KR20200132967A - 컬러 이미지를 생성할 수 있는 다큐먼트 - Google Patents

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KR20200132967A
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베노이트 베르테
코랄리 밴드룩스
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아이데미아 프랑스
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Abstract

본 발명은 컬러 이미지(6)를 생성할 수 있는 다큐먼트(2)를 제안하며, 상기 다큐먼트는, 기판(2) 상에 또는 기판(2) 내에 인쇄된 픽셀 세트(20) - 각 픽셀(20)은 적어도 2 개의 다른 컬러의 서브 픽셀(22)의 배열을 포함하는 패턴을 형성함 - ; 및 상기 서브 픽셀(22)의 적어도 일부 상에 있는 렌즈를 통해 입사 광을 집속시키거나 또는 발산시켜 상기 컬러 이미지(6)를 생성하도록 상기 픽셀 세트의 맞은 편에 배치되는 상기 렌즈(LN)의 어레이를 포함하고, 각 렌즈(LN)는, 대향하는 연관된 픽셀(20)에 대하여, 상기 렌즈(LN)와 독립적으로 상기 연관된 픽셀(20)에 의해 원래 형성된 상기 패턴에 대해, 상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지(6)의 영역에서, 상기 연관된 픽셀(20)의 상기 서브 픽셀(22)의 각 컬러의 기여도를 변경하도록, 상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀(22) 중 적어도 하나에 상기 입사 광을 집속시키거나 또는 발산시키도록 배치된다.

Description

컬러 이미지를 생성할 수 있는 다큐먼트
본 발명은 컬러 이미지의 형성 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 맞춤형 컬러 이미지를 생성할 수 있는, 예를 들어 다큐먼트(document)와 같은 장치(device) 또는 객체(object)에 관한 것이다.
본 발명은, 신분증, 신용 카드, 여권, 운전 면허증, 보안 출입 배지(secure entry badges) 등 공식 다큐먼트와 같은 신분 증명서에서 신원 이미지를 형성하는 특정 응용(applications)에 관련된다.
컬러 인쇄를 수행하기 위한 다양한 인쇄 기술이 시간이 지남에 따라 개발되었다. 특히, 위에서 언급한 것과 같은 신분 증명서(identity documents)의 생성은, 악의적인 사람들에 의한 조작(tampering)의 위험성을 제한하기 위해, 안전한 방식으로 컬러 이미지를 생성할 것을 요구한다. 특히 소지자의 신원 이미지에 있어서, 이러한 다큐먼트의 제조는, 권한 없는 개인에 의한 복제 또는 조작을 어렵게 만들기 위해, 충분히 복잡해야 한다.
따라서, 알려진 방식으로는, 예를 들어 일부 공식 다큐먼트는 정교한 장비와 적절한 전문 지식 없이 재현(reproduce)하기 어려운 인쇄 라인의 복잡한 세트에 의한 패턴을 나타내는 길로슈(guilloches)를 포함한다. 다양한 보안 요소(홀로그램, 보안 잉크 등)가 개발되었지만, 특히 오늘날 일부 위조자가 사용할 수 있는 중요한 자원을 고려하면, 사기를 방지하기에 충분하지 않다.
또한, 특히 보안 신분 증명서에서, 오늘날 사용되는 컬러 이미지 형성 기술이, 항상 만족스러운 시각적 렌더링 품질을 얻을 수 있는 것은 아니다. 특히, 사용되는 이미지 형성 기술이 일부 컬러를 포화(saturate)시키는 능력이 제한될 때 문제가 발생한다. 다시 말해, 알려진 컬러 이미지 형성 기술의 컬러 재현율(color gamut)(다양한 컬러를 재현하는 능력)은 때때로 제한적이다.
예를 들어, 다큐먼트 상에서 신원 이미지(identity image)가 생성되는 경우, 일반적으로 신원 이미지는 얼굴(face)로 구성되는데, 이 얼굴은, 이미지 배경(background)을 구성하는 밝은(심지어 흰색) 영역으로 둘러싸인다. 항상 얼굴 영역 상에서 또는 배경에서 충분히 포화된 컬러를 얻을 수 있는 것은 아니므로, 예를 들어 흑백(monochrome) 배경에 배치된 동일한 얼굴이 충분히 명확(clear)하지 않고, 관찰자에게 전체적으로 그저 그런 배경과 이러한 얼굴사이에 그저 그런 대비(satisfactory contrast)를 가진다.
특히 위에서 언급한 것과 같이, 예를 들어 신분 증명서에서 맞춤형(customized) 컬러 이미지를 안전하게 형성할 필요가 있다. 특히, 다큐먼트 등에서 컬러 이미지를 유연(flexible)하고 안전하게 맞춤화(customization)할 수 있도록 하면서, 다른 사람이 다큐먼트를 불법으로 취득한 경우에도, 이 취득자가 적절한 검사(inspection) 중에 검출할 수 없도록 그가 원하는 대로 컬러 이미지를 맞춤화할 수 없도록 하려는 요구가 특히 존재한다.
또한, 오늘날 적절한 레벨의 보안과 유연성을 제공할 수 있는 솔루션으로는, 특히 이미지 영역이 주어진 컬러로 매우 포화된 레벨을 가져야 하는 경우 또는 예를 들어 매우 밝은 신원 이미지 배경의 경우(말하자면 완전히 비포화(desaturated)되고 밝음), 구체적으로는 일부 고품질 컬러 이미지의 형성에 필요한 컬러의 음영을 얻는, 충분한 컬러 재현율을 얻을 수 없다.
본 발명은 특히 상술한 기술의 결점과 단점을 극복하는 것을 목표로 한다.
이를 위해, 본 발명은 컬러 이미지를 생성하기에 적합한 다큐먼트에 관한 것으로, 다음을 포함한다.
- 기판(substrate) 상에 또는 기판 내에 인쇄된 픽셀 세트(set of pixels) - 각 픽셀은 적어도 2 개의 다른 컬러의 서브 픽셀(sub-pixels)의 배열(arrangement)을 포함하는 패턴(pattern)을 형성함 - ; 및
- 상기 서브 픽셀의 적어도 일부 상에 있는 렌즈를 통해 입사 광을 집속(focusing)시키거나 또는 발산(diverging)시켜 상기 컬러 이미지를 생성하도록 상기 픽셀 세트의 맞은 편에 배치(disposed)되는 상기 렌즈의 어레이
각 렌즈는, 대향(facing)하는 연관된 픽셀에 대하여, 상기 렌즈와 독립적으로 상기 연관된 픽셀에 의해 원래(intrinsically) 형성된 상기 패턴에 대해, 상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지의 영역에서, 상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀의 각 컬러의 기여도(distribution)를 변경(modify)하도록, 상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀 중 적어도 하나에 상기 입사 광을 집속시키거나 또는 발산시키도록 배치된다.
유리하게는, 본 발명은, 렌즈들 덕분에, 렌즈의 어레이와 픽셀 세트 사이의 상호 작용에 의해 컬러 이미지를 형성하도록, 컬러의 음영(shade)을 생성한다. 따라서, 렌즈의 어레이와 대향하는 픽셀 세트의 조합에 의해 컬러 이미지가 형성된다. 입사 광의 방향을 잘 배향(orient)시키기 위한 렌즈의 추가 없이, 픽셀 세트(set of pixels)는 컬러 이미지를 특징화(characterizing)하는 정보가 부족한 한에 있어서 픽셀 세트는 컬러 픽셀의 빈 배열(blank arrangement)일 뿐이다. 이는, 서브 픽셀(sub-pixels)의 선택된 배열에 따라, 픽셀의 시각적 표현(appearance)을 맞춤화(customize)하고, 이에 따라 픽셀의 시각적 표현을 병치(juxtaposition)하여 최종 컬러 이미지를 생성하도록 구성된, 렌즈의 어레이이다.
특히, 픽셀 세트에 존재하는 다양한 컬러 중 일부 컬러를 선택하도록 렌즈(모양, 위치 설정 등)를 구성할 수 있다. 반대로, 최종 컬러 이미지(6)의 시각적 렌더링에서 일부 서브 픽셀의 컬러 기여도(color contribution)를 마스킹(mask)하거나 또는 감소시킬 수 있다.
특히, 본 발명은 타겟팅(target)되는 서브 픽셀의 컬러가 흰색인 경우에 원하는 컬러로 고도로 포화되거나 또는 심지어 비포화되는 컬러 영역을 생성할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 양질의 흑백 이미지 영역을 형성하면서, 사기(fraud)에 대한 이미지 보안을 보장하는 높은 레벨의 복잡성(complexity)을 보장한다. 예를 들어, 본 발명은 주어진 컬러(예를 들어, 화이트(white))로 고도로 포화되거나 또는 비포화된 이미지 배경을 생성할 수 있다.
본 발명의 원리를 구현함으로써, 이미지가 변조되거나 또는 불법적으로 복제되었을 때 사기를 쉽게 검출할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 달성된 이미지의 복잡성 및 보안의 레벨은, 이미지의 시각적 렌더링의 품질을 떨어뜨리는 대가를 치르지 않아도 된다. 이는 이미지 배경과 얼굴(face)의 경우와 같이 높은 대비(contrast)를 요구하는 영역을 포함하는 컬러 이미지의 형성도 어렵지 않게 한다. 본 발명은 넓은 색 영역으로부터 고품질의 컬러 이미지를 형성할 수 있게 한다.
특정 실시예에 따르면, 상기 픽셀 세트의 각 픽셀은, 동일한 패턴의 컬러 서브 픽셀을 형성한다.
특정 실시예에 따르면, 상기 픽셀 세트는, 상기 서브 픽셀이 상기 기판 상에 또는 상기 기판 내에서 균일하게(uniformly) 분포되도록 구성된다.
특정 실시예에 따르면, 상기 픽셀 세트의 각 픽셀은, 각 서브 픽셀이 상기 픽셀에서 단일 컬러를 가지도록 구성된다.
특정 실시예에 따르면, 상기 렌즈의 어레이는, 마이크로 렌즈(micro-lenses)를 형성(define)하는 표면 변형(surface deformations)을 포함하는 층으로부터 형성되고, 상기 층은, 상기 기판이거나 또는 상기 기판과 함께 라미네이트(laminated)된 층이다.
특정 실시예에 따르면, 상기 픽셀 세트에서의 상기 서브 픽셀은, 상기 렌즈의 어레이를 통해 상기 입사 광을 반사하도록 상기 서브 픽셀 아래에 위치된 반사 표면(reflecting surface)을 포함한다.
특정 실시예에 따르면, 상기 렌즈의 어레이에서 적어도 하나의 렌즈는, 상기 연관된 픽셀의 각각의 다른 서브 픽셀의 각각의 컬러 기여도(color contribution)에 대해, 상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지의 대응하는 영역에서, 상기 연관된 픽셀의 적어도 하나의 서브 픽셀의 컬러 기여도를 향상시키도록, 상기 수신된 입사 광을 집속시키도록 구성된 수렴 렌즈(converging lens)이다.
특정 실시예에 따르면, 상기 렌즈의 어레이에서 적어도 하나의 렌즈는, 상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지의 상기 대응하는 영역에서, 상기 연관된 픽셀의 각각의 다른 서브 픽셀의 컬러를 마스킹(mask)하도록, 상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀 중 하나에만 상기 수신된 입사 광을 집속시키도록 구성된 수렴 렌즈(converging lens)이다.
