 색상일 수 있다.
도15d는 아이콘 층(314)에 화상(318)을 형성하는 렌즈(308), 및 아이콘 층(310)에 화상(322)을 형성하는 렌즈(316)를 갖는 추가적인 양면 재료(306) 실시예를 도시한다. 아이콘 층(310)은 렌즈(308)의 베이스에 근접하거나 거의 접촉하고, 아이콘 층(314)은 렌즈(316)의 베이스에 근접하거나 거의 접촉한다. 아이콘(310)은 화상을 형성하기에는 렌즈(308)에 너무 가깝고, 따라서 그 빛은 포커싱 대신에 산란(320)된다. 아이콘(314)은 화상을 형성하기에는 렌즈(316)에 너무 가 깝고, 따라서 그 빛은 포커싱 대신에 산란(324)된다. 상기 실시예 각각의 효과, OPM, 딥, 플로트, 및 부양은 본 실시예에 따른 양면 재료의 양면에 표시될 수 있으며, 투사된 화상(318, 322)은 동일하거나 상이한 색상일 수 있다.
도16의 (a) 내지 도16의 (f)는 본 발명의 시스템으로 계조 또는 색조(grayscale or tonal) 아이콘 요소 패턴을 생성하고 이어서 합성 확대된 화상을 생성하기 위한 세가지 다른 방법을 도시하는 단면도 및 대응 평면도이다. 도16의 (a) 내지 도16의 (c)는 광학 분리기(309)의 일부와 투명 미세구조 아이콘 층(311)을 구비하는 재료(307)의 아이콘 측의 상세 단면도이다. 아이콘 요소는 착색 또는 염색된 재료(323, 325, 327)로 각각 충전되는 얕은부조(bas-relief) 표면(313, 315, 317)으로서 형성된다. 아이콘 층의 하면은 투명, 착색, 채색, 염색, 또는 유색처리되거나 불투명할 수 있는 밀봉 층(321)에 의해 선택적으로 밀봉될 수 있다. 아이콘 요소(313, 315, 317)의 얕은부조 미세 구조는 염색 또는 착색된 충전 재료(323, 325, 327) 각각에 두께 변화를 제공하는 바, 이는 평면도에서 보이듯이 아이콘 요소의 광학 밀도에 변화를 생성한다. 아이콘 요소(323, 325, 327)에 대응하는 평면도는 평면도(337, 339, 341)이다. 계조 또는 색조 합성 확대된 화상을 생성하기 위한 이 방법의 사용은 본원에 개시된 특정 예에 한정되지 않으며, 일반적으로 무제한적으로 다양한 계조 화상을 생성하기 위해 적용될 수 있다.
도16의 (a)는 아이콘 요소(313), 염색 또는 착색된 아이콘 요소 충전물(323), 및 대응 평면도(337)를 도시한다. 이 도면의 상측에 있는 아이콘 평면의 단면도는 아이콘 요소를 통한 하나의 절단 평면을 도시할 수 있을 뿐이다. 절단 평면의 위치는 평면도(337, 339, 341)를 통한 점선(319)에 의해 도시된다. 따라서, 아이콘 요소(313)의 단면은 거의 반구형 아이콘 요소를 통과하는 하나의 평면이다. 충전물(323)의 전체 염료 또는 안료 농도를 적절히 제한함으로써, 염색 또는 착색된 충전물(323)의 두께 변경은 평면도(337)에서 나타나는 색조, 또는 계조, 광학 밀도 변화를 생성한다. 이러한 형태의 아이콘 요소의 어레이는 등가의 계조 변화를 나타내는 화상을 생성하도록 본 재료 시스템 내에서 합성 확대될 수 있다.
도16의 (b)는 아이콘 요소(315), 염색 또는 착색된 아이콘 요소 충전물(325), 및 대응 평면도(339)를 도시한다. 평면도(339)는 아이콘 요소(315)가 얼굴의 얕은 부조를 묘사하고 있음을 보여준다. 얼굴 화상에서의 색조 변화는 단면도에서 복잡한 두께 변화(325)로 도시되어 있듯이 복잡하다. 아이콘 요소(313)에 대해 도시했듯이, 315, 325, 339로 도시되는 이 형태의 아이콘 요소의 어레이는, 본 예에서는 얼굴 화상을 나타내는 등가의 계조 변화를 나타내는 화상을 생성하도록 본 재료 시스템 내에서 합성 확대될 수 있다.
도16의 (c)는 아이콘 요소(317), 염색 또는 착색된 충전물(327), 및 대응 평면도(341)를 도시한다. 전술한 도16의 (a), 도16의 (b)에서 논의된 것과 마찬가지로, 이 아이콘 요소 구조물의 얕은부조 형상은 염색 및 착색된 충전물(327)의 외관, 및 본 재료 시스템에 의해 생성된 합성 확대된 화상에 있어서 색조 변화를 생성한다. 아이콘 요소(317)는, 라운드형 표면에 어두운 중심을 생성하는 아이콘 요소(313)의 효과에 비해, 라운드형 표면에 밝은 중심을 생성하기 위한 방법을 도시 한다.
도16의 (d), 도16의 (e)는 고굴절율 재료(328)로 코팅되는 아이콘 요소(329, 331)를 구비하는 투명한 얕은부조 미세구조형 아이콘 층(311)의 다른 실시예(326)를 나타낸다. 아이콘 층(311)은 아이콘 요소(329, 331; 330, 332)를 각각 충전하는 선택적 밀봉 층(321)으로 밀봉될 수 있다. 고굴절율 층(328)은 전체 내부 반사에 의해 경사면으로부터 반사를 생성함으로써 경사면의 가시성을 향상시킨다. 평면도(342, 344)는 아이콘 요소(329, 331)의 외관의 대표 화상 및 그 합성 확대된 화상을 나타낸다. 이 고굴절율 코팅 실시예는 아이콘 및 그 화상을 볼 수 있도록 만들기 위해 안료 또는 염료를 추가하지 않고서 일종의 에지-향상 효과를 제공한다.
도16의 (f)는 이 상 경계면(phase interface)(334) 미세구조물을 시각적으로 한정하기 위해 공기, 기체, 또는 액체 체적(336)을 사용하는 투명한 얕은부조 미세구조 아이콘(335)의 또 다른 실시예(333)를 개시한다. 공기, 기체, 또는 액체 체적(336)을 포착하기 위해 선택적 접착제(338)를 갖거나 갖지않은 채로 선택적 밀봉 층(340)이 추가될 수 있다. 상 경계면 아이콘 요소의 시각적 효과는 고굴절율 코팅된 아이콘 요소(329, 331)의 시각적 효과와 유사하다.
도17a-d는 ID 카드 및 운전 면허증 제조에 사용될 수 있는 것과 같은 프린트된 정보와 함께 적층 필름으로서의 본 시스템의 사용을 도시하는 단면도이며, 여기에서는 (전술한 렌즈 및 화상의 조직적인 마이크로-어레이로 구성되는) 재료(348)가 표면의 상당 부분을 커버한다. 도17a는 프린트(347) 위에 적층체로서 사용되는 유니즌의 실시예를 도시한다. 아이콘 층에 적어도 약간의 광학 투명성을 갖는 재료(348)가 적층 접착제(350)에 의해 종이나 종이 대체물과 같은 섬유질 기판(354)에 적층되며, 상기 접착제는 상기 섬유질 기판(354)에 미리 도포된 프린트 요소(352)를 커버하거나 부분 커버한다. 상기 재료(348)가 적어도 부분적으로 투명하기 때문에, 프린트 요소(352)는 이를 통해서 볼 수 있으며, 이 조합의 효과는 정적 프린트와 조합하여 본 시스템의 동적 화상 효과를 제공하는 것이다.
도17b는 폴리머 필름과 같은 비섬유질 기판(358)에 도포된 프린트 요소(352) 위에 적층체로서 사용되는 시스템 재료의 실시예를 도시한다. 도17a에 도시하듯이, 아이콘 층에 적어도 약간의 광학 투명성을 갖는 재료(348)가 적층 접착제(350)에 의해 폴리머, 금속, 유리, 또는 세라믹 대체물과 같은 비섬유질 기판(358)에 적층되며, 상기 접착제는 비섬유질 기판(354)에 미리 도포된 프린트 요소(352)를 커버하거나 부분 커버한다. 상기 재료(348)가 적어도 부분적으로 투명하기 때문에, 프린트 요소(352)는 이를 통해서 볼 수 있으며, 이 조합의 효과는 정적 프린트와 조합하여 동적 화상 효과를 제공하는 것이다.
도17c는 재료(360)의 렌즈측에 직접 프린트 요소를 사용하는 것을 도시한다. 이 실시예에서 재료(348)는 상측 렌즈면에 직접 도포된 프린트 요소(352)를 갖는다. 이 실시예는 재료가 적어도 부분적으로 투명할 것을 요구하지 않으며: 프린트 요소(352)는 재료의 상부에 놓이고, 이 프린트 요소의 주위에서 동적 화상 효과를 볼 수 있다. 이 실시예에서, 재료(348)는 화폐, ID 카드, 및 기타 인증을 요하거나 다른 물품에 인증을 제공하는 물품과 같은 완제품을 위한 기판으로서 사용된다.
도17d는 적어도 부분적으로 투명한 재료(362)의 아이콘 측에 직접 프린트 요소를 사용하는 것을 도시한다. 프린트 요소(352)는 적어도 부분적으로 투명한 시스템 재료(348)의 아이콘 층 또는 밀봉 층에 직접 도포된다. 시스템 재료(348)가 적어도 부분적으로 투명하기 때문에, 프린트 요소(352)는 이를 통해서 볼 수 있으며, 이 조합의 효과는 정적 프린트와 조합하여 동적 화상 효과를 제공하는 것이다. 이 실시예에서 시스템 재료(348)는 화폐, ID 카드, 및 기타 인증을 요하거나 다른 물품에 인증을 제공하는 물품과 같은 완제품을 위한 기판으로서 사용된다.
도17a-d의 실시예 각각은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 시스템 재료(348)는 오버프린팅(도17c) 및 후면 프린팅(도17d)된 후, 선택적으로 기판 상의 프린트 위에 적층(도17a,b)될 수 있다. 이들과 같은 조합은 본 시스템의 재료의 위조, 모조, 및 부정개봉 방지를 더 증가시킬 수 있다.
도18a-f는 프린트된 정보와 조합하여 다양한 기판에 대한 본 시스템의 적용 또는 합체를 도시하는 도면이다. 도17a-d가 물품의 대부분 또는 전부를 커버하는 시스템 재료(348)를 개시하는 반면에 도18a-f는 시스템 재료 또는 그 광학 효과가 전체 표면을 실질적으로 커버하지 않고 오히려 표면의 일 부분만을 커버하는 실시예를 개시한다는 점에서 도18a-f의 실시예는 도17a-d의 실시예와 상이하다. 도18a는 접착제 요소(366)에 의해 섬유질 또는 비섬유질 기판(368)에 접착되는 적어도 부분적으로 투명한 시스템 재료(364)의 일부를 도시한다. 재료(364)의 상부 렌즈 표면에는 선택적 프린트 요소(370)가 직접 도포되었다. 프린트 요소(370)는 상기 재료(364)의 일 부분을 지나서 연장되는 대형 패턴의 일부일 수 있다. 상기 재 료(364)의 일 부분은, 재료(364)의 도포 이전에 섬유질 또는 비섬유질 기판에 도포된 프린트 요소(372) 위에 선택적으로 적층된다.
도18b는 비광학 기판(378)에 창으로서 합체되는 단면 시스템 재료(364)의 일시예를 도시하며, 여기에서 시스템 재료(364)의 에지의 적어도 일부는 비광학 기판(378)에 의해 캡처, 커버, 또는 포위된다. 프린트 요소(380)는 시스템 재료 렌즈 표면의 상부에 선택적으로 도포될 수 있으며, 이들 프린트 요소는 프린트 요소(380)에 인접한 영역에서 비광학 기판(378)에 도포된 프린트 요소(382)와 정렬되거나 그와 일치할 수 있다. 마찬가지로, 프린트 요소(384)는 시스템 재료(364)의 아이콘 또는 밀봉 층(388)에 도포된 프린트 요소(386)와 정렬되거나 일치하는 비광학 기판의 반대쪽에 도포될 수 있다. 이러한 종류의 창의 효과는, 재료를 렌즈 측에서 볼때는 개별 화상을 나타내고 아이콘 측에서 볼때는 화상을 전혀 나타내지 않게 됨으로써 일방 화상 효과를 제공하는 것이다.
도18c는 시스템 재료(306)가 양면 재료(306)(또는 전술한 양면 실시예)인 것을 제외하고는 도18b와 유사한 실시예를 도시한다. 프린트 요소(390, 392, 394, 396)는 기능 면에서 전술한 프린트 요소(380, 382, 384, 386)와 거의 일치한다. 이러한 종류의 재료 창의 효과는 재료를 양쪽에서 바라볼 때 다른 개별 화상을 나타내게 될 것이다. 예를 들어, 화폐용지에 포함된 창은 화폐의 앞면에서 바라볼 때는 "10"과 같은 화폐의 숫자 기호를 표시할 수 있지만, 화폐의 뒷면에서 바라볼 때 유니즌 창은 제1 화상과 동일 색상이거나 다른 색상일 수 있는 "USA"와 같은 다른 정보를 표시할 수 있다.
도18d는 제한된 정도의 렌즈(374) 영역에 의해 형성되는 재료에 대한 광학 스페이서로서 작용하는 투명 기판(373), 및 렌즈(374) 영역의 주위를 상당히 지나서 연장되는 아이콘 층(376)을 도시한다. 이 실시예에서 본 발명의 효과는 렌즈와 아이콘을 둘다 구비하는 영역(이 도면에서는 렌즈 영역(374)에 해당)에서만 볼 수 있을 것이다. 렌즈(374) 및 인접 기판은 둘다 선택적으로 프린트(375)될 수 있으며, 프린트 요소는 또한 아이콘 층(376) 또는 아이콘을 커버하는 선택적 밀봉 층(이 도면에는 도시되어 있지 않으며, 도1 참조 바람)에 도포될 수 있다. 본 실시예의 방식 이후에 물품에는 다수의 렌즈 영역이 사용될 수 있으며, 렌즈 영역이 위치하는 곳은 어디에서나 유니즌 효과가 보일 것인 바, 화상의 크기, 회전, 입체 깊이 위치, 및 OPM 특성은 각각의 렌즈 영역마다 다를 수 있다. 이 실시예는 ID 카드, 신용 카드, 운전 면허증, 및 유사한 용도에 적용되기에 적합하다.
도18e는 아이콘 평면(402)이 렌즈 영역(400)의 크기를 넘어서 실질적으로 연장하지 않는다는 점을 제외하고는 도18d와 유사한 실시예를 도시한다. 광학 스페이서(398)가 렌즈(400)를 아이콘(402)과 분리시킨다. 프린트 요소(404, 406)는 도18d에서의 프린트 요소(375, 377)에 대응한다. 본 실시예의 방식 이후에 물품에는 다수의 영역(400)이 사용될 수 있으며, 각각의 영역은 개별 효과를 가질 수 있다. 이 실시예는 ID 카드, 신용 카드, 운전 면허증, 및 유사한 용도에 적용되기에 적합하다.
도18f는 본 실시예가 렌즈(413)를 아이콘 평면(410)으로부터 분리하는 광학 스페이서(408)를 포함하는 것을 제외하고는 도18d와 유사한 실시예를 도시한다. 렌즈(413)는 아이콘 영역(412)의 주위를 지나서 상당히 연장된다. 프린트 요소(414, 416)는 도18d에서의 프린트 요소(375, 377)에 대응한다. 이 실시예의 방식 이후에 물품에는 다수의 렌즈 영역이 사용될 수 있으며, 렌즈 영역이 배치되는 곳은 어디에서나 본 효과가 나타날 것이며; 화상의 크기, 회전, 입체 깊이 위치, 및 OPM 특성은 각각의 렌즈 영역마다 다를 수 있다. 이 실시예는 ID 카드, 신용 카드, 운전 면허증, 및 유사한 용도에 적용되기에 적합하다.
도19a-b는 그 각각이 전술한 형태의 구조물에 합체되었을 때 구면 렌즈의 초점맞춤(in-focus) 시야를 평시야 비구면 렌즈의 그것과 비교하는 단면도를 도시한다. 도19a는 전술한 시스템에 적용되었을 때의 실질적인 구면 렌즈를 도시한다. 실질적인 구면 렌즈(418)는 광학 스페이서(420)에 의해 아이콘 평면(422)으로부터 분리된다. 재료의 표면에 수직하게 투사되는 화상(424)은 아이콘 층(422) 내의 초점(426)에서 기원한다. 상기 화상(424)은 초점(426)이 아이콘 층(422) 내에 위치하기 때문에 정확히 포커싱되어 있다. 렌즈를 경사 각도에서 바라보면, 대응 초점(430)이 아이콘 평면에 위치하지 않고 그 위로 상당히 올라가기 때문에 화상(428)이 흐릿하고 초점이 안맞는다. 화살표 432는 426에서 430으로의 초점 만곡에 대응하는 상기 렌즈의 곡률을 나타낸다. 초점은 영역(434)에서는 아이콘 평면 내에 존재하며, 영역(436)에서는 아이콘 평면 밖으로 이동한다. 프린트된 화상 또는 아이콘의 평면과 협력하는 적용에 적합한 렌즈는 통상 1미만의 낮은 F#를 가지며, 그 결과 매우 얕은 초점 심도-높은 F# 렌즈가 딥 및 플로트 효과와 함께 효과적으로 사용될 수 있지만, 유니즌 모션 효과와 함께 사용될 때는 본원에 기술된 효 과와 함께 비례적인 수직 양안 시차를 초래한다. 초점 심도의 하한이 아이콘 평면 밖으로 이동하자마자, 화상 선명도는 급격히 저하한다. 이 도면으로부터 알 수 있듯이 실질적인 구면 렌즈의 시야 곡률은 화상의 시야를 제한하며, 화상은 초점맞춤 영역(434)에 있을 때만 선명하며, 보다 경사진 시각에서는 급속히 초점을 벗어난다. 실질적인 구면 렌즈는 평시야 렌즈가 아니며, 이 렌즈의 시야 곡률은 낮은 F# 렌즈에 있어서 확대된다.
도19b는 본 시스템에 적용되는 비구면 렌즈를 도시한다. 비구면 렌즈로서, 그 곡률은 구에 근사하지 않다. 비구면 렌즈(438)는 광학 스페이서(440)에 의해 아이콘 층(442)에서 분리된다. 비구면 렌즈(438)는 아이콘 평면(442)의 화상(444)을 재료의 평면에 수직하게 투사한다. 화상은 초점(446)에서 기원한다. 비구면 렌즈(438)의 초점 길이는, 평시야(452)를 갖기 때문에 수직(444)에서 경사(448)에 이르는 광범위한 시각에 대해 아이콘 평면(442) 내에 놓인다. 렌즈의 초점 길이는 이를 통한 시각에 따라 달라진다. 초점 길이는 수직 관찰(444)시에 가장 짧고, 시각이 점점 경사짐에 따라 증가한다. 경사 시각(448)에서 초점(450)은 여전히 아이콘 평면의 두께 이내에 존재하며, 따라서 경사 화상은 이 경사 시각(448)에서 아직 초점이 맞는다. 비구면 렌즈(438)에서의 초점맞춤 영역(454)이 실질적인 구면 렌즈(418)의 초점맞춤 영역(434)보다 훨씬 넓다. 따라서 비구면 렌즈(438)는 관련 화상 아이콘의 폭에 비해 확대된 시야를 제공하며, 따라서 관련 화상 아이콘의 주변 에지는 구면 렌즈(418)의 그것에 비해 시야를 벗어나지 않는다. 비구면 렌즈는 보다 넓은 시야를 제공하고 관련 화상의 가시성을 증가시키기 때문에 본 시스템용 으로 바람직하다.
도20a-c는 두꺼운 아이콘 층의 사용에 기인하는 사용상의 두가지 이점을 도시하는 단면도이다. 이들 이점은 관찰을 위해 사용되는 렌즈(456)가 실질적으로 구면(418)이건 비구면(438)이건 간에 적용되지만, 비구면 렌즈(438)와 조합될 때 가장 크다. 도20a는 광학 스페이서(458)에 의해 아이콘 층(460)으로부터 분리된 렌즈(456)를 구비하는 얇은 아이콘 층(460) 시스템 재료를 도시한다. 아이콘 요소(462)는 렌즈(463)의 시야 곡률에 비해 얇고(461), 초점맞춤 영역을 작은 각도로 제한하는 바, 이 각도는 수직 방향(464)으로 투사되는 화상과 아이콘 층(460) 내에 초점(470)을 갖는 최고 경사 각도 화상(468) 사이의 각도이다. 최대 시야는 수직 화상 초점(466)을 아이콘 평면의 바닥에 놓이도록 설계하여 경사 시야 각도를 최대화함으로써 얻어지며, 초점(470)이 아이콘 평면의 정상부에 놓이는 지점에 의해 제한된다. 도20a에서의 시스템의 시야는 30도로 제한된다.
도20b는 렌즈(456)의 시야 곡률에 비해 두꺼운(472) 아이콘 평면(471)을 구비함으로써 얻어지는 이점을 도시한다. 렌즈(456)는 광학 스페이서(458)에 의해 두꺼운 아이콘 요소(474)로부터 분리된다. 두꺼운 아이콘 요소(474)는 도20a의 얇은 아이콘 요소(462)에 비해 큰 55도의 시야에 걸쳐서 포커스(475) 맞춤 상태가 유지된다. 초점(478)으로부터 렌즈(456)를 통해서 투사되는 수직 화상(476)은 선명한 초점 상태에 있으며, 상기 초점은, 경사 화상(480) 초점(482)이 두꺼운 아이콘 평면(471)의 정상부에 놓이는 55도까지 시각이 증가하는 동안 선명함을 유지한다. 증가된 시야는 도19b의 비구면 렌즈(438)와 같은 평시야 렌즈에서 최대이다.
도20c는 제작 변경에 기인할 수 있는 두께(S)의 변경에 대한 본 시스템 재료의 감도를 저하시키는, 두꺼운 아이콘 평면(492)의 또 다른 장점을 도시한다. 렌즈(484)는 두께i의 아이콘 층의 바닥면으로부터 거리S 만큼 이격되어 있다. 렌즈(484)는 아이콘 층(492)의 바닥에 배치된 초점(498)으로부터 화상(496)을 투사한다. 이 도면은 렌즈와 아이콘 층 사이의 광학 간격(S)의 변동이 화상(496, 500, 504) 초점의 손실없이 아이콘 층(i)의 두께에 동등한 범위에 걸쳐서 변할 수 있음을 나타내도록 작성되어 있다. 렌즈(486)에서 광학 스페이서 두께는 대략 (S+i/2)이며, 화상(500)의 초점(502)은 여전히 아이콘 층(492)의 두께(i) 내에 존재한다. 렌즈(488)에서 광학 스페이서의 두께는 (S+i)(490)까지 증가하며, 화상(504)의 초점(506)은 두꺼운 아이콘 요소(494)의 정상부에 놓인다. 따라서 광학 스페이서 두께는 아이콘 층(i)의 두께에 대응하는 범위에 걸쳐서 변화할 수 있고, 따라서 얇은 아이콘 층은 광학 스페이서 두께 변화에 대해 작은 허용공차를 제공하며, 두꺼운 아이콘 층은 광학 스페이서 두께 변화에 대해 큰 허용공차를 제공한다.
