[发明专利]安全透镜层

说明书

提供了一种适合于在微光学系统中使用的安全透镜片或层，其由多个接合的精细透镜阵列（例如，接合的精细双凸透镜阵列和/或接合的精细非柱面透镜阵列）构成。每个阵列具有不同于相邻或邻近阵列的透镜间距，并且/或者在与相邻或邻近阵列不同的方向上定向。还提供了利用该有创造性的安全透镜片和一个或多个上覆或下层的微尺寸图像图标（例如线数据）布置的微光学安全装置。图像图标布置和安全透镜层被配置为使得安全装置投影一个或多个合成图像。这些投影图像可以示出出许多不同的光学效果。利用这种组合透镜层，当装置在一个方向倾斜时，一些地区可以是光学活跃的，当装置在相反方向上倾斜时，一些地区可以是活跃的，并且当装置在任一（或任何）方向倾斜时，一些区域可以是活跃的。该有创造性的微光学安全装置可以部分地嵌入安全物品和/或安装在安全物品（例如，纸张或聚合物安全文件、标签、卡片）的表面上，或者集成在其中。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年9月16日提交的美国临时专利申请No.62/050,865的权益和优先权，其通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种安全透镜层，以及更具体地，涉及一种采用这种安全透镜层的微光学系统。

背景技术

光学材料长期以来一直被认为是用以保护物品（例如文件、标签、卡片）的重要附加物。这些材料允许各种自我认证的光学效果，从而致使保护物品更能抵抗假冒。

作为示例，Steenblik等人的美国专利No.7,333,268描绘了采用规则二维透镜阵列来放大微图像的微光学薄膜材料或结构形式的安全装置。该薄膜材料或结构包括：（a）一个或多个光学间隔器；（b）位于光学间隔器的一个表面上的图像图标阵列；以及（c）位于光学间隔器的相对表面上的微透镜阵列。由这个薄膜结构投影的图像示出了许多视觉效果，包括正交视差运动。

可以与这种薄膜结构一起使用的微透镜增强表面的常见形式是双凸（lenticular）透镜片。双凸透镜片包括具有顶面的基板，该顶面具有基本平行的折射光学脊（或基本上平行的反射光学谷）的并排阵列，并且具有大致平坦的底面。

如本领域技术人员所熟知的，当设计或选择用于物品的安全保护的微光学安全装置时，最重要的因素是安全装置通过关于所有层次的掺假的尝试来抵抗模拟。对模拟的抵抗最好用保持对公众来说继续成为主要的防线的足够简单和明显的方法来完成。使用简单的透镜阵列（例如堆积的（packed）六边形、正方球面和平行柱面（双凸）阵列）可能招致使用市售的透镜片来模拟复杂的光学效果的尝试。现成的双凸透镜片高达约200个透镜每英寸（LPI）或79个透镜每厘米（LPCM），并且总厚度大于或等于约125微米。虽然这些市售双凸透镜片的厚度大于用于物品安全的大多数微光学安全装置中使用的透镜层的厚度，但是这200个LPI双凸透镜片的分辨率可能足以满足观察者的要求。因此，实际上难以提供利用双凸透镜阵列的高度防伪的微光学安全装置。

发明内容

本发明通过提供适合于在微光学系统中使用的安全透镜片或层来解决这个问题，该安全透镜片或层由多个接合的精细透镜阵列（例如，接合的精细柱面（双凸）透镜阵列和/或接合的精细非柱面透镜阵列）组成，每个阵列具有不同于相邻或邻近阵列的透镜间距（LPI或LPCM）和/或在与相邻或邻近阵列不同的方向上定向。

如本文所使用的，术语“接合”旨在意指每个阵列与相邻或邻近的阵列接触或者以小间隙（例如，小于或等于约1毫米（mm）分开，优选小于约5微米（μ）），而术语“精细”旨在意指具有大于或等于约700 LPI（275 LPCM）的透镜间距（LPI或LPCM）的透镜阵列。

在示例性实施例中，透镜阵列是柱面（双凸）透镜阵列，其中每个双凸透镜阵列包含以大致平行和/或并排定向布置的透镜，并且与其他阵列基本上共面。每个阵列中的双凸透镜可以是直的、弯曲的或包括多个弯曲部（即蛇形双凸透镜阵列）。每个阵列可以采用任何尺寸或形状（例如，方形、矩形、三角形、六边形），并且沿其一个或多个边缘接合到一个或多个其他阵列。