KR20180008539A - 성형된 마이크로렌즈 - Google Patents

Abstract

광학 장치, 바람직하게, 문서를 위한 보안 장치는 마이크로렌즈들의 배열 및 마이크로이미지들의 배열을 포함하고, 마이크로이미지들의 배열은 마이크로렌즈들의 배열을 통해 볼 때 광학적 가변 효과를 제공하도록 구성되고, 마이크로렌즈들의 배열은 광학적 가변 효과와는 독립적인 인식가능 이미지를 한정한다.

Description

성형된 마이크로렌즈

본 발명은, 일반적으로, 광학 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 문서(document)에 제공되는 경우 향상된 보안을 제공하는 데 적합한 광학 장치에 관한 것이다.

많은 이유로 인해, 문서의 위조를 방지하도록 보안을 제공해야 할 경우가 종종 있다. 광학적 가변 효과, 즉, 뷰잉(viewing) 조건이 변경될 때 피처(feature)의 외관이 변하는 효과를 제공하는 피처를 문서에 포함하는 것이 일반적이다. 일반적인 일례는, 시야각 및 조명 각도에 따라 외관이 변하는 홀로그래픽 피처의 신용 카드와 같은 소정의 문서 상에 제공되는 것이다.

위조자는, 표준 복사기가 광학적 가변 효과의 가변적 구성요소를 정확하게 재현하지 못하므로, 단순히 표준 복사기를 사용하여 광학적 가변 효과를 포함하는 문서의 위조 버전을 생성할 수는 없다. 위조 문서를 제시받은 사람은 가변성의 부재(absent)로 인해 그 문서를 불법 제품이라고 쉽게 식별할 수 있다.

여권, 은행권, 신용 카드, 직불 카드 등의 일부 문서 상에 일반적으로 마이크로렌즈라고 하는 작은 렌즈들의 어레이들을 제공하는 것은 알려져 있다. 어레이들은, 기존의 알려진 기술을 사용하여 대규모로 재현하기가 쉽기 때문에, 통상적으로 직사각형 또는 정사각형 배열로 제공된다. 그러나, 직사각형 또는 정사각형 형상을 사용하면 광학적 효과의 불법 복제를 쉽게 허용할 수 있다.

본 발명은, 위조자가 인식가능 이미지를 정확하게 재현하기 것이 더욱 어렵기 때문에, 인식가능 이미지를 자체적으로 구성하는 배열로 마이크로렌즈들을 제공함으로써 추가 보안을 제공할 수 있다는 점을 실현하고자 하는 것이다. 이러한 방식으로, 마이크로렌즈는, (마이크로이미지의 어레이와 같은) 인쇄된 요소들의 알려져 있는 배열로 인해 보안 효과를 생성할 뿐만 아니라, 인식가능 이미지의 픽셀들로서 기능함으로써 추가 보안 효과를 제공한다.

본 발명은, 또한, 일반적인 사용자가 특이한 배열에 흥미를 느낄 수도 있으므로 인식가능 이미지가 추가 보안을 제공함을 실현하고자 하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 마이크로렌즈들의 배열과 마이크로이미지들의 배열을 포함하는 광학 장치를 제공하며, 마이크로이미지들의 배열은 마이크로렌즈들의 배열을 통해 볼 때 광학적 가변 효과를 제공하도록 구성되고, 마이크로렌즈들의 배열은, 광학적 가변 효과와는 독립적으로, 규칙적 격자의 마이크로렌즈들의 존재 또는 부재를 통해 인식가능 이미지를 한정한다(define).

엠보싱을 사용하여 기재 상에 마이크로렌즈를 형성하는 종래 기술의 방법들은, 전체 기재를 엠보싱하거나 (이는 특히 포일로서 구현된 광학 장치에 적용될 수도 있음) 또는 기재의 일 측면으로부터 대향 측면으로 교차하는 스트립(이는 특히 문서 기재 상에 직접 형성된 광학 장치에 적용될 수도 있음)을 엠보싱한다. 어느 경우든, 마이크로렌즈들은 기재의 적어도 일 측면으로부터 타 측면으로 연장된다. 대신, "인식가능 이미지"는, 바람직하게 기재의 경계 내에 위치하는 마이크로렌즈들의 배열에 의해 정의되며, 마이크로렌즈들은 실제 기재 경계에서는 형성되지 않는다. 보다 바람직하게, "인식가능 이미지"는, 이미지로서 식별될 수 있도록 선택되는 이미지이며, 즉, 마이크로렌즈들의 배열을 보는 사용자는 이미지가 정의되었음을 이해한다.

"인식가능 이미지"는 간단한 기하학적 형상이 아닌 이미지일 수도 있다. 일 실시형태에서, "간단한 기하학적 형상"은 정사각형 또는 직사각형일 수도 있다. 다른 실시형태에서, "간단한 기하학적 형상"은, 적은 수의 직선 에지 변을 갖는, 예를 들어, 10개 미만, 바람직하게는 5개 미만, 보다 바람직하게는 3개 또는 4개의 직선 에지 변을 갖는 형상들 중에서 선택된다.