두꺼운 아이콘 층(492)에 의해 추가 이점이 제공된다. 실질적인 구면 렌즈와 같은 불완전 렌즈는 그 중심(496)에서 그 에지를 향하여 짧은 초점 길이(493)를 가질 수 있다. 이는 실질적인 구면 렌즈의 일반적인 구면 수차 결함의 일 태양이다. 두꺼운 아이콘 층은 초점 길이 498 내지 495의 범위에 걸쳐서 선명하게 초점형성될 수 있는 아이콘 요소를 제공하며, 따라서 초점 길이가 변화하는 렌즈(484)에 의해 생성되는 화상의 전체 선명도 및 대비를 향상시킨다.
도21은 본 시스템이 화폐 및 기타 보안 문서에 '부분노출' 은선('windowed' security thread)으로서 적용된 것을 도시하는 평면도이다. 도21은 통상 폭이 0.5mm 내지 10mm 범위인 "은선"으로 지칭되는 리본에 슬릿형성된 시스템 재료(508)를 구비하는 부분노출 은선 구조를 도시한다. 은선(508)은 섬유질 문서 기판(510)에 포함되며, 부분노출 영역(514)을 제공한다. 은선(508)은 화상 대비를 증가시키거나 및/또는 전기 전도성, 자기 특성, 핵자기 공명 검출 및 인증과 같은 추가적인 보안 및 인증 특징을 제공하거나, 또는 재료를 기판의 뒤쪽(유니즌 합성 화상을 나타내는 측과 반대측)에서 바라볼 때 반사 조명에서의 관측으로부터 감추기 위한 염색, 착색, 충전, 또는 코팅된 밀봉층(516), 및 은선(508)과 섬유질 기판(510) 사이의 결합을 강화하기 위한 접착제 층(517)을 선택적으로 포함할 수 있다. 은선(508)은 부분노출된 영역(514)에서 화상 효과를 볼 수 있도록 렌즈를 최상위에 유지하는 배향으로 유지된다. 섬유질 기판(510)과 은선은 프린트 요소(518)에 의해 오버프린팅될 수 있으며, 섬유질 기판은 그 반대면에서 프린팅(520)될 수 있다.
도21은 은선(508) 및 그 화상 효과(522)를 부분노출된 영역에서 기판(510)의 상면(521)으로부터만 볼 수 있음을 도시한다. 은선(508)은 내측 영역(512)에서 섬유질 기재에 의해 커버되며, 이들 영역에서는 화상 효과(522)를 사실상 볼 수 없다. OPM 효과는 은선(508)에 포함될 때 특히 극적이다(도22 참조). 섬유질 기판(510)이 다양한 방향으로 경사질 때, OPM 화상은 은선의 폭(524)을 가로질러서 주사되어 경이적이고 극적인 시각 효과를 생성하도록 만들어질 수 있다. OPM 화상의 이러한 주사 특징은 은선(508)의 폭보다 큰 화상(522)을 나타낼 수 있다. 부분노출 은선(508)이 수용되어 있는 문서를 검사하는 사용자는 전체 화상을 은선을 가 로질러 주사시켜 천막 기호(marquee sign)처럼 스크롤되도록 문서를 기울일 수 있다. 딥, 플로트, 및 부양 실시예의 효과는 또한 부분노출 은선 포맷으로 유리하게 사용될 수 있다.
은선(508)은 제지 산업에서 통상 사용되는 기술에 의해 제조 중에 보안 용지에 적어도 부분적으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 은선(508)은 본원에 원용되는 미국 특허 제4,534,398호에 개시되어 있듯이, 섬유가 고결되지 않고 유연한 상태에 있는 동안 습윤지 내에 프레싱될 수 있다.
본 시스템의 부분노출 은선은 특히 화폐에 적용되기에 적합하다. 은선 재료의 통상적인 총 두께는 22μ내지 34μ범위에 있으며, 화폐 용지의 총 두께는 최대 88μ의 범위일 수 있다. 종이의 두께를 은선의 두께에 해당하는 만큼 국소적으로 감소시킴으로써 종이의 전체 두께를 실질적으로 변경시키지 않으면서 본 시스템의 부분노출 은선을 화폐 용지에 포함시킬 수 있다.
예시적인 실시예에서, 은선(508)은,
(a) 하나 이상의 광학 스페이서,
(b) 광학 스페이서 내에, 광학 스페이서 상에, 또는 이웃하여 배치되는 미세-화상 또는 아이콘의 하나 이상의 선택적으로 주기적인 평면 어레이, 및
(c) 광학 스페이서 또는 평면 아이콘 어레이 상에 또는 이웃하여 배치되는 비원통형 마이크로 렌즈의 하나 이상의 선택적으로 주기적인 평면 어레이를 포함한다.
다른 실시예에서, 미세-화상은 하나 이상의 광학 스페이서의 표면 상에 형성 되는 충전 보이드 또는 리세스를 구성하며, 비원통형 마이크로-렌즈는 비구면 마이크로-렌즈이고, 각각의 비구면 마이크로-렌즈는 대략 15 내지 대략 35미크론의 베이스 직경을 갖는다. 대비를 증가시키고 그로인해 아이콘의 시력을 증가시키기 위해 또한 보안 문서에 적어도 부분적으로 매립될 때 은선(508)의 존재를 감추기 위해 미세-화상 또는 아이콘의 평면 어레이에는 적어도 하나의 착색 밀봉 또는 폐색 층(516)이 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 은선(508)은,
(a) 대향하는 상측 및 하측 편평면을 갖는 하나 이상의 광학 스페이서,
(b) 상기 광학 스페이서의 하측 편평면에 형성되는 충전 리세스를 포함하는 미세-화상 또는 아이콘의 주기적인 어레이,
(c) 광학 스페이서의 상측 편평면에 배치되고 그 각각은 대략 20 내지 대략 30미크론의 베이스 직경을 갖는 비원통형, 평시야, 비구면, 또는 다각형 베이스 복수영역 마이크로-렌즈의 주기적 어레이, 및
(d) 아이콘 어레이 상에 배치되는 착색된 밀봉 또는 폐색 층(516)을 포함한다.
광학 스페이서는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리비닐리덴 클로라이드 등을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는 본질적으로 무색인 폴리머를 하나 이상 사용하여 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 광학 스페이서는 폴리에스테르 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 사용하여 형성되며, 대략 8 내지 25미크론의 두께를 갖는다.
아이콘 및 마이크로-렌즈 어레이는 아크릴, 폴리에스테르, 에폭시, 우레탄 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는 실질적으로 투명하거나 선명한 방사선 경화성 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 상기 어레이는 Lord Chemicals로부터 제품명 U107로 판매되는 아크릴레이티드 우레탄을 사용하여 형성되는 것이 바람직하다.
광학 스페이서의 하측 편평면에 형성되는 아이콘 리세스 각각은 깊이가 대략 0.5 내지 8미크론이고 마이크로-렌즈 또는 아이콘 폭이 통상 30미크론이다. 상기 리세스는 착색된 수지, 잉크, 염료, 금속, 또는 자성 물질과 같은 임의의 적합한 재료로 충전될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 리세스는 Sun Chemical Corporation으로부터 제품명 Spectra Pac으로 판매되는 서브-미크론 안료를 포함하는 착색 수지로 충전된다.
착색된 밀봉 또는 폐색 층(516)은, 경화성 폴리머 재료의 결합제 또는 캐리어 내에 분산된 이산화티타늄과 같은 안료를 포함하는 착색 코팅을 포함하지만 이것에 한정되지는 않는 다양한 불투명 코팅 또는 잉크중 하나 이상을 사용하여 형성될 수 있다. 밀봉 또는 폐색 층(516)은 방사선 경화성 폴리머를 사용하여 형성되고, 대략 0.5 내지 3미크론의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
전술한 은선(508)은,
(a) 광학 스페이서의 상면 및 하면에 실질적으로 투명하거나 선명한 방사선 경화성 수지를 도포하는 단계,
(b) 광학 스페이서의 상면에는 마이크로-렌즈 어레이를 형성하고 하면에는 리세스 형태의 아이콘 어레이를 형성하는 단계,
(c) 방사선 소스를 사용하여 상기 실질적으로 투명하거나 선명한 수지를 경화시키는 단계,
(d) 아이콘 어레이 리세스를 착색 수지 또는 잉크로 충전하는 단계,
(e) 광학 스페이서의 하면으로부터 잉여 수지 또는 잉크를 제거하는 단계, 및
(f) 광학 스페이서의 하면에 착색된 밀봉 또는 폐색 코팅 층을 도포하는 단계에 따라서 준비될 수 있다.
많은 경우에, 화폐 및 다른 고가의 금융 및 신원확인 문서에 사용되는 보안 은선은 용량 센서, 자기장 센서, 광학 투과 및 불투명 센서, 형광, 및/또는 핵자기 공명과 같은 고속 비접촉 센서에 의해 검출 및 인증되는 것이 바람직하다.
렌즈, 기판, 아이콘 매트릭스, 또는 유니즌 필름의 아이콘 충전 요소에 형광 물질을 포함하면, 형광의 존재 및 분광 특징의 관측에 의해 유니즌 재료를 은폐시키거나 법의학적으로 인증할 수 있다. 형광 유니즌 필름은 그 형광 특성을 재료의 양면에서 볼 수 있거나 또는 일면에서만 볼 수 있도록 설계될 수 있다. 아이콘 층 아래의 재료에 광학 격리 층이 없으면, 유니즌 재료의 임의의 부분의 형광성은 그 양면에서 볼 수 있다. 광학 격리 층이 포함되면 그 양면에서 형광의 가시성을 분리할 수 있게 된다. 따라서 아이콘 평면 아래에 광학 격리 층을 포함하는 유니즌 재료는 여러가지 다른 방식으로 형광을 나타내도록 설계될 수 있다: 렌즈 측으로부터 볼 수 있는 형광 색상 A, 광학 격리층 측으로부터 볼 수 없는 형광, 광학 격리층 측으로부터는 볼 수 있지만 렌즈 측으로부터는 볼 수 없는 형광 색상 A 또는 B, 및 렌즈 측으로부터 볼 수 있는 형광 색상 A, 및 광학 격리 층 측으로부터 볼 수 있는 형광 색상 A 또는 B. 다양한 형광 서명에 의해 제공될 수 있는 특이성은 유니즌 재료의 보안을 더 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 광학 격리 층은, 재료의 일면으로부터의 형광 방출을 흡수 또는 반사하고 이것이 다른 면으로부터 보이지 않도록 방지하는 착색 또는 염색된 재료의 층, 금속 층, 또는 착색 층과 금속 층의 조합일 수 있다.
성형 보이드 및 그 역으로 성형된 아이콘, 성형 포스트로 형성된 아이콘은 특히, 화폐 및 기타 고가 문서용 유니즌 재료 보안 은선에 대한 기계-판독가능한 인증 특징의 추가를 가능하게 한다. 아이콘 매트릭스, 아이콘 충전물, 및 임의 개수의 백 코트(밀봉 코트)는 비형광성 안료, 비형광성 염료, 형광성 안료, 형광성 염료, 금속 입자, 자성 입자, 핵자기 공명 서명 재료, 발진 입자, 유기 LED 재료, 광학 가변 재료, 증발된 금속, 박막 경계면 재료, 액정 폴리머, 광학 업전환 및 다운전환 재료, 이색성 재료, (광학 회전 파워를 갖는) 광학 활성 재료, 광학 편광 재료, 및 기타 연합된 재료를 모두, 개별적으로, 및/또는 전체 조합해서 포함할 수 있다.
(자성 재료 또는 전도층과 같은) 흑색 또는 칼라 코팅이 유니즌 재료에 추가되었을 때 또는 아이콘 평면의 색상이 기판의 뒤쪽에서 볼 때 관측될 수 있을 때와 같은 일부 상황에서는, 매립, 부분 매립, 또는 부분노출된 유니즌 재료 보안 은선의 외관을 종이 기판의 일면으로부터 반사광으로 볼 때는 은폐 또는 차폐하고 은선을 기판의 반대면에서는 볼 수 있게 하는 것이 바람직할 수 있다. 다른 형태의 화 폐 보안 은선은 통상, 표면 기판을 통해서 필터링되는 빛을 반사하여 주위 기판에 유사한 밝기를 제공하기 위해 금속 층, 통상은 알루미늄 층을 포함한다. 마찬가지로 유니즌 재료의 뒷면에 금속 층을 도포하여 이를 선택적으로 적소에 밀봉시킴으로써 종이 기판의 뒷면으로부터 유니즌 은선의 외관을 은폐하기 위해 알루미늄 또는 기타 칼라 중성 반사 금속이 사용될 수 있다. 금속층 대신에 또는 그와 함께 문서의 뒤쪽에서 보안 은선의 가시성을 차단하는 동일 목적으로 착색 층이 사용될 수 있다. 착색 층은 백색을 포함하는 임의의 색상일 수 있지만, 가장 효과적인 색상은 섬유질 기판의 내부에서 내부 산란되거나 외부에 있는 빛의 칼라 및 강도와 매치되는 것이다.
유니즌 재료에 대한 금속화된 층의 추가는, 증발, 스퍼터링, 화학 증착, 또는 기타 적합한 수단에 의한 유니즌 재료의 아이콘 또는 밀봉층의 직접적인 금속화, 또는 제2 폴리머 필름의 금속화 표면에 대한 유니즌 재료의 아이콘 또는 밀봉층의 적층을 포함하는 여러가지 방법으로 이루어질 수 있다. 필름을 금속화하고, 이 필름을 패턴 탈금속화하여 금속화된 영역의 좁은 '리본'을 남기고, 금속화된 표면을 제2 폴리머 필름에 적층한 후, 적층된 재료에 슬릿형성하여 금속 리본이 적층 접착제에 의해 슬릿 은선의 에지로부터 격리되게 함으로써 금속을 은선 에지에서의 화학적 공격으로부터 보호함으로써 화폐 보안 은선을 생성하는 것이 통상적인 수순이다. 이 방법은 또한 본 발명의 경우에도 적용될 수 있는 바: 유니즌 재료가 제2 적층 필름을 간단히 대체할 수 있다. 따라서 유니즌 재료는 패터닝되거나 패터닝되지 않은 금속화 층을 추가함으로써 보강될 수 있다.
합성 화상은 아이콘을 형성하는 하나의 색상(또는 색상의 부재) 및 배경을 형성하는 다른 색상(또는 색상의 부재)을 갖는 이진 패턴으로서 설계될 수 있으며, 이 경우 각각의 아이콘 영역은 풀온(full on) 또는 풀오프(full off) 상태의 화상 '픽셀'을 사용하는 완전 단일톤 화상을 구비한다. 선택된 아이콘 색상의 색조 변화를 제공함으로써 보다 복잡한 합성 화상이 생성될 수 있다. 합성 화상 색조 변화는 각 아이콘 화상에서의 색상 농도를 제어함으로써, 또는 선택된 아이콘 그룹에 설계 요소를 포함시키거나 배제하여 합성 화상을 효과적으로 '망점 처리(half-toning)'함으로써 생성될 수 있다.
각각의 아이콘 화상에서의 색상 농도를 제어하는 제1 방법은 미세인쇄된 아이콘 화상을 생성하는 재료의 광학 농도를 제어함으로써 달성될 수 있다. 이를 행하는 한가지 편리한 방법은 이미 전술한 충전 보이드 아이콘 실시예를 사용한다.
도23에 도시된, 선택된 아이콘 그룹에 설계 요소를 포함시키거나 배제하여 합성 화상을 '망점 처리'하는 제2 방법은, 소정 색상 농도와 동등한 아이콘 영역의 비율로 화상 설계 요소를 구비함으로써 달성된다. 도23은 유사한 육각형 반복 렌즈 패턴과 협력될 육각형의 아이콘 영역(570) 반복 패턴을 사용하는 예를 도시한다. 아이콘 영역(570)의 각각은 동일한 정보를 갖지 않는다. 아이콘 화상 요소(572, 574, 576, 578)의 전체는 거의 동일한 색상 농도로 존재한다. 아이콘 화상 요소(572, 574)는 일부 아이콘 영역에 존재하며, 다른 아이콘 영역에는 다른 아이콘 화상 요소가 존재한다. 일부 아이콘 영역은 단일 아이콘 화상 요소(570)를 포함한다. 구체적으로, 아이콘 화상 요소(572)는 아이콘 영역의 절반에 존재하며, 아이콘 화상 요소(574)는 아이콘 영역의 3/4에 존재하며, 아이콘 화상 요소(578)는 아이콘 영역의 절반에 존재하고, 아이콘 화상 요소(576)는 아이콘 영역의 1/3에 존재한다. 각각의 화상 영역에 존재하는 정보는, 그 관련 렌즈가 특정 관찰 방위로부터 아이콘 화상 패턴의 색상을 도시하는지 또는 아이콘 화상 배경의 색상을 도시하는지를 결정한다. 이 아이콘 패턴과 관련한 모든 렌즈에서는 어떠한 화상 요소(572 또는 578)든 볼 수 있지만, 아이콘 화상 요소(572)의 합성 화상(580) 공간은 아이콘 화상 요소(578)의 합성 화상 공간과 중첩된다. 이는, 아이콘(572, 578)의 합성 화상의 중첩 영역(582)이 이 영역에서 모든 렌즈가 아이콘 화상을 투사하기 때문에 100% 색상 농도로 보임을 의미한다. 이들 두 합성 화상의 비중첩 부분(588)은 렌즈의 50%에서만 볼 수 있으며, 따라서 50% 색상 농도로 보여진다. 아이콘 요소(576)의 합성 화상(586)은 렌즈의 1/3에서만 볼 수 있으며, 따라서 이는 33.3% 농도로 보인다. 아이콘 화상 요소(576)의 합성 화상(584)은 대응적으로 75% 색상 농도로 보인다. 이러한 교시의 범위 내에서 명백한 것은, 아이콘 영역의 선택된 비율(percentage)에서 아이콘 화상 요소의 선택적 생략을 통해서 상당한 범위의 색조 변화를 얻을 수 있다는 점이다. 최대 효과를 위해서, 아이콘 화상 영역에 걸친 아이콘 화상 요소의 분포는 비교적 균일해야 한다.
개별 합성 화상 요소의 최소 피처(feature)보다 작은 치수의 조합된 합성 화상 요소를 생성하기 위해서, 도24a에 도시된 관련 아이콘 화상 설계 방법이 사용될 수 있다. 이는 아이콘 화상의 최소 피처 크기가 피처의 배치 정확도보다 큰 일반적인 상황에서 가능하다. 따라서 아이콘 화상은 치수적으로 2미크론 정도의 최소 피처를 가질 수 있지만, 이들 피처는 0.25미크론 간격의 그리드 상의 임의 지점에 정확히 배치될 수 있다. 이 경우 아이콘 화상의 최소 피처는 그 피처의 배치 정확도보다 여덟배 크다. 이전 도면에서와 같이 이 방법은 육각형 아이콘 패턴(594)을 사용하여 도시되지만, 임의의 다른 사용가능한 패턴 대칭에도 마찬가지로 잘 적용된다. 도23의 방법과 유사한 방식으로, 이 방법은 적어도 하나의 아이콘 영역에서 다른 정보를 사용하는 것에 의존한다. 도24a의 예에서는, 두 개의 상이한 아이콘 패턴(596, 598) 각각이 아이콘 영역의 절반에 존재한다(명료함을 위해 이 도면에서는 각 패턴중 하나만이 도시됨). 이들 아이콘 화상은, 아이콘 화상 요소(596)에 의해 생성되는 합성 화상(602) 및 아이콘 화상 요소(598)에 의해 생성되는 합성 화상(604)을 포함하는 복합 합성 화상(600)을 생성한다. 두 개의 합성 화상(602, 604)은 100% 색상 농도를 갖는 것으로 나타나는 중첩 영역(606, 608)을 갖도록 설계되며, 반면에 비중첩 영역(605)은 50% 색상 농도를 갖는다. 복합 합성 화상에서의 중첩 영역의 최소 치수는 아이콘 화상 요소의 합성 확대-스케일링된 위치설정 정확도만큼 작을 수 있으며, 따라서 작은 영역에서 중첩되도록 설계되는 두 개의 구성적 합성 화상의 최소 피처 크기보다 작을 수 있다. 도23의 예에서, 중첩 영역은 그렇지 않을 경우 가능한 것보다 좁은 라인을 갖는 숫자 "10"의 문자를 생성하는데 사용된다.
이 방법은 또한 도24b에 도시하듯이 아이콘 화상 요소 사이에 좁은 갭 패턴을 생성하는데에도 사용될 수 있다. 육각형 아이콘 영역(609)은 공간-충전 어레이를 만들기 위해 사각형 또는 임의의 다른 적합한 형상일 수 있지만, 육각형이 바람 직하다. 본 예에서, 아이콘 패턴의 절반은 아이콘 화상(610)이고 그 절반은 아이콘 화상(611)이다. 이상적으로 이들 두 패턴은 아이콘 영역들 사이에서 비교적 균일하게 분포될 것이다. 이러한 패턴의 요소 모두는 대체로 동일하고 균일한 색 밀도를 가진 것으로 묘사될 것이다. 격리 시에 이들 두 패턴은 최종 화상의 형태를 명료하게 나타내지 않으며, 이는 보안 요소로서 사용될 수 있다-화상은 중첩하는 렌즈 어레이에 의해 형성될 때까지 명백하지 않다. 아이콘 요소(610)의 합성 화상과 아이콘 요소(611)의 합성 화상의 조합에 의해 형성되는 합성 화상(612)의 일 예가 도시되어 있으며, 이에 의하면 개별 합성 화상 사이에 남게 되는 갭이 숫자"10"을 형성한다. 이 경우, 두 합성 화상은 최종 합성 화상을 형성하도록 조합되며, 따라서 이 화상(613)의 채색된 부분은 50%의 색상 농도를 보여준다. 이 방법은 본 예의 세부사항에 의해 제한되지 않는 바; 둘 대신에 세 개의 아이콘이 사용될 수 있고, 복합 합성 화상에 소정 요소를 형성하는 갭은 가변 폭과 비제한적 형상 다양성을 가질 수 있으며, 이 방법은 도23, 도24a,b, 또는 도25의 방법 또는 본 출원인이 교시한 다른 아이콘 화상 설계 방법과 조합될 수 있다.
