安全装置和制造方法制造方法及图纸

公开了一种安全装置，包括：聚焦元件阵列，每个聚焦元件都适于在至少第一方向上聚焦光，所述聚焦元件在至少一个维度上被安排在一个规则的网格上；以及图像元素阵列，所述图像元素阵列与所述聚焦元件阵列重叠。基于限定图像元素位置的重复的单位单元安排所述图像元素，所述单位单元的周期性与其上安排有所述聚焦元件阵列的网格的周期性大体上相同。所述单位单元在其中限定了图像元素位置集合，所述单位单元内的每个图像元素位置被指定承载一个相应的对应图像的一个图像元素。根据视角，所述聚焦元件阵列将光从所选择的图像元素位置导引向查看者，使得随着使该装置倾斜，通过所选择的图像元素位置处的图像元素以组合方式顺序地显示相应的图像中的不同的图像。每个单位单元的一个中心区域被指定承载一个对应的中心图像的图像元素，所述中心区域包括一个或多个图像元素位置，所述中心区域大于所述单位单元的每个外部区域，所述外部区域被定位在所述中心区域外部且被指定承载其他相应的图像的图像元素，使得向查看者显示所述中心图像的视角范围大于显示每个其他图像的视角范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及安全装置，例如，用于在有价物品(诸如，钞票、支票、护照、识别卡、真品证书、印花税票以及其他有价票证(document)或个人标识上使用。还公开了制造这样的安全装置的方法。有价值的物品且具体地有价票证(诸如，钞票、支票、护照、标识票证、证书以及执照)常常是伪造者和希望制造其赝品和/或对其内含有的任何数据做出改变的人的目标。这样的物件通常设置有多个可视安全装置，以用于核对该物件的真实性。实例包括基于一个或多个图案(诸如，微缩文本、精细线图案、潜像、软百叶窗装置、透镜状装置、波纹(moiré)干涉装置和波纹放大装置)的特征，这些特征的每个生成一个安全视觉效果。其他已知的安全装置包括，全息图、水印、凸印、穿孔和颜色偏移或冷光/荧光油墨的使用。对所有这样的装置共同的是，极其难于或不可能使用可用的复制技术(诸如，复印)复制由装置表现出的视觉效果。也可以采用表现出非可视效果的安全装置(诸如，磁性材料)。一类安全装置是产生光学可变效果的那些安全装置，意味着在不同的视角下装置的外观不同。这样的装置是特别有效的，因为直接复制(例如，照相复印)将不产生光学可变效果且因此容易与真正的装置区分开。光学可变效果可以是基于多种不同的机制生成的，包括全息图和其他衍射装置，以及利用聚焦元件(诸如，透镜)的装置，包括波纹放大器装置、整体成像装置和所谓的透镜状装置。波纹放大器装置(在EP-A-1695121、WO-A-94/27254、WO-A-2011/107782以及WO2011/107783中描述了波纹放大器装置的实例)利用微聚焦元件(诸如，透镜或反射镜)阵列和对应的微图像元素阵列，其中微聚焦元件和微图像元素阵列的节距和/或它们的相对位置与微聚焦元件阵列失配，使得由于波纹效应而生成微图像元素的放大版本。每个微图像元素都是最终观察到的图像的完整的、微型版本，且聚焦元件阵列起作用以选择和放大每个在下面的微图像元素的一小部分，这些部分由人眼结合使得整个、放大的图像可视化。此机制有时被称为“合成放大”。整体成像装置与波纹放大器装置的类似之处在于，微图像元素阵列被设置在对应的透镜阵列下面，每个微图像元素是待被显示的图像的一个微型版本。然而，在此，在透镜和微图像之间没有失配。而是，通过将每个微图像安排成从相同物件的来自不同查看点的视图来创建视觉效果。当使装置倾斜时，图像中的不同的图像被透镜放大，从而赋予三维图像的印象。另一方面，透镜状装置不依赖放大、合成或其他方式。聚焦元件(通常，圆柱形透镜)阵列覆在对应的图像元素阵列或“切片”上面，图像元素阵列或“切片”中的每一个仅描绘了待被显示的图像的一部分。两个或更多个不同图像的图像切片被交错，且当通过聚焦元件查看时，在每个视角下，仅选定的图像切片将被导引朝向查看者。以此方式，将在不同的角度下查看到不同的复合图像。然而，应理解，通常没有放大发生且观察到的产生的图像将与在下面的图像切片被形成到的图像具有大体上相同的尺寸。在US-A-4892336、WO-A-2011/051669、WO-A-2011051670、WO-A-2012/027779以及US-B-6856462中描述了透镜状装置的一些实施例。透镜状装置具有的优点是，在不同的视角下可以显示不同的图像，使得动画视觉效果或其他显著视觉效果成为可能，这在使用波纹放大器技术或整体成像技术时是不可能的。多数已知的透镜状装置是一维透镜状装置(即，仅当使装置绕一个轴倾斜时，才显示光学可变效果的装置)。然而，二维透镜状装置也是已知的且在US-A-6483644中公开了实例，US-A-6483644阐明了实现的结果在视觉上与整体成像装置的结果相当，且通过提供包括从彼此交织的至少两个图像选择的像素的二维图像元素阵列实现此结果。通过查看屏(诸如，蝇眼(半球面)透镜阵列)查看到该阵列，使得随着装置倾斜，显示图像中的不同的图像。这相当于二维透镜状装置。