선택 사항으로서, "인식가능 이미지"는, 통화 기호, 국가 식별자 등의 기호(또는 기호들)를 갖는 정보에 대응한다.

통상적으로, 광학 장치는, 쓸만하게 위조된 문서를 생성하는 것이 더욱 어렵도록 문서에 부착되거나 문서 상에 형성되는 피처인 보안 장치를 구성한다.

일 실시예에서, 광학적 가변 효과는 모아레 효과이다. 다른 일 실시예에서, 광학적 가변 효과는 콘트라스트 스위치 효과이다.

통상적으로, 인식가능 이미지는 마이크로렌즈들의 존재에 의해 정의된다.

바람직하게는, 마이크로렌즈 위치의 완전한 그리드가 결정되고, 마이크로렌즈들은 완전한 그리드의 그리드 위치에 선택적으로 배치되어 인식가능 이미지를 생성하게 된다.

선택 사항으로서, 마이크로이미지들의 배열은 마이크로렌즈들의 배열보다 넓은 영역에 걸쳐 연장된다.

일 실시예에서, 마이크로렌즈들의 배열은, 마이크로이미지들의 배열에 대향하여 고정적으로 위치하며, 바람직하게는 적어도 실질적으로 투명한 기재의 대향 측면들 상에 위치한다. 대체 실시예에서, 마이크로렌즈들의 배열은 마이크로이미지들의 배열과는 별개로 위치하며, 이때, 광학적 가변 효과를 보도록 배열들이 중첩 관계에 있어야 하며, 바람직하게, 그 배열들은 기재의 서로 다른 영역들에 위치한다.

선택 사항으로서, 마이크로렌즈는 구형 또는 비구면 마이크로렌즈이고, 또는 마이크로렌즈는 원통형 마이크로렌즈이다. 또 다른 선택 사항은, 선택적으로 부재하는 원통형 마이크로렌즈들을 사용함으로써 인식가능 이미지를 한정하는 것이다.

본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 제1 양태의 광학 장치를 포함하는, 문서, 바람직하게는 보안 문서, 더욱 바람직하게는 은행권을 제공한다.

일 실시예에서, 마이크로렌즈들의 배열은, 문서의 윈도우 또는 하프-윈도우 영역 내의 마이크로이미지들의 배열에 대향하여 고정적으로 위치한다. 다른 일 실시예에서, 마이크로렌즈들의 배열은 문서의 윈도우 영역에 위치하며, 마이크로이미지들의 배열은 마이크로렌즈들의 배열과는 별도로 위치하며, 이때, 문서는, 광학적 가변 효과를 보기 위해 마이크로이미지들의 배열과 마이크로렌즈들의 배열이 중첩 관계를 갖도록 예를 들어 접힘 및/또는 비틀림에 의해 조작되어야 한다. 통상적으로, 이 경우, 마이크로이미지들의 배열은 마이크로렌즈들의 배열보다 문서의 넓은 표면 영역에 걸쳐 연장된다.

보안 문서 또는 토큰

본원에서 사용되는 바와 같이, 보안 문서 및 토큰이라는 용어는, 문서, 가치 토큰, 식별 문서의 모든 유형을 포함하며, 예를 들어, 은행권과 동전과 같은 통화 품목, 신용 카드, 수표, 여권, 신분증, 증권 및 주식 증명서, 운전 면허증, 소유권 증서, 항공표 및 기차표와 같은 여행 문서, 입장 카드와 티켓, 출생, 사망 및 결혼 증명서, 성적 증명서를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명은, 특히, 배타적이지 않게, 하나 이상의 인쇄 층이 부착된 기재로부터 형성된 은행권 또는 식별 카드나 여권 등의 식별 문서 등의 보안 문서 또는 토큰에 적용 가능하다. 본원에서 설명하는 회절 격자 및 광학적 가변 장치는 또한 패키징과 같은 다른 제품에 적용될 수도 있다.

보안 장치 또는 피처

본원에서 사용되는 바와 같이, 보안 장치 또는 피처이란 용어는, 위조, 복사, 변경, 또는 부당 변경으로부터 보안 문서 또는 토큰을 보호하기 위한 다수의 보안 장치, 요소 또는 피처 중 임의의 하나를 포함한다. 보안 장치 또는 피처는, 보안 문서의 기재에 또는 기재 상에 제공될 수도 있고 또는 베이스 기재에 부착되는 하나 이상의 층에 또는 이러한 층 상에 제공될 수도 있으며, 보안 문서의 층들에 임베딩된 보안 스레드; 형광 잉크, 발광 잉크, 인광 잉크, 금속 잉크, 무지갯빛 잉크, 광색성 잉크, 감온변색성 잉크, 수변색성 잉크 또는 압력변색성 잉크와 같은 보안 잉크; 릴리프 구조를 포함한 인쇄된 및 엠보싱된 피처; 간섭 층; 액정 장치; 렌즈 및 렌티큘러 구조; 회절 격자, 홀로그램 및 회절 광학 요소(DOE)를 포함하는 회절 장치와 같은 광학적 가변 장치(OVD)를 포함하는 다양한 형식을 취할 수도 있다.