아이콘 화상에는 결과적 합성 화상에서는 볼 수 없는 은밀하게 감춰진 정보가 포함될 수 있다. 아이콘 화상에 감춰진 그러한 은밀한 정보는 예를 들어 물체의 변조 인증에 사용될 수 있다. 이를 달성하기 위한 두 가지 방법이 도25에 도시되어 있다. 제1 방법은 매칭되는 아이콘 화상(616, 618)의 사용에 의해 도시된다. 아이콘 화상(616)은 중실 경계 패턴, 및 경계 내부에 포함된 숫자"42"를 도시한다. 아이콘 화상(618)은 내부에 그래픽 구멍으로서 숫자"42"를 갖는 중실 형상을 도시 한다. 이 예에서, 아이콘 화상(616, 618)의 주위 형상은 거의 동일하며, 그 각각의 아이콘 영역(634, 636) 내에서의 그 상대 위치 또한 거의 동일하다. 이들 아이콘 화상으로부터 복합 합성 화상(620)이 생성될 때, 복합 합성 화상(622)의 경계는 모든 아이콘 화상이 그 대응 영역에 패턴을 갖기 때문에 100% 색상 농도를 보여줄 것이며, 따라서 아이콘 화상(616, 618)으로부터 생성된 합성 화상은 완전 중첩된다. "42"를 둘러싸는 공간의 화상이 아이콘 영역의 절반만을 채우는 아이콘 화상(618)으로부터 나오고 채색된 "42"의 화상은 역시 아이콘 화상의 절반을 채우는 아이콘 화상(616)으로부터 나오기 때문에 복합 합성 화상(620)의 내부(624)의 색상 농도는 50%가 될 것이다. 결국, "42"와 그 배경 사이에는 색조 차이가 없으며, 따라서 관측되는 복합 합성 화상(626)은 100% 색상 농도 경계(628) 및 50% 색상 농도 내부(630)를 갖는 화상을 나타낼 것이다. 아이콘 화상(616, 618) 전체에 은밀하게 존재하는 "42"는 따라서 "무효화(neutralize)"되며, 관측되는 복합 합성 화상(626)에서는 보이지 않을 것이다.
아이콘 화상에 은밀한 정보를 포함시키는 제2 방법이 도25에 삼각형(632)으로 도시되어 있다. 삼각형(632)은 아이콘 영역(이 도면에는 도시되지 않음)에 랜덤하게 배치될 수 있거나, 또는 아이콘 영역(634, 632)의 주기와 실질적으로 매치되지 않는 어레이 또는 다른 패턴으로 배치될 수 있다. 대응하는 규칙적인 마이크로-렌즈 어레이에 의해 촬상되는 다수의 규칙적으로 배열된 아이콘 화상으로부터 합성 화상이 생성된다. 마이크로-렌즈 어레이의 주기와 거의 일치하지 않는 아이콘 평면 내의 패턴은 완전한 합성 화상을 형성하지 않을 것이다. 따라서 삼각 형(632)의 패턴은 정합성 합성 화상을 생성하지 않을 것이며, 관측되는 합성 화상(626)에서 보이지 않을 것이다. 이 방법은 삼각형(632)과 같은 단순한 기하학적 설계에 한정되지 않으며, 문자숫자 정보, 바코드, 데이터 비트, 및 대규모 패턴과 같은 다른 은밀한 정보가 이 방법으로 아이콘 평면에 포함될 수 있다.
도26은 유니즌 재료에 완전 3차원 통합 화상을 생성하기 위한 일반적인 방법을 도시한다. 단일 아이콘 영역(640)은, 이 아이콘 영역(640)의 유리한 지점에서 볼 때 3차원으로 표시될 물체의 스케일-변형된 도면을 도시하는 아이콘 화상(642)을 포함한다. 이 경우 아이콘 화상(642)은 중공 입방체(cube)(674)의 합성 화상(670)을 형성하도록 설계된다. 아이콘 화상(642)은 중공 입방체(672)의 가장 가까운 측부(674)를 나타내는 전경(前景: foreground) 프레임(644), 중공 입방체(672)의 코너(676)를 나타내는 테이퍼진 갭 패턴(646), 및 중공 입방체(672)의 가장 먼 측부(678)를 나타내는 배경 프레임(648)을 갖는다. 아이콘 화상(642)에서의 전경 프레임(644)과 배경 프레임(648)의 상대적 비율은 합성 화상 중공 입방체(672)의 가장 가까운 측부(674)와 가장 먼 측부(678)의 비율과 일치하지 않음을 알 수 있다. 스케일 차이의 이유는, 유니즌 재료의 평면으로부터 멀리 보이는 화상은 더 큰 확대를 겪고, 따라서 아이콘 화상 내에서의 그 크기는 합성 화상(672)을 형성하기 위한 확대 시에 정확한 스케일을 제공하기 위해 감소되어야 하기 때문이다.
유니즌 3-D 재료 상의 다른 위치에서는 다른 아이콘 화상(652)을 갖는 아이콘 영역(650)이 발견된다. 아이콘 화상(642)과 마찬가지로, 아이콘 화상(652)은 이 아이콘 영역(650)의 다른 유리한 지점에서 볼 때 합성 화상(672)의 스케일-변형된 도면을 나타낸다. 전경 프레임(654)과 배경 프레임(658)의 상대적 스케일링은 아이콘 화상(642)의 대응 요소와 유사하지만(일반적으로 이는 사실이 아니지만), 배경 프레임(658)의 위치는 코너 패턴(656)의 크기 및 배향과 함께 이동되었다. 아이콘 영역(660)은 유니즌 3-D 재료 상에서 더 멀리 위치하며, 이는 전경 프레임(664), 테이퍼진 갭 패턴(667), 및 배경 프레임(668)을 구비하는 또 다른 스케일-변형된 아이콘 화상(662)을 나타낸다.
일반적으로, 유니즌 3-D 재료에서의 각 아이콘 영역에서의 아이콘 화상은 그 가까운 이웃과 약간 다를 수 있으며, 그 먼 이웃과는 상당히 다를 수 있다. 아이콘 화상(652)은 아이콘 화상(642, 662) 사이의 전이 스테이지를 나타냄을 알 수 있다. 일반적으로, 유니즌 3-D 재료에서의 각 아이콘 영역은 독특할 수 있지만, 각각은 그 어느 한쪽으로의 아이콘 화상들 사이의 전이 스테이지를 나타낼 것이다.
합성 화상(670)은 관련 렌즈 어레이를 통해서 대칭적으로 촬상되는 아이콘 화상(640, 650, 660)과 같은 다수의 아이콘 화상으로 형성된다. 중공 입방체(674)의 합성 화상은, 아이콘 화상 각각의 상이한 요소들의 유효 반복 주기에 기인하는 상이한 합성 확대 인자의 효과를 도시한다. 중공 입방체 화상(674)은 수퍼딥 화상으로서 관측되도록 의도된 것으로 가정한다. 이 경우, 아이콘 영역(640)이 아이콘 영역(650)의 좌하부로부터 일정 거리에 배치되고 아이콘 영역(660)이 아이콘 영역(650)의 우상부로부터 일정 거리에 배치되면, 전경 프레임(644, 654, 664)의 유효 주기가 배경 프레임(648, 658, 668)의 유효 주기보다 짧아질 것이고, 그로인해 (전경 프레임(644, 654, 664)에 대응하는) 입방체의 가장 가까운 면(676)은 유니즌 재료의 평면에 더 가깝게 위치하고 입방체의 가장 먼 면(678)은 유니즌 재료의 평면으로부터 더 멀리 깊이 위치하며 큰 인자에 의해 확대되는 것을 알 수 있다. 코너 요소(646, 656, 667)는 전경 요소 및 배경 요소와 협력하여 그 사이에 매끄럽게 변화하는 깊이 효과를 생성한다.
유니즌 3-D용 아이콘 화상 설계 방법은 도27에서 보다 완전히 설명된다. 이 도면은 단일 화상 프로젝터(680)에 대한 방법을 격리시킨다. 전술했듯이, 단일 화상 프로젝터는 렌즈, 광학 스페이서, 및 아이콘 화상을 구비하며, 상기 아이콘 화상은 (유니즌 시각 효과를 생성하는 작은 스케일 차이를 허용하는) 렌즈의 반복 주기와 거의 동일한 치수를 갖는다. 렌즈 및 그 관련 아이콘의 시야는 원추(682)로서 도시되며, 이는 또한 렌즈의 초점 원추의 역에 해당되고, 따라서 시야 원추(682)의 비율은 렌즈의 F#에 의해 결정된다. 도면에는 이 원추가 원형 베이스를 갖는 것으로 도시되어 있으나, 베이스 형상은 육각형과 같은, 아이콘 영역의 형상과 사실상 동일할 것이다.
본 예에서는 세 개의 상이한 수퍼딥 화상 평면(684, 688, 692)에서 동일한 시각적 크기로, 단어 "UNISON"의 세 개의 복사물(686, 690, 694)을 포함하는 유니즌 3-D 합성 화상을 생성하고자 한다. 화상 평면(684, 688, 692)의 직경은 시야 원추와 함께 확대되는 바, 즉 화상 깊이가 증가할수록 시야 원추에 의해 커버되는 영역이 증가된다. 따라서 가장얕은 깊이 평면(684)에서의 시야는 단어 UNISON의 "NIS"부분만을 포함하는 반면, 중간 깊이 평면(688)은 "NIS" 전체와 "U" 및 "O"의 일부를 포함하고, 가장깊은 깊이 평면(692)은 "UNISON"의 거의 전체를 포함하고 마지막 "N"의 일부만 빠져있다.
이들 합성 화상 평면(684, 688, 692)의 각각에 의해 제공되는 정보(UNISONs 686, 690, 694)는 궁극적으로 화상 프로젝터(680)에서의 단일 아이콘 화상에 포함되어야 한다. 이는 각 깊이 평면(684, 688, 692)에서의 시야 원추(686)에 정보를 포착한 후, 그 결과적인 아이콘 화상 패턴을 동일한 치수로 스케일링함으로써 달성된다. 아이콘 화상(696)은 깊이 평면(684)에서 바라본 UNISON 화상(686)의 시야를 나타내며, 아이콘 화상(704)은 깊이 평면(688)에서 바라본 UNISON 화상(690)의 시야를 나타내고, 아이콘 화상(716)은 깊이 평면(692)에서 바라본 UNISON 화상(694)의 시야를 나타낸다.
아이콘 화상(696) 내에서 아이콘 화상 요소(698)는 UNISON 화상(686)의 첫번째 "N"의 일부에서 시작되고, 아이콘 화상 요소(700)는 UNISON 화상(686)의 "I"의 일부에서 시작되며, 아이콘 화상 요소(702)는 UNISON 화상(686)의 "S"의 부분에서 시작된다. 아이콘 화상(704) 내에서 아이콘 화상 요소(706)는 UNISON 화상(690)의 "U"의 일부에서 시작되고, 아이콘 화상 요소(708)는 UNISON 화상(690)의 첫번째 "N"에서 시작되며, 아이콘 화상 요소(710)는 UNISON 화상(690)의 "S"에서 시작되고, 아이콘 화상 요소(714)는 UNISON 화상(690)의 "O"의 일부에서 시작된다. 합성 화상(686, 690, 694)이 유사한 스케일로 제공되지만, 중간 깊이 평면(688)에서의 아이콘 화상(704)은 그 UNISON 글자를 아이콘 화상(696)의 것보다 작은 스케일로 나타냄에 유의해야 한다. 이로 인해 아이콘 화상(704)은 (동일 깊이 평면에서의 다수의 주위 아이콘 화상과 합성 조합될 때) 보다 높은 합성 확대를 겪게 될 것이다. 마찬가지로, 아이콘 화상(716)은 UNISON 화상(694)에 기원하는 아이콘 화상 요소(718)를 포함하며, 그 아이콘 화상에 포함되는 UNISON 글자는 스케일이 더 축소된다.
이 화상 프로젝터에서의 최종 아이콘 화상은 이들 세 개의 아이콘 화상(696, 704, 716)을 도28에 도시된 단일 아이콘 화상(730)으로 조합함으로써 생성된다. 조합된 아이콘 요소(732)는, 화상 프로젝터(680)가 다수의 화상 프로젝터로부터 형성되는 합성 화상에 기여하기 위해 필요한 모든 그래픽 정보 및 깊이 정보를 포함하며, 그 각각은 화상 프로젝터에 중심조절되는 그 고유 시야 원추와, 생성될 합성 화상의 레벨 및 요소의 교차에 기인하는 특정 아이콘 화상 정보를 포함한다. 각각의 화상 프로젝터가 다른 모든 화상 프로젝터로부터 적어도 하나의 렌즈 반복 주기만큼 변위되기 때문에, 각각의 화상 프로젝터는 그 시야 원추와 합성 화상 공간의 교차에 기인하는 상이한 정보를 구비할 것이다.
선택된 3-D 화상을 나타내는데 필요한 아이콘 화상의 각각은 합성 화상의 3차원 디지털 모델, 합성 화상에 제공될 소정 깊이 위치 및 깊이 스팬, 렌즈 반복 주기, 렌즈 시야, 및 아이콘 화상의 궁극 그래픽 해상도를 알게 됨으로써 계산될 수 있다. 상기 마지막 인자는 각 깊이 평면에 제공될 수 있는 상세 레벨에 대해 상한을 둔다. 유니즌 재료의 평면으로부터 더 멀리 놓이는 깊이 평면은 (시야 증대로 인해) 다량의 정보를 갖기 때문에, 아이콘의 그래픽 해상도 한계는 이들 합성 화상 깊이 평면의 해상도에 대해 최대 효과를 갖는다.
도29는 도27의 방법이 귀중한 빙하기의 거대 아이보리 조각 공예품인 "the Lady of Brassempouy"(742)의 화상과 같은 복잡한 3차원 합성 화상에 어떻게 적용될 수 있는지를 도시한다. 적어도 렌즈, 광학 이격 요소, 및 아이콘 화상(이 도면에는 도시되지 않음)을 포함하는 개별 화상 프로젝터(738)는, 플로트 합성 화상 공간을 딥 합성 화상 공간으로부터 분리하는 유니즌 재료의 평면(740)에 놓인다. 이 예에서 합성 화상 공간은, 화상의 일부는 플로트 합성 화상 공간에 놓이고 일부는 딥 합성 화상 공간에 놓이도록, 유니즌 재료에 걸쳐있다. 화상 프로젝터(738)는 딥 합성 화상 공간(744) 및 플로트 합성 화상 공간(746) 내로 연장되는 거의 원추형의 시야를 갖는다. 원하는 딥 합성 화상 공간 해상도를 얻기 위해 얼마의 간격이 필요한지에 따라 선정된 개수의 딥 화상 평면(748, 752-762)이 선택된다. 마찬가지로, 원하는 플로트 합성 화상 공간 해상도를 얻기 위해 얼마의 간격이 필요한지에 따라 선정된 개수의 플로트 화상 평면(750, 764-774)이 선택된다. 이들 평면중 일부, 예를 들어 딥 평면(748) 및 플로트 평면(750)은 합성 화상을 지나서 연장될 것이며, 아이콘 화상에서의 최종 정보에 기여하지 않을 것이다. 명료함을 위해, 도29에 도시된 화상 평면의 개수는 적은 수에 한정되지만, 선택되는 화상 평면의 실제 개수는 원하는 합성 화상 깊이 해상도를 얻기 위해서 많을 수 있는 바, 예를 들면 50 내지 100개 이상일 수 있다.
도27 및 도28의 방법은 이후, 물체(742)의 표면과 선택된 깊이 평면(756-774)의 교차 형상을 결정함으로써 각각의 깊이 평면에서 아이콘 화상을 얻기 위해 적용된다. 결과적인 개별 아이콘 화상은 조합된 아이콘 화상의 최종 크기로 스케 일링된다. 플로트 아이콘 화상 전체는 먼저 180도 회전되며(투사될 때 다시 그 회전을 겪게 되므로 합성 화상에서의 그 정확한 배향으로 복귀함), 이후 이 화상 프로젝터(738)에 대한 최종 아이콘 화상을 형성하기 위해 딥 아이콘 화상과 조합된다. 이 과정은 화상 프로젝터의 위치 각각이 전체 합성 화상(742)을 형성하는데 필요한 아이콘 화상의 완전한 패턴을 얻도록 반복된다.
합성 화상의 해상도는 광학 프로젝터의 해상도 및 아이콘 화상의 그래픽 해상도에 종속된다. 확대 광학기기의 이론적 광학 해상도 한계(0.2미크론)를 넘어서는 0.1미크론 미만의 아이콘 화상 그래픽 해상도를 얻었다. 통상의 아이콘 화상은 0.25미크론의 해상도로 생성된다.
유니즌 재료는, 렌즈와 아이콘 미세구조물을 별개로 포함하는 공구를 사용하여 시트 또는 웨브 처리에 의해 제조될 수 있다. 렌즈 공구와 아이콘 공구는 포토마스크 및 포토레지스트 방법을 사용하여 시작된다.
렌즈 공구는 초기에, 통상 블랙크롬 온 글래스와 같은 반도체형 마스크로서 설계된다. 광환원(photoreduction), 전자빔 기록(writing), 또는 레이저 기록에 의해 충분한 해상도를 갖는 마스크가 생성될 수 있다. 통상적인 렌즈 공구용 마스크는 30미크론과 같은 선택된 주기의 반복되는 불투명 육각형 패턴을 포함할 것이며, 2미크론 미만 폭의 선명한 라인에 의해 육각형이 분리된다. 이 마스크는 이후 종래의 반도체 UV 노출 시스템을 사용하여 유리판 상의 포토레지스트를 노출시키는데 사용된다. 레지스트의 두께는 렌즈의 소정 처짐을 얻도록 선택된다. 예를 들어, 공칭 30미크론 반복 및 공칭 35미크론 초점 길이를 갖는 렌즈를 형성하기 위해 스핀 코팅, 침지 코팅, 메니스커스 코팅, 또는 분사와 같은 적절한 수단에 의해 유리판 상에 5미크론 두께의 AZ 4620 포지티브 포토레지스트가 코팅된다. 포토레지스트는 마스크 패턴으로 노출되고, 종래 방식으로 유리에 현상된 후, 100℃에서 30분 동안 건조 및 탈기(degas)처리된다. 렌즈는 당업계에 공지된 표준 방법에 따라 열적 재유동(thermal reflow)에 의해 형성된다. 결과적인 포토레지스트 마이크로-렌즈는 금이나 은과 같은 전도성 금속으로 코팅되며, 네거티브 니켈 공구는 전주도금(electroforming)에 의해 생성된다.
아이콘 공구는 유사한 방식으로 생성된다. 아이콘 패턴은 통상 CAD 소프트웨어의 도움으로 설계되며, 이 설계는 반도체 마스크 제조업자에게 전달된다. 이 마스크는 원하는 합성 화상의 광학 밀도에 따라서, 레지스트의 노출될 두께가 통상 0.5미크론 내지 8미크론이라는 점을 제외하고는 렌즈 마스크와 유사한 방식으로 사용된다. 포토레지스트는 마스크 패턴으로 노출되고, 종래 방식으로 유리에 현상된 후, 전도성 금속으로 코팅되며, 네거티브 니켈 공구는 전주도금에 의해 생성된다. 오리지널 마스크 설계의 선택에 따라서 또한 사용되는 레지스트 형태(포지티브 또는 네거티브)의 선택에 있어서, 아이콘은 레지스트 패턴 내에 보이드 형태로 생성될 수 있거나, 또는 레지스트 패턴 내에 "메사" 또는 포스트 형태로 또는 둘다의 형태로 생성될 수 있다.
유니즌 재료는 압출 엠보싱, 방사선 경화 주조, 소프트 엠보싱, 사출 성형, 반응동반 사출 성형, 및 반응 주조를 포함하는 마이크로-광학 및 미세구조 복제 분야에서 공지되어 있는 여러가지 방법 및 다양한 재료로 제조될 수 있다. 예시적인 제조 방법은, 75게이지 접착-촉진 PET 필름과 같은 베이스 필름에 대해 주조되는 방사선 경화된 액상 폴리머 내에 보이드로서 아이콘을 형성하고, 이후 렌즈를 아이콘에 대해 정확한 정렬로 또는 비스듬히 베이스 필름의 반대면에 방사선 경화된 폴리머로 형성하며, 이후 아이콘 보이드를 필름 표면에 대한 그라비어형 닥터 블레이딩에 의해 서브미크론 입자 착색 컬러링 재료로 충전하고, 충전물을 적절한 수단(예: 용제 제거, 방사선 경화, 또는 화학적 반응)에 의해 고화시키고, 최종적으로 선명하거나, 착색, 염색될 수 있거나 또는 은밀한 보안 재료를 포함할 수 있는 선택적 밀봉 층을 적용하는 것이다.
유니즌 모션 재료의 제조는, 아이콘 공구 및 렌즈 공구가 두 어레이의 대칭축의 선택된 정도의 오정렬을 구비할 것을 요한다. 아이콘 및 렌즈 패턴 대칭축의 이러한 오정렬은 제조된 재료에서의 합성 화상 크기 및 합성 화상 회전을 제어한다. 때로는 웨브 방향 또는 크로스-웨브 방향과 거의 정렬되는 합성 화상을 제공하는 것이 바람직하며, 이 경우 아이콘과 렌즈의 전체 각도 오정렬은 렌즈 패턴과 아이콘 패턴 사이에서 동등하게 분할된다. 요구되는 각도 오정렬의 정도는 통상적으로 상당히 작다. 예를 들어, 30미크론 아이콘 화상을 유니즌 모션 재료에서 5.7mm의 크기로 확대시키기 위해서는 0.3 정도의 전체 각도 오정렬이 적합하다. 이 예에서, 전체 각도 오정렬은 두 공구 사이에서 동등하게 분할되며, 따라서 각각의 공구는 양 공구에 대해 동일한 방향으로 0.15도의 각도에 걸쳐서 경사진다. 이 경사는 공구가 베이스 필름의 양 대향면에 미세구조물을 형성하기 때문에 동일한 방향에 있으며, 따라서 공구의 경사는 상호 상쇄되는 대신에 상호 추가된다.
경사는 전체 패턴을 기록하기 전에 원하는 각도만큼 회전시킴으로써 마스크의 최초 설계시에 공구에 제공될 수 있다. 경사는 또한 편평 니켈 공구에 기계적으로 제공될 수 있는 바, 상기 공구를 수치 제어 밀링머신으로 적절한 각도로 절삭함으로써 제공될 수 있다. 경사진 공구는 이후 임프레션 실린더의 회전축에 대해 정렬되도록 경사-절삭날을 사용하여 원통형 공구로 형성된다.
