展示出对光学上劣化的外部效应的改进抵抗性的光学系统技术方案

提供了一种用于投射一个或多个合成光学图像的系统，其展示出对光学上劣化的外部效应的改进的抵抗性。本发明专利技术的系统用来使聚焦元件的焦距锁定在适当的位置。换句话说，并无与本发明专利技术的系统接触的其他透明材料或层会起到显著地改变由所述系统形成的合成图像的焦距或光学锐度的作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及用于投射一个或多个合成光学图像的光学系统，其展示出对光学上劣化的外部效应的改进的抵抗性。
技术介绍
用于投射合成图像的微光学材料一般地包括:(a)透光聚合物衬底；(b)位于聚合物衬底上或其内的微尺寸图像图标的布置；以及(C)聚焦元件(例如，微透镜)的布置。图像图标和聚焦元件布置被配置为使得当通过聚焦元件的布置观察图像图标的布置时，一个或多个合成图像被投射。这些投射的图像可以示出多个不同的光学效应。能够呈现这样的效应的材料结构在以下各项中被描述=Steenblik等人的美国专利N0.7，333，268、Steenblik 等人的美国专利 N0.7，468，842、Steenblik 等人的美国专利 N0.7，738，175、Commander等人的国际专利公开号WO 2005/106601 A2、Kaule等人的国际专利公开号WO2007/076952 A2 ;Kaule等人的国际专利公开号WO 2009/000527 ;Kaule等人的国际专利公开号WO 2009/000528 ;Kaule等人的国际专利公开号WO 2009/000529 ;以及Kaule的国际专利公开号WO 2009/000530。这些光学可变材料可以被用作用于钞票、其他安全文件和产品的鉴定的安全装置。对于钞票和其他安全文件来说，这样的光学可变材料典型地以条带、线状物、贴片或覆盖物的形式被使用，并且要么被部分地嵌入在钞票或其他安全文件内，要么被施加到其表面。这些材料还可以被用作独立的产品，其用作后续印刷或个性化工艺的衬底。本专利技术人已经确定这些光学可变材料具有一定程度的光学灵敏度，所述光学灵敏度与聚焦元件布置的部分(例如，聚焦元件阵列)对污染、物理消融(例如，刮擦)的易感性相关以及与每当干扰材料与阵列的表面接触时焦点性质方面的扰动相关。引起焦点性质方面的这样的扰动的干扰材料包括粘合剂涂覆的衬底(例如，磁带)、流体或具有不同于空气的折射率的折射率的其他材料。特别地，当这样的干扰材料被施加到聚焦元件阵列表面时，由这些材料投射的合成图像(一个或多个)易于消失、散焦或者模糊，干扰材料在阵列表面处弓I起折射的角度的不期望的改变。本专利技术通过提供用于投射一个或多个合成光学图像的系统解决了这个问题，所述系统展示出对光学上劣化的外部效应的改进的抵抗性。本专利技术的系统基本上包括: (a)图像图标的一个或多个布置；以及 (b)图像图标聚焦元件的一个或多个部分或全部嵌入的布置， 其中，图像图标聚焦元件的所述一个或多个布置相对于图像图标的所述一个或多个布置被布置为使得图像图标聚焦元件的至少一部分形成图像图标的至少一部分的至少一个合成图像。在一示例性实施例中，图像图标聚焦元件的所述一个或多个布置是折射聚焦元件(例如，微透镜)。从本示例性系统的外表面到折射界面的折射率在第一折射率与第二折射率之间变化，第一折射率基本上或适度地不同于第二折射率。在本示例性实施例中，聚焦元件的(一个或多个)布置位于观察者的眼睛与图像图标的(一个或多个)布置之间，其中，折射率的变化使用如下材料(在下文中被称为“第二材料”)来实现，所述材料或者(i)填充图像图标聚焦元件的至少一部分之间的间隙空间和/或覆盖这些聚焦元件，从而形成与用来形成聚焦元件的材料(在下文中被称为“第一材料”)的清晰的界面；或者(ii)扩散到第一材料中，从而形成与第一材料的梯度界面。第二材料可以部分地或者全部地包埋聚焦元件的(一个或多个)布置，或者可以封装本专利技术的系统。更优选地，第二材料或者形成图像图标聚焦元件的(一个或多个)布置的外边界(或层)(对聚焦元件的(一个或多个)布置的完全包埋)，或者形成图像图标聚焦元件的(一个或多个)布置和图像图标的(一个或多个)布置这两者的外边界(或层)(对系统的完全封装)。