기재

본원에서 사용되는 바와 같이, 기재라는 용어는, 보안 문서 또는 토큰이 형성되는 베이스 재료를 가리킨다. 베이스 재료는, 종이 또는 셀룰로오스와 같은 다른 섬유성 재료; 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 이축 배향 폴리프로필렌(BOPP) 등의 플라스틱 또는 폴리머 재료; 또는, 2개 이상의 폴리머 재료 중 적어도 하나의 플라스틱 재료와 종이의 라미네이트 등의 2개 이상의 재료의 복합 재료일 수도 있다.

투명 윈도우 및 하프 윈도우

본원에서 사용되는 바와 같이, 윈도우라는 용어는, 인쇄가 적용되는 실질적으로 불투명한 영역에 비해 보안 문서의 투명한 영역 또는 반투명한 영역을 가리킨다. 윈도우는, 실질적으로 영향을 받지 않는 광의 투과를 허용하도록 완전히 투명할 수도 있고, 또는 부분적으로 투명하거나 부분적으로 반투명하여 광의 투과를 허용하지만 물체가 윈도우 영역을 통해 명확하게 보이지 않도록 될 수도 있다.

윈도우 영역은, 윈도우 영역을 형성하는 영역에서 적어도 하나의 불투명 층을 생략함으로써, 투명 폴리머 재료의 적어도 하나의 층 및 투명 폴리머 기재의 적어도 한 면에 부착된 하나 이상의 불투명 층을 갖는 폴리머 보안 문서에 형성될 수도 있다. 불투명 층이 투명 기재의 양면에 부착되는 경우, 윈도우 영역에서 투명 기재의 양면 상의 불투명 층을 생략함으로써 완전하게 투명한 윈도우가 형성될 수도 있다.

이하 "하프 윈도우"라고 하는 부분적으로 투명하거나 반투명한 영역은, "하프 윈도우"가 완전히 투명하지는 않지만 하프 윈도우를 통해 물체를 볼 수 없으면서 일부 광이 통과할 수 있도록 윈도우 영역의 보안 문서의 한 면 상에서만 불투명 층을 생략함으로써 양면 상에 불투명 층을 갖는 폴리머 보안 문서에 형성될 수도 있다.

대안으로, 투명한 윈도우 또는 반투명한 하프 윈도우 영역을 형성하도록 투명한 플라스틱 재료의 삽입체를 종이 또는 섬유성 기재의 절단부(cut-out) 또는 오목부 내에 삽입함으로써, 종이 또는 섬유성 재료 등의 실질적으로 불투명한 재료로 기재를 형성할 수 있다.

불투명 층

하나 이상의 불투명 층은, 보안 문서의 불투명도를 증가시키도록 투명 기재에 부착될 수도 있다. 불투명 층은 L_T<L_O이며, 여기서 L_O는 문서에 입사되는 광의 양이고, L_T는 문서를 통해 투과되는 광의 양이다. 불투명 층은 다양한 불투명 코팅 중 임의의 하나 이상을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 불투명 코팅은, 열 활성화된 가교 결합성 폴리머 재료의 결합제나 담체 내에 분산된 이산화 티타늄과 같은 안료를 포함할 수도 있다. 대안으로, 투명 플라스틱 재료의 기재는, 표시자가 후속하여 인쇄되거나 다르게 부착될 수도 있는, 종이 또는 부분적으로 또는 실질적으로 불투명한 기타 재료의 불투명 층들 사이에 끼워질 수 있다.

회절 광학 요소(DOE)

본원에서 사용되는 바와 같이, 회절 광학 요소라는 용어는 수치형 회절 광학 요소(DOE)를 가리킨다. 수치형 회절 광학 요소(DOE)는 원거리 필드(또는 재구성 평면)에서 2차원 강도 패턴을 재구성하는 복잡한 데이터의 맵핑에 의존한다. 따라서, 실질적으로 평행화된 광, 예를 들어, 점 광원 또는 레이저로부터의 광이 DOE에 입사할 때, 적절한 뷰잉 면이 재구성 평면에 위치하는 경우에 또는 재구성 평면에서 DOE를 투과 상태로 보는 경우에 볼 수 있는 투영된 이미지를 재구성 평면에 생성하는 간섭 패턴이 생성된다. 2개의 평면 간의 변환은 고속 푸리에 변환(FFT)에 의해 근사화될 수 있다. 따라서, 진폭 및 위상 정보를 포함하는 복잡한 데이터는 DOE의 마이크로 구조에서 물리적으로 인코딩되어야 한다. 이러한 DOE 데이터는, 원하는 재구성(즉, 원거리 필드에서의 원하는 강도 패턴)의 역 FFT 변환을 수행함으로써 산출될 수 있다.

DOE는, 때때로 컴퓨터 생성 홀로그램이라고 하지만, 무지개 홀로그램, 프레넬 홀로그램, 및 볼륨 반사 홀로그램과 같은 기타 유형의 홀로그램과는 다르다.