특정 실시예에 따르면, 상기 컬러 이미지의 흑백 영역(monochrome region)에서, 상기 렌즈의 어레이의 각 렌즈는, 상기 컬러 이미지의 상기 흑백 영역에서, 미리 결정된 컬러의 단일 컬러로 보이게 하도록, 상기 연관된 픽셀에서 동일한 상기 미리 결정된 컬러의 단일 서브 픽셀로 상기 수신된 입사 광을 집속시키도록 구성된 수렴 렌즈(converging lens)이다.
특정 실시예에 따르면, 상기 렌즈의 어레이의 적어도 제1 렌즈는, 상기 컬러 이미지의 대응하는 영역에서, 적어도 2개의 서브 픽셀의 컬러의 조합으로부터 도출된 하이브리드 컬러(hybrid color)를 나타내도록, 상기 연관된 픽셀의 상기 적어도 2개의 서브 픽셀에 상기 수신된 입사 광을 집속시키도록 구성된 수렴 렌즈이다. 상기 제1 렌즈는, 가장 작은 치수(smallest dimension)에서 150 μm보다 더 작은 최대 치수를 갖는다.
특정 실시예에 따르면, 상기 렌즈의 어레이의 적어도 하나의 렌즈는, 상기 연관된 픽셀의 각각의 다른 서브 픽셀의 각각의 컬러 기여도(color contribution)에 대해, 상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지의 상기 대응하는 영역에서, 상기 연관된 픽셀의 적어도 하나의 서브 픽셀의 상기 컬러 기여도를 감소시키도록, 상기 렌즈에 의해 수신된 입사 광을 발산하도록 구성된 발산 렌즈(diverging lens)이다.
특정 실시예에 따르면, 상기 다큐먼트는, 상기 픽셀 세트의 맞은 편에 배치되는 투명 레이저가능 층(transparent laserable layer)을 더 포함한다. 상기 투명 레이저가능 층은, 상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지에서 그레이 레벨(gray levels)을 생성하기 위해, 서브 픽셀의 맞은 편에 국부적으로 불투명한 영역(locally opacified regions)을 포함하도록, 레이저 방사(laser radiation)에 의해 적어도 부분적으로 탄화(carbonized)된다.
특정 실시예에 따르면, 각 서브 픽셀 컬러의 존재(presence)에 대한 확률 밀도(probability density)는, 상기 픽셀 세트에서 일정(constant)하다.
또한, 본 발명은 위에서 정의된 바와 같이 다큐먼트(document)에서 이미지를 생성하기 위한 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로는, 본 발명은 컬러 이미지(color image)를 생성하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 다음을 포함한다:
- 기판 상에 또는 기판 내에 픽셀 세트를 인쇄하는 단계 - 각 픽셀은 적어도 2 개의 다른 컬러의 서브 픽셀의 배열을 포함하는 패턴을 형성함 - ; 및
- 상기 서브 픽셀의 적어도 일부 상에 있는 렌즈를 통해 입사 광을 집속시키거나 또는 발산시켜 상기 컬러 이미지를 생성하도록, 상기 픽셀 세트의 맞은 편에 배치되는 상기 렌즈의 어레이를 형성하는 단계.
각 렌즈는, 대향하는 연관된 픽셀에 대하여, 상기 렌즈와 독립적으로 상기 연관된 픽셀에 의해 원래 형성된 상기 패턴에 대해, 상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지의 영역에서, 상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀 픽셀의 상기 각각의 컬러의 기여도를 변경하도록, 상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀 중 적어도 하나에 상기 입사 광을 집속시키거나 또는 발산시키도록 배치된다.
본 발명의 다큐먼트와 관련하여 위에서 언급한 다양한 실시예뿐만 아니라 연관된 장점도 본 발명의 생성 방법과 유사한 방식으로 적용한다는 것을 유의해야 할 것이다.
특정 실시예에 따르면, 상기 방법은 다음을 포함한다:
- 제1 투명 층(transparent layer)을 제공하는 단계; 및
- 상기 제1 투명 층의 표면 변형에 의해 상기 렌즈를 형성하도록, 상기 제1 투명 층에 제1 레이저 방사를 투사(project)하는 단계.
특정 실시예에 따르면, 상기 방법은 다음을 포함한다:
- 제1 투명 층을 제공하는 단계; 및
- 상기 제1 투명 층의 표면에 렌즈를 형성하도록, 3D 프린터 헤드(3D printer head)를 사용함으로써, 상기 제1 투명 층에 투명 재료(transparent material)의 투사(projection)를 하는 단계.
특정 실시예에 따르면, 상기 형성하는 단계에서, 각 렌즈는, 상기 렌즈의 어레이 중 다른 렌즈의 위치 설정에 대해 독립적으로 상기 대향하는 연관된 픽셀에 대하여 위치된다.
특정 실시예에 따르면, 상기 렌즈의 어레이 중 적어도 제1 렌즈는, 상기 컬러 이미지의 대응하는 영역에서, 적어도 2개의 서브 픽셀의 컬러의 조합으로부터 도출된 하이브리드 컬러를 나타내도록, 상기 연관된 픽셀의 상기 적어도 2개의 서브 픽셀에 상기 수신된 입사 광을 집속시키도록 구성된 수렴 렌즈이고, 상기 제1 렌즈는, 가장 작은 치수에서 150 μm보다 더 작은 최대 치수를 갖도록 형성된다.
특정 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상기 적어도 2개의 서브 픽셀의 각각에 할당된 각 가중치를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 가중치는, 상기 하이브리드 컬러를 생성하는 상기 컬러의 상기 조합에서 각 서브 픽셀의 각각의 기여도를 나타내고, 상기 제1 렌즈는, 상기 적어도 2개의 서브 픽셀에 할당된 상기 각 가중치에 따라 상기 연관된 픽셀에 대해 구성된다.
본 발명의 다른 특성 및 장점은, 예시적인 실시예를 도시하는 첨부되는 도면을 참조하여 아래에서 주어지는 설명에서 명확해질 것이며, 이에 제한되지 않는다..
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 다큐먼트를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 특정 실시예에 따른 다큐먼트를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3a 내지 3d는 본 발명의 특정 실시예에 따른 픽셀 세트를 개략적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 특정 실시예에 따른 다큐먼트를 개략적으로 나타내는 IV에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 특정 실시예에 따라, 도 4의 다큐먼트를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6 및 7은 본 발명의 특정 실시예에 따라, 도 4의 다큐먼트의 픽셀 세트를 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 8은 본 발명의 특정 실시예에 따라, 도 4의 다큐먼트에 의해 생성된 이미지의 시각적 표현(appearance)을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 9는 본 발명의 특정 실시예에 따른 다큐먼트를 개략적으로 나타내는 IX에 따른 단면도이다.
도 10은 본 발명의 특정 실시예에 따라, 도 9의 다큐먼트를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 특정 실시예에 따라, 도 9의 다큐먼트의 픽셀 세트를 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 12는 본 발명의 특정 실시예에 따라, 도 9의 다큐먼트에 의해 생성된 이미지의 시각적 표현을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 13은 본 발명의 특정 실시예에 따른 다큐먼트를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 특정 실시예에 따른 다큐먼트를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 특정 실시예에 따른 다큐먼트를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 16은 다이어그램(diagram)의 형태로, 본 발명의 특정 실시예에 따라, 컬러 이미지를 생성하는 방법의 단계를 나타낸다.
도 17은 다이어그램의 형태로, 본 발명의 특정 실시예에 따라, 컬러 이미지를 생성하는 방법의 단계를 나타낸다.
상술된 바와 같이, 본 발명은 컬러 이미지의 형성에 관한 것으로, 구체적으로는, 예를 들어, 컬러 픽셀로부터 맞춤형 컬러 이미지(customized color image)를 생성할 수 있는, 다큐먼트와 같은 장치 또는 객체(object)에 관한 것이다.
본 발명의 문맥 내에서의 장치(device)는 다양한 형태를 취하고 다양한 기능을 가질 수 있으며, 본 문서에서 개시된 바와 같이 본 발명의 원리에 따른 컬러 이미지를 생성할 수 있다는 특징이 있다.
본 문서의 나머지 부분에서, 본 발명의 예시적인 구현은 본 발명의 원리에 따른 컬러 이미지를 생성할 수 있는 다큐먼트의 경우로 기술된다. 이러한 다큐먼트는 북클릿(booklet) 또는 카드 유형(card type)일 수 있고, 또는 특히 신분증, 신용카드, 여권, 운전 면허증, 보안 출입 배지(secure entry badge) 등과 같은 신분 증명서와 같을 수 있다.
그러나, 본 발명은 다큐먼트에 제한되지 않고, 본 발명의 원리에 따라 컬러 이미지를 생성하도록 구성된 다른 객체에도 적용된다는 것을 이해해야 한다.
마찬가지로, 아래에서 설명된 예는 신원 이미지(identity image)를 생성하는 것을 목표로 한다. 그러나, 고려되는 이미지는 임의의 이미지일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 특히, 이미지는 흑백 또는 다색(multicolored)일 수 있다(또는 흑백 또는 다색 영역을 포함한다).
본 발명은 매우 안전하고 좋은 이미지 품질을 가진 맞춤형 컬러 이미지를 만드는(manufacture) 것을 제안한다. 이를 위해, 본 발명은, 다양한 실시예에 따라, 다음을 포함하는 컬러 이미지를 생성할 수 있는 장치를 구현한다: 기판(substrate) 상에 또는 기판 내에 인쇄된 픽셀 세트(set of pixels) - 각 픽셀은 적어도 2 개의 다른 컬러의 서브 픽셀(sub-pixels)의 배열(arrangement)을 포함하는 패턴을 형성함 - ; 및 상기 서브 픽셀의 적어도 일부 상에 있는 렌즈를 통해 입사 광을 집속(focusing)시키거나 또는 발산(diverging)시켜 상기 컬러 이미지를 생성하도록 상기 픽셀 세트의 맞은 편에 배치(disposed)되는 상기 렌즈의 어레이.
각 렌즈는, 대향(facing)하는 픽셀(소위 "연관된 픽셀(associated pixel)")에 대하여, 상기 렌즈와 독립적으로(또는 상기 렌즈 없이) 상기 연관된 픽셀에 의해 원래(intrinsically) 형성된 상기 패턴에 대해, 상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지의 영역(region)에서, 상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀의 각 컬러의 기여도(contribution)를 변경(modify)하도록, 상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀 중 적어도 하나에 상기 입사 광을 집속시키거나 또는 발산시키도록 배치될 수 있다(또는 구성될 수 있다).
다시 말해, 각 렌즈는, 대향하는 연관된 픽셀에 대하여, 상기 연관된 픽셀의 각각의 다른 서브 픽셀의 각각의 컬러 기여도(color contribution)에 대해, 상기 픽셀에 대응하는 상기 컬러 이미지의 영역에서, 상기 연관된 픽셀의 적어도 하나의 서브 픽셀의 각 컬러의 기여도(contribution)를 변경하도록, 상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀 중 적어도 하나에 상기 입사 광을 집속시키거나 또는 발산시키도록 배치될 수 있다(또는 구성될 수 있다).