본원에서의 합성 확대 마이크로-광학 시스템은, 예를 들어 잉크, 금속, 형광 또는 자성 재료, X-선, 적외선 또는 자외선 흡수성 또는 방출성 재료, 알루미늄, 니켈, 크롬, 은, 금을 포함하는 자성 및 비자성 금속을 구비하지만 이에 한정되지 않는 포지티브 또는 네거티브 재료, 코팅 또는 프린트 형태의 수성, 용제 또는 방사선 경화성, 광학적으로 투명, 반투명 또는 불투명한, 착색 또는 염색된 지표를 구비하는 적층 또는 코팅 잉크 및/또는 접착제로서 렌즈, 광학 스페이서 또는 아이콘 재료 내의 아이콘 충전 재료, 백 코팅, 탑 코팅, 패터닝 및 비패터닝된 충전물 또는 내포물; 검출 또는 정보 저장을 위한 자성 코팅 및 입자; 코팅 및 입자로서의 형광 염료 및 안료; IR 형광 코팅, 충전재, 염료 또는 입자; UV 형광 코팅, 충전재, 염료 또는 입자; 코팅 및 입자, 플랑셰트(planchettes), DNA, RNA, 또는 기타 거대-분자 태건트(taggant: 추적용 첨가물), 이색 섬유, 방사성 동위체, 프린트 수용 코팅, 사이징, 또는 뇌관, 화학 반응성 물질, 마이크로-봉입 성분, 자계 영향 물질, 금속성 및 비금속성 전도 입자 및 코팅, 미세천공된 구멍, 채색된 은선 또는 파이버, 제작중에 종이에 접착되도록 종이나 폴리머에 캐리어로서 결합되는 문서, 라벨 또는 재료면의 표면에 매립되는 유니즌의 패치, 형광 이색 은선 또는 입자, 라만(raman) 산란 코팅 또는 입자, 칼라 시프팅 코팅 또는 입자, 종이, 판지, 카드보드, 플라스틱, 세라믹, 직물 또는 금속 기판에 적층된 유니즌, 은선, 패치, 라벨, 오버 랩, 핫 스탬프 포일, 또는 개봉 테이프로서의 유니즌, 홀로그래픽, 굴절성 키네그램(kinegram:시변각장치), 등치선(等値線:isogram), 포토그래픽 또는 굴절성 광학 요소, 액정 재료, 업전환 및 다운전환 재료를 단일 요소로서 또는 다양한 조합으로 구비하지만 이들 실시예에 한정되지는 않는 추가 특징과 조합될 수 있다.
화상 아이콘 요소가 전술한 포커싱 요소의 어레이와 관련하여 상세히 설명되었지만, 화상 아이콘 요소는 다른 응용의 화상 "인쇄"를 제공하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도34는 미세 구조 아이콘 요소를 갖는, 예를 들어, 미세 구조 아이콘 요소들로 된 하나의 어레이를 갖는 재료로 된 일 실시예의 아이콘 층(821)을 통한 단면이다. 도시된 아이콘 층(821)은 본 합성 확대 마이크로-광학 화상 투사 시스템의 아이콘 층, 모아레 확대 시스템(moire magnification system), "로크 앤 키이" 모아레 확대 시스템(후술함)의 아이콘 층, 효율적인 "미세-인쇄" 또는 미세-화상의 독립 층, 미세 원통형 렌즈 화상 필름 시스템의 아이콘 층, 또는 그 외의 마이크로-광학 시스템의 아이콘 층 또는 화상을 구성할 수 있다.
아이콘 층(821)은 자체 독립 구조(freestanding)일 수 있으며, 또는 기판(820)이나 투명한 기판(820) 상에 선택적으로 마련될 수 있다[아이콘 층(821)이 투명한 기판(820)을 통하여 마이크로렌즈 어레이에 선택적으로 결합되는 모아레 확대 시스템 내의 요소를 아이콘 층이 구성할 경우에는 후자가 요구됨]. 선택적 기 판 또는 투명한 기판(820)은 아이콘 화상들의 요소들로 작동할 수 있는 여러 가지의 미세 구조들을 포함하는 아이콘 층(821)을 지지하거나 이와 접촉한다. 미세 구조 아이콘 요소들은 아이콘 층(821) 등의 재료로 된 층 내의 또는 기판 내의 돌출된 영역 또는 리세스로 형성될 수 있다. 미세 구조 아이콘 화상 요소는, 제한되는 것은 아니지만, 비대칭 보이드 패턴(asymmetric void pattern)(822), 대칭 보이드 패턴(823), 라이트 트랩 패턴(light trap pattern)(824), 홀로그래픽면 릴리프 패턴(825), 일반화된 회절면 릴리프 패턴(generalized diffractive surface relief pattern)(826), 이원 구조 패턴(binary structured pattern)(827), "바이너리 옵틱(binary optic)", "구조적 색상(structural color)" 및 일반 계단형 릴리프 패턴(828), 랜덤 조면화 및 의사-랜덤 조면화 패턴(random rough and pseudo-random rough pattern)(829), 명목상 편평면으로 된 패턴(nominally flat-surfaced pattern)(830), 및 (도면에서 아이콘 층의 하부측으로부터 보았을 때) 오목한(831) 그리고 볼록한(832) 패턴을 포함하는 매우 다양한 형태 및 기하학적 형상을 취할 수 있다.
아이콘 층(821)은 예를 들어 단독으로 비대칭인 보이드 패턴(822)의 균질 미세 구조(homogeneous microstructure)의 패턴 또는 어레이를 포함할 수 있다. 대안으로, 아이콘 층(821)은 2개 이상의 미세 구조 실시예(822-832)의 패턴 또는 어레이를 포함할 수 있다. 미세 구조들은 종래의 인쇄된 화상을 형성하는 픽셀의 어레이 또는 그룹과 유사하게 화상을 집합적으로 형성하는 미세 구조 아이콘 요소의 어레이로 구성될 수 있는 아이콘 요소로서 기능한다. 예를 들어, 포커싱 요소들의 전술한 어레이와 결합될 수 있는 미세 구조 아이콘 요소들로 된 어레이를 갖도록 시스템이 만들어질 수 있으며, 여기서, 2개의 어레이가 협동하여 확대될 수 있거나 또는 확대될 수 없는 합성 광학 화상을 형성한다. 또한, 확대경을 통해 또는 현미경의 도움으로 보는 등의 확대하여 볼 의도로 된 "미세-인쇄" 화상을 집합적으로 형성하는 미세 구조 아이콘 요소들의 어레이를 갖도록 시스템이 만들어 질 수 있다.
도34의 미세 구조 아이콘 요소들(822-832)은, 아이콘 요소들이 진공, (공기 등의 혼합 가스를 포함하는) 기체, 액체 또는 고체와 접촉하거나 그 속에 침지될 때, 자신의 부분들 내에서 그리고 자신의 부분들과 아이콘 층(821) 둘레의 구조화되지 않은 영역들 사이에서 광학적 대비를 나타내도록 설계될 수 있다. 광학적 대비는 굴절, 전반사, 면반사, 산란, 부분 편광(partial polarization), 편광, 선광(optical rotation), 회절, 광학적 간섭 및 그 외 광학적 효과들로부터 생길 수 있다.
미세구조 아이콘 요소
도35는 다수의 미세 구조 아이콘 화상 요소 실시예를 포함하는 코팅된 아이콘 층(777)을 도시한 단면이다. 아이콘 층(777)은 도34의 아이콘 층(821)과 유사하며, 자체 독립 구조일 수도 있거나, 기판(775) 상에 또는 투명한 기판(775) 상에 선택적으로 마련될 수도 있다. 도시된 아이콘 요소 실시예들은, 비대칭 보이드 패턴(779), 대칭 보이드 패턴(781), 라이트 트랩 패턴(783), 홀로그래픽면 릴리프 패턴(785), 일반화된 회절면 릴리프 패턴(787), 이원 구조 패턴(789), "바이너리 옵 틱", "구조적 색상" 및 일반 계단형 릴리프 패턴(791), 랜덤 조면화 및 의사-랜덤 조면화 패턴(795), 명목상 편평면으로 된 패턴(797), 및 (도면에서 아이콘 층의 하부측으로부터 보았을 때) 오목한(799) 그리고 볼록한(801) 패턴을 포함하는 도34의 형태 및 기하학적 형상들을 포함할 수 있다.
미세 구조 아이콘 화상 요소들은 전술한 미세 구조 아이콘 화상 요소 툴링(tooling) 및 방법들 중 임의의 것을 사용한 아이콘 층 내에 형성된다.
임의의 아이콘 요소 미세 구조는 등방의(conformal), 비등방의(non-conformal), 및/또는 지향성의(directional) 코팅 재료(793)로 코팅될 수 있다.
패턴화된 코팅
코팅 재료(793)는 등방, 비등방, 연속형, 불연속형, 패턴화된, 패턴화되지 않은, 지향성일 수 있으며, 또는 아이콘 층(777)과는 상이한 특성 또는 재료 또는 이들의 조합을 가질 수 있다. 코팅 재료(793)의 패턴화는 미세 구조 화상 요소 패턴들과 조화되는 또는 미세 구조 화상 요소 패턴들에 관계없이 또는 양자 모두의 아이콘 화상 요소들을 제공할 수 있다. 코팅 재료(793)는, 아이콘 층(777)이 임의의 미세 구조 패턴을 포함하든 포함하지 않든, 아이콘 층(777)의 표면 상에 아이콘 화상 요소들을 제공하도록 패턴화될 수 있다. 코팅 재료(793)는, 패턴화되었든 패턴화되지 않았든, 아이콘 층(777)의 전체 표면을 덮을 필요가 없다. 코팅 재료는 아이콘 층(777)의 선택된 부분에만 적용될 수 있다.
예를 들어, 아이콘 화상 요소들은 (후술하는 도40에 도시된 것과 같이) 어떠한 미세 구조도 내부에 형성되지 않은 폴리에스테르 아이콘 층의 영역 내의 [아이 콘 층(777)의 일 예로서의] 폴리에스테르 아이콘 층 상에 코팅 재료[일 예로 코팅 재료(793)]로서 패턴 디메털라이즈드 알루미늄 층(pattern demetallized aluminum layer)을 만듦으로써 형성될 수 있다. 이 예에서, 패턴 디메털라이즈드 알루미늄 층은 아이콘 층 상에서의 미세 구조 표면의 사용 없이 아이콘 화상을 제공한다. 또한, 이러한 패턴 디메털라이즈드 알루미늄 층은 폴리에스테르 아이콘 층의 다른 구역 내의 미세 구조 아이콘 화상 요소들과 결합하여 사용될 수 있다. 패턴 디메털라이즈드 알루미늄 층은 그들의 의도된 외형이 패턴 디메털라이즈드 알루미늄 층에 의해 향상되도록 미세 구조 아이콘 화상 요소들과 조화될 수 있으며, 또는, 패턴 디메털라이즈드 알루미늄 층에 의해 제공된 아이콘 화상들은, 미세 구조 아이콘 화상 요소들이 제2 합성 화상을 생성하는데 사용될 때 패턴 디메털라이즈드 알루미늄 층 아이콘 화상들이 1개의 합성 화상을 생성하게 사용되도록, 아이콘 층 미세 구조 아이콘 화상 요소들로부터 독립적일 수 있다.
패턴화된 코팅을 포함하는 포지티브 및 네거티브 이미지
미세 구조 아이콘 화상 요소 및 패턴화된 아이콘층 코팅 모두가 포지티브 및 네거티브 화상 중 어느 하나를 형성하는데 사용될 수 있어(아래 도40도 참조), 이러한 화상 요소들 중 임의의 화상이 선택된 "전경" 특성 또는 "배경" 특성을 취하는 반면에, 주변 영역은 나머지 특성을 취한다. 따라서, 아이콘 화상 요소는 일반적인 화상 또는 색 반전 화상(color reversed image)과, 상응하여 일반적인 합성 화상 또는 색 반전 합성 화상을 형성하는데 사용될 수 있다.
예로서, 이러한 아이콘 화상 소자 방법 중 임의의 하나는 제2 색의 배경 또 는 투명한 배경에 대한 제1 색이거나 또는 불투명한 화상(예컨대, 화폐 금액-"50")을 제공하는데 사용될 수 있는 반면에, 아이콘층(777)의 다른 영역에서는 채색 패턴이 반전될 수 있어, 상기 화상들은 투명하거나 또는 제2 색이며, 배경은 불투명하거나 또는 제1 색이다.
미세 인쇄에 사용되는 아이콘 화상 요소 실시예
본원의 아이콘 화상 요소 실시예의 전부 또는 일부가 모아레(moire) 확대 시스템의 요소로 사용될 수 있지만, 광범위한 용도에 대한 매우 높은 해상도의 미세 인쇄로만 사용될 수도 있다. 본 발명의 아이콘 화상 요소 방법은 조밀한 정보 저장과, 화폐, 문서, 패키징 및 제조 물품의 변조 인증과, 화폐, 문서, 패키징 및 제조 물품의 바 코드 및 디지털 표식(tagging)과, 매우 높은 해상도 인쇄 또는 정보 표식에 의해 이익을 얻을 수 있는 모든 분야에 대한 미소 인쇄를 생성하는데 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 조망되기 위해 확대가 필요한 소정의 정보를 제공하거나 또는 화상을 집단적으로 형성하는 미소 구조 아이콘 요소의 패턴 또는 어레이가 제공된다.
도36(a, b)은 코팅 재료층(838, 840)이 추가된, 도34 및 도35의 미소 구조 아이콘 화상 요소의 유사한 세트를 지지한 재료의 아이콘층(836)을 통한 단면도를 제공한다. 도시된 아이콘층(836)은 모아레 확대 시스템의 아이콘층, "로크 앤 키이(lock and key)" 모아레 확대 시스템의 아이콘층(후술됨), 미세-화상 또는 유효 "미세-인쇄"의 고립층, 미세 원통형 렌티큘러 화상 필름의 아이콘층 또는 다른 마이크로-광학 시스템의 아이콘층을 구성할 수 있다.
아이콘층(836)은 독립형일 수 있거나 또는 기판(834) 또는 투명 기판(834) 상에 선택적으로 제공될 수 있다. 선택적인 기판 또는 투명 기판(834)은 아이콘 화상의 요소로서 단독으로 또는 조합으로 작용할 수 있는 다양한 미세 구조를 합체하는 아이콘층(836)을 지지하거나 상기 아이콘층과 접촉한다. 미세 구조 아이콘 화상 요소는 도34의 예와 상응하는 실시예(844-864)를 포함하는 하지만 이에 제한되지는 않는 매우 다양한 형태 및 형상을 취할 수 있다.
도36a 내에 도시된 바와 같이, 미세 구조 아이콘 요소(844-856)를 지지한 아이콘층(836)은 기판 또는 투명 기판(842)에 의해 지지될 수 있는 코팅 재료층(840)에 접착제(838)를 적층하여 적층된 것으로 도시된다. 적층된 접착제(838)는 우선 아이콘층(836)에 도포될 수 있으며, 그 후 미세 구조 아이콘 요소(844, 846)에 대해 도시된 적층 접착제 내의 간극에 의해 지시된 바와 같이 코팅 재료층(838)과 접촉될 수 있거나, 또는 적층 접착제(838)는 다르게는 우선 코팅 재료층(840)에 도포될 수 있으며, 그 후 미세 구조 아이콘 화상 요소(848-856)에 대해 도시된 적층 접착제(838)의 연속층에 의해 지시된 바와 같이 아이콘(836)과 접촉될 수 있다.
이 실시예에서, 코팅 재료층(840)은 미세 구조 아이콘 화상 요소(844-856)에 근접하거나 접촉한다. 상기 코팅층은 도34의 코팅층(793)과 유사하고 코팅층(793)과 접촉하는 것으로 개시된 바와 같은 효과를 가질 수 있다.
도36b에서, 단면은 코팅 재료층(841)을 지지하는 기판(843)을 적층하도록 적층 접착제(839)를 사용하여 접착된 것으로 도시된 미세 구조 아이콘 화상 요소(858-864)를 지지하는 아이콘층(837)의 단면이 도시된다. 적층 접착제(839)는 아이콘층(837)에 도포된 후 적층 기판(843)과 접촉하는 것으로 도시되었지만, 적층 접착제(839)는 다르게는 우선 적층 기판(843)에 도포된 후 아이콘층(837)과 접촉할 수도 있다는 것이 이해되어야만 한다.
이 실시예에서, 코팅 재료층(841)은 적층 기판(843)에 의해 아이콘층으로부터 분리된다. 코팅층(841)은 코팅층(840, 793)에 대해 전술된 재료 중 임의의 것일 수 있다.
미세 구조 아이콘 화상 요소(844-864)는 충전되지 않은 것으로 도36a에 도시되었지만, 미세 구조 아이콘 화상 요소(844-864)의 적어도 일부는 선택적으로 아이콘 충전 재료로 충전되거나 적층 전에 등방, 비등방 또는 지향성 코팅 재료로 코팅될 수 있다. 미세 구조 아이콘 요소는 완전히 충전될 필요는 없다. 충전시, 미세 구조 아이콘 요소는 단지 부분적으로 충전되거나 충전된 일부일 수 있다.
미세 구조 아이콘 화상 요소는 포지티브 또는 네거티브 화상 중 어느 하나 또는 양자 모두로 표현될 수 있다. 도37(a 내지 c)에서, 아이콘층(868)은 독립형일 수 있거나, 또는 기판(866) 또는 투명 기판(866) 상에 선택적으로 제공될 수 있다. 아이콘층(868)은 아이콘층(868)을 부분적으로 또는 완전하게 덮는 코팅 재료층(870)을 선택적으로 구비할 수 있다.
도37a에서, 아이콘층(868)은 미세 구조 아이콘 요소의 두 구역, 즉 포지티브 아이콘 요소(872) 및 네거티브 아이콘 요소(874)를 지지한다. 도시를 위해, 네거티브 아이콘 요소(872)의 일반적인 형태는 포지티브 아이콘 요소(874)의 형태의 거울상이다. 선택적인 코팅 재료(870)는 포지티브 아이콘(872) 상의 등방 코팅과 네 거티브 아이콘(874) 상의 비등방 코팅으로 도시되며, 단지 그 예로서 등방 및 비등방 코팅 모두는 포지티브 아이콘(872) 및 네거티브 아이콘(874)과 결합하도록 사용될 수 있다.
포지티브 아이콘 화상 요소(872)의 목적 패턴은 아이콘층(868) 내에 함몰부 또는 빈공간(871)으로 제공되지만, 양간 아이콘 화상 요소(872)의 배경 영역은 포지티브 아이콘 영역(872) 내의 상승 영역으로 제공된다. 네거티브 아이콘 화상 요소(874)의 배경 영역은 아이콘층(868) 내의 함몰부로 제공되고 네거티브 아이콘 화상 요소(874)의 목적 패턴은 아이콘층 내의 상승 영역으로 제공된다.
도37b는 포지티브 및 네거티브 아이콘 요소의 효과 및 패턴이 아이콘층(868) 재료와 상이한 특성을 갖는 아이콘 충전 재료로 아이콘이 충전되는 경우에 어떻게 특히 극적인지를 도시한다. 선택적 기판(866) 및 아이콘층(868)의 상이한 영역에는 충전된 포지티브 아이콘(876) 및 충전된 네거티브 아이콘(880)이 도시되어 있다. 아이콘 충전 재료(878)는 충전된 네거티브 아이콘 요소(880)의 배경을 제외하고 포지티브 아이콘 요소(876)의 물체 패턴(886)을 형성한다.
도37c에 도시된 충전된 포지티브 아이콘 요소(890) 및 충전된 네거티브 아이콘 요소(892)의 상세한 평면도(882)는 둘러싸는 배경 외관(884)과의 상이부(888)로 나타나는 충전된 포지티브 아이콘 요소(886)를 도시한다. 예컨대, 충전된 포지티브 아이콘 요소의 외관과 이를 둘러싸는 배경의 하나의 일반적인 차이점은 색상이다. 아이콘 충전 재료(878)가 염료, 안료 또는 다른 채색 재료를 담지한다면, 이후 충전된 포지티브 아이콘 요소(886)는 아이콘 충전 재료(886)의 고농도부(893)를 나타내는 한편, 둘러싸는 배경 영역(884)은 이를 나타내지 않을 것이다. 유사한 방식으로, 충전된 네거티브 아이콘 요소(892)의 배경은 아이콘 충전 재료(886)의 고농도부를 나타내는 한편, 충전된 네거티브 아이콘 요소(892)의 물체 패턴은 아이콘 충전 재료의 결함(894)을 나타낼 것이다.
이들 수단에 의해 그리고 본 명세서의 다른 교시와 조합하여, 포지티브 및 네거티브 화상 아이콘 요소 양자 모두가 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있다. 모아레 확대 시스템의 요소로서 사용될 때, 이들 포지티브 및 네거티브 화상 아이콘 요소는 포지티브 및 네거티브 합성 화상을 생성하도록 채용될 수 있다. 포지티브 및 네거티브 화상 요소는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
충전된 아이콘 및 코팅을 조합한 실시예의 대표적인 샘플링은 도38a 내지 도38c에 나타내어진다. 아이콘층(898)은 독립되어 있거나, 또는 기판(896) 또는 투명 기판(896) 상에 선택적으로 제공될 수도 있다. 선택적 기판 또는 투명 기판(896)은 아이콘 화상의 요소로서 단독으로 또는 조합하여 작용할 수 있는 다양한 미세 구조물을 합체하는 아이콘층(898)을 지지하거나 아이콘층(898)과 접촉한다.
도38a는 아이콘층(898)의 표면 중 적어도 일부에 (도35에 도시된 바와 같은) 적절한 수단에 의해 인가된 코팅 재료(900)를 도시한다. 코팅 재료(900)는 이 도면에서 아이콘층(898) 표면에 등방인 바와 같이 도시되어 있으나, 코팅 재료(900)는 비등방이거나 불연속적이거나 패터닝되거나, 상이한 특성 및/또는 재료를 갖는 코팅된 영역으로 구성될 수 있다. 포지티브 아이콘 요소(904)는 아이콘 충전 재료(902)로 충전된 물체 패턴 미세구조물 및 충전되지 않은 배경 요소를 갖는다. 네거티브 아이콘 요소(906)는 아이콘 충전 재료(902)로 충전되는 배경 미세구조물을 갖는 한편, 네거티브 아이콘 요소의 물체 패턴 미세구조물(908)은 충전되지 않는다.
도38a에 도시된 실시예는 아이콘 충전 재료(902) 및 코팅 재료(900)의 상이한 시야 각도에 의해 발생되는 상이한 광학 효과를 통해 아이콘 화상의 가시성 개선을 제공할 수 있다. 예컨대, 코팅 재료(900)가 아이콘층(898)의 평면에 수직인 방향에서 볼 때 실질적으로 투명하도록 얇은 층의 알루미늄이라면, 충전된 아이콘 요소의 중앙 구역은 코팅이 없는 것과 실질적으로 동일한 색상을 나타낼 것이다. 얇은 알루미늄 층의 반사도는 입사각이 증가함에 따라 증가하여, 충전된 코팅된 아이콘 요소의 경사 측부가 더욱 반사성을 보여서, 아이콘 요소의 고-대비 윤곽선의 외관을 가져온다. 코팅 재료(900)가 단층 또는 다층 유전 코팅이라면, 코팅의 색상은 상이한 시야 각도에서 상이할 수도 있어서, 이에 의해 아이콘 요소의 측부들에 색상 착색(tinting) 또는 색상 하이라이트 효과를 부가한다. 다른 유형의 코팅 재료는 부가적인 가시 효과를 발생시키도록 접착 촉진을 위해 사용될 수 있거나, 또는 재료에 숨겨지거나 기계 판독 가능하거나 법적인 인증 특성을 제공할 수 있다. 아이콘 요소가 충전되거나 코팅될 필요가 없다는 것이 이해될 것이다. 아이콘 요소들 중 일부만을 부분적으로 충전할 수도 있다.
도38b에 도시된 실시예는 아이콘 충전 및 코팅의 순서를 반대로 하며, 미세구조 아이콘은 우선 아이콘 충전 재료(902)로 충전되며, 이 후 코팅 재료(900)로 코팅된다. 아이콘층(898)은 선택적 기판(896) 또는 투명 기판(896) 상에 제공될 수도 있거나, 독립되어 있을 수도 있다. 아이콘 요소(910, 912)는 아이콘 충전 재료(902)로 충전되고, 이 후에 선택적으로 코팅 재료(900)로 덮어진다.