굴절률 n

매질 n의 굴절률은 매질 내의 광의 속도에 대한 진공 내의 광의 속도의 비율이다. 렌즈의 굴절률 n은 스넬의 법칙에 따라 렌즈 표면에 도달하는 광선이 굴절되는 양을 결정한다:

여기서, α는 렌즈 표면의 입사점에서의 입사 광선과 법선 사이의 각도이고, θ는 입사점에서의 법선과 굴절된 광선 사이의 각도이고, n₁은 공기의 굴절률이다(근사화로, n₁은 1로 간주될 수도 있다).

엠보싱가능한 방사선 경화성 잉크

본원에서 사용되는 엠보싱가능한 방사선 경화성 잉크라는 용어는, 인쇄 공정에 있어서 기재에 도포될 수도 있으며, 릴리프 구조를 형성할 정도로 연성이면서 엠보싱될 수 있고 엠보싱된 릴리프 구조를 고정하도록 방사선에 의해 경화될 수 있는, 임의의 잉크, 래커, 또는 기타 코팅을 가리킨다. 경화 공정은 방사선 경화성 잉크가 엠보싱되기 전에 수행되지 않지만, 엠보싱 후에 또는 엠보싱 단계와 실질적으로 동시에 경화 공정이 수행될 수 있다. 방사선 경화성 잉크는 바람직하게 자외선(UV) 방사선에 의해 경화 가능하다. 대안으로, 방사선 경화성 잉크는 전자 빔 또는 X선과 같은 기타 형태의 방사선에 의해 경화될 수도 있다.

방사선 경화성 잉크는 투명 수지 재료로 형성된 투명 또는 반투명 잉크인 것이 바람직하다. 이러한 투명 또는 반투명 잉크는, 서브 파장 격자, 투과 회절 격자, 및 렌즈 구조 등의 광 투과 보안 요소를 인쇄하는 데 특히 적합하다.

특히 바람직한 일 실시예에서, 투명 또는 반투명 잉크는 바람직하게 아크릴계 UV 경화성의 깨끗한 엠보싱가능 래커 코팅을 포함한다.

이러한 UV 경화성 래커는 Kingfisher Ink Limited의 자외선형 UVF-203 또는 유사 제품을 포함하는 다양한 제조사로부터 취득될 수 있다. 대안으로, 방사선 경화성 엠보싱가능 코팅은 다른 화합물, 예를 들어 니트로-셀룰로오스에 기초할 수도 있다.

본원에서 사용되는 방사선 경화성 잉크 및 래커는, 회절 격자와 홀로그램과 같은 회절 구조, 및 마이크로렌즈 및 렌즈 어레이를 포함하는 마이크로 구조를 엠보싱하는 데 특히 적합한 것으로 밝혀졌다. 그러나, 이들은 비회절 광학적 가변 장치와 같은 더욱 큰 릴리프 구조로 엠보싱될 수도 있다.

잉크는 엠보싱되고 실질적으로 동시에 자외선(UV) 조사에 의해 경화되는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 일 실시예에서, 방사선 경화성 잉크는 그라비어 인쇄 공정에서 실질적으로 동시에 도포되고 엠보싱된다.

바람직하게, 그라비어 인쇄에 적합하도록, 방사선 경화성 잉크는, 실질적으로 약 20 내지 약 175 센티포이즈의 범위, 더욱 바람직하게는 약 30 내지 약 150 센티포이즈의 범위 내에 있는 점도를 갖는다. 점도는 잔 컵(Zahn Cup) #2로부터 래커가 배출되는 시간을 측정함으로써 결정될 수도 있다. 20초로 배출되는 샘플은 30 센티포이즈의 점도를 갖고, 63초로 배출되는 샘플은 150 센티포이즈의 점도를 갖는다.

일부 폴리머 기재의 경우에는, 잉크에 의해 형성되는 엠보싱된 구조의 기재에 대한 부착력을 개선하도록 방사선 경화성 잉크가 도포되기 전에 중간층을 기재에 도포할 필요가 있을 수도 있다. 중간층은 바람직하게 프라이머 층을 포함하고, 보다 바람직하게, 프라이머 층은 폴리에틸렌 이민을 포함한다. 프라이머 층은, 또한, 가교 결합제, 예를 들어 다기능성 이소시아네이트를 포함할 수도 있다. 본 발명에 사용하기 데 적합한 다른 프라이머의 예로는, 히드록실 말단 폴리머; 하이드록실 말단 폴리에스테르계 코폴리머; 가교 결합된 또는 비가교 결합된 하이드록실화 아크릴레이트; 폴리우레탄; 및 UV 경화성 음이온성 또는 양이온성 아크릴레이트가 있다. 적합한 가교 결합제의 예로는, 이소시아네이트; 폴리아지리딘; 지르코늄 착체; 알루미늄 아세틸아세톤; 멜라민; 및 카르보디-이미드가 있다.