따라서, 렌즈의 어레이와 픽셀 세트 사이의 상호 작용(interaction)으로 컬러 이미지를 형성(또는 생성)하도록 컬러의 음영(shades)을 생성할 수 있게 한다. 보다 구체적으로, 렌즈의 각각의 어레이는, 각각의 어레이에 특정되고 픽셀의 패턴과 구별되는 단일 컬러 이미지를 형성할 수 있도록 컬러의 음영을 생성할 수 있게 한다. 또한, 본 발명은 컬러 이미지를 만들기(또는 생성하기) 위한 대응하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 측면 및 장점은 위에서 언급한 도면에 대한 참조와 함께 아래에서 설명되는 예시적인 실시예로부터 드러날 것이다.
달리 명시되지 않는 한, 여러 도면에 대해 공통적이거나 또는 유사한 요소는 동일한 참조 부호를 지니고 동일하거나 또는 유사한 특성을 가지므로, 이러한 공통적인 요소는 일반적으로 간소화(simplicity)를 위해 다시 설명되지 않는다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 장치(2)를 개략적으로 나타낸다. 이 예에서, 장치(2)는 장치 본체(body)(또는 기판)(4) 상에서 또는 내에서 형성된 신원 이미지(6)를 포함하는 다큐먼트다. 이 예에서, 다큐먼트(2)는 다른 실시예가 가능함에도 불구하고 카드의 형태를 취한다.
컬러 이미지(6)는 예를 들어 흑백, 흰색 또는 옅은 파란색(pale blue)인 이미지 배경(image background)(6)으로 둘러싸인 얼굴(8)을 나타낸다.
도 2는 특정 실시예에 따라 도 1에 표현된 다큐먼트(2)에서 형성된 컬러 이미지(6)를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 보다 구체적으로, 다큐먼트(2)는 렌즈(LN)의 어레이(또는 배열)가 배치되는 기판(12)을 포함한다.
타일링(tiling)(또는 픽셀의 타일링)이라고도 하는, 픽셀 세트(20)가 기판(12)에 인쇄되고, 각각의 픽셀(20)은 적어도 두 가지 컬러의 서브 픽셀(22)의 배열을 포함하는 패턴을 형성한다. 가능한 구성이 여러 개인 서브 픽셀 패턴의 예는, 특히 도 3A-3D를 참조하여 이후에 설명된다.
기판(12)은 여기서 투명하므로, 입사 광이 적어도 부분적으로 렌즈(LN)를 통과하여, 컬러 픽셀(20)에 도달할 수 있게 한다. 픽셀(20)과, 보다 구체적으로 서브 픽셀(22)은, 이 예에서 렌즈(LN)의 어레이를 통해 수신된 입사 광을 (적어도 부분적으로) 반사하도록 서브 픽셀 아래에 위치된 반사 표면(reflecting surface)(23)을 포함한다. 이 반사 표면은 예를 들어 흰색 표면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 렌즈(LN)의 어레이는 픽셀 세트(20)의 맞은편에 배치되므로, 서브 픽셀(22)의 적어도 일부에 대해 렌즈(LN)를 통해 입사 광을 집속(focusing)시키거나 또는 발산(diverging)시켜 컬러 이미지(6)(도1)를 생성한다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 렌즈는 다른 방식으로 구성될 수 있으며, 특히 경우에 따라 수렴(converging) 및/또는 발산할 수 있다. 고려된 예에서, 렌즈(LN)는 대향하는 연관된 픽셀(20)의 서브 픽셀(22) 중 적어도 하나에 대한 입사 광을 수렴하기 위해 수렴한다.
보다 구체적으로는, 각 렌즈(LN)는 "연관된(associated)" 픽셀이라고 불리는 대향하는 픽셀(20)에 대하여, 상기 렌즈(LN)와 독립적으로 상기 연관된 픽셀(20)에 의해 원래 형성된 상기 패턴에 대해, (다시 말해 이러한 렌즈(LN)를 통해 생성되는) 대응하는 상기 컬러 이미지(6)의 영역에서, 상기 연관된 픽셀(20)의 상기 서브 픽셀(22)의 상기 각각의 컬러의 기여도를 변경하도록, 연관된 픽셀(20)의 서브 픽셀(22)의 적어도 하나에 입사 광을 집속시키거나 또는 발산시키도록 배치(position)된다.
다시 말해, 렌즈(LN)는 일부 서브 픽셀(22)에서 입사 광을 수렴시키거나 또는 발산시키도록 구성되므로, 픽셀 세트(20)에서 컬러 이미지(6)를 나타나게(드러나게) 하고, 반면에 다른 것보다 일부 서브 픽셀의 컬러 기여도를 높여 준다(favoring).
이에 따라, 렌즈(LN)는 렌즈(LN)의 어레이와 픽셀 세트(20) 사이의 광학 상호 작용에 의해 컬러 이미지(6)을 형성할 수 있도록 컬러의 음영을 생성할 수 있다. 따라서, 컬러 이미지(6)는, 렌즈(LN)의 어레이와 대향하는 픽셀 세트(20)의 조합에 의해 형성된다. 입사 광을 잘 배향(orient)시키기 위한 렌즈(LN)의 추가 없이, 픽셀 세트(20)는, 이러한 세트가 컬러 이미지(6)를 특징화하는 정보가 부족한 한에 있어서 컬러 픽셀의 빈 배열(blank arrangement)일 뿐이다. 이는 서브 픽셀(22)의 선택된 배열에 따라, 픽셀(20)의 시각적 표현을 맞춤화하고 이에 따라, 상기 픽셀의 시각적 표현을 병치(juxtaposition)하여, 최종 컬러 이미지(6)를 생성하도록 구성된, 렌즈(LN)의 어레이이다.
렌즈가 입사 광을 가이드(guide)하여 최종 컬러 이미지(6)에서의 다른 서브 픽셀과 관련하여 일부 서브 픽셀(22)의 컬러 기여도를 변경하는 방식은 나중에 더 자세히 설명된다.
특히, 렌즈(LN)(모양, 배치(positioning) 등)를 픽셀 세트(20)에 존재하는 다양한 컬러 중 일부 컬러를 선택하도록 구성할 수 있다. 반대로, 최종 컬러 이미지(6)의 시각적 렌더링(rendering)에서 일부 서브 픽셀(22)의 컬러 기여도를 줄이거나 또는 마스킹(mask)할 수 있다.
아래에서 설명된 바와 같이, 도출(resulting)된 컬러 이미지(6)의 그레이(gray)의 레벨을 생성하고, 이에 따라 적절한 서브 픽셀 상에 렌즈의 정렬이 적절한 색조(tint)를 선택한 이후에 컬러 이미지에서 대비를 생성하도록, 일부 서브 픽셀(22)의 맞은 편에 불투명(opacifying) 요소(예를 들어 검정 또는 어두운 요소)를 더 추가할 수 있다.
픽셀 세트(20) 맞은 편에 배치된 렌즈(LN)는, 다양한 모양, 치수 및 구성(배율(magnifying power), 수렴 또는 발산...)을 가질 수 있다. 경우에 따라, 예를 들어 렌즈(LN)는 예를 들어, 구형(spheroidal) 또는 원통형(cylindrical)일 수 있다.
또한, 본 발명의 문맥 내에서의 픽셀 세트(20)는, 상이한 형상, 구성, 치수 등일 수 있다. 특히, 픽셀 세트(20)의 각 픽셀은 동일한 패턴(identical pattern)의 컬러 서브 픽셀(22)을 형성할 수 있다. 이러한 경우, 픽셀 세트는 복수 회(a plurality of times)로 반복되는 단일 패턴의 서브 픽셀로 구성된다. 이러한 서브 픽셀의 배열은 컬러 이미지(6)를 원래 형성하지 않는다는 의미에서(다시 말해, 렌즈(LN) 및/또는 불투명 요소의 추가 없음) "빈(blank)" 배열(arrangement)이라고 한다.
특정 예에 따르면, 각 픽셀(20)은 픽셀 세트(20)를 통해 동일한 방향으로 동일한 패턴의 서브 픽셀(22)을 갖는다. 따라서, (예를 들어 도 3a에 도시된 바와 같이) 픽셀 세트에서 컬러 서브 픽셀을 균등하게 분포(distribute)시킬 수 있으며, 이는 각 픽셀에서 동일한 참조 프레임(frame of reference)(또는 동일한 배치(disposition))이 사용되는 한에 있어서 렌즈의 형성을 용이하게 한다.
특정 예에 따르면, 각 픽셀(20)은 동일한 패턴의 서브 픽셀(22)을 가지며, 이러한 패턴의 방향의 변화는, 픽셀 세트(20)를 통해 서로에 대하여 일부 픽셀들 사이에서 이루어진다. 다시 말해, 동일한 패턴의 컬러 서브 픽셀(22)은 (예를 들어 픽셀 세트(20)를 통해 반복되는 동일한 패턴에 대해 90° 및/또는 180°의 회전을 적용하여) 상기 세트의 모든 픽셀(20)에 있지만 적어도 두 개의 서로 다른 방향을 따른다. 따라서, 도 3c는 동일한 패턴의 컬러 서브 픽셀(22a-22d)이 픽셀 세트(20)에서 두 개의 서로 다른 방향(180°의 회전)인 예를 보여준다. 따라서 이러일 변형례는 렌즈(LN)를 통해 임의의 이미지를 생성하는 데 필요한 유연성을 제공하는 컬러 서브 픽셀의 빈 세트(blank set)를 형성할 수 있게 하며, 반면에 동일한 패턴이 가변 방향으로 포함되게 하여, 예를 들어 각 컬러 이미지에 특정한 시그니처(signature) 또는 보안 요소(secure element)를 형성할 수 있으며, 이는 사기(fraud)의 경우 재현(reproduce)하기 어렵고 쉽게 검출할 수 있다.
픽셀 세트(20)는 서브 픽셀이 기판(12) 상에 또는 내에 균일하게 분포되도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 픽셀 세트는 픽셀(22)의 정기적인 또는 주기적인 배열을 형성하고, 경우에 따라 동일한 또는 동일하지 않은(non-identical) 패턴의 서브 픽셀을 형성할 수 있다.
픽셀 세트(20)는 서브 픽셀(22)의 행(rows)과 열(columns)로 구성된 픽셀의 행렬(matrix)을 형성할 수 있다. 이러한 행과 열은 서로 직선적이고 선택적으로 직교될 수 있다.
특정 예에 따르면, 각 픽셀(20)은 적어도 2 개의 상이한 컬러의 서브 픽셀(22)의 배열을 구성(composing)하는 패턴을 형성하며, 각 서브 픽셀 컬러의 존재의 확률 밀도는 픽셀의 배열의 픽셀(20)에서 일정하다. 다시 말해, n개의 컬러 서브 픽셀의 픽셀(20)이 고려되는 경우(n은 정수), (하나 또는 여러 개의 서브 픽셀(들)에 의해 형성된) 각 컬러의 표면 비율(surface proportion)은 픽셀 세트의 각 픽셀(20)에서 동일하다. 예를 들어, 다음 밀도를 각 픽셀(20)에서 찾을 수 있다: 30% 옐로우(yellow), 20% 마젠타(magenta), 40% 시안(cyan) 및 10% 화이트(white). 이러한 특정 예에서, 각 픽셀(20)은 이에 따라 픽셀(20)의 배열을 통해 동일한 방향으로, 또는 선택적으로는 (무작위 변형(random variations)에 따라 또는 규칙적인 변형(regular variations) 또는 기타 변형에 따라) 픽셀(20)의 배열에서 달라지는 방향으로, 동일한 패턴의 컬러 서브 픽셀(22)을 가질 수 있다.