如本文中所用的短语“基本上或适度地不同”意指使聚焦元件的(一个或多个)焦距改变至少约0.1微米的折射率的差异(例如，在第一与第二材料之间)。通过确保负责聚焦的界面(例如，折射界面)被嵌入在系统内来将本专利技术的系统中的聚焦元件的(一个或多个)焦距锁定在适当的位置。换句话说，并无与本专利技术的系统接触的其他透明材料或层将用来显著地改变(一个或多个)焦距或由本系统所形成的(一个或多个)合成图像的光学锐度。借助于本专利技术，本专利技术人已经发现:除向所述系统提供对光学上劣化的外部效应的改进的抵抗性之外，在图像图标聚焦元件上使用具有基本上或适度地不同的折射率的材料(例如，第二材料)可以增大聚焦元件的孔径焦距比(F number, F数)，以便引起放大的光学效应。例如，在使本专利技术的系统倾斜之后，取决于所期望的光学效应，合成图像可能看起来更深或者进一步在本系统上方，或者可能看起来移动得更快。在一个优选实施例中，所述系统包括:(a)图像图标的阵列；(b)由具有折射率(nl)的第一材料形成的图像图标聚焦元件的阵列；以及(c)具有不同折射率(n2)的第二材料，其填充聚焦元件之间的间隙空间和/或覆盖聚焦元件，从而在在第一和第二材料之间形成清晰的界面。在该优选实施例中，可以通过形成阵列的外边界(或层)而完全包埋聚焦元件阵列的第二材料还可以被用来覆盖或者包埋图像图标的阵列，从而封装所述系统。当第一材料的折射率(nl)大于第二材料的折射率(n2) [nl > n2]时,本优选实施例中的聚焦元件是会聚(例如，凸的)透镜。相反地，当第一材料的折射率(nl)小于第二材料的折射率(n2) [ηI < η2]时，本优选实施例中的聚焦元件是发散(例如，凹的)透镜。其中第二材料完全包埋聚焦元件阵列的实施例可以以例如安全条带、线状物、贴片或覆盖物的形式来使用，并被安装到纤维或非纤维片材(例如，钞票、护照、标识或ID卡、信用卡、标签)或商品(例如，光盘、CD、DVD、医用药物的包装)等的表面或者至少部分地嵌入它们之内，以用于鉴定的目的。该实施例还可以以独立的产品(例如，用于后续的印刷或个性化的衬底)的形式、或者以在制造例如钞票、护照等时使用的非纤维片材的形式来被使用。如本领域的技术人员将容易地了解的那样，本专利技术的光学系统所提供的视觉效应起到大大提高这些材料的抗伪造性的作用。其中第二材料通过形成图像图标聚焦元件的阵列和图像图标的阵列这两者的外边界(或层)来完全地封装本专利技术的系统的实施例可以如上所述那样被使用，或者可以采用更厚、更结实的形式以便用作例如ID卡、高价值的或其他的安全文件的基台。在另一优选实施例中，并无清晰的界面被形成在聚焦元件的阵列与第二材料之间。替代地，所述系统包括:(a)图像图标的阵列；以及(b)由具有折射率(nl)的第一材料和具有不同折射率(n2)的第二材料形成的图像图标聚焦元件(例如，GRIN透镜)的阵列，第二材料扩散到第一材料中从而形成与第一材料的梯度界面。该梯度界面用作聚焦元件，折射率在例如第二和第一材料的外边界之间在空间上改变。在本优选实施例中，第二材料用于完全包埋聚焦元件的阵列，并且还可以被用来覆盖或者包埋图像图标的阵列。针对本示例性实施例的预期使用包括在上文中所识别的那些使用。本专利技术还提供由本专利技术的光学系统形成的或者使用本专利技术的光学系统的片材和基台，以及由这些材料制成的文件。如本文中所用的术语“文件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.22 US 12/820,3201.一种用于投射一个或多个合成光学图像的系统，其展示出对光学上劣化的外部效应的改进的抵抗性，并且其包括: (a)图像图标的一个或多个布置；以及 (b)图像图标聚焦元件的一个或多个部分或全部嵌入的布置， 其中，图像图标聚焦元件的所述一个或多个布置相对于图像图标的所述一个或多个布置被布置为使得所述图像图标聚焦元件的至少一部分形成所述图像图标的至少一部分的至少一个合成图像。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图像图标聚焦元件是具有焦距的折射聚焦元件，所述系统从外表面到折射界面具有在第一折射率与第二折射率之间变化的折射率，所述第一折射率基本上或适度地不同于所述第二折射率。