금속 나노입자 잉크

본원에서 사용되는 바와 같이, 금속 나노입자 잉크라는 용어는 1마이크로미터 미만인 평균 크기의 금속 입자들을 갖는 잉크를 가리킨다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 실시예들은 단지 설명을 위해 제공된 것이며, 본 발명은 이러한 예시에 의해 한정되지 않음을 이해해야 한다. 도면에서:
도 1a는 일 실시예에 따른 광학 장치를 갖는 보안 문서와 같은 문서를 도시한 도면;
도 1b 내지 도 1d는 광학 장치를 포함하는 문서의 상이한 실시형태들을 도시한 도면;
도 2a는 광학 장치의 측면도이고, 도 2b는 동일한 장치의 평면도;
도 3a는 완전한 그리드를 도시하고, 도 3b는 완전한 그리드 내의 위치에 선택적으로 부착된 마이크로렌즈들을 도시한 도면;
도 4a는 전체 격자 내에서 모아레 효과를 생성하도록 구성된 마이크로렌즈들의 배열과 중첩된 위치에 선택적으로 부착된 마이크로렌즈들을 도시한 도면;
도 4b와 도 4c는 도 4a의 마이크로이미지들의 배열 및 마이크로렌즈들의 배열의 상이한 실시형태들을 도시한 도면;
도 5는 마이크로이미지들의 배열 및 마이크로렌즈들의 배열이 개별적으로 위치하는 실시형태를 도시한 도면;
도 6a와 도 6b는 콘트라스트 스위치의 실시예를 도시한 도면;
도 7은 마이크로렌즈들의 배열에 부착된 보호층을 도시한 도면;
도 8은 원통형 렌즈를 이용하는 다른 실시예를 도시한 도면;
도 9a는 마이크로렌즈를 포함하는 종래 기술의 포일을 도시한 도면;
도 9b는 마이크로이미지를 포함하는 종래 기술의 문서를 도시한 도면.

도 1a에는 광학 장치(4)를 포함하는 문서(2)가 도시되어 있다. 통상적으로, 광학 장치(4)는 보안 장치이고, 문서(2)는 보안 문서이며, 광학 장치(4)는 문서(2)의 위조를 억제하고 방지하는 것을 돕도록 제공된다. 문서(2)는 투명 또는 반투명 기재(8)를 포함한다. 광학 장치(4)는, 또한, 문서(2)와 동일한 기재(8)일 수 있는 기재(8), 또는 별도의 기재(8)를 포함할 수 있다.

광학 장치(4)와 문서(2)의 한 가지 가능한 배열이 도 1b에 도시되어 있다. 제1 및 제2 불투명 층(7a, 7b)은 기재(8)의 대향 표면들 상에 위치한다. 광학 장치(4)는, 제1 및 제2 불투명 층(7a, 7b)이 광학 장치(4)의 영역에 모두 존재하지 않는 문서(2)의 전체 윈도우 영역(5a)에 위치한다. 불투명 층(7a, 7b)은 광학 장치(4)와 연속적인 것으로 도시되어 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 예를 들어, 광학 장치(4)의 에지와 불투명 영역(7a, 7b)의 에지 사이에 갭이 있을 수도 있다.

광학 장치(4)와 문서(2)의 다른 가능한 배열은 도 1c에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 불투명 층(7a, 7b)은 기재(8)의 대향 표면들 상에 위치한다. 이 배열에서, 광학 장치(4)는, 광학 장치(4)의 영역에서 제1 불투명 층(7a)이 존재하지 않으며 제2 불투명 층(7b)은 존재하는 문서(2)의 하프 윈도우 영역(5b)에 위치된다. 도 1c의 배열과 유사하게, 불투명 층(7a)이 광학 장치(4)와 연속적인 것으로 도시되어 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 실시예에서, 제2 불투명 층(7b)은, 광학 장치(4)를 통해 볼 수 있으며 대향 위치하는 인쇄된 피처를 포함한다.

도 1d 및 도 1e에는 광학 장치(4)와 문서(2)의 2개의 배열이 도시되어 있다. 광학 장치(4)는 제1 및 제2 구성 요소(4a, 4b)로 분리된다. 제1 구성 요소(4a)는 기재(8) 상의 한 위치에 위치하고, 제2 구성 요소(4a)는 기재 (8) 상의 다른 위치에 위치한다. 도 1d에서, 구성 요소들(4a, 4b)은, 기재(8)에 의해 그 구성 요소들이 분리되면서 서로 중첩되도록 고정적으로 위치한다. 도 1e에서, 구성 요소들(4a, 4b)은, 서로 대향하지 않게 배치되며, 이때, 구성 요소들(4a, 4b)을 중첩 배치하도록 예를 들어 접힘 및/또는 비틀림을 통해 문서(2)가 조작되어야 한다.

도 1d와 도 1e의 배열은, 광학 장치(4)가 별도의 피처로서 형성되고 후속하여 전체적으로 부착되기보다는 문서(2) 상에 직접 형성되는 경우에 특히 적합하다. 선택 사항으로서, 구성요소들(4a, 4b) 중 하나는 투명할 필요가 없으며 따라서 불투명 층(7a, 7b)에 의해 커버될 수 있다.

하부 기재(8)와는 별도의 불투명 층들(7a, 7b)은, 기재(8)가 (종이 기재와 같이) 불투명한 경우에는 반드시 필요한 것은 아니다.