특히, 보다 복잡한 예에서는, 픽셀(20)의 임의의 배열이 가능하다. 특히 서브 픽셀(22)의 분포를 무작위로 구성(organize)할 수 있지만, 각 서브 픽셀 컬러의 존재의 확률 밀도가 픽셀 세트의 픽셀(20)에서 일정하도록 한다. 이러한 경우에, 픽셀(20)의 배열의 주어진 영역에서, 대응하는 서브 픽셀이 그들의 가정된 이론적 좌표(assumed theoretical coordinates)에 정확히 있지 않더라도 렌즈(LN)에 의해 원하는 컬러를 선택할 수 있어야 할 필요가 있다.
특정 예에 따르면, 픽셀 세트의 각 픽셀(20)은 서브 픽셀(22) 각각이 상기 픽셀(20)에서 단일 컬러를 가지도록 구성된다. 따라서, 픽셀(20)은 모두 여러가지 다른 색상의 컬러(all of distinct color)로 복수의 서브 픽셀(22)로 구성될 수 있다. 대안적으로, 각 픽셀이 서로 다른 컬러의 최소 2개의 서브 픽셀(22)을 포함하면, 그 모든 서브 픽셀들(예를 들어 각 프라이메리 컬러(primary color)에서 2개의 서브 픽셀들) 사이에서 동일한 컬러의 최소 2개의 서브 픽셀(22)을 포함하도록 픽셀(20)을 형성할 수 있다.
서브 픽셀(22)의 컬러는 경우에 따라 달라질 수 있으며, 렌즈(LN)의 어레이와 함께 컬러 이미지(6)가 생성되는 프라이메리 컬러를 구성(constitute)할 수 있다. 특정 예에서, 각 픽셀(20)은 프라이메리 레드/그린/블루(RGB) 컬러(선택적으로는 화이트와 함께) 또는 프라이메리 옐로우/마젠타/시안 컬러(선택적으로는 화이트와 함께)의 서브 픽셀(22)을 포함한다. 화이트 영역은 컬러 오버레이(color overlay)를 피하기 위해 서브 픽셀(22)의 행과 열 사이에서 픽셀(22)의 배열에서 선택적으로 배치(arranged)될 수 있다.
도 1-2에 표현된 다큐먼트(2)와 같이 본 발명의 장치에서 구현될 수 있는, 픽셀(20)의 타일링(정렬)의 특정 예는, 이제 도 3a, 3b, 3c 및 3d에 대한 참조로 설명된다. 이러한 구현은 제한되지 않는 예에 의해서만 제공되며, 특히 픽셀 및 서브 픽셀의 배열 및 모양뿐만 아니라 이러한 서브 픽셀에 할당된 컬러의 면에서 많은 변형이 가능하다는 것을 유의해야 한다.
도 3a는 특정 실시예에 따른 픽셀 세트(20)를 나타내는 상면도이다. 이러한 예에서, 타일링은 서로 직교하는 픽셀의 행 및 열의 행렬을 형성한다. 사각형 모양의 각 픽셀(20)은, 또한 사각형 모양의 4개의 서브 픽셀(22)(22a 내지 22d로 언급됨)로 구성된 패턴을 형성한다. 이러한 예에서, 서브 픽셀(22)은 모두 고려된 픽셀(20)에서 단일 컬러를 갖는다. 픽셀(20)은 균일하게 분포되므로, 서브 픽셀(22)의 동일한 패턴이 기판(12)의 영역에서 주기적으로 반복된다.
도 3b는 각 픽셀(20)이 각각 여러가지 다른 색상의 컬러(each of a distinct color)로 3개의 서브 픽셀(22)(22a 내지 22c로 언급됨)로 구성된 규칙적인(regular) 타일링의 또 다른 예를 나타내는 상면도이다. 서브 픽셀(22)은 여기서는 정육각형 모양(hexagonal shape)이다.
도 3c는 각 픽셀(20)이 각각 여러가지 색상의 컬러로 4개의 서브 픽셀(22)(22a 내지 22d로 언급됨)로 구성된 규칙적인 타일링의 또 다른 예를 나타내는 상면도이다. 서브 픽셀(22)은 여기서는 삼각형 모양이다.
도 3d는 각 픽셀(20)이 각각 여러가지 색상의 컬러로 4개의 서브 픽셀(22)(22a 내지 22d로 언급됨)로 구성된 규칙적인 타일링의 또 다른 예를 나타내는 상면도이다. 서브 픽셀(22)은 여기서는 직사각형 모양이고, 라인으로 배치되며, 다시 말해, 서브 픽셀의 직선으로된 열(rectilinear columns)을 형성하기 위해 서로 평행하게 배치된다.
도 1, 2 및 3a-3d에 대한 참조와 함께 상술한 장치(2)의 특정 구현의 예는 이제 아래에서 설명된다. 보다 구체적으로, 다큐먼트(2)(도 1)의 첫번째 특정 구현은 도 4 내지 8을 참조하여 설명된다.
장치(2)는 이러한 예에서 픽셀 세트(20)가 배치되는 기판(12)을 포함하며, 각 픽셀은 복수의 서브 픽셀(22)을 포함한다. 렌즈(여기서 LN1으로 언급됨)의 어레이는 일부 서브 픽셀(22)에 입사 광(30)를 집속하여 컬러 이미지(6)(도 1)를 생성하도록 픽셀 세트(20)의 맞은 편에 배치된다.
보다 구체적으로, 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 기판(12)은 이러한 예에서 화이트 하부층(12b)에 배치된 투명한 상부층(12a)을 포함한다. 픽셀 세트(20)는 하부층(lower layer)(12b)의 상부면(upper face) 또는 상부층(upper layer)(12a)의 하부면(lower face)에 인쇄되어, 기판(12) 내부에서 기판들(12a 및 12b) 사이에서의 인터페이스(interface)에 있도록 한다. 일 변형례에 따르면, 픽셀 세트(20)는 기판(12)의 상부면에 인쇄된다.
이미 표시된 바와 같이, 각 픽셀(20)은 적어도 두 개의 다른 컬러의 서브 픽셀(22)의 배열을 포함하는 패턴을 형성한다. 서브 픽셀(22)은 당업자가 경우에 따라 선택할 수 있는 임의의 컬러 인쇄 기술을 사용하여 만들어질 수 있다. 이러한 예에서 사용되는 픽셀 세트(20)는 나중에 도 6을 참조하여 설명된다.
이러한 예에서, 렌즈(LN1)는 렌즈를 형성하는 표면 변형(surface deformations)을 포함하여 층(14)에서 형성된다. 이러한 층(14)은 기판(12)을 덮으며, 층(14) 및 기판(12)은 예를 들어 함께 라미네이트(laminated)된다. 층(14)은 예를 들어 실리카 글라스(silica glass) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate), 또는 공기와 다른 밀도를 가진 임의의 투명한 물질로 만들어질 수 있으므로, 광의 굴절이 있고 따라서 렌즈 효과(lens effect)가 있을 수 있다. 일 변형례에 따르면, 렌즈(LN1)의 어레이는 기판(12)에서 바로 형성되며, 이는 렌즈를 형성하는 표면 변형이 포함되며, 추가 층(14)은 필요하지 않다.
도 5-6에 도시된 바와 같이, 여기서 렌즈(LN1)는 원통형 모양이고 서로 평행하게 확장된다.
렌즈(LN1)는 이러한 예에서 수렴 렌즈이다. 렌즈(LN1)의 어레이(또는 배열)는 서브 픽셀(22)의 적어도 일부에 렌즈를 통해 입사 광(30)를 집속하여 컬러 이미지(6)를 생성하도록 픽셀 세트(20)의 맞은 편에 배치된다. 각 렌즈(LN1)는, 대향하는 연관된 픽셀(20)에 대하여, 연관된 픽셀(20)의 서브 픽셀(22) 중 적어도 하나에 입사 광(30)을 집속하기 위해 배치되므로, 상기 렌즈(LN1)와 독립적으로 연관된 픽셀(20)에 의해 원래 형성된 패턴에 대해, 상기 렌즈(LN1)를 통해 생성되는 컬러 이미지(6)의 영역에서, 연관된 픽셀(20)의 서브 픽셀(22)의 각 컬러의 기여도를 변경한다(또는 변화시킨다(modulate)).
본 문서에서, "픽셀에 의해 원래 형성된 패턴(pattern intrinsically formed by a pixel)"은 상기 픽셀의 서브 픽셀의 컬러에 의해 형성된 패턴을 의미하며, 여기서 상기 패턴은, 대향하는 렌즈의 배치로 인하여 결과된 변화 효과(modulation effect)를 반영(take into account)하지 않은 그대로의 것이다.
이미 설명한 바와 같이, 기판(12)과 층(14)은, 컬러 픽셀(20)에 도달할 때까지 입사 광이 렌즈(LN1)를 통해 적어도 부분적으로 전달할 수 있도록 투명하다. 픽셀(20), 및 보다 구체적으로 서브 픽셀(22)은, 이러한 예에서 서브 픽셀 아래에 위치한 반사 표면(23)을 포함하여, 렌즈(LN1)의 어레이를 통해 수신된 입사 광(30)을 (적어도 부분적으로) 반사한다. 층(12 및 14)은 예를 들어 폴리카보네이트로 이루어진다. 반사 층(23)은 픽셀 아래에 배치된 화이트 표면(white surface)일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각 렌즈(LN1)는 입사면(incidence surface)(또는 렌즈 표면(lens surface))(S1)을 포함하고, 입사 광(30)를 수신할 수 있으며, 픽셀 세트(20)의 표면에 대해, 렌즈(LN1)가 입사 광(30)을 수렴하는(가이드하는) 유용한 표면(S2)을 추가로 형성한다. 각 렌즈(LN1)는 그와 연관된 픽셀(20)의 맞은 편에 배치되며, 렌즈(LN1)는 그 유용한 표면(S2)이 연관된 픽셀(20)의 서브 픽셀(22) 중 하나 이상의 적어도 일부에 위치되도록 배치된다.
따라서 렌즈(LN1)는 수신된 입사 광(30)을 집속하여, 상기 연관된 픽셀(20)의 각각의 다른 서브 픽셀(22)의 각각의 컬러 기여도(color contribution)에 대해, 상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지의 대응하는 영역에서, 상기 연관된 픽셀(20)의 적어도 하나의 서브 픽셀(22)의 컬러 기여도를 향상시킨다. 서브 픽셀의 컬러 기여도(colorimetric contributions)의 이러한 변화(modulation)는 도 6, 7 및 8을 참조하여 아래에서 더 자세히 설명된다.
여기에서 고려되는 예에 사용된 픽셀 세트(20)가 도 6에 도시된다. 픽셀(20)은 직사각형이며 그 자체가 직사각형 모양인 4개의 서브 픽셀(22a-22d)로 구성된다. 동일한 픽셀(20)의 각 서브 픽셀(22a-22d)은 각각 CLa-CLd로 언급되는 단일 컬러를 가진다. 서브 픽셀(22)은 컬러(CLa 내지 CLd)가 기판(12)에서 주기적으로 반복되도록 균일하게 분포된다. 이러한 직사각형 구성은 컬러 인쇄로 달성하기에 비교적 간단하다는 장점을 가진다.
