[发明专利]波纹放大装置

说明书

技术领域

本发明涉及波纹放大（moirémagnification）装置，如安全装置，例如用在安全文件和其他有价物品上，诸如纸币、支票、护照、身份证、真品证书、印花税票以及其他用于保价或证明个人身份的文件。本发明还涉及用在封装等上的光学装置。

背景技术

数年以来，波纹放大已经用作安全装置的基础。在WO-A-94/27254和EP-A-1695121中描述了若干实施例。在这样的装置中，限定一个焦面（focal plane）的规则的微聚焦元件阵列设置在对应的图像元件阵列上方，所述图像元件位于与所述聚焦元件的焦面基本对准的平面中。图像元件阵列的间距（pitch）或周期（periodicity）被选择为与聚焦元件的间距或周期相差一个小因子，且该失配（mismatch）意味着会生成图像元件的放大型式。

放大因子取决于周期或间距之间的差。还可通过相对于微透镜阵列转动微图像阵列，或者通过相对于微图像阵列转动微透镜阵列，以使得微透镜阵列和微图像阵列之间具有转动错位（misalignment），从而方便地生成微透镜阵列和微图像阵列之间的间距失配。该转动错位或者小的间距失配导致眼睛在每个相邻透镜中观察到图像的一个不同部分，这形成放大的图像。如果随后眼睛相对于透镜/图像阵列移动，则观察到图像的一个不同部分，留下的印象是图像处于不同的位置。如果眼睛以平滑方式移动，则观察到一系列图像，产生的印象是图像相对于表面移动。在通过转动错位生成间距失配的情形中，放大图像的阵列相对于微图像阵列转动，因此导致放大图像的明显移动的视差影响（parallax affect）也被转动，且这被称为斜视差。间距失配和转动错位对于波纹放大器中观察到的放大图像的放大以及转动的影响在IOP Publishing Limited出版的″The MoiréMagnifier″,M.Hutley,R Hunt,R F Stevens and P Savander,Pure Appl.Opt.3(1994)133-142中进行了描述。

移动和取向变化的性质可由波纹理论来解释；这在2000年由Kluiver Academic Publishers出版的I.Amidror的″The theory of the Moiréphenomenon″，ISBN 0-7923-5949-6中进行了详细的讨论。可通过研究两个结构的频率向量来解释/预测两个周期结构的波纹效应。频率向量的取向表示周期的方向，长度表示频率（即，1/周期）。向量由其笛卡尔坐标（u,v）表示，其中u和v是频率的水平分量和竖直分量。

所涉及的原理在WO-A-2005/106601中进行了更详细的讨论。

通常，聚焦元件包括微透镜或微镜，图像元件由简单图标等来限定。

还已知的是在波纹放大装置中提供多个图像。例如WO-A-94/27254示出了在倾斜装置时的图像切换效果。WO-A-2005/106601描述了如何使两个放大的图像组在装置倾斜时以不同的速率移动。另一个实施例在WO-A-2009/139396中描述。

然而，已知装置的问题是非常难于实现多颜色效果，在该多颜色效果中获得两个或更多个不同颜色的图像。这主要是由于难于以彼此相互配准但以不同颜色印刷两个微图像阵列，因为这需要分立的印刷量（print run）。

发明内容

根据本发明，一种波纹放大装置包括透明基底，该透明基底承载：

i）第一表面上的规则阵列的微聚焦元件，所述聚焦元件限定一个焦面；

ii）第一颜色的、位于与所述聚焦元件的焦面基本叠合的平面中的对应的第一阵列的微图像元件；以及

iii）与所述第一颜色不同的第二颜色的、位于与所述聚焦元件的焦面基本叠合的平面中的对应的第二阵列的微图像元件；

其中所述微聚焦元件的间距、所述第一和第二阵列的微图像元件的间距以及它们的相对位置使得所述阵列的微聚焦元件与所述第一和第二阵列的微图像元件中的每一个协作，从而由于波纹效应而生成每个阵列的微图像元件的各自的放大型式，以及使得对照由所述第二阵列的微图像元件的放大型式所限定的背景来观察所述第一阵列的微图像元件的放大型式；当所述装置倾斜时，所述第一阵列的微图像元件的放大型式呈现相对于背景的移动，且其中所述阵列之间的间距失配被选择为使得所述第一阵列的元件的放大型式出现在所述第二阵列的元件的放大型式的上方或下方。

已经实现通过布置微图像阵列可在波纹放大装置中获得多颜色图像，使得在观察时产生的阵列的放大型式出现在不同深度或不同平面处。这避免了相互配准的需要，