도 1b 내지 도 1e의 각각은, 예를 들어, 윈도우; 회절 광학 장치; 홀로그램; 마이크로렌즈 기반 광학적 가변 장치; 및 다른 임의의 적합한 보안 피처(들)로부터 선택될 수도 있는 추가 보안 피처(6)를 포함하며, 필요시 및/또는 원할 때 기재(8)의 윈도우 또는 하프 윈도우 영역 내에 위치할 수 있다(예를 들어, 도 1b는 윈도우 영역에 위치하는 추가 보안 피처(6)를 도시하며, 도 1c는 하프 윈도우 영역에 위치하는 추가 보안 피처를 도시한다). 광학 장치(4)와 유사하게, 추가 보안 피처(6)는, (예를 들어, 도 1d에 도시된 바와 같이) 문서(2)의 표면에 부착된 포일에 대응할 수 있다. 또한, 추가 보안 피처(6)는 광학 장치(4)와 동일한 문서(2)의 윈도우 또는 하프 윈도우 영역 내에 위치할 수 있다.

일반적으로, 본원에 설명하는 바와 같은 광학 장치(4)를 문서(2) 상에 통합하는 다양한 기술이 있다. 예를 들어, 광학 장치(4)는, 문서(2)의 기재(8)와는 별도로 (예를 들어, 포일로서) 형성될 수도 있으며, 후속하여 기재(8)에 부착된다. 다른 일례는, 예를 들어 인쇄 또는 엠보싱 공정을 통해 기재 상에 광학 장치(4)를 직접 형성하는 것이다. 이를 개시하도록, 광학 장치(4)는, 문서(2) 상에 직접 형성되고, 이처럼, 문서(2)의 기재(8)를 광학 장치의 기재로서 공유하는 것으로 가정한다.

도 2a와 도 2b를 참조해 보면, 일 실시예에 따른 광학 장치(4)가 도시되어 있다. 광학 장치(4)는, 출원인의 PCT 공보 WO 2008/031170 A1에 개시된 바와 같은 방사선 경화성 잉크를 이용하는 엠보싱 공정을 통해 형성될 수 있는 구형 또는 비구면(도시하지 않음) 마이크로렌즈들(10)의 배열을 포함한다. 도 2a는 기재(8)의 측면도를 도시하고, 도 2b는 평면도를 도시한다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 마이크로렌즈들(10)의 레이아웃은 인식가능 이미지(12)(이 경우, 대문자 "A")를 정의한다. 이것은, 단순히 사각 형상, 즉, 정사각형 또는 직사각형인 기존의 마이크로렌즈 배열에 추가 보안을 제공한다.

도 9a와 도 9b는 포일 기재(92)(도 9a) 및 문서 기재(94)(도 9b) 상에 형성된 엠보싱된 마이크로렌즈들(90)의 종래 기술의 배열을 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 종래 기술의 마이크로렌즈들(90)은 기재(92, 94)의 적어도 하나의 측면(95)으로부터 대향 측면(96)으로 연장된다. 포일 기재(92)의 경우, 마이크로렌즈들(90)은 포일 기재(92) 전체에 걸쳐 연장된다. 각각의 경우에, 마이크로렌즈들(90)의 배열은, 마이크로렌즈들(90)의 배열이 기재(92, 94)의 에지 내에 완전히 위치하지 않으므로(또한 그러한 에지로 연장하지 않으므로), 인식가능 이미지를 구성하지 않는다.

인식가능 이미지(12)를 정의하는 마이크로렌즈들(10)은, 도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같이, 표준 그리드(20) 상의 그리드 위치에 대응하는 위치에 선택적으로 형성된다. 표준 그리드(20)는, 가능한 그리드 위치(22)의 규칙적인 어레이에 대응한다(각각의 그리드 위치(22)는 구형 마이크로렌즈들의 점선 아웃라인으로서 도시되어 있다). 도시된 표준 그리드(20)는 직사각형 격자이지만, 임의의 규칙적 격자(예컨대, 5개의 2차원 Bravais 격자 중 하나)를 이용할 수 있음을 이해할 수 있다. 대안으로, 표준 그리드(20)는, 다수의 공지된 수단 중 임의의 것을 사용하여 선택적으로 미리 결정될 수도 있는 불규칙적 격자에 대응하며, 예를 들어, 규칙적 또는 주기적 변화에 대응하는 간격이다. 이어서, 인식가능 이미지(12)는 마이크로렌즈들(10)을 의도된 이미지에 대응하는 그리드 위치(22) 상에 선택적으로 배치함으로써 생성된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 인식가능 이미지(12)는 "A"이다.

통상적으로, 마이크로렌즈들(10)의 배열을 엠보싱을 통해 형성하기 위한 심(shim)이 생성된다. E-빔(전자 빔) 리소그래피는, 마이크로렌즈들(10)의 형성 및 위치의 정확한 제어가 가능하므로, 심을 생성하는 공정에 있어서 특히 유용할 수도 있다. 대안으로, 적절한 엠보싱 표면은 요구되는 네거티브 릴리프 구조로 새겨질 수 있다. 예를 들어, 다이아몬드 스타일러스를 사용하여 그라비어 인쇄 공정에서의 인라인으로 사용하는 데 적합한 금속 실린더 상에 직접 새길 수 있다.