일 변형례에 따르면, 예를 들어 폭이 30　μm 미만인 미세한 화이트 라인(fine white lines)은, 다른 컬러 서브 픽셀(CLa, CLb, CLc 및 CLd) 사이에 배치된다.
일 변형례에 따르면, 컬러(CLa, CLb, CLc 및 CLd) 중 하나는 화이트이다.
도 7은 연관된 픽셀(20)에서 각 렌즈(LN1)에 의해 형성된 유용한 표면(useful surface)(S2)을 점선으로 나타낸다. 이러한 예에서, 유용한 포면(S2)의 윤곽(contour)은 컬러(CLc) 서브 픽셀(22c)에 대응한다. 변형례에서, 유용한 표면(S2)은 대응하는 서브 픽셀보다 작기 때문에, 관측자(observer)가 렌즈의 표면을 정확하게 수직이 아닌 각도로 볼 때(사선 관측), 관측된 컬러는 다르지 않다(does not vary).
도 7은 중첩(superposition)에서, 픽셀(20)의 맞은 편에 위치된 렌즈(LN1)의 위치를 형성하는 입사면(또는 렌즈 표면)(S1)의 윤곽을 더 나타낸다. 이러한 예에서, 각 렌즈(LN1)는 연관된 픽셀(20)의 서브 픽셀(22b, 22c 및 22d)과 대응하여 배치되고, (주변(neighboring) 픽셀(20)의 서브 픽셀(22a)의 일부뿐만 아니라) 연관된 픽셀(20)의 서브 픽셀(22a)의 일부를 더 커버(cover)한다.
또한, 이러한 특정 예에서, 각 렌즈(LN1)는 연관된 픽셀(20)의 서브 픽셀(22c)에 수신된 입사 광(30)(도 4)을 집속(focus)하며, 이는 상기 연관된 픽셀(20)의 각각의 다른 서브 픽셀(22a, 22b 및 22d)의 각 컬러 기여도에 대해, 상기 렌즈(LN1)를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지(6)(도 1)의 대응하는 영역에서, 서브 픽셀(22c)의 컬러 기여도를 크게 향상시키는 결과를 갖는다.
도 8은 관측자(OB)(도 4)에 의해 관측할 수 있는 컬러 이미지(6)의 영역(R1 및 R2)에서의 시각적 렌더링을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 영역(R1 및 R2)은 서브 픽셀(22c)에 렌즈(LN1)에 의한 입사 광(30)의 집속으로 인해 단일 컬러(CLc)로 관측할 수 있다.
일부 적절하게 선택된 서브 픽셀(22)에서 입사 광(30)를 우선적(preferentially)으로 수렴함으로써, 이에 따라 원하는 컬러 이미지(6)를 생성할 수 있다(또는 드러낼(reveal) 수 있다). 렌즈(LN1)는 렌즈(LN1)의 어레이와 픽셀 세트(20) 간의 상호 작용에 의해 최종 컬러 이미지(6)를 형성하도록 몇 가지 컬러를 선택할 수 있게 한다.
따라서, 컬러 이미지(6)는 렌즈(LN1)의 어레이와 대향하는 픽셀 세트(20)의 조합에 의해 형성된다. 입사 광을 현명하게 배향하기 위해 렌즈(LN1)를 추가하지 않고, 픽셀 세트(20)는, 이러한 세트가 컬러 이미지(6)를 특징화하는 정보가 부족한 한 컬러 픽셀의 빈 배열일 뿐이다. 이는 서브 픽셀(22)의 선택된 배열에 따라, 픽셀(20)의 시각적 표현을 맞춤화하고 이에 따라 최종 컬러 이미지(6)를 생성하도록 구성된 렌즈(LN1)의 어레이이다.
여기서, 고려된 예에서, 렌즈(LN1)는 연관된 픽셀(20)에서 동일한 미리 결정된 컬러(CLc)의 단일 서브 픽셀(22c)를 향해 입사 광(30)를 각각 수렴하여, 컬러 이미지(6)(도 1)의 흑백 영역(예를 들어 이미지 배경(10))의 단일 컬러(CLc)로 보이게 한다.
특정 예에 따르면, 렌즈(LN1)의 가장 작은 치수는 350.10-6　m(즉, 350　μm)보다 작거나 또는 동일하다. 렌즈(LN1)가 도 5-7에 도시된 바와 같이 원통형 형상일 경우에, 렌즈의 가장 작은 치수는 렌즈의 실린더 부분(cylinder portion)과 그것이 놓인(rests) 평면의 교차(intersection)에 의해 형성된 사각형의 가장 작은 측면에 대응한다.
특정 예에 따르면, 다큐먼트(2)에서 픽셀(20)의 배열이 도 4 내지 8에서 도시되는데, 그 픽셀(20)에서 서브 픽셀(22)의 처음(initial) 컬러 기여도(다시 말해, 렌즈와는 무관한 이 서브 픽셀(22)의 컬러의 원래의(intrinsic) 기여도)는 25%이며, 최종 컬러 이미지(6)의 대응하는 영역(연관된 렌즈의 입사면에 대응)에서의 그 기여도는 100%이다.
따라서, 본 발명은, 타겟팅(targeted)되는 서브 픽셀의 컬러가 흰색인 특정한 경우에, 원하는 색(CLc)으로 고도로 포화(saturated)되거나 또는 포화도를 저하(desaturated)시키기까지한 컬러 영역을 유리하게 생성하게 할 수 있다. 각 렌즈(LN1)는 렌즈를 통해 생성된 컬러 이미지(10)의 대응하는 영역(R1 및 R2)에서 연관된 픽셀(20)의 다른 서브 픽셀(22a, 22b 및 22d)의 컬러(CLa, CLb, CLd)를 마스킹한다. 이 마스킹은 관측자(OB)에 대해 맵이 기울어(tilted)지지 않을 때, 다시 말해, 픽셀이 확장되는 평면에 대해 정상적인 관측시, 우선적으로 볼 수 있다. 관측은, 렌즈의 수렴이 더 작은 유용한 표면을 가지게 하고 타겟팅되는 서브 픽셀을 중심으로 하는 경우 정확하게 정상(exact normality)으로 한정(constrained)되지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명은 사기에 대한 이미지의 보안을 보장하는 높은 레벨의 복잡성을 보장하면서 양질의 흑백 이미지 영역을 형성할 수 있게 한다. 예를 들어, 본 발명은 예를 들어 화이트와 같이 주어진 컬러로 고도로 포화되거나 또는 포화를 저하시킨 이미지 배경(10)(도 1)을 만들게 할 수 있다.
컬러 이미지(6)를 검사함으로써, 본 발명으로 인해 이미지가 변조(tampered)되거나 또는 불법적으로 복제(reproduced)되었을 때 사기를 용이하게 검출할 수 있다. 렌즈의 구성은 인쇄된 픽셀 세트(20)에만 적용(adapted)되고 따라서 이미지에서 고정된다. 또한, 본 발명으로 인해 달성된 이미지의 복잡성과 보안의 레벨은 이미지의 시각적 렌더링의 품질을 희생하지 않는다. 이는 이미지 배경을 대향하는 얼굴(face)의 경우와 같이 높은 대비를 요구하는 영역을 포함하는 컬러 이미지의 형성을 특히 어렵게 하지는 않는다. 본 발명은 큰 컬러 재현율(large color gamut)로 고품질(quality) 컬러 이미지를 형성하게 할 수 있다.
대안적으로, 연관된 픽셀(20)의 단일 서브 픽셀(22)에 입사 광(30)을 각각 집속할 수 있도록 렌즈(LN1)를 구성할 수 있으며, 이러한 서브 픽셀(22)은 항상 동일한 컬러일 필요는 없다. 따라서 다양한 컬러의 조합(association)이 가능하다.
또한, 도 4-8에서 도시된 예에서, 렌즈(LN1)는 각각 대향하는 연관된 픽셀(20)의 단일 서브 픽셀(22)에 입사 광을 집속시킨다. 그러나, 다른 실시예는 아래에서 설명되는 것과 같이 렌즈가 단일 픽셀의 적어도 두 개의 서브 픽셀에 입사 광을 집속하는 것이 가능하다.
도 1, 2 및 3a-3d에 대한 참조와 함께 전술한 바와 같이, 상기 장치(2)의 제2 특정 구현은 이제 도 9 내지 13을 참조하여 설명된다.
여기서 장치(2)는 여기서 40으로 언급되는 픽셀 세트가 배치된 기판(12)을 포함하며, 각 픽셀은 여기서 42로 언급되는 복수의 서브 픽셀을 포함한다. 여기서 LN2로 언급되는 렌즈의 어레이는 픽셀 세트(40)의 맞은 편에 배치되어, 서브 픽셀(42)의 일부에 입사 광(30)를 집속하여 컬러 이미지(6)(도1)를 생성한다.
보다 구체적으로, 기판(12)은 도 4-5의 실시예와 동일한 방식으로 하부층(12b)에 배치된 상부층(12a)을 포함한다. 픽셀 세트(40)는 하부층(12b)의 상부면 또는 상부층(12a)의 하부면에 인쇄되어, 기판(12) 내부의 층들(12a 및 12b) 사이에서의 인터페이스에 있도록 한다. 일 변형례에 따르면, 픽셀 세트(40)는 기판(12)의 상부면에 인쇄된다.
이전 예에서 이미 설명한 바와 같이, 각 픽셀(40)은 적어도 두 가지 컬러의 서브 픽셀(22)의 배열을 포함하는 패턴을 형성한다. 서브 픽셀(22)은 당업자가 경우에 따라 선택할 수 있는 임의의 컬러 인쇄 기술을 기초로 만들어질 수 있다. 이러한 예에서 사용되는 픽셀 세트(20)는 도 11을 참조하여 나중에 설명된다.
이러한 예에서, 도 4-5의 실시예와 동일한 방식으로, 렌즈(LN2)는 렌즈를 형성하는 표면 변형을 포함하는 층(14)에서 형성된다. 이러한 층(14)은 기판(12)을 덮고, 예를 들어 층(14) 및 기판(12)은 함께 라미네이트된다. 층(14)은 실리카 글라스, 폴리카보네이트, 또는 임의의 투명한 물질로 만들어질 수 있다. 일 변형례에 따르면, 렌즈(LN2)의 어레이는 기판(12)에서 바로 형성되며, 이는 렌즈를 형성하는 표면 변형이 포함되며, 추가 층(14)은 필요하지 않다.
도 9-10에 도시된 바와 같이, 여기서 렌즈(LN2)는 구형 모양이고, 예를 들어 행과 직교의 열로 구성되는 렌즈(LN2)의 행렬(matrix)을 함께 형성한다. 그러나, 추구되는(sought) 시각적 효과에 따라 비직교 배열(non-orthogonal arrangement)로 또는 심지어 규칙적이지 않은(non-regular) 방식으로 렌즈(LN2)를 배치(arrange)할 수 있다.
