具有减小的厚度的任选地可转移光学系统技术方案

提供具有减小的厚度的任选地可转移光学系统。本发明专利技术的光学系统基本上是由合成影像呈现系统构成，其中结构化影像图标的一种或多种排列大致上与聚焦元件的一种或多种排列接触但不完全地嵌入其中。聚焦元件与影像图标排列相互配合以形成至少一个合成影像。通过本发明专利技术，消除了对提供在聚焦元件与它们的相关影像图标之间的必需焦距的光学间隔物的需要。因此，减小总系统厚度，使其能够适于用作表面应用的认证系统并提高抗干扰性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有减小的厚度的任选地可转移光学系统相关申请 本申请要求2011年8月19日提交的美国临时专利申请序列号61/525，239的优先权，其以援引的方式并入本文中。
本专利技术主要涉及用于呈现一个或多个合成影像的改进系统，更具体地涉及具有减小的厚度的任选地可转移光学系统。
技术介绍
如在例如授予Steenblik等人的美国专利号7，333，268中详细描述的，微光学材料的聚焦元件的焦距决定了聚焦元件与影像图标阵列的光学分离。换句话说，这些微光学材料的阵列位于光学间隔物(optical spacer)的任一侧，以便使各聚焦元件的焦点与其相关的影像图标对齐。当焦点位于影像图标阵列上或内部时，合成影像处于锐聚焦状态。然而，当焦点位于影像图标阵列的上方或下方时，合成影像是模糊且离焦的。通过本专利技术，消除了对用于提供聚焦元件与它们的相关影像图标之间必需焦距的光学间隔物(即，柔性的透明聚合物薄膜样材料)的需要。结果，减小了总系统厚度，使该系统能够适合于用作表面应用认证系统，并且提高抗干扰性。更具体地，本专利技术提供具有减小的厚度的任选地可转移光学系统，其基本上包含由结构化影像图标的一种或多种排列所组成的合成影像呈现系统，所述结构化影像图标的一种或多种排列基本上与聚焦元件的一种或多种排列接触但不完全地嵌入其内部，其中影像图标的一种或多种排列与聚焦元件的一种或多种排列相互配合以形成影像图标的至少部分的至少一个合成影像，其中聚焦元件的一种或多种排列中的聚焦元件之间的间隙空间并不有助于至少一个合成影像的形成。本文中使用的短语“基本上接触”意图表示聚焦元件的顶部或底部(例如，顶点或基部)基本上与影像图标接触或触及。预期用于本专利技术的聚焦元件包括折射元件、反射(例如，凹形反射、凸形反射)元件、混合的折射/反射元件、和衍射式聚焦元件。此类聚焦元件的实例描述于授予Steenblik等人的美国专利号7，333，268、授予Steenblik等人的美国专利号7，468，842、和授予Steenblik等人的美国专利号7，738，175中，其通过援引全文并入本文中，如同在本文中全部阐述。对于总厚度小于约50微米的系统而言，本专利技术微观尺度系统中所使用的排列中的聚焦元件之间的间隙空间通常为大约5微米或以下，而本专利技术宏观尺度系统中的间隙空间通常较大；对于总厚度小于或等于I厘米的系统而言，间隙空间优选为约5毫米或以下。应注意的是，反射式聚焦元件反射入射光并且可被金属化以获得高聚焦效率。对于金属化，凹形反射或凸形反射装置的透镜结构的外面可具有反射性金属层(例如，蒸气沉积金属层)。可以提供半透明(或部分金属化)的金属层或高折射率层，来代替完全不透明的反射性金属层。此外，多层的蒸气沉积材料可用于提供反射性，例如由介电层所组成的、或者由金属层与介电层的组合(诸如金属层/介电层/金属层)所组成的色移干涉涂层也可提供必需的反射性。预期用于本专利技术的影像图标是结构化的影像图标(即，具有物理浮雕的影像图标)。在一个示例性实施方式中，影像图标是任选地经涂覆和/或经填充的空隙或凹缝(例如，在基本平面结构中的空隙，这些空隙任选地被另一种材料填充或涂覆)，而在另一个示例性实施方式中，这些影像图标是由凸起区域或成型柱(Shaped post)(例如，在基本上的平面结构中的凸起区域)形成。结构化影像图标的实例也描述于授予Steenblik等人的美国专利号7, 333, 268、授予Steenblik等人的美国专利号7, 468, 842、和授予Steenblik等人的美国专利号7，738，175中。意外地且相当出人意料地，本专利技术人已发现通过调整本专利技术系统中聚焦元件的焦距可以消除对光学间隔物的需要。已发现各排列的影像图标可在不需要光学间隔物的情况下与各排列的聚焦元件的焦深相交，从而形成能够呈现至少一个合成影像的更薄、更流线型的系统。此外，如将在下面更详细地说明，本专利技术人也已发现当采用某些聚焦元件设计时，可以将本专利技术系统转移到不具有构成被转移系统的任何部分的基膜或载体基材的有价值文件或产品上。