동일한 재료가 코팅 재료(900) 및 아이콘 충전 재료(902)에 사용되더라도, 도38b의 실시예의 가시 효과는 도38a의 가시 효과와 대체적으로 상이할 것이다. 코팅 재료(900)는 아이콘 충전 재료(902)의 광학 특성에 따라 아이콘 충전 재료(902)를 통해 가시적일 수 있거나 가시적이지 않을 수도 있다. 코팅 재료(900)는 충전된 아이콘들 사이의 영역에서 직접적으로 가시적이다.
코팅 재료(900)가 아이콘 충전 재료(902)를 통해 보이거나, 직접적으로 보이든지, 코팅 재료(900)가 가시적인 모든 장소에서, 아이콘 요소들이 아이콘 충전 재료(902)로 실질적으로 완전히 충전된다면, 코팅 재료(900)는 아이콘층(898)의 표면에 대해 실질적으로 평행하다. 따라서, 코팅 재료(900)의 존재는 아이콘 충전 재료(902)의 전체 외관을 변형할 수도 있지만, 도38a에 도시된 바와 같이 윤곽선 또는 에지 강화 기능을 제공하지 않는다. 코팅 재료(900)는 광학 효과 대신에 또는 광학 효과 이외에 다른 효과 또는 기능을 갖도록 설계될 수도 있으며, 예컨대, 코팅 재료(900)는 아이콘층(898)이 부착되는 물체의 비접촉 인증, 검출 또는 식별을 가능하게 할 수도 있다.
아이콘 요소가 아이콘 충전 재료(902)로 저충전(underfill)된다면, 이 후 코팅 재료(900)는 아이콘층(898)의 표면에 실질적으로 평행하지 않을 수도 있다. 이 경우(도시 안됨), 아이콘 충전 재료(902)를 접촉시키고 실질적으로 평면이 아닌 영역에서 코팅 재료(900)에 의해 제공되는 부가적인 광학 효과일 수도 있다.
도38c의 실시예는 다중 아이콘 충전 재료를 포함하는 도38b의 실시예의 연장이다. (여기에 도시되어 있지는 않지만, 다중 아이콘 충전 재료는 또한 도38a의 실시예에 사용될 수도 있고, 이하의 설명은 또한 그 실시예에 적용한다.) 아이콘층(898)은 제1 아이콘 충전 재료(916)로 충전되는 포지티브 미세구조 아이콘 요소(926) 및 네거티브 미세구조 아이콘 요소(928)를 담지한다. 미세구조 아이콘 요소들(926, 928)은 제1 아이콘 충전 재료(916)로 저충전된다. 이는 제1 아이콘 충전 재료(916)를 용매 내에 분산하고, 아이콘 미세구조물을 용매 분산된 제1 아이콘 충전 재료(916)로 충전하고, 용매를 건조하고 이에 따라 제1 아이콘 충전 재료(916)의 체적을 수축시키는 것을 포함하는 다수의 수단에 의해 수행될 수도 있다. 아이콘 미세구조물을 저충전하기 위한 다른 수단은 이들을 제1 아이콘 충전 재료(916)으로 충전하고 이후에 버핑(buffing) 또는 닥터 블레이드를 이용한 고압 와이핑과 같은 와이핑 또는 스크랩핑 수단에 의해 일부 아이콘 충전 재료(916)를 제거하는 것이다.
제1 아이콘 충전 재료(916)는 건조(drying)와, (이성분 에폭시(two part epoxy) 또는 수지 및 경화제 중합화 반응과 같은) 화학 반응과, 방사처리(radiation curing)와, 산화와, 또는 다른 적절한 수단에 의해 선택적으로 안정화되고, 경화되고 또는 건조될 수 있다. 제1 아이콘 충전 재료(916)는 제2 아이콘 충전 재료(918)와 동일한 방식으로 화학적으로 반응하도록, 또한 선택적으로 안정화되지 않을 수 있다.
그 후 아이콘 미세구조(926, 928)는 제2 아이콘 충전 재료(918)로 선택적으 로 충전된다. 제1 아이콘 충전 재료(916)의 저충전(underfilling)을 제공하는데 사용된 방법에 따라, 제1 아이콘 충전 재료(916) 및 제2 아이콘 충전 재료(918)의 상대 두께는 상이한 구역에서 상이하고, 상이한 깊이, 폭 또는 형상비를 갖는 아이콘 요소 미세구조에 대해 상이할 수도 있다. 포지티브 아이콘 요소(926)는 제1 아이콘 충전 재료(916) 및 제2 아이콘 충전 재료(918)의 대략 동일한 부피를 도시하고, 상기 두 재료의 두께는 충전 영역(920)의 중심에서 대략 동일하다. 본 도면의 네거티브 아이콘 요소는 형상비에 있어 더 큰 차이를 도시하여, 두 개의 더 큰 충전 아이콘 요소의 중심 구역(922)이 제1 아이콘 충전 재료(916) 및 제2 아이콘 충전 재료(918) 각각에 대해 예를 들어 약 1:3의 충전 재료 두께 비율을 도시한다. 더 작은 네거티브 아이콘 요소(924)의 중심은 제1 아이콘 충전 재료(916) 및 제2 아이콘 충전 재료(918) 각각에 대해 예를 들어 약 4:1의 매우 상이한 충전 재료 두께 비율을 도시한다. 충전 아이콘은 코팅 재료(900)로 선택적으로 코팅될 수 있다.
제1 아이콘 충전 재료(916)로 아이콘을 충전하기 전에, 코팅 재료(900)가 아이콘층(898)에 또한 선택적으로 도포될 수도 있고, 또는 제2 아이콘 충전 재료(918)로 충전하기 전에, 아이콘층(989) 및 제1 아이콘 충전 재료(916)에 도포될 수도 있다. 이들 변경은 도면에 도시되지 않는다.
포지티브 아이콘 요소(920)는 아이콘 충전 재료(916, 918)로 충전된 물체 패턴 미세구조와 충전되지 않은 배경 요소를 갖는다. 네거티브 아이콘 요소(928)는 아이콘 충전 재료(916, 918)로 충전된 배경 미세구조를 갖고, 물체 패턴 미세구조 는 충전되지 않는다.
본 발명의 임의의 실시예의 임의의 아이콘층 재료는 도38a 내지 도38c에 제한되지 않고, 본 발명의 정의 섹션에 이미 설명된 바와 같이, 안료, 염료, 착색제, 형광 재료 또는 임의의 적절한 종류의 충전 재료로 통합될 수도 있음을 알 수 있다. 선명하고, 착색되지 않고, 채색되지 않은 아이콘 층에 형성되고 그 후 착색된 아이콘 충전 재료로 충전되는 특정 미세구조 아이콘 요소가 포지티브 아이콘 요소로 간주될 수도 있고, 착색된 아이콘층에 형성되고 그 후 선명하고, 착색되지 않고 채색되지 않은 아이콘 충전 재료로 충전되는 매우 동일한 미세구조 아이콘 요소가 네거티브 아이콘 요소로 간주될 수 있기 때문에, 아이콘 층을 충전하는 것은 포지티브와 네거티브 아이콘 요소 사이의 식별을 다소 이론적이게 만든다. 본 예에서, 포지티브 아이콘 요소와 네거티브 아이콘 요소 사이에서 변경되는 모든 것은, 아이콘층 및 아이콘 충전 재료에 대한 재료 선택이다. 포지티브 및 네거티브 아이콘 요소로 나타내는 것이 편리하지만, 배경에 존재하는 제1 칼라 또는 광학 효과와, 물체 패턴에 존재하는 제2 칼라 및/또는 광학 효과를 갖는 아이콘 요소 또는 그 반대를 포함하는 가능성의 연속이 사실상 있다.
도38a 내지 도38c의 아이콘 요소가 모아레 확대 시스템의 일부로서 채용되면, 그 후 코팅 재료의 조합에 의한 고유한 효과가 제공되고, 아이콘 충전 재료는 모아레 확대 시스템에 의해 생성된 합성 화상으로 또한 반송될 것이다.
아이콘으로서, 아이콘 상에 패턴 형성된 코팅
도39a 내지 도39c는 패턴 형성된 코팅 재료, 핫 스탬프 포일, 지향성 코팅 및 충전된 아이콘의 응용 및 조합을 도시한다. 도39a에서, 아이콘층(932)은 독립되어 있을 수도 있고, 기판(930) 또는 투명 기판(930) 상에 선택적으로 제공될 수도 있다. 선택적인 기판 또는 투명 기판(930)은 아이콘 화상의 요소로서, 독립적으로 또는 조합으로 작용할 수 있는 다양한 미세구조와 통합하는 아이콘층(932)을 지지하고 또는 접촉한다.
도39a에서, 코팅 재료(934)의 패터닝은, 코팅 재료가 존재하는 구역(934)과 코팅 재료가 없는 구역을 구성한다. 코팅 재료(934)의 패터닝은 모아레 확대 광학 시스템을 위한 아이콘 요소의 생성을 포함하는, 임의의 형태로, 임의의 목적을 위한 것일 수 있다. 코팅 상에 레지스트 재료를 프린팅 또는 증착시키고, 노출된 코팅을 화학적으로 에칭하고, 그 후 코팅으로부터 레지스트 재료를 선택적으로 화학적으로 스트리핑하는 것을 포함하는, 코팅을 패터닝하는 다수의 방법이 본 기술분야에 공지되어 있다. 저항층은 포토레지스트일 수도 있고, 상기 저항의 패터닝은 광학 노출 방법에 의해 수행될 수도 있다. 코팅 패터닝에 대한 대안적인 접근은 먼저 패턴 형성된 저항을 증착시키고(또는, 대안적으로 저항을 증착시키고 이어서 그것을 패턴 형성함), 그 후 재료 및 저항의 표면에 코팅을 도포하고, 그 후 저항 및 저항에 부착되는 코팅을 화학적으로 제거하는 것이다. 예를 들어, 상기 방법은 "비금속화된 고정 나사"의 제조에 통상적이고, 레지스트 재료는 폴리머 기판 상에 프린트되고, 기판 및 저항은 진공 금속화 또는 스퍼터링에 의해 알루미늄으로 코팅되고, 저항은 화학적으로 제거된다. 저항이 존재하는 곳에는 저항이 제거될 때 "들어 올려지는" 알루미늄 코팅이 없다. 선택된 금속화된 영역을 화학적으로 제거 하는 대신에, 이들 영역은 연마와 같은 것에 의해 기계적으로 제거될 수 있다. 단지 코팅 부분들이 패턴 형성될 수도 있음이 이해될 것이다.
비금속화된 영역의 위치가 아이콘 요소에서 아이콘 요소까지 변경되고, 합성 화상은 프린팅에 사용된 망점처리(half toning) 방법과 유사한 방식으로, 제공된 코팅의 퍼센트에 비례하는 불투명도를 갖는 이들 아이콘 요소로 형성되기 때문에, 모아레 확대 필름의 아이콘 요소의 기하학적 형상 및 스케일이 대등하지 않은 패턴 형성된 금속화 코팅은 합성 이미지의 부분적인 투명 금속의 효과를 생성하는데 사용될 수 있다.
이와 달리, 패턴 형성된 비금속화 금속 코팅은 합성 화상의 제2 세트를 생성하는데 사용될 수 있는 미세구조 아이콘 요소와 상이한 세트의 아이콘 요소를 생성하는데 사용될 수 있다. 이러한 추가의 합성 화상의 일 적용은 화폐, 문서 및 브랜드 보호를 위한 사물의 비밀 인증에 대한 것이다.
도39a에서 괄호(936)로 표시된 영역에서 코팅 재료(934)는 미세 구조 아이콘 요소의 기하학적 형상과 조화되지 않는 방식으로 패턴화된다. 패턴화된 코팅 재료(934)는 아이콘 요소 다른 패턴 등의 별도의 정보를 포함하거나, 다른 그래픽 또는 문자 정보를 포함하거나, 어떠한 정보도 포함하지 않을 수 있다.
반대로, 괄호(938)로 표시된 영역 코팅 층(934)은 아이콘 요소와 조화되어 함몰 형상(931)을 코팅하지만, 함몰 형상 사이의 "편평부(flat)"(939)는 코팅하지 않는다. 이러한 종류의 패턴화는 함몰 영역(931)과 "편평부(flat)"(939)를 모두 포함하여 고팅 재료(934)로 아이콘 층(932)의 전체 표면을 코팅한 다음, 긁어내거 나, 문지르거나, 솔질하거나, 벗겨내거나, 연마하거나, 화학적으로 에칭하거나, 접착제로 떼내거나, 기타 적절한 수단으로 "편평부(flat)"(939)로부터 코팅 재료(932)를 제거하여 이루어질 수 있다.
이러한 방식으로 아이콘 요소 요소와 조화된 패턴화된 코팅 재료(934)는 강력한 가시적이거나, 광학적이거나, 전자기적이거나, 자기적이거나 기타 향상된 아이콘 요소를 제공할 수 있다. 예를 들어, 미세 구조 아이콘 요소를 포함하는 아이콘 층(932)은 금으로 스퍼터링(sputter)된 다음, 코팅된 표면을 종이와 같은 섬유질 재료에 문질러서 편평부(939)로부터 금이 제거될 수 있다. 그런 다음, 아이콘 요소에 남아 있는 금은 아이콘 요소에 금으로된 금속성 외관을 제공하며, 편평부에는 금이 없으므로 아이콘 요소는 배경에 대해서 별도의 금으로 된 물체로 보여진다.
도39b는 고온 스탬프 호일 코팅(942)을 포함하는 다양한 아이콘 층(932)을 도시하는데, 상기 고온 호일 코팅(942)만 포함할 수 있고(946), 아이콘 충전 재료(948)와 함께 포함할 수 있다(950, 951). 통상적인 고온 스탬프 호일 구조도 시되었으며, 열 접착 층(940)은 고온 스탬프 호일 코팅의 호일 층(942)을 아이콘 층(932)에 접착시킨다. 고온 스탬프 호일 코팅의 약한 라커 층(944)이 선택적으로 제공되어 고온 스탬프 호일(942)을 지지한다. 약한 라커 층(944)은 홀로그램 등의 미세 구조 패턴을 포함할 수 있다. 괄호(946)로 표시된 영역에서, 고온 스탬프 호일 코팅(942)은 아이콘 층(932)의 표면에 종래의 수단으로 도포되었으며, 미세 구조 아이콘 요소의 함몰 영역을 밀봉한다. 괄호(950)로 표시된 영역에서, 고온 스 탬프 호일(942)이 아이콘 충전 재료(948)를 포함하는 미세구조 아이콘에 도포되었다. 괄호(951)로 표시된 영역에서, 고온 스탬프 호일(942)이 아이콘 층(932)에 도포된 다음, 미세 구조 아이콘 요소의 함몰 영역 위를 덮은 고온 스탬프 호일 코팅 재료가 제거되었다. 고온 스탬프 코팅 재료를 제거하는 적절한 수단은 가스의 고압 제트, 고압의 물이나 기타 유체의 제트, 및 기계적인 분쇄와 연마를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이후, 미세 구조 아이콘 요소는 선택적으로 아이콘 충전 재료(948)로 충전되어 아이콘 미세 구조 외관이 아이콘 충전 재료(948)에 의해 제어되며, "편평부" 외관은 고온 스탬프 호일 코팅 재료로 제어될 수 있다. 아이콘 충전 재료(948)는 도시된 바와 같이 선택적으로 고온 스탬프 호일 코팅(942)의 적어도 일부에 코팅되거나, 아이콘 함몰부(미도시)만 충전하도록 도포될 수 있다.
도39c는 선택적으로 아이콘 충전 재료(948)와 함께 이용될 수 있는 지향성 코팅 재료(952, 962)를 포함하는 다양한 아이콘 층(932) 실시예를 도시한다. 제1 지향성 코팅(952)이 화살표(954)로 표시된 방향으로부터 아이콘 층(932)에 도포된다. 제1 지향성 코팅(952)의 지향성 성막은 바람직하게 "편평부"를 코팅시키며, 괄호(956)로 표시된 영역에서 아이콘 요소의 우측(도시됨)을 코팅한다. 이러한 코팅은 미세 구조 아이콘 요소의 일측을 시각적으로 강조하여 "어둡거나(shadowed)" "부분적으로 밝은(spot illuminated)" 효과를 발생시킬 수 있다.
괄호(958)로 표시된 영역에서, 두 개의 지향성 코팅이 채용된다. 화살표(954)는 "편평부"를 코팅하며 이러한 영역에서 미세 구조 아이콘 요소의 우측을 코팅하는 제1 방향형 코팅(954)을 도포 방향을 나타낸다. 제2 지향성 코팅(962)은 화살표(960)로 표시된 방향으로부터 도포되어 미세 구조 아이콘 요소의 좌측을 코팅한다. 제1 지향성 코팅(952) 및 제2 지향성 코팅(962)은 동일 재료이거나 상이한 재료일 수 있으며, 도시된 바와 같이 대향한 방향(954, 960)으로부터 도포되거나 유사한 방향으로 도포될 수 있다. 예를 들어, 만약 제1 지향성 코팅(952)이 은이고 화살표(954)로 표시된 방향으로부터 도포되면, 그리고 만약 제2 지향성 코팅(962)이 금이고 화살표(960)로 표시된 방향으로부터 도포되면, 미세 구조 아이콘 요소의 우측은 은으로 보일 것이며, 그 좌측은 금으로 보이고, 그 중심은 코팅이 안된채 남아 있어서 투명하게 보일 것이다. 다른 예로써, 이전 예시의 상태는 은이 화살표(954)로 표시된 각도로 도포되고, 금이 전체 아이콘 층(932)에 10도 더 가까운 각도로 동일한 통상적인 방향으로부터 도포되는 것을 제외하고 표면은 정상 상태이다. 금은 은과 동일한 아이콘 요소의 측면을 코팅하지만, 금은 최대 우측까지 코팅하거나 아이콘의 중심을 코팅할 것이다. 최종 아이콘 요소는 (도시된 바와 같이) 아이콘 요소의 상부를 향해 금색으로 섞이는 은색 우측을 가지는 것으로 보인다. 많은 다른 이러한 조합 및 변경은 당업자에게 명백할 것이다.
그러나, 다른 변경은 괄호(964)로 표시된 도39c의 영역으로 도시되었으며, 미세 구조 아이콘 요소는 제1 지향성 코팅(952)과 제2 지향성 코팅(962)인 두 개의 지향성 코팅을 가지며, 아이콘 충전 재료(948)로 충전된다. 아이콘 충전 재료는 도39a의 영역(936, 938)과 도39c의 영역(956)을 포함하여 도시되지 않은 본 도면의 임의의 부분의 코팅된 미세 구조 아이콘 요소에 선택적으로 추가될 수 있다.
도40a는 아이콘 화상 요소를 생성하는 수단으로서 패턴화된 코팅 재료(967) 을 이용하는 것을 도시한다. 패턴화된 코팅 재료(967)가 기판(966) 또는 투명 기판(966)에 제공되며, 상기 패턴화는 선택된 두께의 코팅 재료(968)의 구역을 포함하며, 작은 두께의 코팅 재료(969)의 구역을 포함하거나 코팅 재료(970)가 없는 구역을 포함하거나, 이 둘 모두를 포함한다. 다른 두께의 코팅 - 전체 두께(968), 부분 두께(969) 및 제로 두께(970)(또는 코팅 재료 없음) - 이 패턴화되어 좀더 확대된 시스템의 요소로서 아이콘 화상 정보를 표시한다. 전체 두께 코팅 재료 또는 제로 두께 코팅 재료가 아이콘 요소의 물체 패턴을 형성하는데 사용될 수 있다. 도40b는 제로 두께 또는 부분 두께 코팅 재료에 의해 형성된 배경(976)에 대해 대상 패턴(문자 및 숫자)을 형성하기 위해 풀 두께 아이콘 요소를 사용한 평면도(972)를 도시하고 있다. 평면도(972)에 도시된 아이콘 요소의 대상 패턴은 코팅 재료(967)가 존재함으로써 형성되기 때문에, 아이콘 이미지를 포지티브 아이콘 이미지라고 한다. 도40c는 네가티브 아이콘 이미지의 평면도(978)를 도시하고 있으며, 도면에서 배경은 풀 두께 코팅 재료(982)에 의해 형성되고 대상 패턴은 부분 또는 제로 두께 코팅 재료(980)에 의해 형성된다. 부분 두께 코팅 재료(969)의 구역은 그레이 스케일(gray scale) 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있고, 코팅 재료(967)의 광학 효과는 코팅 재료의 성질에 따라 변형 또는 축소 강도 효과를 제공한다.
코팅 재료(967)의 패터닝은 도38과 관련하여 앞서 설명된 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 부분 두께 코팅 재료의 구역은 추가의 마스킹 단계 또는 에칭 단계에 의해 생성되거나, 또는 부분 두께 구역의 패턴에 풀 두께 코팅을 에칭한 다 음 전체 기판(966) 또는 투명 기판(966)에 걸쳐 부분 두께 층을 증착하기 위해 코팅 재료(967)의 제2 코팅을 수행하고, 이어서 제로 두께 구역(970)을 생성하기 위해 일정한 추가 시간 이상 선택적으로 마스킹 및 에칭함으로써 생성될 수 있다.
추가 코팅 재료 층은 패터링된 코팅 재료(967)에 선택적으로 추가될 수 있다. 예로서는 이에 제한되지는 않으나, 진공 증착에 의한 금속화, 색소제 또는 염색 코팅, 또는 본 명세서의 정의 부분에 앞서 기재된 임의의 것들을 포함한다. 예를 들면, 이런 층들은 직접 인가되거나, 적층되거나, 고온 스탬핑 가공되거나, 코팅될 수 있고, 또는 이외에 것들에 의해 제공된다. 이런 추가 층의 인가는 부분 두께 코팅 재료(969)의 구역 및 제로 두께(결여) 코팅 재료(970)의 외형을 변경하는 장점을 제공할 수 있다.
도41a 및 도41b는 두 부분의 빗살 무늬 배율 시스템(moire magnification system)에 대한 두 실시예를 도시하고 있으며, 상기 빗살 무늬 배율 시스템은 마이크로 렌즈 배열체가 아이콘 배열 피이스의 정보를 "언락(unlock)"하기 위한 키이로서 작용하는 분리 피이스인 "로크 앤 키이(lock and key)" 인증 시스템으로서 사용될 수 있다. 도41a에서, 선택형 투명 기판(984)은 광 투과 재료(988)로 제조된 마이크로 렌즈(986)를 지지하고, 상기 광 투과 재료는 선택형 투명 기판(984)을 형성하기 위해 사용된 재료와 동일할 수도 상이할 수도 있다. 마이크로 렌즈(986) 및 선택형 기판(984)을 포함하는 렌즈 시트(1000)의 총 두께는 마이크로 렌즈(986)의 초점 길이(1004)보다 얇다.