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一折射率与所述第二折射率之间的差异引起所述聚焦元件的焦距的至少约0.1微米的改变。4.根据权利要求1所述的系统，其包括:(a)图像图标的阵列；(b)由具有折射率(nl)的第一材料形成的图像图标聚焦元件的阵列；以及(c)具有不同折射率(n2)的第二材料，其填充所述聚焦元件之间的间隙空间和/或覆盖所述聚焦元件，清晰的界面被形成在所述第一和第二材料之间。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述第二材料包埋图像图标聚焦元件的所述阵列。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第二材料形成图像图标的所述阵列的外边界或层，从而还包埋图像图标 的所述阵列。7.根据权利要求1所述的系统，其包括:(a)图像图标的阵列；以及(b)由具有折射率(nl)的第一材料和具有不同折射率(n2)的第二材料形成的图像图标聚焦元件的阵列，所述第二材料扩散到所述第一材料中，从而形成与所述第一材料的梯度界面。8.根据权利要求4或7所述的系统，其中，所述聚焦元件选自会聚透镜和发散透镜的组。9.根据权利要求4或7所述的系统，其中，所述第一材料具有范围从约1.5到约1.8的折射率。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第一材料选自丙烯酸聚氨酯、环氧丙烯酸酯以及丙烯酸齐聚物的组。11.根据权利要求4或7所述的系统，其中，所述第二材料具有范围从约1.35到约1.49的折射率。12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第二材料选自聚氨酯丙烯酸酯和丙烯酸酯单体的组。13.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第一材料具有范围从约1.549到约1.56的折射率。14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述第一材料是改性环氧丙烯酸酯。15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第二材料具有范围从约1.44到约1.45的折射率。16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第二材料是丙烯酸异癸酯。17.根据权利要求4或7所述的系统，其中，所述第二材料是透明的或半透明的粘合剂。18.根据权利要求1所述的系统，其中，图像图标聚焦元件的所述一个或多个部分或全部嵌入的布置包括选自柱面透镜、非柱面透镜以及它们的组合的组的图像图标聚焦元件。19.根据权利要求18所述的系统，其中，图像图标聚焦元件的所述一个或多个部分或全部嵌入的布置包括柱面透镜。20.根据权利要求18所述的系统，其中，图像图标聚焦元件的所述一个或多个部分或全部嵌入的布置包括非柱面透镜。21.根据权利要求18所述的系统，其中，所述透镜具有球面或非球面表面。22.根据权利要求18所述的系统，其中，所述透镜具有小于或等于约I毫米的宽度或基本直径。23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述透镜具有范围从约200到约500微米的宽度或基本直径。24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述透镜具有范围从约50到约199微米的宽度或基本直径。25.根据权利要求22所述的系统，其中，所述透镜具有小于约50微米的宽度或基本直径。26.根据权利要求1或18所述的系统，其中，所述系统具有小于或等于约I毫米的厚度。27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述系统具有范围从约200到约500微米的厚度。28.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：RA斯蒂恩布利克，MJ赫特，SM凯普，GR乔丹，
申请(专利权)人：光学物理有限责任公司，
类型：
国别省市：