이러한 예에서 렌즈(LN2)는 수렴 렌즈이다. 렌즈(LN2)의 어레이(또는 배열)는 픽셀 세트(40)의 맞은 편에 배치되어, 서브 픽셀(42)의 적어도 일부에 렌즈(LN2)를 통해 입사 광(30)를 집속하여 컬러 이미지(6)를 생성한다. 각 렌즈(LN2)는 대향하는 연관된 픽셀(40)에 대해, 연관된 픽셀(20)의 서브 픽셀(22) 중 적어도 하나에 입사 광(30)을 집속하도록 배치되므로, 상기 렌즈(LN2)와 독립적으로(다시 말해 상기 렌즈의 변화 효과를 고려하지 않고) 상기 연관된 픽셀(40)에 의해 원래 형성된 상기 패턴에 대해, 상기 렌즈(LN2)를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지(6)의 영역에서, 연관된 픽셀(20)의 서브 픽셀(22)의 각각의 컬러의 기여도를 변경하도록 한다(또는 변화시킨다).
다시 말해, 각 렌즈(LN2)는, 대향하는 연관된 픽셀(40)에 대해, 연관된 픽셀(20)의 서브 픽셀(22) 중 적어도 하나에 입사 광(30)을 집속하도록 배치되므로(또는 구성되므로), 상기 연관된 픽셀(20)의 각각의 다른 서브 픽셀(22)의 각각의 컬러 기여도에 대해, 상기 렌즈(LN2)를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지(6)의 대응하는 영역에서, 연관된 픽셀(20)의 적어도 하나의 서브 픽셀(22)의 각각의 컬러의 기여도를 변경하도록 한다(또는 변화시킨다).
이와 같이, 각 렌즈는 도 10의 예에 의해 제공된 완벽하게 규칙적인 구성(organization)에 따라 픽셀(20)의 위치에 대하여 독특한 방식(unique way)으로 시프트(shifted)될 수 있다.
이미 설명한 바와 같이, 기판(12)과 층(14)은 컬러 픽셀(40)에 도달할 때까지 입사 광(30)이 적어도 부분적으로 렌즈(LN2)를 통과하게 하도록 투명하다. 픽셀(40) 및 보다 구체적으로 그 서브 픽셀(42)은, 이러한 예에서 서브 픽셀(42)의 아래에 위치된 반사 표면(23)을 포함하여, 렌즈(LN2)의 어레이를 통해 수신된 입사 광(30)을 (적어도 부분적으로) 반사한다. 층(12 및 14)은 예를 들어 폴리카보네이트로 만들어진다.
도 9에 도시된 바와 같이, 그리고 이미 도 4에 대한 참조로 설명된 바와 같이, 각 렌즈(LN2)는 입사면(S1)을 포함하고, 입사 광(30)를 수신할 수 있으며, 픽셀 세트(40)의 표면에 대해, 렌즈(LN2)가 입사 광(30)을 수렴하는 유용한 표면(S2)을 추가로 형성한다. 각 렌즈(LN2)는 그와 연관된 픽셀(40)의 맞은 편에 배치되며, 렌즈(LN2)는 그 유용한 표면(S2)이 연관된 픽셀(40)의 2 개의 서브 픽셀(42)의 적어도 일부에 위치되도록 배치된다.
따라서 렌즈(LN2)는 수신된 입사 광(30)을 집속하여, 상기 연관된 픽셀(40)의 각각의 다른 서브 픽셀(42)의 각각의 컬러 기여도에 대해, 상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지의 대응하는 영역에서, 상기 연관된 픽셀(20)의 적어도 2 개의 서브 픽셀(42)의 컬러 기여도를 향상시킨다. 서브 픽셀의 컬러 기여도의 이러한 변화는 도 11 및 12를 참조하여 아래에서 더 자세히 설명된다.
여기에서 고려되는 예에 사용된 픽셀 세트(40)는 도 11에서 도시된다. 여기에서 픽셀(40)은 정육각형 모양인 4개의 서브 픽셀(42a-42d)로 구성된다. 동일한 픽셀(40)의 각 서브 픽셀(42a-42d)은 고려되는 픽셀에서 각각 CLa-CLd로 언급되는 단일 컬러를 가진다. 서브 픽셀(42)은 컬러(CLa 내지 CLd)가 기판(12)에서 주기적으로 반복되도록 균일하게 분포된다. 이러한 정육각형 구성은 생성될 수 있는 컬러의 범위에서 큰 유연성을 제공한다. 다른 예시적인 실시예는 각 픽셀(40)에서 여러가지 색상의 컬러의 3개의 서브 픽셀(42)로 가능하다(예를 들어 도 3B에서 표현된 변형 참조).
도 11은 연관된 픽셀(40)에서 각 렌즈(LN2)에 의해 형성된 유용한 표면(S2)를 점선으로 나타낸다. 이 예에서, 각 렌즈(LN2)의 유용한 표면(S2)은 대향하는 연관된 픽셀(40)의 두 개의 서브 픽셀(42)을 가로지르는(straddling) 영역을 형성한다. 다른 변형례에서는, 3개 이상의 서브 픽셀에 입사 광을 집속할 수 있도록 렌즈를 구성할 수 있다.
입사면(S1)은 특히 픽셀(40) 맞은 편에 위치한 렌즈(LN2)의 위치를 정의한다. 이러한 입사면(S1)은 렌즈(LN2)의 형상, 위치 및 보다 일반적으로 구성에 의존한다. 이러한 예에서, 각 렌즈(LN2)는 연관된 픽셀(40)의 일부 서브 픽셀(42)의 부분과 대응(correspondence)하도록 배치되며, 필요한 경우 하나 또는 여러 개의 인접한 픽셀(40)의 일부를 커버할 수도 있다.
보다 구체적으로, 각각 입사면(S11 및 S12)를 형성하는 두 개의 렌즈(LN2)의 경우와, 유용한 표면(S21 및 S22)이 여기에서 고려된다.
또한, 이러한 특정 예에서, 각 렌즈(LN2)는 연관된 픽셀(40)의 서브 픽셀(42)에 수신된 입사 광(30)(도 9)을 집속하며, 이는 상기 연관된 픽셀(20)의 각각의 다른 서브 픽셀(42)의 각 컬러 기여도에 대해, 상기 렌즈(LN2)를 통해 생성되는, 상기 입사면(S11, S12)에 대응하여, 상기 컬러 이미지(6)(도 1)의 대응하는 영역에서, 이러한 서브 픽셀의 컬러 기여도를 크게 향상시키는 결과를 갖는다.
따라서, 도 11에 도시된 예에서, 유용한 표면(S21)에 의해 형성된 영역은, 각각의 서브 픽셀(42c 및 42d)의 컬러(CLc 및 CLd)가 고려되는 픽셀(40)의 다른 서브 픽셀(42)의 컬러에 대하여 향상되도록 한다. 마찬가지로, 유용한 표면(S22)에 의해 형성된 영역은, 각각의 서브 픽셀(42a 및 42b)의 컬러(CLa 및 CLb)가 고려되는 픽셀(40)의 다른 서브 픽셀(42)의 컬러에 대하여 향상되도록 한다. 렌즈(LN2)의 구성을 조정(adapting)함으로써, 유용한 표면의 형상 및 치수를 제어하고, 이에 따라 이미지(6)의 각 영역에서 선호하는 컬러, 및 각 서브 픽셀(42)의 컬러 기여도가 변경되는 비율(proportions)을 선택할 수 있다.
도 12는 관측자(OB)(도 9)에 의해 관측할 수 있는 컬러 이미지(6)의 영역(R1 및 R2)에서의 시각적 렌더링을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 두 개의 렌즈(LN2)의 입사면(S11 및 S12)에 각각 대응하는 영역(R1 및 R2)은, 입사 광(30)이 집속된 서브 픽셀로부터 도출된 컬러의 혼합에 의해 획득된 하이브리드(hybrid) 컬러(CL1 및 CL2)로 관측할 수 있다.
따라서, 영역(R1)은 서브 픽셀(42c 및 42d)의 컬러(CLc 및 CLd)의 가중(weighted)된 기여도의 추가로 인한 하이브리드 컬러(CL1)를 제공한다. 마찬가지로, 영역(R2)은 서브 픽셀(42a 및 42b)의 컬러(CLa 및 CLb)의 가중된 기여도의 추가로 인한 하이브리드 컬러(CL2)를 제공한다.
바람직하게는 일부 서브 픽셀(22)에 입사 광(30)를 적절히 수렴함으로써, 원하는 컬러 이미지(6)를 생성할 수 있다(또는 드러낼 수 있다). 렌즈(LN2)는 렌즈의 맞은 편에 위치된 서브 픽셀의 컬러로부터 복잡한(complex) 컬러를 생성하게 할 수 있다. 사용되는 타일링에 따라, 예를 들어 2, 3 또는 4개의 여러가지 색상의 서브 픽셀로부터 하이브리드 컬러를 생성할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 컬러 이미지(6)는 따라서 렌즈(LN2)의 어레이와 대향하는 픽셀 세트(40)의 조합에 의해 형성된다. 입사 광을 현명하게 배향하기 위해 렌즈(LN2)를 추가하지 않고, 픽셀 세트(40)는 이러한 세트가 컬러 이미지(6)를 특징화하는 정보가 부족한 한 컬러 픽셀의 빈 배열일 뿐이다. 선택된 서브 픽셀(42)의 배열에 따라서, 픽셀(40)의 시각적 표현을 맞춤화하고 이에 따라 최종 컬러 이미지(6)를 생성하도록 구성된 렌즈(LN2)의 어레이이다.
렌즈가 적어도 두 개의 서브 픽셀에서 입사 광을 수렴할 때 다양한 유형의 시각적 렌더링이 획득될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 위에서 고려한 예에서, 관측자(OB)에 나타나는 컬러 이미지(6)(도 12)의 영역(R1 및 R2)이 흑백이라고 가정된다. 다시 말해, 이러한 영역(R1 및 R2)은 이러한 예에서 즉 각각의 하이브리드 컬러(CL1 및 CL2)인 균일하게 분산된 단일 컬러를 갖는 영역으로 나타난다. 이를 위해, 렌즈(LN2)의 치수가 이미지와 관측자 사이의 거리에 비해 충분히 작아서, 인간의 눈의 원래의 해상력(intrinsic resolving power)이 각각 하이브리드 컬러(CL1 과 CL2)를 구성하는 다른 프라이메리 컬러를 구별할 수 없도록 하는 것이 필요하다. 인간의 눈의 해상력을 넘어 여러가지 색상의 컬러의 조합이 이루어지면, 구성 컬러의 추가로 인한 하이브리드 컬러만이 관측자에 의해 감지(perceived)된다.
도 13은 렌즈(LN2)에 투사된 이미지의 일부인 지점(point)(I)에서 관측하는 관측자(OB)를 나타낸다. 특정 실시예에 따르면, 렌즈(LN2)의 가장 작은 치수(D)는 다음과 같다.
Figure pct00001
여기서 αlim는 인간의 눈이 두 개의 여러가지 색상의 컬러를 구별할 수 없는 관측의 최대 한계 각도(maximum limit angle)에 대응하며, L은 관측 지점(point of observation)(I)과 이미지 사이의 거리이다. D의 가장 작은 치수는 고려되는 렌즈(LN2)가 확장되는 평면에서 포함된다는 것을 유의해야 한다.
인간의 눈이 유용한 표면(S1)(도11)에 의해 형성된 이미지 영역에서 서브 픽셀(40)의 다른 컬러를 별도로 구별할 수 없도록, 관측 각도(angle of observation) α는 다음과 같도록 요구된다.