这两个发现导致了横截面厚度减小、适合于作为表面应用安全性特征、且层间分层危险性降低的合成影像呈现系统。通过本专利技术所实现的其它益处包括:抗干扰性得到提高、以及具有改善的对比度和清晰度的投影影像。正如将容易地理解的，在聚焦元件和影像图标之间缺乏牢固光学间隔物的光学系统，一旦结合则更难以完好地从最终基材中去除。此外，聚焦元件越接近影像图标，投影影像的对比度和清晰度就越高。由于没有在聚焦元件和影像图标之间的光学间隔膜(通常是双轴向取向的光学间隔膜)所增加的额外厚度，因而存在较小的光散射和双折射。由此形成看上去更清晰且具有更大对比度的影像。如以上所提到的，本专利技术涵盖各种系统尺寸范围。除了微观尺度系统外，也涵盖宏观尺度系统。这种较大尺度系统可构成整体的或完整的膜结构，或者可以由可替换的影像图标的排列形成。从下面的详细说明和附图，本专利技术的其它特征和优点对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。除非另有规定，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。本文中所提到的所有出版物、专利申请、专利或者其它参考资料的全部内容通过援引并入本文中。在发生矛盾的情况下，将以本说明书(包括定义)为准。另外，本文中的材料、方法和例子仅仅是说明性的而并非意在限制。【附图说明】参照以下附图可以更好地理解本公开。附图中的部件不必按比例绘制，相反重点是放在清楚地说明本公开的原理。通过参考附图来说明公开的本专利技术的具体特征，这些附图是以下本专利技术示例性实施方式的截面侧视图: 图1是折射式光学系统； 图2是可转移折射式光学系统； 图3是凹形反射式光学系统； 图4是凸形反射式光学系统； 图5是可转移凹形反射式光学系统； 图6是采用透射式菲涅耳透镜的衍射光学系统；和 图7是采用反射式菲涅耳透镜的衍射光学系统。专利技术详述 现在将结合附图来揭示本专利技术系统的示例性实施方式。然而，并非意图将本公开局限于本文中所公开的实施方式。相反，意在覆盖所有的替代物、修改和等同物。例如，其它特征或功能(例如授予Steenblik等人的美国专利号7，333，268、授予Steenblik等人的美国专利号7，468，842、和授予Steenblik等人的美国专利号7，738，175中描述的那些)也可包含在本专利技术系统中。这种其它特征或功能可包括用于获得与其它层的更好的粘合的织构化表面、粘合促进剂等。本专利技术系统也可包含公开的或不公开的信息，例如可利用传统印刷技术或激光雕刻系统所形成的采用序列号、条形码、影像等形式的用户化或个性化信息。该增加的功能将会允许合成影像与转换信息之间产生相互作用。此外，可以在制造的所有阶段或制造后将信息套印或印刷在各层上。折射系统的实施方式 在图1中最佳示出的第一示例性实施方式中，本专利技术系统是折射式光学系统10，其还包含支撑或载体基材12。在该实施方式中，将合成影像呈现系统14制作在载体基材12的一侧上。正如将容易理解地，载体基材12不促成该系统的光学功能。换言之，无论载体基材12是否存在或者是否不透明，合成影像都将呈现。在此第一示例性实施方式中的合成影像呈现系统14采用折射式聚焦元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有减小的厚度的任选地可转移光学系统，其包含由基本上与聚焦元件的一种或多种排列接触但不完全嵌入其中的结构化影像图标的一种或多种排列构成的合成影像呈现系统，其中所述影像图标的一种或多种排列与所述聚焦元件的一种或多种排列相互配合以形成至少一部分的所述影像图标的至少一个合成影像，其中在所述聚焦元件的一种或多种排列中的聚焦元件之间的间隙空间并不有助于所述至少一个合成影像的形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.19 US 61/5252391.具有减小的厚度的任选地可转移光学系统，其包含由基本上与聚焦元件的一种或多种排列接触但不完全嵌入其中的结构化影像图标的一种或多种排列构成的合成影像呈现系统，其中所述影像图标的一种或多种排列与所述聚焦元件的一种或多种排列相互配合以形成至少一部分的所述影像图标的至少一个合成影像，其中在所述聚焦元件的一种或多种排列中的聚焦元件之间的间隙空间并不有助于所述至少一个合成影像的形成。2.如权利要求1所述的任选地可转移光学系统，其中所述结构化影像图标是由以下形成:在基本平的结构中的空隙，其中所述空隙任选地用另一种材料填充或涂覆；在基本平的结构中的凸起区域；或其组合。