도 4a의 실시예를 참조해 볼 때, 마이크로렌즈들(10)은 모아레 효과를 제공하는 데 이용된다. 마이크로렌즈들(10)이 중첩되어 마이크로이미지 그리드(14) 상에 포커싱되는 경우에 모아레 효과가 생성된다. 마이크로이미지들의 간격은, 마이크로렌즈 위치들(22)의 간격에 가깝지만 동일하지는 않으며 및/또는 마이크로이미지 그리드(14)와 표준 그리드(20)는 서로에 대하여 회전을 통해 오정렬된다(도시하지 않는다). 표준 그리드(20)와 마이크로이미지 그리드(14)는 동일한 격자형이다. 규칙적 정사각형 또는 직사각형 배열을 이용하는 일반적인 렌즈 기반의 모아레 방법 및 설계는 당업계에 공지되어 있다.

마이크로렌즈들(10)이 표준 그리드(20) 상에 선택적으로 위치함에 따라, 모아레 효과는 인식가능 이미지(12)의 아웃라인 내에서 "경계"로 나타난다. 이는, 모아레 확대 효과가 인식가능 이미지(12)와 결합되기 때문에, 종래 기술의 모아레 배열에 비해 향상된 시각적 효과를 제공한다.

도 4b는 마이크로이미지 그리드(14)의 마이크로이미지들이 전체적으로 인쇄되는 도 4a의 실시예의 실시형태를 도시한다. 따라서, 대응하는 마이크로렌즈들(10)이 없는 영역에 인쇄된 마이크로이미지들을 사용자가 볼 수 있어서, 이동하는 확대된 모아레 이미지와 마이크로이미지 간의 흥미로운 병치를 제공한다.

도 4c는 마이크로이미지들이 마이크로렌즈들(10)의 위치에 대응하는 위치에만 인쇄되는 다른 실시형태를 도시한다. 이러한 실시형태는, 인쇄된 마이크로이미지들과 마이크로렌즈들(10) 간의 정확한 위치 맞춤을 필요로 하기 때문에 위조하기가 훨씬 어려울 수도 있다.

도 5는 마이크로렌즈들(10) 및 마이크로이미지들이 서로에 대해 고정적으로 위치하지 않는 숨겨진 또는 은닉 배열이라고 때때로 칭하는 또 다른 일 실시예를 도시한다. 사용자가 모아레 확대 효과를 관찰하기 위해서는, 마이크로렌즈들(10)이 마이크로이미지들과 중첩되는 위치에 있어야 한다. 이어서, 사용자는, 마이크로렌즈들(10) 및 마이크로이미지들을 서로에 대하여 (횡단 상대 이동 및 회전 상대 이동 중 하나 또는 모두로) 이동시키고 및/또는 두 개의 층을 경사지게 하여 상대 운동 및/또는 회전 및/또는 확대된 모아레 이미지의 확장을 야기할 수 있다. 확대된 모아레 이미지의 이동에도 불구하고, 이는 여전히 인식가능 이미지의 경계 내로 제한된다. 마이크로렌즈들(10) 및 마이크로이미지들이 (도 1e에 도시된 바와 같이) 동일한 문서(2)의 상이한 부분들에 위치하는 경우에, "자체 검증" 보안 배열을 생성할 수 있다.

본 실시예의 구현에 있어서, 마이크로이미지 어레이는 마이크로렌즈들(10)보다 넓은 표면 영역 위로 연장되며, 사용자가 2개의 층을 정확히 정렬할 필요가 없다. 사용자가 결합된 층들을 경사지게 하고 및/또는 층들을 서로에 대하여 이동시킴에 따라, 모아레 효과를 볼 수 있다.

도 6a와 도 6b는 콘트라스트 스위치 효과를 이용하는 실시예를 도시한다. 이 실시예는 표준 그리드(20)의 마이크로이미지 간격과 동일한 마이크로이미지 간격을 이용한다. 도시된 실시형태에 따르면, 각각의 마이크로이미지(14)는, 마이크로이미지(14)에 연관된 영역의 대략 절반이 제1 색(예를 들어, 블랙)으로 착색되고 나머지 절반이 제2 색(예를 들어, 화이트)으로 착색되도록 구성된다. 도시하지 않은 대체 실시형태는, 각각의 마이크로이미지(14)가 절반은 한 색으로 나머지 절반은 다른 한 색으로 구성되는 것을 필요로 하지 않으며, 대신에, 다른 착색 선택 사항을 허용한다. 이 실시예는, 마이크로렌즈들(10)과 마이크로이미지들(14)이 도 5를 참조하여 전술한 바와 같이 함께 합쳐져야 하는 것처럼 개별적으로 위치하는 배열에 특히 적합할 수도 있으며, 이 경우, 마이크로이미지들(14)은 도 6b에 도시한 바와 같이 마이크로렌즈들(10)에 의해 커버된 영역보다 넓은 영역에 걸쳐 인쇄된다. 색들 중 한 색은 인쇄된 잉크 또는 투명 잉크를 구성하지 않을 수도 있고, 이때, 색이 하부 기재(8)의 색(또는 불투명 층(7a, 7b)의 색)을 구성한다는 점을 이해할 수 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 보호 코팅(24)이 마이크로렌즈들(10)의 외향면에 부착될 수 있다. 보호 코팅(24)은, 마이크로렌즈들(10)이 외향면의 넌-마이크로렌즈(10) 영역과 촉감적으로 구별될 수 없도록 외향면을 "평탄화"하는 추가 이점을 제공할 수 있다.