Figure pct00002
여기서 αlim = 1' (minute) = 3.10-4 rad 로 고려된다.
특정 예에 따르면, 관측 거리 L = 0.5m(미터(meter))라고 가정하면, 렌즈(LN2)의 가장 작은 치수(D)는 150.10-6　m, 또는 150　μm 미만일 필요가 있다. 렌즈(LN2)가 구형 형상인 경우, 가장 작은 치수(D)는 렌즈의 구 부분(sphere portion)과 그것이 놓인 평면의 교차에 의해 형성된 원의 직경에 대응한다.
전술한 예시적인 실시예에서, 다른 실시예가 가능함에도 불구하고 사용되는 렌즈가 수렴되고 있다는 것을 유의해야 할 것이다. 따라서, 발산 렌즈를 사용하여 본 발명의 원리를 적용할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 다큐먼트(2)에서, 렌즈(LN)의 어레이는, 연관된 픽셀(20)의 각각의 다른 서브 픽셀(22)의 각각의 컬러 기여도에 대해, 상기 렌즈를 통해 생성되는 컬러 이미지(6)의 대응하는 영역에서, 상기 연관된 픽셀(20)의 적어도 하나의 서브 픽셀(22)에 의해 컬러 기여도를 감소시키도록, 렌즈에 의해 수신된 입사광을 발산시키도록 구성된 적어도 하나의 발산 렌즈를 포함할 수 있다.
도 13은 도 2에 표현된 실시예의 일 변형례에 따른 다큐먼트(2)의 단면도를 나타낸다. 다큐먼트(2)는, 여기서 LN3로 언급된 렌즈가 대응하여 위치된 서브 픽셀(22)에 입사 광을 발산하도록 렌즈가 발산하고 있다는 점에서 도 2의 구현과 다르다. 따라서, 일부 서브 픽셀(22)에 대한 대응으로 발산 렌즈(LN3)을 배치하여, 이러한 렌즈를 통해 생성되는 컬러 이미지(6)의 영역에서 이러한 서브 픽셀의 컬러 기여도를 감소시킬 수 있다. 도 11을 참조하면, S21 및 S22가 발산 렌즈(LN3)의 입사면을 형성하고, S11 및 S22가 이러한 렌즈의 유용한 표면을 형성하는 예시적인 구현을 고려할 수 있다.
이러일 변형례에 따라서, 본 발명의 원리에 따라, 최종 컬러 이미지(6)의 렌더링에서 다른 것에 대하여 일부 서브 픽셀의 컬러 기여도를 또한 변경할 수 있다(변화시킬 수 있다).
또한, 이미 언급한 바와 같이, 아래에 설명되는 컬러 이미지(6)의 그레이 스케일(gray scale)을 생성하기 위해 일부 서브 픽셀과 반대의 불투명한(블랙 또는 어두운(dark)) 요소를 추가하여 본 발명의 원리에 따라 생성된 컬러 이미지(6)(도 1)와 대조를 이룰(impart) 수 있다.
도 15는, 다큐먼트(2)가 최종 컬러 이미지(6)에서 그레이 레벨(gray levels)을 생성하도록 일부 서브 픽셀(22)과 맞은 편에 위치된 (예를 들어 어둡거나 또는 그레이 또는 블랙일 수 있는) 불투명(opaque)(또는 불투명한(opacifying)) 또는 반사하지 않는(non-reflecting) 영역(또는 볼륨(volumes))(60)을 더 포함한다는 점에서, 도 2의 실시예와 다른 특정 실시예를 나타낸다. 이를 위해, 기판(12)은 예를 들어 투명 레이저가능 층(transparent laserable layer)(65)을 포함한다(예를 들어 도 4 및 9에서 표현된 층(12a)에 대응함). "레이저가능(Laserable)" 층은 레이저 방사선(laser radiation)에 민감한 층을 의미한다.
투명 레이저가능 층(65)은 픽셀 세트(20)의 맞은 편에 배치되며, 이러한 투명 레이저가능 층은 레이저 방사선(LR1)에 의해 적어도 부분적으로 탄화되어, 렌즈(LN)을 통해 생성된 컬러 이미지(6)에서 그레이 레벨(또는 대비(contrast))을 생성하도록 서브 픽셀(20)의 맞은 편에 로컬로 불투명하게(opacified)된 영역(60)을 포함한다.
불투명 영역(60)은 부분적으로 또는 완전히 서브 픽셀(22)의 일부(서브 픽셀(22)의 서브세트(subset))를 마스킹하고, 이에 따라 컬러 이미지(6)의 그레이 레벨을 형성한다. 이러한 불투명 영역은 또한 부분적으로 또는 완전히 렌즈를 마스킹할 수 있으므로 변화시킬 수 있으며, 다시 말해, 렌즈와 서브 픽셀의 정렬에 의해 생성된 복합 컬러(compound colors)의 광도(luminosity)를 다르게 할 수 있다.
이러한 레이저가능 층의 국부적 불투명화 기술(technique of local opacification)과, 서브 픽셀의 맞은 편에 배치된 렌즈의 사용에 기초한 본 발명의 원리를 결합함으로써, 이미지의 특히 진보된 복잡성으로 인해 사기에 대한 높은 레벨의 보안을 보장하면서, 양질의 맞춤형 컬러 이미지를 획득할 수 있다.
도 15에 나타난 예에서, 예를 들어, 이러한 불투명 영역(60)의 적어도 일부가 대응하는 서브 픽셀(22)의 일부만 덮는 다른 실시예가 가능하지만, 불투명 영역(60)은 대응하는 서브 픽셀(22)의 전체를 덮도록 형성된다. 따라서, 이미지(6)(도1)에서 그레이 레벨을 매우 정밀한 방식으로 조정할 수 있다.
특정 예에 따르면, 하나의 또는 복수의 불투명 영역(60)은 대향하는 연관된 렌즈(LN)를 통해 볼 수 있는 픽셀(20)의 배열의 각 영역을 부분적으로(또는 완전히) 마스킹하도록 구성된다. 불투명 영역(60)의 세트는 표시(inscription)(예를 들어 이름 등과 같은 문자 또는 기호) 또는 이미지와 같은 일반적인 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 일반적인 패턴은 렌즈(LN)를 통해 볼 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명의 원리에 따라 컬러 이미지를 생성(또는 형성)하기 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 생성하는 방법은 본 문서에 기술된 실시예 중 어느 하나에 따라 장치(또는 다큐먼트)를 생성하도록 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 다큐먼트(2)를 생성(또는 형성)하기 위한 방법은 이제 도 16을 참조하여 설명된다.
상기 방법은 다음의 단계를 포함한다:
- 기판(12) 상에 또는 기판(12) 내에 픽셀 세트(20)를 인쇄하는 단계(E2) - 각 픽셀은 적어도 2 개의 다른 컬러의 서브 픽셀(22)의 배열을 포함하는 패턴을 형성함 - ; 및
- 상기 서브 픽셀(22)의 적어도 일부 상에 있는 렌즈를 통해 입사 광을 집속시키거나 또는 발산시켜 상기 컬러 이미지(6)(도 1)를 생성하도록, 상기 픽셀 세트(20)의 맞은 편에 배치되는 상기 렌즈의 어레이를 형성하는 단계(E4).
도 2에 도시된 예에서 렌즈(LN)가 수렴하고 있으므로, 서브 픽셀(22)에 입사 광을 집속한다.
형성하는 단계(E4)는, 각 렌즈(LN)가, 대향하는 연관된 픽셀(20)에 대하여, 상기 렌즈(20)와 독립적으로 상기 연관된 픽셀(20)에 의해 원래 형성된 상기 패턴에 대해, 상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지(6)의 영역에서, 상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀의 상기 각각의 컬러의 기여도를 변경하도록, 상기 연관된 픽셀(20)의 상기 서브 픽셀(22) 중 적어도 하나에 상기 입사 광을 집속시키도록( 또는 대안적으로 발산시키도록) 배치되도록 한다.
특정 예에서, 렌즈(LN)를 형성하는 단계(E4)는 다음을 포함한다:
- 제1 투명 층을 제공하는 단계; 및
- 상기 제1 투명 층의 표면 변형에 의해 상기 렌즈(LN)를 형성하도록, 상기 제1 투명 층에 레이저 방사(도 15에 표현된 방사선(LR1)과 구별됨)를 투사하는 단계.
일 변형례에 따르면, 제1 투명 층의 표면에 렌즈를 형성하기 위해 3D 프린터 헤드를 사용하여 제1 투명 층에서 투명 재료의 투사가 이루어진다.
이러한 제1 투명 층은, 예를 들어, 도 4 및 9에 표현된 층(14)에 대응할 수 있거나, 또는 렌즈(LN)가 기판에서 직접 형성되는 경우에 그 자체로 기판(12)에 대응할 수 있다.
예를 들어, CO2-유형(CO2-type) 레이저 방사선은 예를 들어 렌즈(LN)의 배열을 형성하는 데 필요한 표면 변형을 생성하는 데 사용될 수 있다.
특정 예에 따르면, 형성하는 단계(E4)에서, 각 렌즈(LN)(도2)는, 렌즈의 어레이의 다른 렌즈(LN)의 배치와 독립적으로 연관된 픽셀(20)에 대해 배치된다. 이러한 배치는 예를 들어 각 렌즈에 대해, 연관된 픽셀(20)에 대하여 조정된 위치를 식별(identifying)할 수 있는 카메라를 사용하여 수행된다.
상기 방법은, 도 15에 대한 참조로 이미 설명된 바와 같이, 최종 이미지에서 그레이 레벨을 생성하기 위해 불투명 영역(60)을 형성하는 단계(E5)를 더 포함할 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 상기 방법은 형성하는 단계(E4) 이전에, 렌즈(LN) 중 적어도 하나가, 예를 들어 도 11 및 12에서 하이브리드 컬러를 생성하는 것으로 표현되는, 적어도 2개의 서브 픽셀에 입사 라이트를 하도록 집속시키도록 구성되어야 하는지 여부를 계산하는 단계(E6)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어 컴퓨터와 같은 계산 유닛(calculation unit)에 의해 수행되는 이러한 계산하는 단계(E6)에서, 획득하고자 하는 하이브리드 컬러를 구성하는 각 컬러의 각각의 가중치(weights)(또는 각각의 비율(proportions) 또는 각각의 가중치 계수(weighting coefficients))가 결정되고, 연관된 픽셀의 서브 픽셀에 대하여 대응하는 렌즈(LN)의 배치(특히 유용한 표면의 배치)가 이러한 가중치들로부터 결정된다.
따라서, 특정 모드(mode)에서, 렌즈의 어레이 중 적어도 하나의 렌즈(LN)(소위 제1 렌즈)는 연관된 픽셀(40)(도 9-12)의 적어도 2개의 서브 픽셀(42)에 수신된 입사 광을 집속시키도록 구성된 수렴 렌즈(도 9-12)이므로, 컬러 이미지(6)의 대응하는 영역(R1, R2)에서, 적어도 두 개의 서브 픽셀의 컬러의 조합으로 도출된 하이브리드 컬러(CL1, CL2)를 나타나게 하며, 제1 렌즈(LN)는 가장 작은 치수(smallest dimension)에서 150 μm보다 더 작은 최대 치수를 갖도록 형성된다. 상기 생성하는 방법은 상기 적어도 2개의 서브 픽셀(42)의 각각에 할당된 각 가중치를 결정하는 단계(E6)를 포함하고, 이러한 가중치는, 상기 하이브리드 컬러를 생성하는 상기 컬러 조합에서 각 서브 픽셀(42)의 각각의 기여도를 나타내고, 상기 제1 렌즈는, 상기 적어도 2개의 서브 픽셀(42)에 할당된 상기 각 가중치에 따라 상기 연관된 픽셀(40)에 대해 배치된다.