3.如权利要求1所述的任选地可转移光学系统，其中所述系统的厚度小于50微米，并且其中在聚焦元件的一种或多种排列中的所述聚焦元件之间的所述间隙空间为约5微米或以下。4.如权利要求1所述的任选地可转移光学系统，其中所述系统的所述厚度小于或等于约I厘米，并且其中在所述聚焦元件的一种或多种排列中的所述聚焦元件之间的间隙空间为约5毫米或以下。5.如权利要求1所述的任选地可转移光学系统，其是任选地可转移折射式光学系统。6.如权利要求5所述的任选地可转移光学系统,其中在所述聚焦兀件的一种或多种排列中的所述 聚焦元件具有小于或等于I的f数和圆柱形、球形或非球形的表面。7.如权利要求5所述的任选地可转移光学系统，其中所述折射式系统是形成于载体基材上的微观尺度系统，其中所述聚焦元件具有小于约50微米的基部直径和焦距、和小于或等于I的f数，其中所述结构化影像图标是由以下形成:总深度测量为约50纳米至约8微米的任选地经填充或经涂覆的空隙；总高度测量为约50纳米至约8微米的凸起区域；或者两者，其中所述微观尺度系统具有小于约50微米的厚度，并且其中所述载体基材具有在约10至约50微米的厚度。8.如权利要求5所述的任选地可转移光学系统，其中所述系统是可转移折射式光学系统，其以指定的顺序包含以下层: 具有微结构的脱模衬里，其是由载体基材和透镜模具层组成，其中所述透镜模具层具有多个具有负透镜几何形状的空隙； 所述折射式光学系统，其中所述聚焦元件的一种或多种排列的所述聚焦元件具有正透镜几何形状，并且与所述具有微结构的脱模衬里的所述透镜模具层紧密接触； 任选地，选自加强层、密封层、着色或染色层、遮光层的一个或多个层，或者其组合；和 一个或多个的可活化粘合剂层， 其中，所述折射式光学系统具有比所述具有微结构的脱模衬里更高的硬挺度或抗弯曲性。9.如权利要求8所述的可转移折射式光学系统，其中所述加强层是由能量可固化丙烯酸酯类制备并且具有在约I和约10微米之间的厚度。10.制造可转移折射式光学系统的方法，所述方法包括: 形成具有微结构的脱模衬里，所述脱模衬里包含粘附到载体膜的透镜模具层，其中所述透镜模具层是由具有多个具有负透镜几何形状的空隙的可固化树脂形成，所述负透镜几何形状是通过使所述树脂固化在具有正透镜几何形状的刚性表面上制成；和通过如下方法，使所述可转移折射式光学系统形成于所述具有微结构的脱模衬里的透镜模具层上: 将所述具有微结构的脱模衬里的所述透镜模具层置于刚性图标模具上，同时将光学功能性的辐射可固化液体聚合物填充在所述透镜模具层和所述刚性图标模具两者中的空隙中，用轧辊施加压力以驱除过量的液体聚合物，并同时将所述液体聚合物暴露于辐射使得所述可固化聚合物固化或硬化并且可以从所述图标模具中提起，其中所述固化或硬化的聚合物具有由在其外表面中的空隙形成的结构化影像图标； 用提供与光学功能性聚合物对比度的材料填充所述影像图标空隙，以形成经填充的影像图标层； 任选地，将密封层、加强层、着色或染色层、遮光层或者其组合中的一个或多个施加到所述经填充的影像图标层上；和 将一个或多个粘合剂层施加到所述任选地密封的、加强的、着色/染色的、和/或不透明的、经填充的影像图标层上。11.如权利要求1所述的任选地可转移光学系统，其是任选地可转移反射式光学系统。12.如权利要求11所述的任选地可转移光学系统，其中所述聚焦元件的一种或多种排列具有选自完全不透明的反射金属层、半透明或部分金属化的金属层、高折射率层以及多层蒸气沉积材料的一个或多个层。13.如权利要求12所述的任选地可转移光学系统，其中所述聚焦元件的一种或多种排列具有多层蒸气沉积材料，所述多层蒸气沉积材料包括由金属层与介电层的组合所形成的色移干涉涂层。14.如权利要求11所述的任选地可转移光学系统，其中所述反射系统是形成于载体基材上的凹形反射系统。15.如权利要求14所述的任选地可转移光学系统，其中所述凹形反射系统是凹形反射微观尺度系统，其中所述凹形反射式聚焦元件具有小于约50微米的基部直径和焦距、以及小于或等于I的f数，其中所述结构化影像图标是由以下形成:总深度测量为约50纳米至约8微米的任选地经填充或经涂覆的空隙；总高度测量为约50纳米至约8微米的凸起区域；或者两者，其中所述微观尺度系统具有小于约50微米的厚度，并且其中所述载体基材具有约10至约50微米的厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：GR乔丹，SM凯普，SK帕尔姆，JD戈斯内尔，CB肯尼迪，
申请(专利权)人：光学物理有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US