렌즈 시트(1000)는 아이콘 시트(1002)에 영구적으로 부착되는 것이 아니라, 아이콘 시트(1002)에 대한 인증 장치로서 사용될 수 있는 자유 및 분리 피이스이다. 인증 장치로서 사용될 경우, 렌즈 시트(1000)는 아이콘 시트(1002)의 표면에 접촉되거나 이에 가깝게 근접되도록 배치된다. 두 시트 사이의 갭(992)은 일반적으로 얇은 공기 막을 포함하거나, 또는 갭(992)은 렌즈 시트(1000)와 아이콘 시트(1002) 사이에 광학 결합 및 기계 결합을 제공하기 위해 물, 글리세린, 또는 다른 유체를 포함할 것이다.
선택형 투명 기판(990), 아이콘 층(994) 및 (아이콘 충전 재료에 의해 선택적으로 충전된 것으로 도시된) 아이콘 요소(996)를 포함하는 아이콘 시트(1002)는 아이콘 층이 렌즈 시트(1000)로부터 가장 먼 거리의 표면상에 있도록 배치된다. 아이콘 시트(1002)와 렌즈 시트(1000)의 총 두께는 마이크로 렌즈(986)의 초점 길이(1004)와 대체로 동일하게 설계된다. 렌즈 시트(1000)가 아이콘 시트(1002)에 대체로 근접하게 배치되면, 예를 들면 결합 유체에 의해서 또는 결합 유체 없이 이에 접촉되도록 배치되면, 마이크로 렌즈(986)의 초점(998)은 아이콘 층(994) 내에 또는 근접한 곳에 놓이게 된다. 초점(998)의 최적 위치는 아이콘 층(994), 아이콘 층의 바로 아래, 또는 아이콘 층의 바닥면이다.
도41a의 실시예에 따라 형성된 시스템은 모조방지 장치, 인증 장치 또는 안전 장치로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 아이콘 시트(1002)의 아이콘 층(994)은 부착되거나 접착되며, 또는 제조시에, 초기에, 포장시에 또는 유통시에 대상물 또는 서류에 영구적으로 고정되거나 합체될 수 있다. 아이콘 시트(1002) 자체는 임의의 시각적 식별 특성부를 가질 필요가 없다. 사실상, 아이콘 요소(996)는 매우 작을 것이며, 즉 치수상 수 마이크론에서 수십 마이크론이며, 육안으로는 효과적으로 식별할 수 없을 것이다. 추가의 통상적인 프린팅 또는 이미징은, 원하는 경우 아이콘 시트(1002) 상에 또는 이에 부착될 제공될 수 있다.
이런 추가의 이미징의 예는 식별을 위한 사람의 사진일 수 있고, 이에 따라 아이콘 시트는 사진에 대한 배경으로서 기능한다. 대상에 견고하게 부착되는 아이콘 시트(1002)는, 적절한 크기의 렌즈 시트(1000)를 아이콘 시트(1002)와 대체로 접촉되도록 배치하고, 렌즈들과 이이콘 요소(996)가 아이콘 요소(996)의 합성 이미지를 형성하도록 충분히 정렬될 때까지 이의 평면 내에서 렌즈 시트(1000)를 회전시킴으로써 인증될 수 있다. ["적절한 크기"의 렌즈 시트는 초점 요소의 배열체가 회전 대칭을 이루고 아이콘 시트(1002)상의 아이콘 요소(996)의 배열체의 주기와 대체로 일치하는 주기를 반복하며, 동시에 아이콘/렌즈가 선택된 광학 효과(슈퍼 딥(SuperDeep), 딥(Deep), 플로트(Float), 슈퍼 플로트(SuperFloat), 레버테이트(Levitate), 3-D, 이들의 조합 등)를 달성하도록 설계된 비율을 반복하는 렌즈 시트이다.]
도41b는 본 발명의 태양에 따른 다른 실시예를 도시하고 있다. 도면에서, 렌즈 시트(1010)는 이의 상부면에 마이크로 렌즈(1008)를 포함하고 광학 간격을 제공하기 위한 선택형 추가 두께의 재료(1006)를 포함하는 단일 재료로 이루어진 단일 구조이다. 도41a의 렌즈 시트(1000)는 렌즈 시트(1000)가 선택형 투명 기판(984)을 포함하지 않을 경우 이런 방식으로 형성될 수도 있다. 이와 유사하게, 도41b의 렌즈 시트(1010)는 도41a에 도시된 바와 같은 투명 기판과 마이크로 렌즈 층을 이용하여 형성될 수 있다. 렌즈 시트(1000, 1010)의 다른 두 개의 구조는 완벽함으로 위해 도시되어 있으며, 즉 렌즈(1000) 또는 렌즈(1010)는 도시된 두 개의 구조, 즉 단일 렌즈 구조(도41b) 또는 기판 및 렌즈 구조(도41a) 중 하나를 가질 수 있다.
도41b의 실시예에서 렌즈 시트(1010)의 기능은, 아이콘 시트(1014)가 아이콘 시트(1002)와 비교하여 상이함에 따라 렌즈 시트(1010)의 총 두께가 마이크로 렌즈(1008)의 초점 길이(1024)의 대부분이지만, 도41a의 렌즈 시트(1000)의 기능과 동일하다. 아이콘 시트(1014)는 아이콘 충전 재료(997)에 의해 선택적으로 충전될 수 있는 표면 지지 아이콘 요소(1020)를 포함한다. 완벽함을 위해서, 아이콘 시트(1014)는 분리 아이콘 층 및 기판 층을 구비하지 않은 단일 구조로서 도시되어 있으나, 아이콘 시트(1014)는 기판 및 부착 아이콘 층을 구비한 아이콘 시트(1002)의 형태로 다르게 형성될 수 있다. 동일한 방식으로, 아이콘 시트(1002)는 아이콘 시트(1014)의 구조에 따라 모놀리식 시트로서 형성될 수 있다.
아이콘 시트(1014)와 아이콘 시트(1002) 사이의 기능적 차이점은 아이콘 시트(1014)는 렌즈 시트(1010)에 가장 가까운 표면에 아이콘 시트를 갖는 반면, 아이콘 시트(1002)는 렌즈 시트(1000)로부터 가장 먼 표면에 아이콘 요소를 갖는다는 것이다. 또한, 아이콘 시트(1014)의 아이콘 요소(1020)가 상부 표면에 있으므로, 아이콘 요소(1020) 아래에 놓여있는 재료(1018)는 아이콘 시트(1014)가 모노리식인지 아니면 아이콘 시트(1002)의 구조를 갖는지 여부에 관계없이, 아이콘 층 및 기판과 함께 투명할 필요가 없다. 아이콘 시트(1002)의 기판(990)은 렌즈(986)가 아 이콘 요소(996)의 화상을 형성하도록 하기 위해 광이 기판(990)을 통과해야만 하기 때문에, 아이콘 시트(1002)의 기판(990)은 본질적으로 투명할 필요가 없다.
선택적인 코팅 재료(1016)가 아이콘 시트(1014)의 아이콘 요소(1020)에 제공될 수 있다. 코팅 재료(1016)는 렌즈 시트(1010)의 사용과는 상이한 수단에 의해 아이콘 시트의 광학적 또는 비접촉 인증을 제공하기에 바람직할 수 있다. 코팅층(1016)은 홀로그래픽 또는 회절 구조물과 같은 다른 광학적인 형상부들을 포함할 수 있다. 아이콘 시트(1002) 및 아이콘 시트(1014) 모두의 아이콘 요소들은 본 명세서에 교시된 임의의 아이콘 요소 실시예를 포함하는 임의의 형태를 취할 수 있다.
도41a의 실시예를 위한 경우에서와 같이, 도41b의 실시예의 렌즈 시트(1014)는 아이콘 시트(1014)에 영구적으로 부착되지 않지만 아이콘 시트(1014)의 인증 장비로서 사용될 수 있는 자유롭고 분리된 단편이다. 인증 장비로서 사용될 때, 렌즈 시트(1010)는 아이콘 시트(1014)의 표면과 접촉하게 되거나 가까이 접근하게 된다. 두 개의 시트 사이의 갭(1012)은 일반적으로, 공기의 박막을 포함하거나, 렌즈 시트(1010)와 아이콘 시트(1014) 사이에 광학적 또는 기계적 커플링을 제공하도록 물, 글리세린, 또는 다른 유체로 선택적으로 충전될 수 있다.
아이콘 시트(1014)와 렌즈 시트(1010)의 전체 두께는 마이크로-렌즈(micro-lense, 1008)의 초점 거리(1024)와 대체로 동일하도록 설계된다. 렌즈 시트(1010)가 커플링 유체와 함께 또는 커플링 유체 없이, 아이콘 시트(1014)와 대체로 접촉하도록 위치될 때, 마이크로-렌즈(1008)의 초점(1022)은 아이콘 요소(1020) 내 또 는 부근 어딘가에 놓여져야만 한다. 초점(1022)의 광학적 위치는 아이콘 요소(1020)의 하부 범위에, 또는 그 약간 아래에 있다.
도41b의 실시예에 따라 형성된 시스템은 모사방지 및 인증 장치로서 사용될 수 있다. 예컨대, 아이콘 시트(1014)의 하부 표면은 제조, 최초의 생성, 포장, 또는 분배 시의 목적물 또는 자료에 부착되고, 접착되거나 아니면 영구적으로 고정되거나 또는 합체될 수 있다. 아이콘 시트(1014)는 그 자체로는 임의의 가시적으로 독특한 형상부를 가질 필요가 없다. 실시 중에, 아이콘 요소(1020)는 대략 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터까지로 치수에서 아주 작을 것이며, 육안에는 효과적으로 눈에 띄지는 않을 것이다. 바람직한 경우라면, 부가적인 종래의 인쇄 또는 화상이 아이콘 시트(1014)에 제공되거나 부착될 수 있다. 이러한 부가적인 화상의 예시는 한 사람의 증명용 사진일 수 있어서, 아이콘 시트가 사진에 배경으로서 역할을 한다. 결합에 의해 이것이 견고하게 부착되는 목적물인 아이콘 시트(1014)는 적절하게 축척된 렌즈 시트(1010)를 아이콘 시트(1014)와 대체로 접촉하게 위치시키고, 렌즈와 아이콘 요소(1020)가 아이콘 요소(1020)의 합성 화상을 형성하도록 충분히 배열될 때까지 그 평면 내에서 렌즈 시트(1010)를 회전시킴에 의해 인증될 수 있다.
아이콘 시트(1002 또는 1014)의 구조물 또는 형태는, (0도의 렌즈 시트 회전각에서의 최대 배율 합성 화상을 만드는 하나의 아이콘 패턴과 30도의 렌즈 시트 회전각에서 최대 배율 합성 화상을 만드는 제2 아이콘 패턴과 같은) 상이한 렌즈 시트 회전 각도와, 상이한 렌즈 반복 주기와, 상이한 렌즈 및 (육각형 형상을 갖는 하나의 어레이 세트 및 사각형 형상을 갖는 제2 어레이 세트)와 같은 아이콘 어레이 형상, 및 그 조합에서 판독되거나 인증될 수 있는 상이한 합성 화상을 형성하는 아이콘 요소(996 또는 1020, 각각)의 다중 패턴을 합체할 수 있다.
상이한 렌즈 주기 인증 방법의 일 예시는 30 마이크로미터의 반복 주기를 갖는 렌즈 시트에 의해 합성적으로 확대할 때 딥 화상을 만드는 아이콘 요소 패턴을 포함하고, 또한 45 마이크로미터의 반복 주기를 갖는 렌즈 시트에 의해 합성적으로 확대할 때 플로트 화상을 만드는 제2 아이콘 요소 패턴을 포함한다. 제2 아이콘 요소 패턴은 제1 아이콘 요소 패턴과 상이한 회전 각도에서 선택적으로 인증될 수 있다.
다수의 아이콘 패턴을 갖는 재료는 제1 키이(제1 선택 반복 주기를 갖는 렌즈 시트)에 의해 누설될 수 있는 한 세트의 정보와 부가적인 키이에 의해 각각 누설될 수 있는 부가적인 세트의 정보(반복되는 각각의 아이콘 요소의 축척에 각각 매칭되는 렌즈 시트)를 포함할 수 있다. 또한, 다중 아이콘 패턴이 상이한 아이콘 층으로부터 가시적인 합성 광학 화상을 형성하기 위해 다른 촛점 거리를 갖는 촛점 요소를 필요로 하는 상이한 아이콘 층 내에 제공될 수 있다.
도42의 실시예는 변조 인증 렌즈 시트(1040)의 사용을 통해 실질적으로 디코딩되거나 누설될 수 있는 변조 정보를 본 개시의 모아레 확대 시스템(1026)으로 합체하기 위한 '습식 디코더(wet decoder)" 방법 및 시스템이라고 언급된다. 이 도면에서, 마이크로-렌즈(1028)와 아이콘 층(1030)을 포함하는 확대 시스템(1026)은 아이콘 층(1030)에 또는 아이콘 층(1030) 위에 변조 아이콘 패턴(1034)을 포함한 다. 또한, 아이콘 층(1030)은 선택적으로 펼쳐진 아이콘 패턴(1032)을 포함할 수 있다. 확대 시스템(1026)은 이전에 교시된 바와 같이, 펼쳐진 아이콘 패턴(1032)의 확인식 가시적 합성 화상(1038)을 발생시키도록 설계된다. 대조적으로, 변조 아이콘 패턴(1034)의 반복 주기 및 또는 회전식 대칭성은 마이크로-렌즈(1028)에 의해 보여질 때 확인식으로 가시가능한 합성 화상을 만들지 않도록 의도적으로 설계된다.
예컨대, 덮개 아이콘 패턴(1034)의 반복 주기는 마이크로-렌즈(1028)의 반복 주기로부터 대체로 상이하게 설계될 수 있고, 변조 아이콘 패턴(1034) 주기는 37마이크로미터가 되도록 설계될 수 있으면서 마이크로-렌즈(1028)의 주기는 32마이크로미터가 되도록 설계될 수 있다. 렌즈 축척비(약 1.156)에 대한 이 아이콘은 약 205마이크로미터의 주기를 갖는 변조 아이콘 패턴(1034)의 플로트 합성 화상을 생성할 것이다. 이 크기의 변조 합성 화상의 형상은 나안에는 본질적으로 비가시적이다.(변조 아이콘 주기는 다르게라면 약 0.865의 아이콘 대 렌즈 축척비를 구비하는 등가 주기의 딥 합성 화상을 만들도록 선택될 수 있다. 소정의 마이크로렌즈 반복 주기에 대해, 변조 아이콘의 반복 주기는 수퍼딥, 딥, 모션, 플로트, 수퍼플로트, 모프를 포함하지만 이에 한정되지는 않는 임의의 유니즌 모아레 확대 효과를 갖는 합성 화상을 만들도록 설계될 수 있다.) 본 명세서에 제시된 특정 치수는 선택될 수 있는 치수의 연속체의 하나의 예시일 뿐이다.
다른 예로서, 변조(covert) 아이콘 패턴(1034)의 회전 대칭은 마이크로 렌즈(1028)의 회전 대칭과는 실질적으로 다르게 설계될 수 있다. 이 예에서, 마이크 로 렌즈(1028)와 변조 아이콘 패턴(1034) 모두는 6각형 어레이로 배열되지만, 변조 아이콘 패턴(1034)의 어레이의 배향은 마이크로 렌즈(1028)의 어레이의 배향으로부터 30도 회전되는 것으로 가정한다. 2개의 어레이들의 이런 오정렬은 또한 변조 아이콘 패턴(1034)의 외적으로 가시 가능한 합성 화상의 형성을 방지할 것이다. 변조 아이콘 패턴(1034) 합성 화상의 형성을 방지하기 위한 또 다른 방법은 6각형과 같은 하나의 어레이 형상으로 마이크로 렌즈(1028)를 배열하는 한편, 변조 아이콘 패턴(1034)은 정사각형과 같은 다른 어레이 형상으로 배열하는 것이다.
변조 아이콘 패턴(1034)은 배율 시스템 렌즈와 변조 인증 렌즈 시트 사이의 간극을 채우는 선택적인 연결 물질(1044)에 의해 배율 시스템(1026)의 마이크로 렌즈(1028) 근방에 있거나 또는 그것과 사실상 접촉하는 추가적인 분리 요소인 변조 인증 렌즈 시트(1040)에 의해 합성 화상을 형성함으로써 나타낼 수 있다. 선택적인 연결 물질은 변조 인증 렌즈 시트를 형성하는 물질(1052) 및 배율 시스템 렌즈(1028)를 형성하는 물질(1050)의 굴절률과 유사한 굴절률을 갖는 글리세린(glycerin) 또는 콘 시럽(corn syrup)과 같은 액체인 것이 바람직하다. 연결 물질은 유사한 굴절률을 갖는 매체 내에 렌즈들을 침지함으로써 렌즈(1028)의 초점 배율을 부분적으로 또는 완전히 무효로 하는 기능을 갖는다. 이런 기능을 수행하는데 사용될 수 있는 다른 물질들은 젤(젤라틴을 포함함), 엘라스토머 및 감압성 접착제를 포함한다.
어레이 형상, 반복 주기 및 마이크로 렌즈 초점 길이를 포함하는 변조 인증 렌즈 시트(1040)의 물성치들은 변조 아이콘 패턴(1034)의 어레이 형상 및 반복 주 기와, 변조 인증 렌즈 시트 렌즈(1042) 및 아이콘 면(1030)으로부터의 총 간격과 동등하게 설계된다.
실제로, 소량의 글리세린과 같은 유체는 배율 시스템 렌즈(1028)의 표면 상에 위치되고, 변조 인증 렌즈 시트(1040)의 편평면은 유체와 접촉하게 위치되고 렌즈(1028)와 사실상 접촉하게 가압된다. 그런 다음, 변조 인증 렌즈 시트(1040)는 변조 아이콘 패턴(1034)의 어레이의 배향과 마이크로 렌즈(1042)의 어레이의 배향을 사실상 정렬하기 위해 그 면 내에서 회전된다. 정렬이 변조 아이콘 패턴(1034)에 접근하면, 합성 화상(1048)은 2개의 어레이들이 사실상 동일한 배향을 갖는 위치에서 최대 배율에 도달하여 나안으로 충분히 구분하도록 확대된다.
대안적인 실시예는 렌즈(1028)의 표면에 적용될 수 있는 감압성 라벨 또는 테입으로서 변조 인증 렌즈 시트(1040)를 형성하는 것이다. 이 실시예에서, 선택적인 연결 물질(1044)의 기능은 변조 인증 렌즈 시트(1040)의 편평면에 도포되는 사실상 투명한 감압성 접착제에 의해 수행된다. 변조 아이콘 패턴(1034)의 배향으로 변조 인증 렌즈 시트(1040)를 정렬하는 방법은 변조 인증 렌즈 시트(1040)의 에지가 도포 시에 부합될 수 있는 배율 시스템(1026)의 배향된 에지 또는 인쇄된 정렬 패턴 등과 같은 것에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
"습식 디코더(wet decoder)" 방법 및 시스템용의 다른 대안적인 구조는 변조 아이콘 패턴(1034)을 제2 아이콘 층으로 병합하는 것이다. 이 제2 아이콘 층은 제1 아이콘 층(1030)보다 렌즈(1028)로부터 더 가깝거나 또는 더 멀 수 있다. 그런 다음, 변조 인증 렌즈 시트(1040)의 초점 거리 및 두께는 변조 인증 렌즈 시 트(1040)가 선택적인 연결 물질(1044)로 렌즈(1028)에 도포될 때 그 초점이 제2 아이콘 층 내로 떨어지게 유발하도록 설계된다. 이 실시예에서, 변조 아이콘 패턴(1034)의 어레이 물성치들은 제2 아이콘 면의 위치로 인해 렌즈(1028)가 변조 아이콘 패턴(1034)의 구분 가능한 확인 화상을 형성할 수 없는 한, 확인(overt) 아이콘 패턴과 동일할 수 있다.
도43의 실시예는 변조 인증 렌즈 시트1064)의 사용을 통해 사실상 "디코딩(decode)"되거나 또는 나타내질 수 있는 배율 시스템(1054) 내로 변조 정보를 병합하는 "건식 디코더(dry decoder)" 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이 도면에서, 마이크로 렌즈(1056) 및 아이콘 층(1058)을 포함하는 배율 시스템(1054)은 아이콘 층(1058) 내에 도는 그 위에 변조 아이콘 패턴(1060)을 병합한다. 아이콘 층(1058)은 또한 확인 아이콘 패턴(1059)을 선택적으로 포함할 수 있다. 배율 시스템(1056)은 전술한 바와 같이 확인 아이콘 패턴(1059)의 외적으로 가시 가능한 합성 화상을 산출하도록 선택적으로 설계될 수 있다. 대조적으로, 변조 아이콘 패턴(1060)의 반복 주기 및/또는 회전 대칭은 마이크로 렌즈(1056)에 의해 보여질 때 외적으로 가시 가능한 합성 화상을 산출하지 않도록 의도적으로 설계될 수 있다.
예를 들면, 변조 아이콘 패턴(1060)의 반복 주기는 마이크로 렌즈(1056)의 반복 주기와는 사실상 다르도록 설계될 수 있다. 즉, 변조 아이콘 패턴(1060) 주기는 28.071 마이크로미터가 되도록 설계될 수 있고, 마이크로 렌즈(1056) 주기는 28.000 마이크로미터가 되도록 설계될 수 있다. 이 렌즈 축척비(약 1.00255)에서의 아이콘은 약 392 마이크로미터의 주기를 갖는 [변조 아이콘 패턴(1060)의] 플로 트형 합성 화상(1063)을 생성할 것이다. 이 사이즈의 변조 합성 화상의 특징들은 나안으로 사실상 가시 불가능하다. [대안적으로, 이 변조 아이콘 주기는 약 0.99746의 렌즈 축척비에서의 아이콘으로 등가 주기의 딥 합성 화상을 산출하도록 선택될 수 있다. 주어진 마이크로 렌즈 반복 주기에 대해서, 변조 아이콘의 반복 주기는 슈퍼딥(SuperDeep), 딥(Deep), 모션(Motion), 플로트(Float), 슈퍼플로트(SuperFloat), 모프(Morph)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 조화 모아레 배율 효과(unison moire magnification effect)를 갖는 합성 화상들을 산출하도록 설계될 수 있다.) 본 명세서에 나타낸 특정 치수들은 선택될 수 있는 치수들의 연속체 중의 단지 하나의 예를 나타낸 것이다.
다른 예로서, 변조 아이콘 패턴(1060)의 회전 대칭은 마이크로 렌즈(1056)의 회전 대칭과는 사실상 다르도록 설계될 수 있다. 이 예에서, 마이크로 렌즈(1056)와 변조 아이콘 패턴(1060) 모두는 6각형 어레이로 배열되지만, 변조 아이콘 패턴(1060)의 어레이의 배향은 마이크로 렌즈(1056) 어레이의 배향으로부터 30도 회전되는 것으로 가정한다. 2개의 어레이들의 이런 오정렬은 또한 변조 아이콘 패턴(1060)의 외적으로 가시 가능한 합성 화상의 형성을 방지할 것이다. 변조 아이콘 패턴(1060) 합성 화상의 형성을 방지하기 위한 또 다른 방법은 6각형과 같은 하나의 어레이 형상으로 마이크로 렌즈(1056)를 배열하는 한편, 변조 아이콘 패턴(1060)은 정사각형과 같은 다른 어레이 형상으로 배열하는 것이다.
변조 합성 화상(1063)은 추가적 별도의 요소, 즉, 변조 인증 렌즈 시트(1064)에 의해 제2 합성 화상을 형성함으로써 가시적으로 될 수 있으며, 상기 변 조 인증 렌즈 시트(1064)는 배율 시스템의 마이크로렌즈(1056)와의 사이의 갭(1065)을 채우는 광학적 결합 재료를 사용하지 않고 상기 마이크로렌즈(1056)의 근처에 제공되거나 또는 이와 실질적으로 접촉된다. 갭(1065)은 공기, 진공 또는 배율 시스템(1054)의 주위 환경에 보급되는 임의의 다른 가스로 채워진다.
정렬 기하학, 반복 주기 및 마이크로렌즈 초점 거리를 포함하는 변조 인증 렌즈 시트(1064)의 특성은 변조 합성 화상(1063)의 정렬 기하학 및 반복 주기 및 변조 인증 렌즈 시트 렌즈(1066)로부터의 총거리 및 변조 인증 렌즈 시트(1064)를 형성하는 재료(1070)에 투사될 때의 변조 합성 화상(1063)의 위치와 조화되도록 설계된다.
실제로, 변조 인증 렌즈 시트(1064)의 편평한 표면은 배율 렌즈(1056)와 접촉하여 배치된다. 그 후 변조 인증 렌즈 시트(1064)는 마이크로렌즈(1066) 어레이의 배향을 변조 합성 화상(1063) 어레이의 배향과 실질적으로 정렬하도록 그 평면에서 회전된다. 정렬에 도달함에 따라 변조 합성 화상(1063)은 육안으로 충분히 구별되도록 확대되는 제2 합성 화상(1068)을 형성하여, 상기 2개의 어레이가 실질적으로 동일한 배향을 갖는 위치에서 최대 배율에 도달한다.
대안적인 실시예는 렌즈(1056)의 표면에 적용될 수 있는 감압성 라벨 또는 테입으로서 변조 인증 렌즈 시트(1064)를 형성하는 것이다. 이 실시예에서 매우 얇은 (실질적으로 마이크로렌즈(1056)의 높이보다 작은) 실질적으로 투명한 감압성 접착제(도면에 도시되지 않음)가 변조 인증 렌즈 시트(1064)의 전체 편평한 표면에 도포될 수 있거나 또는 패턴화된 감압성 접착제(도면에 도시되지 않음)가 상기 표 면에 도포될 수도 있다. 첫 번째 경우에, 매우 얇은 실질적으로 투명한 감압성 접착제 코팅 변조 인증 렌즈 시트를 배율 시스템(1056)에 적용함으로써, 접착제는 렌즈(1056)의 상단부에 접촉하게 되고, 갭(1065)이 채워져 렌즈의 측면이 흐리게 되지 않으므로, 렌즈(1056)가 제1 변조 합성 화상(1063)을 형성할 수 있게 하는 공기 갭이 유지된다. 두 번째 경우, 변조 인증 렌즈 시트(1064)는 접착제가 없는 영역에서 채워지지 않은 갭(1065)을 유지한다. 예를 들면 변조 인증 렌즈 시트(1064)의 에지가 적용 시 정합될 수 있는 배율 시스템(1056)의 프린트된 정렬 패턴 또는 배향된 에지에 의해, 변조 인증 렌즈 시트(1064)를 변조 아이콘 패턴(1060)의 배향에 정렬하는 방법이 바람직하다.
"건식 디코더" 방법 및 시스템에 대한 또 다른 대안적 구조는 변조 아이콘 패턴(1060)을 제2 아이콘 층에 병합하는 것이다. 상기 제2 아이콘 층은 렌즈(1056)가 변조 아이콘(1060)의 실제 또는 실질 화상을 형성할 수 있게 하는 임의의 위치에서, 제1 아이콘 층(1058)보다 렌즈(1056)에 더욱 가깝거나 또는 렌즈(1056)로부터 더 멀 수 있다. 그 후 변조 인증 렌즈 시트(1064)의 초점 거리 및 두께는 변조 인증 렌즈 시트(1064)가 렌즈(1056)와 실질적으로 접촉하여 배치될 때 그 초점이 렌즈(1056)에 의해 형성된 변조 합성 화상의 위치에 존재하도록 설계된다.
본 개시물의 배율 시스템에서 감춰진 정보를 노출하는 또 다른 방법이 도44a 및 도44b에 도시되어 있다. 본 실시예의 원리를 사용하는 모아레 배율 시스템에 대해 하이드로유니즌(HydroUnison)이라는 용어를 만들었다. 도44a에서, 하이드로 유니즌 모아레 배율 시스템(1078)은 마이크로렌즈(1080) 어레이, 아이콘 층(1082), 및 상기 마이크로렌즈(1080) 또는 상기 아이콘 층(1082) 또는 이들 모두와 접촉할 수 있는 이들 사이에 존재하는 광학적 스페이서(1081)를 포함한다. 아이콘 층(1082)은 아이콘 패턴(1084)을 포함한다. 광학적 스페이서(1081)의 두께는 공기 또는 다른 가스 또는 진공에 있을 때 마이크로렌즈(1080)의 초점 거리(1086)보다 실질적으로 더 크다. 마이크로렌즈(1080)의 공기 초점(1088)은 아이콘 패턴(1084) 및 아이콘 층(1082)으로부터 멀다는 것을 알 수 있다. 따라서, 마이크로렌즈(1080)로부터 공기내 합성 화상 투사(1090)는 심하게 흐리고 초점이 맞지 않으며, 구별 가능한 화상이 없다.
도44b는 물과 같은 적당한 유체(1092)에 마이크로렌즈(1080)를 침지하는 효과를 도시한다. (침지는 상대적인 상황이다. 유체(1092)가 렌즈(1080)의 중심 높이(1091)보다 더 큰 층에서 마이크로렌즈(1080) 위에 존재한다면, 렌즈는 광학적 관점에서 "침지"된 것이다.) 하이드로유니즌 모아레 배율 시스템(1078) 외부의 매체의 굴절율이 변화되면, 마이크로렌즈(1080)의 초점 거리가 변화될 수 있다. 이 예에서, 시스템 외부의 매체의 굴절율이 증가되면, 마이크로렌즈(1080)의 초점 거리가 증가된다. 광학적 스페이서(1081)의 두께는 유체(1092) 침지 마이크로렌즈(1080)의 초점(1088)이 아이콘 층(1082) 내로 또는 그 근처로 되도록 선택된다. 이러한 상황에서 마이크로렌즈(1080)는 아이콘 패턴(1084)의 초점이 잘 맞은 합성 화상(1095)을 투사할 수 있다.
본 실시예에 따른 하이드로유니즌 시스템은 렌즈(1080)가 공기에 있고 건식 상태에서 볼 때 명확한 화상을 갖지 않는 것처럼 보인다. 렌즈가 선택된 침지 유체(1092) 지수와 실질적으로 동일한 굴절율을 갖는 액체에 의해 젖으면(침지되면), 합성 화상이 갑자기 나타난다. 이러한 효과는 합성 화상이 조합 플로트/딥 화상 또는 슈퍼딥 화상이라면 특히 극적이다. 하이드로유니즌 시스템이 건조되면 합성 화상은 소실되어 사라진다.
선택된 굴절율을 갖는 유체(1092)에 침지될 때 상기 효과를 생성하도록 하이드로유니즌 시스템을 설계하는 것은 광학적 스페이서(1081)의 두께를 주어진 유체(1092)의 선택에 대해 유체(1092) 침지 마이크로렌즈(1080) 초점 거리(1094)와 대략 동일하게 제작함으로써 달성된다. 사용하기 좋은 유체(1092)는 약 1.33의 일반적인 굴절율을 갖는 물이다. 하이드로유니즌 모아레 배율 시스템(1078)은 "얇은 렌즈" 광학적 시스템이 아닐 수도 있지만, 선택된 침지 유체(1092)에 대한 광학적 스페이서(1081)의 적당하게 정확한 설계 두께를 발견하도록 얇은 렌즈 시스템 설계 렌즈-메이커 공식이 사용될 수 있다.
렌즈-메이커 공식은 아래와 같다.
1/f=(n렌즈-n0)(1/R1-1/R2)
f=굴절율 n0 의 매체에 침지될 때 렌즈 초점 거리
n렌즈= 렌즈 재료의 굴절율
n0= 침지 매체의 굴절율
R1 = 제1 렌즈 표면의 곡률 반경
R2 = 제2 렌즈 표면의 곡률 반경
렌즈(1080)의 초점은 하이드로유니즌(HydroUnison) 모아레 확대 시스템(1078)에 대해 내측에 있기 때문에, 초점 길이에 영향을 주는 유일한 곡면은 제1 곡면(R1)이다. 비율 1/R2을 0과 동일하게 감소시킴으로써, 제2 곡면(R2)은 무한대의 반경을 갖는 평면으로서 처리될 수 있다. 렌즈 제조자의 공식은 다음과 같이 간소해진다.
1/f=(nlens-no)/R1 또는 f=R1(nlens-no)
공기중의 렌즈의 경우에, nlens=1.487이고, no=nair=1.000이다.
fair=R1/(1.487-1.000)=R1/0.487=2.053R1
물에 잠긴 렌즈의 경우에, nlens=1.487이고, n0=nH2O=1.333이다.
fH2O=R1/(1.487-1.333)=R1/0.154=6.494R1
그리하여, 렌즈(1080)의 수중 초점 길이는 렌즈(1080)의 공기중 초점 길이보다 대략 fH2O/fair=(6.494R1)/(2.053R1)=3.163의 인자만큼 크다.
예를 들어, 1.487의 굴절률을 가진 재료로 형성된 소정 마이크로 렌즈(1080)가 23 마이크로미터의 공기중 초점 길이(1086)를 갖는다면, 마이크로 렌즈(1080)는 물에 잠겼을 때 대략 23×3.163=72.7의 초점 길이를 가질 것이다.
선택된 침잠 유체(1092)에 대한 굴절률과 유사한 굴절률을 가진 다른 유체가 은폐된 이미지를 드러내는데 사용될 수 있으며, 그 효과는 부분적으로 그 유체의 굴절률이 선택된 침잠 유체 굴절률(1092)과 얼마나 일치하는가에 따라 좌우된다. 예를 들어, 에틸 알코올은 약 1.36의 굴절률을 갖는다. 위 예에서 렌즈의 초점 길이는 에틸 알코올에 잠겼을 때 88.2 마이크로미터가 될 것이며, 그리하여 광학 스페이서(1081)가 물의 굴절률을 갖는 선택된 침잠 유체(1092)에 대응하는 약 73 마이크로미터의 두께로 설계되었다면 합성 이미지는 약간 초점을 벗어날 것이다.
도44a 및 도44b의 실시예는 다양한 응용예들에 사용될 수 있으며, 그 응용예들은 하이드로 유니즌 시스템 필름 라미네이트를 내포하는 물품, 라벨, 패치, 트레드, 실, 스탬프, 또는 행사 티켓과 같은 스티커, 복권 티켓, ID 카드, 여권, 운전면허증, 정부 문서, 출생증명서, 유통증권, 여행자 수표, 은행 수표, 현금, 도박용 칩, 공산품, 다른 유사한 물품을 포함하지만, 이들에만 제한되는 것은 아니다. 하이드로 유니즌 시스템은 장식성, 신기함 및 습도 표시 기능을 물품, 문서 및 공산품 등에 제공하는데도 사용될 수 있다.
위에서 설명한 유니즌 모아레 확대 시스템의 다른 실시예들은 또한 습도 표시용이기도 하다. 이들 유니즌 모아레 시스템의 렌즈를 유체에 담그는 것은 일반적으로 재료들이 합성 이미지를 형성하는 것을 방지할 것이다. 합성 이미지는 액체가 건조 또는 제거될 때 돌아온다.
도44a 및 도44b의 실시예는 하이드로유니즌 마이크로 렌즈(1098)들이 상이한 매체(1112, 1120, 1128)에 잠길 때 동일하거나 상이한 색상의 2개 이상의 상이한 유니즌 모아레 확대 합성 이미지를 나타낼 수 있는 복수 이미지 하이드로유니즌 시스템(1096)을 제공하는 것까지 확대될 더욱 확대될 수 있다. 도45의 (a) 내지 도45의 (c)에 도시된 예들은 3개의 상이한 합성 이미지(1114, 1126, 1134)를 형성할 수 있는 하이드로유니즌 시스템(1096)을 도시한다. 제1 합성 이미지는 렌즈들이 공기, 진공 또는 다른 가스의 매체(1112) 내에 있을 때 형성되고, 제2 합성 이미지는 렌즈들이 물(1120) 또는 약 1.33 정도의 굴절률을 갖는 다른 액체 내에 잠겨있을 때 형성되며, 제3 합성 이미지는 렌즈들이 [62 체적%의 글리세린과 389 체적%의 물의 균일한 혼합물과 같은] 약 1.418의 굴절률을 가진 매체(1128) 내에 잠겨있을 때 형성된다.
이들 3개의 합성 이미지들은 색상, 패턴 및 유니즌 효과의 유형에 있어서 동일할 수 있거나, 또는 색상, 패턴 및 유니즌 효과에 있어서 상이할 수 있다. 유니즌 합성 이미지의 유형, 색상, 컬러 및 패턴은 하이드로유니즌 시스템에 의해 형성된 일부 또는 모든 합성 이미지에 대해 동일할 수 있지만, 유니즌 깊이 효과(슈퍼 딥, 딥, 플롯, 슈퍼플롯, 레비테이트)의 크기, 즉 플롯 이미지의 또렷한 높이 및 딥 이미지의 깊이는 마이크로 렌즈(1112)의 f-넘버에 비례한다. 상이한 굴절률을 가진 매체 내에 마이크로 렌즈(1098)를 담그는 것은 마이크로 렌즈(1098)의 f-넘버를 변경시키고, 개별적으로 형성된 합성 이미지들의 유니즌 깊이 효과의 크기를 비례적으로 증대시킨다.
하이드로유니즌 모아레 확대 시스템(1096)은 마이크로 렌즈(1098), 제1 아이콘 층(1102)으로부터 마이크로 렌즈(1098)를 분리하는 광학 스페이서(1100), 제2 아이콘 패턴(1117)을 내포하는 제1 아이콘 층(1102), 제2 아이콘 층(1106)으로부터 제1 아이콘 층(1102)을 분리하는 제2 광학 스페이서(1104), 제2 아이콘 패턴(1119)을 내포하는 제2 아이콘 층(1106), 제3 아이콘 층(1110)으로부터 제2 아이콘 층(1106)을 분리하는 제3 광학 스페이서(1108), 및 제3 아이콘 패턴(1111)을 내포하는 제3 아이콘 층(1110)을 포함한다.
도45의 (a)는 예시적인 복수 이미지 하이드로유니즌 시스템(1096)의 기능을 설명한다. 마이크로 렌즈(1098)들이 (진공, 공기 및 대부분의 가스와 같은) 1.000과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 매체 내에 잠기면, 마이크로 렌즈(1098)들은 초점(1118)을 제1 아이콘 층(1102)에 또는 그 근처에 위치시키는 초점 길이(1116)를 갖는다. 아이콘 층(1102)은 생략될 수 있지만, 아이콘 층(1102)이 존재하는 경우 및 (본 발명의 여러 실시예들과 관련하여 설명된 바와 같이) 그것이 마이크로 렌즈(1098)들에 대해 정확한 기하학적 관계에 있는 적절한 아이콘 패턴(1117)들을 내포하는 경우에, 마이크로 렌즈(1098)들은 제1 아이콘 패턴(1117)의 합성 이미지(1114)를 투사할 것이다.
도45의 (b)에서, 마이크로 렌즈(1098)들은 대략 1.33의 굴절률을 갖는 물과 같은 액체(1120) 내에 잠겨있는 것으로 도시되어 있다. 마이크로 렌즈(1098)의 유체 침잠 초점 길이(1122)는 이제 마이크로 렌즈(1098)의 공기중 초점 길이(1116)보다 3배 이상 크다. 수중 초점(1124)은 이제 대략 제2 아이콘 층(1106)의 깊이에 있으며, 마이크로 렌즈(1098)들은 제2 아이콘 패턴(1110)들의 합성 이미지(1126)를 형성할 수 있다.
마이크로 렌즈(1098)들이 유체(1128) 내에 잠겨있을 때 예시적인 복수 이미지 하이드로유니즌 모아레 확대 시스템(1096)의 함수는 1.418의 굴절률을 갖는 것이 도45의 (c)에 도시되어 있다. 침잠 유체(1128)의 굴절률은 마이크로 렌즈(1098)의 굴절률에 훨씬 더 근접하기 때문에, 초점 길이(1130)는 공기중 초점 길이(1116)보다 실질적으로 더 크며, 약 7.2배 더 크다. 새로운 초점(1132)은 이제 대략 제3 아이콘 층(1110)에 있으며, 마이크로 렌즈(1098)는 제3 아이콘 패턴(1111)의 합성 이미지(1134)를 형성할 수 있다.
도45의 (a) 내지 도45의 (c)의 실시예들의 무한히 많은 변형예들이 본 발명의 범위 내에서 가능하다는 것은 명백하며, 그것은 투사될 수 있는 합성 이미지의 개수의 선택, 합성 이미지의 색상 및 유형, 특정 아이콘 층의 존재 또는 부재, 침잠 유체 굴절률의 선택 등을 포함한다.
도45의 (a) 내지 도45의 (c)의 실시예의 출원은 뛰어나게 우수한 판촉용 아이템들, 인증 및 안전 재료들, 게임 장치, 강우 표시기, 및 다른 액체를 구별하는 장치를 포함하지만 제한되지는 않는다.
본 개시 내용의 확대 시스템의 사용을 통해 얻어질 수 있는 다른 효과는 도6에 도시되어 있다. 효과는 가시 변화의 상대 방위각으로서의 변화에 대해 관찰자에 의해 합성 화상이 보일 수 있게 한다. 변화하는 화상들은 선택량에 의해 수직으로부터 떨어져 이동된 원뿔체의 가시 각도 내에서 보인다. 관찰자(viewer)가 중공의 가시 원뿔체 내에서 유니즌 인콤파스 모이레(Unison Encompass moire) 확대 시스템을 관찰할 때, 보인 화상은 그 중공 원뿔체 둘레의 관찰자의 특정한 방위각 에 좌우되어 디자인될 수 있다. 도46의 상단에서, 관찰자는 관점(A)으로부터 확대 시스템을 관찰하고, 그 관점으로부터 관찰자가 대문자 "A"의 합성 화상을 본다. 만약 관찰자가 도46의 바닥에서 도시된 관점(B)과 같은 다른 방위각의 관점으로 이동한다면, 그러면 관찰자는 대문자 "B"의 화상과 같은 다른 합성 화상을 볼 수도 있다.
또한, 효과를 달성하는 방법은 도면의 상부 왼쪽 및 하부 오른쪽에서 도46에 도시되어 있다. 관찰자가 관점(A)으로부터 확대 시스템을 관찰하고 있을 때, 시스템 내의 마이크로렌즈는 도면의 상부 왼쪽에서 도시된 바와 같이 아이콘 방식의 왼쪽 측면들로부터 합성 화상을 형성하고 있다. 관찰자가 관점(B)으로부터 재료를 관찰하고 있을 때, 마이크로렌즈는 도면의 하부 오른쪽에서 도시된 바와 같이 아이콘 방식의 오른쪽 측면들로부터 합성 화상을 형성하고 있다. 각각의 아이콘 방식이 다수의 관점으로부터 보이는 바와 같이 다수의 합성 화상들에 대한 정보를 전달하기 때문에, 각각의 아이콘 방식으로 병합되는 특정한 화상 요소들은 일반적으로 각각의 아이콘 방식을 위하여 특정화될 것이다.
도47은 하나의 대표적인 아이콘 방식으로 병합된 특정한 화상 요소들을 도시한다. 이 도면에서, 아이콘 영역(A) 내의 화상 요소들이 방위각의 관점 방향(A)으로부터의 높이의 범위에서 가시화될 것이다. 유사하게, 아이콘 영역(B)은 관점 방향(B) 등으로부터 보일 것이다. 아이콘 방식(영역 F)의 상부 왼쪽에서의 아이콘 영역 내에 화상 요소들이 없다는 것을 주목하면, 이는 방향(F)의 관점으로부터 도시되는 바와 같이 합성 화상 내의 블랭크 영역을 나타낸다.
이 실시예는 다수의 용도를 갖는다. 예시들은, 항상 관찰자를 직면하거나 "추적(track)"하는 바와 같이, 다른 방위각으로부터 변화하는 것으로 보이지 않는 합성 화상과, 이동 사진 또는 애니메이션이 나타낼 수 있는 연결된 일련의 화상들과, 관찰자가 재료의 회전과 다른 방위각의 위치로부터 관찰함으로써 "페이지를 넘기(turns the pages)"도록 제공될 수 있는 텍스트 또는 그래픽적 정보의 다수의 페이지와, 다른 방향으로부터 접근하는 운전자에 대해 다른 정보를 나타내는 거리 사인 또는 교통 제어 신호와, 많은 다른 응용예들을 포함한다.
도48의 (a) 내지 도48의 (f)는 공급된 아이콘 마이크로 구조를 발생시키는 양호한 방법을 도시한다. 도48의 (a)에서, 필름 기판(양호하게 92 게이지 폴리에스테르 필름)은 젤 또는 액체 폴리머(1502)[로드 인더스트리스(Lord Industries)의 U107과 같은]의 코팅을 운반한다. 도48의 (b)에서, 젤 또는 액체 폴리머 코팅(1502)는, 일반적으로 니켈 전자형성에 의해 생성된, 마이크로 구조 공구(1504)와 접촉하게 되고, 젤 또는 액체 폴리머 코팅(1502)이 아이콘 마이크로 구조 공구(1504)의 마이크로 구조 형상을 중합시키거나 유지하게 하도록, (자외선 광 또는 전자 빔 방사와 같은) 적합한 에너지가 인가된다. 아이콘 마이크로 구조 공구(1504)가 제거될 때, 도48의 (c)에서, 중합된 코팅 아이콘 층(1510)이 아이콘 마이크로 구조 공구의 네거티브 임프레션(negative impression)을 유지하고, 이들 네거티브 임프레션은 아이콘 마이크로 구조(1508)의 아이콘 층(1510)을 구성한다. 이어서, 아이콘 층(1510)은, 도48의 (d)에서, 아이콘 마이크로 구조(1508)를 충전하는 아이콘 충전 재료(1510)로 코팅된다. 아이콘 충전 재료(1512)는 화살 표(1516)의 방향으로 이동하는 닥터 블레이드(1514)에 의해 아이콘 층(1510)의 상단면(도시된 바와 같이)으로부터 제거된다. 닥터 블레이드(1514)는 아이콘 층의 평면 상부면으로부터 아이콘 충전 재료(1512)를 선택적으로 제거하지만, 도48의 (f)에서 도시된 바와 같이, 아이콘 마이크로 구조(1508) 뒤에서 남아 있다. 이어서, 아이콘 마이크로 구조(1508) 내에 잔류하는 아이콘 충전 재료(1520)는 (자외선 광 또는 전자 빔 방사와 같은) 적합한 에너지원의 인가에 의해 선택적으로 중합된다.