이미 도시된 바와 같이, 상기 방법(도 17)은 도 15에 대한 참조로 이미 설명된 바와 같이, 최종 이미지에서 그레이 레벨을 생성하기 위해 불투명 영역(60)을 형성하는 단계(E5)를 더 포함할 수 있다.
위에서 상상한 다양한 예시적인 실시예에 명시된 바와 같이, 본 발명의 틀 내에서 많은 변형 및 조정이 가능하다. 특히, 당업자는 렌즈의 많은 구성을 고안할 수 있다. 마찬가지로 경우에 따라 픽셀의 많은 배열이 가능하다.
도 16 및 17에서 단계가 수행되는 순서는 경우에 따라 조정될 수 있다.
특정 실시예에 따르면, 본 발명의 다큐먼트의 각 렌즈는 단일 픽셀과 연관된다. 따라서 이미지(6)(도 1)은 n 개의 렌즈/연관된 픽셀 쌍(들)에 의해 형성되며, n은 1보다 크거나 또는 같은 정수이다.
당업자는 상술한 실시예 및 변형이 본 발명의 구현의 비제한적인 예만을 구성한다는 것을 이해할 것이다. 특히, 당업자들은 매우 구체적인 요구를 충족시키기 위해 상술한 특성과 실시예 사이에서 어떤 조정이나 또는 조합을 고안할 수 있을 것이다.
따라서, 예를 들어, 도 4 및 9의 실시예의 발산 렌즈, 또는 도 4의 실시예의 구형 렌즈, 또는 도 9의 실시예의 원통형 렌즈를 사용할 수 있다. 본 문서에 설명된 실시예의 각각에서 픽셀의 상이한 타일링이 가능하다. 실시예를 참조하여 설명된 상이한 변형은 다른 실시예에 적용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 컬러 이미지(6)를 생성하기에 적합한 다큐먼트(2)에 있어서,
    기판(substrate)(2) 상에 또는 기판(2) 내에 인쇄된 픽셀 세트(set of pixels)(20) - 각 픽셀은 적어도 2 개의 다른 컬러의 서브 픽셀(sub-pixels)(22)의 배열(arrangement)을 포함하는 패턴(pattern)을 형성하고, 상기 픽셀 세트의 각 픽셀(20)은 각 서브 픽셀이 상기 픽셀에서 단일 컬러(single color)를 가지도록 구성됨 - ; 및
    상기 서브 픽셀(22)의 적어도 일부 상에 있는 렌즈(LN)를 통해 입사 광을 집속(focusing)시키거나 또는 발산(diverging)시켜 상기 컬러 이미지를 생성하도록 상기 픽셀 세트의 맞은 편에 배치(disposed)되는 상기 렌즈(LN)의 어레이
    를 포함하고,
    각 렌즈(LN)는,
    대향(facing)하는 연관된 픽셀(20)에 대하여,
    상기 렌즈(LN)와 독립적으로 상기 연관된 픽셀(20)에 의해 원래(intrinsically) 형성된 상기 패턴에 대해,
    상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지(6)의 영역에서,
    상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀의 각 컬러의 기여도(distribution)를 변경(modify)하도록,
    상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀(22) 중 적어도 하나에 상기 입사 광을 집속시키거나 또는 발산시키도록 배치되는,
    다큐먼트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 픽셀 세트의 각 픽셀(20)은,
    동일한 패턴의 컬러 서브 픽셀(22)을 형성하는,
    다큐먼트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 픽셀 세트(20)는,
    상기 서브 픽셀이 상기 기판 상에 또는 상기 기판 내에서 균일하게(uniformly) 분포되도록 구성된,
    다큐먼트.
  4. 제1항 내지 제3항에 있어서,
    각 서브 픽셀 컬러의 존재(presence)에 대한 확률 밀도(probability density)는,
    상기 픽셀 세트에서 일정(constant)한,
    다큐먼트.
  5. 제1항 내지 제4항에 있어서,
    상기 렌즈(LN)의 어레이는,
    마이크로 렌즈(micro-lenses)를 형성(define)하는 표면 변형(surface deformations)을 포함하는 층으로부터 형성되고,
    상기 층은,
    상기 기판이거나 또는 상기 기판과 함께 라미네이트(laminated)된 층인,
    다큐먼트.
  6. 제1항 내지 제5항에 있어서,
    상기 픽셀 세트에서의 상기 서브 픽셀(22)은,
    상기 렌즈의 어레이를 통해 상기 입사 광을 반사하도록 상기 서브 픽셀 아래에 위치된 반사 표면(reflecting surface)(23)
    을 포함하는 다큐먼트.
  7. 제1항 내지 제6항에 있어서,
    상기 렌즈의 어레이에서 적어도 하나의 렌즈(LN1; LN2)는,
    상기 연관된 픽셀의 각각의 다른 서브 픽셀의 각각의 컬러 기여도(color contribution)에 대해,
    상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지의 대응하는 영역에서,
    상기 연관된 픽셀의 적어도 하나의 서브 픽셀(22)의 컬러 기여도를 향상시키도록,
    상기 수신된 입사 광을 집속시키도록 구성된 수렴 렌즈(converging lens)인,
    다큐먼트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 렌즈의 어레이에서 적어도 하나의 렌즈는,
    상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지의 상기 대응하는 영역에서,
    상기 연관된 픽셀의 각각의 다른 서브 픽셀의 컬러를 마스킹(mask)하도록,
    상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀 중 하나에만 상기 수신된 입사 광을 집속시키도록 구성된 수렴 렌즈(converging lens)(LN1)인,
    다큐먼트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컬러 이미지의 흑백 영역(monochrome region)에서,
    상기 렌즈의 어레이의 각 렌즈는,
    상기 컬러 이미지의 상기 흑백 영역에서,
    미리 결정된 컬러의 단일 컬러로 보이게 하도록,
    상기 연관된 픽셀에서 동일한 상기 미리 결정된 컬러의 단일 서브 픽셀로 상기 수신된 입사 광을 집속시키도록 구성된 수렴 렌즈(converging lens)(LN1)인,
    다큐먼트.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 렌즈의 어레이의 적어도 제1 렌즈(LN2)는,
    상기 컬러 이미지의 대응하는 영역에서,
    적어도 2개의 서브 픽셀(CL1, CL2)의 컬러의 조합으로부터 도출된 하이브리드 컬러(hybrid color)를 나타내도록,
    상기 연관된 픽셀의 상기 적어도 2개의 서브 픽셀(22)에 상기 수신된 입사 광을 집속시키도록 구성된 수렴 렌즈이고,
    상기 제1 렌즈는,
    가장 작은 치수(smallest dimension)에서 150 μm보다 더 작은 최대 치수를 갖는,
    다큐먼트.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈의 어레이의 적어도 하나의 렌즈는,
    상기 연관된 픽셀의 각각의 다른 서브 픽셀의 각각의 컬러 기여도(color contribution)에 대해,
    상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지의 상기 대응하는 영역에서,
    상기 연관된 픽셀의 적어도 하나의 서브 픽셀만큼 상기 컬러 기여도를 감소시키도록,
    상기 렌즈에 의해 수신된 입사 광을 발산하도록 구성된 발산 렌즈(diverging lens)인,
    다큐먼트.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 픽셀 세트(20)의 맞은 편에 배치되는 투명 레이저가능 층(transparent laserable layer)(65)
    을 더 포함하고,
    상기 투명 레이저가능 층은,
    상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지에서 그레이 레벨(gray levels)을 생성하기 위해,
    서브 픽셀의 맞은 편에 국부적으로 불투명한 영역(locally opacified regions)을 포함하도록,
    레이저 방사(laser radiation)에 의해 적어도 부분적으로 탄화(carbonized)되는,
    다큐먼트.
  13. 컬러 이미지(6)를 생성하기 위한 방법에 있어서,
    기판 상에 또는 기판 내에 픽셀 세트(20)를 인쇄하는 단계(E2) - 각 픽셀은 적어도 2 개의 다른 컬러의 서브 픽셀(22)의 배열을 포함하는 패턴을 형성하고, 상기 픽셀 세트의 각 픽셀(20)은 각 서브 픽셀(22)이 상기 픽셀에서 단일 컬러를 가지도록 구성됨 - ; 및
    상기 서브 픽셀의 적어도 일부 상에 있는 렌즈를 통해 입사 광을 집속시키거나 또는 발산시켜 상기 컬러 이미지를 생성하도록, 상기 픽셀 세트의 맞은 편에 배치되는 상기 렌즈의 어레이를 형성하는 단계(E4)
    를 포함하고,
    각 렌즈는,
    대향하는 연관된 픽셀에 대하여,
    상기 렌즈와 독립적으로 상기 연관된 픽셀에 의해 원래 형성된 상기 패턴에 대해,
    상기 렌즈를 통해 생성되는 상기 컬러 이미지의 영역에서,
    상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀의 상기 각각의 컬러의 기여도를 변경하도록,
    상기 연관된 픽셀의 상기 서브 픽셀 중 적어도 하나에 상기 입사 광을 집속시키거나 또는 발산시키도록 배치되는,
    방법.
  14. 제13항에 있어서,
    제1 투명 층을 제공하는 단계; 및
    상기 제1 투명 층의 표면 변형에 의해 상기 렌즈를 형성하도록, 상기 제1 투명 층에 제1 레이저 방사를 투사(project)하는 단계
    를 포함하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    제1 투명 층을 제공하는 단계; 및
    상기 제1 투명 층의 표면에 렌즈를 형성하도록, 3D 프린터 헤드를 사용함으로써, 상기 제1 투명 층에 투명 재료의 투사를 하는 단계
    를 포함하는 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 형성하는 단계에서, 각 렌즈는,
    상기 렌즈의 어레이 중 다른 렌즈의 위치 설정에 대해 독립적으로 상기 대향하는 연관된 픽셀에 대하여 위치되는,
    방법.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈의 어레이 중 적어도 제1 렌즈는,
    상기 컬러 이미지의 대응하는 영역에서,
    적어도 2개의 서브 픽셀의 컬러의 조합으로부터 도출된 하이브리드 컬러를 나타내도록,
    상기 연관된 픽셀의 상기 적어도 2개의 서브 픽셀에 상기 수신된 입사 광을 집속시키도록 구성된 수렴 렌즈이고,
    상기 제1 렌즈는,
    가장 작은 치수에서 150 μm보다 더 작은 최대 치수를 갖도록 형성된,
    방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 서브 픽셀의 각각에 할당된 각 가중치를 결정하는 단계(E2)
    를 포함하고,
    상기 가중치는,
    상기 하이브리드 컬러를 생성하는 상기 컬러의 상기 조합에서 각 서브 픽셀의 각각의 기여도를 나타내고,
    상기 제1 렌즈는,
    상기 적어도 2개의 서브 픽셀에 할당된 상기 각 가중치에 따라 상기 연관된 픽셀에 대해 구성되는,
    방법.

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