已知的透镜状装置(一维的和二维的)(诸如，上文提及的那些)遇到的问题是，在某些视角下，图像元素阵列的被导引向查看者的区域会不对应于单个图像元素而是可以包括与不同的图像有关的两个或可能地更多个图像元素之间的交叉。在将该装置形成在柔性衬底上的情况下(在安全票证领域通常将是该情况)，该问题可能变得更糟，因为当查看该装置时该装置不可能是完全平坦的，导致查看几何结构的额外变形。这导致视觉混淆，因为两个或更多个图像的混合同时被显示且通常在空间上彼此重叠。这使得安全装置的视觉冲击减小。根据本专利技术，提供了一种安全装置，包括：聚焦元件阵列，每个聚焦元件都适于在至少第一方向上聚焦光，所述聚焦元件在至少一个维度上被安排在一个规则的网格上；以及图像元素阵列，该图像元素阵列与该聚焦元件阵列重叠，基于限定图像元素位置的重复的单位单元来安排图像元素，该单位单元的周期性与其上安排有该聚焦元件阵列的网格的周期性大体上相同，在该单位单元内限定了图像元素位置集合，该单位单元内的每个图像元素位置被指定承载一个相应的对应图像的一个图像元素；由此，根据视角，该聚焦元件阵列将光从所选择的图像元素位置导引向查看者，使得随着使该装置倾斜，由所选择的图像元素位置处的图像元素以组合的方式顺序地显示相应的图像中的不同的图像；其中每个单位单元的一个中心区域被指定承载一个对应的中心图像的图像元素，该中心区域包括一个或多个图像元素位置，该中心区域大于该单位单元的每个外部区域，所述外部区域被定位在该中心区域外部且被指定承载其他相应的图像的图像元素，使得向查看者显示该中心图像的视角范围大于显示每个其他图像的视角范围。本专利技术还提供了一种制造安全装置的方法，该方法包括提供所述聚焦元件阵列和形成所述图像元素阵列。通过基于如下一个单位单元安排图像元素，在该单位单元内一个扩大的区域(中心区域)被指定显示中心图像，减少或消除了视觉混淆且增强该装置的总体视觉印象。这是因为相较于被提供用于显示每个其他图像的部分，单位单元的一个较大的部分被提供用于显示中心图像。因此，与将光从任何一个外部区域导引向查看者的情况相比，聚焦元件会将光从中心区域内导引向在更多查看位置处的查看者。直到使该装置倾斜到如下程度：单位单元表面的通过聚焦元件导引向查看者的部分下降到达中心区域的周界，才会遇到指定给不同图像的图像元素位置之间的交叉。结果是形成一种在小倾斜角内呈现清楚的、强烈的、静态图像而当通过进一步倾斜研究时表现出光学可变效果的装置。应理解，连续地显示每个相应的图像的视角范围是相关的，即，向查看者连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全装置，包括：聚焦元件阵列，每个聚焦元件都适于在至少第一方向上聚焦光，所述聚焦元件在至少一个维度上被安排在一个规则的网格上；以及图像元素阵列，该图像元素阵列与该聚焦元件阵列重叠，基于限定图像元素位置的重复的单位单元来安排图像元素，该单位单元的周期性与其上安排有该聚焦元件阵列的网格的周期性大体上相同，在该单位单元内限定了图像元素位置集合，该单位单元内的每个图像元素位置被指定承载一个相应的对应图像的一个图像元素；由此，根据视角，该聚焦元件阵列将光从所选择的图像元素位置导引向查看者，使得随着使该装置倾斜，由所选择的图像元素位置处的图像元素以组合的方式顺序地显示相应的图像中的不同的图像；其中每个单位单元的一个中心区域被指定承载一个对应的中心图像的图像元素，该中心区域包括一个或多个图像元素位置，该中心区域大于该单位单元的每个外部区域，所述外部区域被定位在该中心区域外部且被指定承载其他相应的图像的图像元素，使得向查看者显示该中心图像的视角范围大于显示每个其他图像的视角范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.26 GB 1313362.41.一种安全装置，包括：
聚焦元件阵列，每个聚焦元件都适于在至少第一方向上聚焦光，所述聚焦元件在至少
一个维度上被安排在一个规则的网格上；以及
图像元素阵列，该图像元素阵列与该聚焦元件阵列重叠，基于限定图像元素位置的重
复的单位单元来安排图像元素，该单位单元的周期性与其上安排有该聚焦元件阵列的网格
的周期性大体上相同，在该单位单元内限定了图像元素位置集合，该单位单元内的每个图
像元素位置被指定承载一个相应的对应图像的一个图像元素；
由此，根据视角，该聚焦元件阵列将光从所选择的图像元素位置导引向查看者，使得随
着使该装置倾斜，由所选择的图像元素位置处的图像元素以组合的方式顺序地显示相应的
图像中的不同的图像；
其中每个单位单元的一个中心区域被指定承载一个对应的中心图像的图像元素，该中
心区域包括一个或多个图像元素位置，该中心区域大于该单位单元的每个外部区域，所述
外部区域被定位在该中心区域外部且被指定承载其他相应的图像的图像元素，使得向查看
者显示该中心图像的视角范围大于显示每个其他图像的视角范围。
2.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述中心区域包括单个中心图像元素位置，所
述中心图像元素位置大于由所述单位单元限定的其他图像元素位置中的每一个。