만약 아이콘 충전 재료(1512)가 용매계(solvent-based)라면, 최종 공정 단계는 과도한 용매를 없애도록 가열하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 시스템 및 장치는 많은 분야의 용도 및 응용예들을 구비한다.
예를 들면, 다음과 같은 것들을 포함한다.
(패스포트, ID 카드, 운전면허증, 비자, 탄생 증명서, 생체 기록, 투표 등록 카드, 투표 용지, 사회 보장 카드, 증서, 음식물 스탬프, 우편 스탬프, 및 세금 스탬프와 같은) 연방, 주립 또는 외국에서의 정부 및 디펜스 응용예들,
(종이 화폐에서의 보안 은선, 폴리머 화폐에서의 특징부, 및 종이 화폐에서의 특징부와 같은) 연방, 주립 또는 외국에서의 화폐,
(표지, 권리증, 자격증, 졸업 증서, 증명서와 같은) 서류들,
(은행 수표, 회사 수표, 개인 수표, 은행 상환권, 주식 증명서, 여행 수표, 우편환, 신용카드, 전표 카드, ATM 카드, 유연(affinity) 카드, 선불 전화 카드, 선물 카드와 같은) 금융 및 유통 도구들,
(영화 대본, 법률 서류, 지적 재산, 의료 기록/병원 기록, 처방 폼/패드, 및 "비밀 조리법"과 같은) 기밀 정보,
(세탁 세제, 직물(fabric) 첨가제, 접시 케어(dish care), 가정용 청소기, 표면 코팅, 직물 리프레셔(fabric refresher), 표백, 및 특별한 직물의 케어와 같은) 직물 및 가정 케어를 포함하는 제품 및 브랜드 보호,
미용 케어(예를 들면, 헤어 케어, 헤어 칼라, 스킨 케어 및 클렌징, 화장품, 향수, 발한 억제제 및 탈취제, 여성용 보호 패드, 탐폰, 및 팬티라이너);
유아 및 가정용 케어(예를 들면, 아기 기저귀, 아기 및 유아용 수건, 아기 턱받이, 아기 체인지 및 침대 매트, 종이 타월, 화장지, 및 안면 티슈);
헬스 케어(예를 들면, 구강 케어, 애완동물 건강 및 영양제, 처방 약제, 소매점 약제, 약물 송달 및 개인용 헬스 케어, 처방 비타민 및 스포츠 및 영양 보충제; 처방 및 비처방 안경; 병원, 의료 전문가, 및 도매 의료 판매상에게 판매되는 의료 기기 및 장비, 즉, 붕대, 기기, 매립형 장치, 수술용 비품);
음식료품 포장;
직물류 포장;
전자 기기, 부품 및 조립체;
운동복, 신발, 인가 및 비인가 고급, 스포츠 및 럭셔리 의류, 직물을 포함하는 의류 및 신발류;
바이오테크 약제;
항공우주 콤포넌트 및 부품;
자동차 콤포넌트 및 부품;
스포츠 용품;
담배 제품;
소프트웨어;
CD 및 DVD;
화약;
신규 아이템(예를 들면, 선물 포장 및 리본);
책과 잡지;
학용품 및 사무용품;
비즈니스 카드;
선적 서류작성 및 포장;
노트 커버;
책 커버;
북 마크;
이벤트 및 수송 티켓;
도박 및 게임 용도(예를 들면, 복권 티켓, 게임 카드, 카지노 칩, 및 카지노, 추첨식 판매 및 내기 경기에 사용하기 위한 아이템);
가정용 가구(예를 들면, 타월, 린넨, 및 가구);
마루 및 벽지;
보석 및 시계;
핸드백;
예술품, 수집품 및 기념품;
장난감;
디스플레이(예를 들면, 판매시점 정보관리 및 판촉 디스플레이);
제품 마킹, 라벨링 및 포장(예를 들면, 라벨, 표찰, 태그, 줄, 개봉 스트립, 오버랩(over-wraps), 인증 또는 증진을 위해 상표(branded) 제품 또는 서류에 위장 및 자산 추적으로서 적용되는 부정개봉 방지 화상 보장).
전술한 실시예에 적합한 재료에는 광범위한 폴리머가 포함된다. 아크릴, 아크릴레이티드 폴리에스테르, 아크릴레이티드 우레탄, 폴리프로필렌, 우레탄, 및 폴리에스테르는 마이크로렌즈 및 미세구조 아이콘 요소 양자에 대해 적절한 광학 및 기계적 특성을 갖는다. 선택적 기판 필름에 적합한 재료에는, 아크릴, 셀로판, 사란(Saran), 나일론, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및 폴리비닐을 포함하는 시판되는 폴리머 필름의 대부분이 포함된다. 미세구조 아이콘 충전 재료는, 미세구조 아이콘 요소뿐 아니라 용제 기초의 잉크 및 기타 일반적으로 사용될 수 있는 염료 또는 안료 매개물(vehicle)을 제조하기에 적합한 것으로서 전술한 재료 중 임의의 것을 구비할 수 있다. 이들 재료에 포함되는 염료 또는 안료는 매개물의 화학적 구조와 친화적이어야 한다. 안료는 아이콘 요소의 임의 성분의 최소 치수보다 실질적으로 작은 입자 크기를 가져야 한다. 선택적인 밀봉층 재료는 미세구조 아이콘 요소뿐 아니라, 프린팅 및 페이퍼 앤드 필름 컨버팅 산업에 사용되는 여러가지 다른 시판되는 페인트, 잉크, 오버코트, 니스, 래커, 및 클리어 코트를 제조하기에 적합한 것으로서 전술한 재료 중 임의의 것을 구비할 수 있다. 재료의 바람직한 조합은 없으며, 재료의 선택은 재료 형상의 상세, 시스템
의 광학 특성, 및 소망하는 광학 효과에 종속된다.
예시적인 실시예를 개시 및 설명하였으나, 당업자라면 전술한 발명에 대한 다수의 변형예, 수정예 또는 변경예가 있을 수 있음을 알 것이다. 그러므로 그러한 모든 변형에, 수정예, 및 변경예는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (81)

  1. 합성 광학 화상 시스템이며,
    포커싱 요소의 어레이와,
    집합적으로 화상을 형성하도록 설계된 미소구조형 아이콘 요소의 어레이를 포함하는 화상 시스템을 포함하고,
    포커싱 요소의 어레이와 화상 시스템은 상호작용하여 합성 광학 화상을 형성하는 합성 광학 화상 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 미소구조형 아이콘 요소의 어레이는 아이콘 층에 통합되거나, 기판상에 형성된 코팅층에 통합되는 합성 광학 화상 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 미소구조형 아이콘 요소는 오목부 또는 융기 영역 중 어느 하나 또는 양자 모두로서 형성되는 합성 광학 화상 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 미소구조형 아이콘 요소는 비대칭 보이드 패턴, 대칭 보이드 패턴, 광 트랩 패턴, 비대칭 융기 패턴, 대칭 융기 패턴, 홀로그래픽 표면 릴리프 패턴, 일반화된 회절 릴리프 패턴, 이원 구조 패턴, 이원 광학 패턴, 단차형 릴리프 패턴, 랜덤 조면화 및 의사-랜덤 조면화 패턴, 공칭 평면 패턴, 오목 또는 볼록 패턴 및 그 조합 중 하나 이상으로부터 선택되는 합성 광학 화상 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 합성 광학 시스템은 마이크로-광학 시스템, 합성 확대 마이크로-광학 화상 투사 시스템, 모아레 확대 시스템 또는 마이크로 원통형 렌티큘러 화상 시스템 중 하나 이상인 합성 광학 화상 시스템.
  6. 제2항에 있어서, 아이콘 층은 독립형인 합성 광학 화상 시스템.
  7. 제2항에 있어서, 아이콘 층은 기판상에 제공되는 합성 광학 화상 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 기판은 포커싱 요소 어레이의 어레이에 광학적으로 결합되는 합성 광학 화상 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 미소구조형 아이콘 요소의 어레이는 미소구조를 갖는 영역과 구조화되지 않은 영역을 포함하고, 미소구조형 아이콘 요소는 아이콘 어레이가 진공, 가스, 액체 또는 고체 내에 침지 또는 그와 접촉할 때, 미소구조와 구조화되지 않은 아이콘 어레이의 영역 사이에서 광학적 대비를 나타내도록 설계되는 합성 광학 화상 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 광학적 대비는 굴절, 내부 반사, 표면 반사, 산란, 편광, 광학적 회전, 회절, 광학적 간섭 또는 그 조합으로부터 발생되는 합성 광학 화상 시스템.
  11. 제2항에 있어서, 아이콘 요소의 적어도 일부는 코팅을 가지는 합성 광학 화상 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 코팅은 등방성, 비등방성 또는 지향성인 합성 광학 화상 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 코팅은 연속, 불연속 또는 패턴화되거나 그 조합으로 이루어지는 합성 광학 화상 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 코팅은 금속 재료인 합성 광학 화상 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 금속 코팅 재료는 선택된 부분이 제거되어 있는 합성 광학 화상 시스템.
  16. 제11항에 있어서, 코팅은 패턴화되고, 패턴화된 코팅은 패턴화된 코팅이 제1 합성 화상을 형성하고 미소구조형 아이콘 요소가 제2 합성 화상을 형성하도록 미소구조형 아이콘 요소에 독립적인 아이콘 화상을 제공하는 합성 광학 화상 시스템.
  17. 제11항에 있어서, 코팅은 패턴화되고, 패턴화된 코팅의 일부는 포지티브 화상 또는 네거티브 화상을 형성하는 합성 광학 화상 시스템.
  18. 제2항에 있어서, 미소구조형 아이콘 요소의 일부는 포지티브 화상 또는 네거티브 화상 중 어느 하나를 형성하는 합성 광학 화상 시스템.
  19. 제17항에 있어서, 패턴화된 코팅의 일부는 색상 반전 화상을 형성하는 합성 광학 화상 시스템.
  20. 제18항에 있어서, 미소구조형 아이콘 요소의 일부는 색상 반전 화상을 형성하는 합성 광학 화상 시스템.
  21. 제17항에 있어서, 패턴화된 코팅의 일부는 투명 배경에 대해 불투명한 화상 또는 불투명 배경에 대해 투명한 화상 중 어느 하나를 형성하는 합성 광학 화상 시스템.
  22. 제18항에 있어서, 미소구조형 아이콘 요소의 일부는 투명 배경에 대해 불투명한 화상 또는 불투명 배경에 대해 투명한 화상 중 어느 하나를 형성하는 합성 광학 화상 시스템.
  23. 미소구조형 아이콘 요소의 어레이와, 포커싱 요소의 어레이로부터 형성된 미세 인쇄를 포함하고, 상기 어레이들은 상호작용하여 합성 광학 화상을 형성하는 합성 광학 화상 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 미세 인쇄는 축약적 정보 저장을 위해 사용되는 합성 광학 화상 시스템.
  25. 제23항에 있어서, 미세 인쇄는 문서, 포장, 제조된 물품 또는 화폐의 보안 은선에서의 화폐 식별을 위해 사용되는 합성 광학 화상 시스템.
  26. 제11항에 있어서, 코팅은 아이콘층에 적층되는 합성 광학 화상 시스템.
  27. 제11항에 있어서, 코팅은 기판에 의해 지지되는 합성 광학 화상 시스템.
  28. 제27항에 있어서, 기판은 아이콘 층과 코팅 사이에 배치되는 합성 광학 화상 시스템.
  29. 제2항에 있어서, 미소구조형 아이콘 요소의 적어도 일부는 아이콘 충전 재료로 충전되는 합성 광학 화상 시스템.
  30. 제26항에 있어서, 미소구조형 아이콘 요소의 적어도 일부는 적층 이전에 아이콘 충전 재료로 충전되는 합성 광학 화상 시스템.
  31. 제26항에 있어서, 미소구조형 아이콘 요소의 적어도 일부는 적층 이전에 코팅으로 코팅되는 합성 광학 화상 시스템.
  32. 제2항에 있어서, 아이콘 층은 포지티브 아이콘 요소 및 네거티브 아이콘 요소 양자 모두로 형성되는 합성 광학 화상 시스템.
  33. 제2항에 있어서, 아이콘 층은 포지티브 화상 아이콘 요소로 형성되고, 포지티브 화상 아이콘 요소는 아이콘 층내의 함몰부 또는 보이드로서 형성되며, 아이콘층의 배경 영역은 융기 영역으로서 형성되는 합성 광학 화상 시스템.
  34. 제2항에 있어서, 아이콘 층은 네거티브 아이콘 화상 요소로 형성되고, 네거티브 화상 아이콘 요소는 아이콘 층내의 융기 영역으로 형성되고, 아이콘층의 배경 영역은 아이콘층내의 함몰부 또는 보이드로서 형성되는 합성 광학 화상 시스템.
  35. 제33항에 있어서, 포지티브 화상 아이콘 요소의 적어도 일부는 아이콘 층 재료와는 다른 특성을 갖는 충전 재료로 충전되는 합성 광학 화상 시스템.
  36. 제34항에 있어서, 아이콘층내의 배경 영역의 적어도 일부는 아이콘 층 재료와는 다른 특성을 갖는 충전 재료로 충전되는 합성 광학 화상 시스템.
  37. 제35항에 있어서, 충전 재료는 착색 재료를 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  38. 제36항에 있어서, 충전 재료는 착색 재료를 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  39. 제2항에 있어서, 미소구조형 아이콘 층의 표면의 적어도 일부에 인가된 코팅 재료를 더 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  40. 제38항에 있어서, 코팅 재료는 아이콘 층에 대해 등방성, 아이콘층에 대해 비등방성, 불연속형, 패턴형, 비패턴형, 지향성이거나, 아이콘 층과는 다른 특성이나 재료를 갖는 코팅된 영역을 갖거나 그 조합으로 이루어지는 합성 광학 화상 시스템.
  41. 제39항에 있어서, 코팅 재료는 아이콘 층의 평면에 수직인 방향으로부터 볼 때, 실질적으로 투명한 알루미늄이고, 코팅층의 반사성은 입사각의 증가와 함께 증가하며, 그래서, 코팅된 요소의 측부는 보다 더 반사적이 되어 아이콘 요소의 고 대비 윤곽선의 외관을 초래하는 합성 광학 화상 시스템.
  42. 제39항에 있어서, 코팅 재료는 다층 유전체 재료이며, 코팅의 색상은 서로 다른 관찰 각도에서 다르게 나타나는 합성 광학 화상 시스템.
  43. 제39항에 있어서, 미소구조형 아이콘의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 충전하는 충전 재료를 더 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  44. 제2항에 있어서, 미소구조형 아이콘의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 충전하는 충전 재료를 더 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  45. 제43항에 있어서, 미소구조형 아이콘의 적어도 일부는 다른 양의 다른 재료로 충전되는 합성 광학 화상 시스템.
  46. 제44항에 있어서, 미소구조형 아이콘의 적어도 일부는 다른 양의 다른 재료로 충전되는 합성 광학 화상 시스템.
  47. 제39항에 있어서, 코팅 재료는 패턴화되는 합성 광학 화상 시스템.
  48. 제47항에 있어서, 코팅 재료는 인쇄, 레지스트 재료의 코팅상으로의 퇴적 및 노출된 코팅의 적어도 일부의 화학적 에칭이나 레지스트 재료의 적어도 일부의 화학적 또는 기계적 제거에 의해 패턴화되는 합성 광학 화상 시스템.
  49. 제39항에 있어서, 코팅 재료는 패턴화된 금속화된 코팅인 합성 광학 화상 시스템.
  50. 제39항에 있어서, 코팅 재료는 미소구조형 아이콘 요소에 의해 집합적으로 형성된 화상에 부가하여, 집합적으로 화상을 형성하는 아이콘 요소의 세트를 생성하는 패턴화된 코팅 재료인 합성 광학 화상 시스템.
  51. 제47항에 있어서, 코팅 재료는 미소구조형 아이콘 요소의 형상과는 대등하지 않은 형상으로 패턴화되는 합성 광학 화상 시스템.
  52. 제47항에 있어서, 코팅 재료는 미소구조형 아이콘 요소에 의해 보유되는 정보와는 다른 정보를 보유하는 합성 광학 화상 시스템.
  53. 제39항에 있어서, 코팅 재료는 선택적으로 파열성 라커층을 포함하는 고온 스탬프 포일인 합성 광학 화상 시스템.
  54. 제53항에 있어서, 고온 스템프 포일의 적어도 일부 위에 코팅되거나, 아이콘 층에 인가되어 미소구조형 아이콘 요소내의 복수의 함몰부의 적어도 일부만을 충전하는 충전 재료를 더 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  55. 제39항에 있어서, 코팅 재료는 지향성 코팅을 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  56. 제55항에 있어서, 미소구조형 아이콘 요소내의 복수의 함몰부의 일부를 적어도 부분적으로 충전하는 충전 재료를 더 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  57. 제1항에 있어서, 미소구조형 아이콘 요소는 기판의 선택된 부분상에 제공된 패턴화된 코팅 재료로 형성되고, 패턴화된 코팅 재료는 아이콘 요소의 포지티브 또는 네거티브 대상물 패턴 중 어느 하나를 형성하는 합성 광학 화상 시스템.
  58. 제57항에 있어서, 패턴화된 코팅 재료에 추가된 부가적인 코팅층을 더 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  59. 제1항에 있어서, 시스템은 인증 시스템으로서 동작하며, 포커싱 요소의 어레이는 화상 시스템으로부터 분리되어 있고, 화상 시스템에 포함된 정보를 판독하기 위해 사용되는 합성 광학 화상 시스템.
  60. 제59항에 있어서, 포커싱 요소의 어레이는 시트로서 형성되고, 화상 시스템은 시트로서 형성되며, 상기 두 시트는 광학적 또는 기계적으로 결합되도록 구성되고, 포커싱 요소의 초점 길이는 포커싱 요소를 포함하는 시트의 두께 보다 큰 합성 광학 화상 시스템.
  61. 제60항에 있어서, 상기 두 개의 시트는 결합 유체로 결합되는 합성 광학 화상 시스템.
  62. 제60항에 있어서, 아이콘 요소의 어레이는 화상 시스템 시트의 표면 내에 또는 화상 시스템 시트의 표면 상에 배치되며, 포커싱 요소의 초점은 상기 두 개의 시트가 합성 광학 화상을 형성하도록 결합될 때, 상기 화상 시스템 시트의 상기 표면에 또는 상기 화상 시스템 시트의 상기 표면을 미소하게 벗어난 위치에 존재하며, 화상 시스템 시트의 표면은 합성 광학 화상을 형성하도록 설계된 미소구조형 아이콘 요소를 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  63. 제60항에 있어서, 화상 시스템 시트는 인증 또는 보안 장치에 고정 또는 그 내부에 통합되는 합성 광학 화상 시스템.
  64. 제63항에 있어서, 포커싱 요소의 어레이 및 화상 시스템은 실질적으로 일치하는 회전 대칭 및 반복 주기를 갖는 합성 광학 화상 시스템.
  65. 제60항에 있어서, 화상 시스템 시트 상에 표면 코팅을 더 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  66. 제64항에 있어서, 화상 시스템 시트는 포커싱 요소의 어레이와 협력하여 서로 다른 합성 화상을 형성하는 아이콘 요소의 다수의 패턴들을 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  67. 제66항에 있어서, 서로 다른 합성 화상은 화상 시스템 시트에 관한 포커싱 요소 시트의 서로 다른 회전 각도에서 형성되는 합성 광학 화상 시스템.
  68. 제66항에 있어서, 서로 다른 합성 화상은 서로 다른 별개의 포커싱 요소 시트의 사용을 통해 형성되고, 서로 다른 별개의 포커싱 요소 시트는 포커싱 요소 어레이의 반복 주기, 포커싱 요소의 초점 길이 또는 그 회전 대칭성이나 그 조합 중 하나 이상이 서로 다른 포커싱 요소의 어레이를 갖는 합성 광학 화상 시스템.
  69. 제66항에 있어서, 하나의 아이콘 패턴은 다른 아이콘 요소 패턴으로부터 다른 반복 주기 또는 다른 회전 대칭성 또는 양자 모두를 갖는 합성 광학 화상 시스템.
  70. 제69항에 있어서, 서로 다른 아이콘 요소 패턴으로부터 합성 화상을 형성하기 위해서는 서로 다른 포커싱 요소 시트가 필요한 합성 광학 화상 시스템.
  71. 제70항에 있어서, 두 개의 다른 아이콘 요소 패턴의 합성 화상을 형성하기 위해 제1 포커싱 요소 시트 위에 제2 포커싱 요소 시트가 배치되고, 포커싱 요소 시트 중 하나는 다른 포커싱 요소 시트의 포커싱 요소와는 다른 초점 길이를 갖는 포커싱 요소를 갖는 합성 광학 화상 시스템.
  72. 제71항에 있어서, 제1 및 제2 포커싱 요소 시트는 포커싱 요소 어레이의 반복 주기, 포커싱 요소의 초점 길이 또는 그 회전 대칭성 중 하나 이상이 서로 다른 포커싱 요소의 어레이를 가지는 합성 광학 화상 시스템.
  73. 제66항에 있어서, 적어도 두 개의 서로 다른 화상 시스템 층에 서로 다른 아이콘 패턴이 제공되는 합성 광학 화상 시스템.
  74. 제73항에 있어서, 서로 다른 화상 시스템 층은 서로 다른 화상 시스템 시트에 제공되는 합성 광학 화상 시스템.
  75. 제2항에 있어서, 포커싱 요소의 어레이와 화상 시스템 사이에 광학적 스페이서를 더 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  76. 제75항에 있어서, 포커싱 요소의 어레이 위에 다른 재료를 배치하지 않고서는 합성 광학 화상이 구별될 수 없도록 광학적 스페이서의 두께는 포커싱 요소의 초점 길이 보다 크고, 상기 다른 재료의 굴절율은 화상 시스템의 아이콘 요소상에 초점형성되어 합성 광학 화상을 제공하도록 포커싱 요소의 초점 길이를 변화시키기에 충분한 합성 광학 화상 시스템.
  77. 제76항에 있어서, 서로 다른 굴절율을 갖는 재료의 추가로 다른 합성 광학 화상을 제공하는 다른 아이콘 요소 층을 더 포함하는 합성 광학 화상 시스템.
  78. 제76항에 있어서, 상기 다른 재료는 액체이고, 그에 의해, 젖은 상태에서 나타나는 합성 광학 화상을 제공하는 합성 광학 화상 시스템.
  79. 제1항에 있어서, 화폐 또는 화폐를 위한 보안 은선에 통합되는 합성 광학 화상 시스템.
  80. 제1항에 있어서, 화상 시스템의 관찰 방위각이 변할 때, 관찰자에 의해 관찰되는 합성 광학 화상이 변하는 합성 광학 화상 시스템.
  81. 집합적으로 화상 또는 특정 선택된 정보를 형성하도록 구성된 미소구조형 아 이콘 요소의 어레이를 포함하고, 상기 화상은 별개의 확대 장치의 사용에 의해 관찰되거나 정보 판독되도록 구성되는 화상 표시 시스템.
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