다른 마이크로렌즈들(10)을 이용할 수 있으며, 예를 들어, 도 8a와 도 8b에 도시한 바와 같이, 식별가능한 이미지(도 8a의 별, 도 8b의 "A")를 제공하도록 구성된 원통형 마이크로렌즈들(10)의 어레이가 도시되어 있음을 고려할 수 있다. 도 8a에 도시된 실시형태에서, 원통형 마이크로렌즈(10)들은, 영역들이 평평해졌거나 제거된 규칙적인 어레이로 부착되어, 인식가능 이미지를 한정한다. 도 8b의 실시형태에서, 원통형 마이크로렌즈들(10)은 고정된 길이로 형성되고, 마이크로렌즈들(10)은, 구형 마이크로렌즈들(10)을 사용하여 설명한 실시예들에 따라 표준 그리드(20) 내의 위치에 선택적으로 형성된다.

본 발명의 범위를 벗어나지 않는 수정 및 개선을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 굴절형 마이크로렌즈가 회절 및/또는 프레넬 렌즈로 대체될 수도 있다.

Claims (13)

1. 바람직하게 문서(document)를 위한 보안 장치인 광학 장치로서, 마이크로렌즈들의 배열 및 마이크로이미지들의 배열을 포함하되, 상기 마이크로이미지들의 배열은 상기 마이크로렌즈들의 배열을 통해 볼 때 광학적 가변 효과를 제공하도록 구성되고, 상기 마이크로렌즈들의 배열은, 상기 광학적 가변 효과와는 독립적으로, 규칙적인 격자의 마이크로렌즈들의 존재 또는 부재를 통해 인식가능 이미지를 한정하는(define), 광학 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 광학적 가변 효과는 모아레 효과이거나, 또는 상기 광학적 가변 효과는 콘트라스트 스위치 효과인, 광학 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 인식가능 이미지는 상기 마이크로렌즈들의 존재에 의해 정의되는, 광학 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   마이크로렌즈 위치들의 완전한 그리드가 결정되며, 마이크로렌즈들은 상기 완전한 그리드의 그리드 위치들에 선택적으로 배치되어 상기 인식가능 이미지를 생성하는, 광학 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 마이크로이미지들의 배열은 상기 마이크로렌즈들의 배열보다 넓은 영역에 걸쳐 연장되는, 광학 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 마이크로렌즈들의 배열은, 상기 마이크로이미지들의 배열에 대향하여 고정적으로 위치하며, 바람직하게는, 적어도 실질적으로 투명한 기재의 대향 측면들 상에 위치하는, 광학 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 마이크로렌즈들의 배열은, 상기 광학적 가변 효과를 보기 위해 상기 마이크로이미지들의 배열과 중첩 관계를 갖도록 상기 마이크로이미지들의 배열과는 별도로 위치하고, 바람직하게, 상기 마이크로렌즈들의 배열과 상기 마이크로이미지들의 배열은 기재의 서로 다른 영역들에 위치하는, 광학 장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 마이크로렌즈들은 구형 또는 비구면 마이크로렌즈들이거나, 또는 상기 마이크로렌즈들은 원통형 마이크로렌즈들인, 광학 장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 마이크로렌즈들은 선택적으로 부재(absent)하는 원통형 마이크로렌즈들이고, 이에 따라 상기 인식가능 이미지를 한정하는, 광학 장치.
10. 제1 항의 광학 장치를 포함하는, 바람직하게 보안 문서, 더욱 바람직하게는 은행권인, 문서.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈들의 배열은, 상기 문서의 윈도우 또는 하프 윈도우 영역 내에서 상기 마이크로이미지들의 배열에 대향하여 고정적으로 위치하는, 문서.
12. 제10 항에 있어서,
    상기 마이크로렌즈들의 배열은 상기 문서의 윈도우 영역에 위치하고, 상기 마이크로이미지들의 배열은, 상기 광학적 가변 효과를 보기 위해 상기 마이크로렌즈들의 배열과 상기 마이크로이미지들의 배열이 중첩 관계를 갖도록 예를 들어 접힘 및/또는 비틀림에 의해 상기 문서가 조작될 필요가 있게끔 상기 마이크로렌즈들의 배열과는 별도로 위치하는, 문서.
13. 제12 항에 있어서, 상기 마이크로이미지들의 배열은 상기 문서의 표면 영역에 걸쳐 상기 마이크로렌즈들의 배열보다 넓게 연장되는, 문서.

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