3.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述中心图像元素位置比由所述单位单元限
定的其他图像元素位置的平均尺寸大至少10％且优选地大至少25％。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的安全装置，其中在所述中心图像元素位置外部且
紧邻所述中心图像元素位置的图像元素位置小于朝向所述单位单元的周界定位的周围图
像元素位置。
5.根据权利要求2或权利要求3所述的安全装置，其中所述单位单元中除了中心图像元
素以外的所有图像元素具有大体上相同的尺寸。
6.根据权利要求2到5中的任一项所述的安全装置，其中所述单位单元的每个外部区域
包括比所述中心图像元素位置小的单个图像元素位置。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的安全装置，其中所述单位单元限定一个二维的
图像元素位置集合，所述二维的图像元素位置集合包括沿着所述第一方向以及第二正交方
向安排的图像元素位置。
8.根据权利要求1所述的安全装置，其中所述中心区域包括由所述单位单元限定的图
像元素位置中的至少两个的子集，所述子集中的每个图像元素位置被指定承载所述中心图
像的相同的图像元素的一个复制品。
9.根据权利要求8所述的安全装置，其中所述单位单元限定一个二维的图像元素位置
集合，所述二维的图像元素位置集合包括沿着所述第一方向以及第二正交方向安排的图像
元素位置，且所述子集包括一个二维的图像元素位置阵列。
10.根据权利要求9所述的安全装置，其中所述子集包括沿着所述第一方向安排的至少
两个邻近的图像元素位置和沿着所述第二方向安排的至少两个邻近的图像元素位置。
11.根据权利要求10所述的安全装置，其中所述子集包括的沿着所述第一方向安排的
图像元素位置的数目与沿着所述第二方向安排的图像元素位置的数目大体上相同。
12.根据权利要求8到11中的任一项所述的安全装置，其中限定在所述单位单元内的所
有图像元素位置具有大体上相同的尺寸。
13.根据权利要求8到12中的任一项所述的安全装置，其中所述单位单元的每个外部区
域包括单个图像元素位置或一组比形成该子集的一部分更少的图像元素位置。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的安全装置，其中所述中心区域的中心被设置
在所述单位单元的中心上。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的安全装置，其中所述中心区域比所述单位单
元的外部区域的平均尺寸大至少10％，优选地大至少25％。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的安全装置，其中所述聚焦元件阵列和所述图
像元素阵列彼此配准，优选地使得每个单位单元的中心区域与对应的聚焦元件的中心对
准，由此当沿着所述安全装置的平面的法线查看所述安全装置时显示所述中心图像。
17.根据权利要求16所述的安全装置，其中所述聚焦元件阵列和所述图像元素阵列被
配置成使得当沿着至少第一方向在所述法线与阈值角之间的所有角度下查看所述安全装
置时显示所述中心图像，所述阈值角在距所述法线2度到10度之间，优选地距所述法线2.5
度到5度之间。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的安全装置，其中所述单位单元在所述中心区
域的沿所述第一方向的每一侧上包括至少两个外部区域，且优选地相同数目的外部区域被
设置在所述中心区域的沿所述第一方向的每一侧上。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的安全装置，其中对于沿所述第一方向和/或第
二方向的能够聚焦光的所有查看角度，每个聚焦元件的焦距大体上相同，优选地+/-10微米
以内，更优选+/-5微米以内。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的安全装置，其中所述聚焦元件仅在第一方向
上聚焦光且优选地是半圆柱形透镜或反射镜。
21.根据权利要求1到19中的任一项所述的安全装置，其中所述聚焦元件每个都适于在
至少所述第一方向上和正交的第二方向上聚焦光，且所述聚焦元件被安排在一个规则的二
维网格上。
22.根据权利要求21所述的安全装置，其中其上安排有所述聚焦元件的所述网格是一
个正交网格且所述单位单元是正方形的或矩形的；或其上安排有所述聚焦元件的所述网格
是一个六边形网格且所述单位单元是一个六边形。
23.根据权利要求21或权利要求22所述的安全装置，其中所述聚焦元件是球面聚焦元
件...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·霍姆斯，
申请(专利权)人：德拉鲁国际有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB