(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱形ではない屈折、反射及び屈折／反射ハイブリッドの合焦構成要素であるアイコン合焦構成要素のアレイと、
面内画像を保持する基板の面に実質的に可視で存在する境界及び前記境界内の１つの画像領域を含む少なくとも一つのグレイスケール面内画像と、
アイコン層を形成する少なくとも１つの前記グレイスケール面内画像上もしくは少なくとも１つの前記面内画像内のアイコンの同一の広がりをもつ複数の制御パターンと、
を含み、
制御パターンの各々は、グレイスケールレベルの範囲を有する前記面内画像の領域にマッピングされ、
前記面内画像のアイコンの制御パターンの配置は、前記面内画像の全体もしくは部分のグレイスケールレベルの各々と関連付けられている一つもしくは複数の制御パターン確率分布を用いて決定され、
アイコン合焦構成要素の前記アレイは、アイコンの同一の広がりを持つ制御パターンの各々で前記アイコンの少なくとも部分の少なくとも一つの合成拡大画像を形成するように配置され、前記合成拡大画像は少なくとも１つの前記グレイスケール面内画像と交差し、
少なくとも１つの前記合成拡大画像は一つもしくは複数の動的効果を有し、
少なくとも一つの前記合成拡大画像の一つもしくは複数の前記動的効果は、アイコンの前記制御パターンによって制御され、コレオグラフィされ、
前記コレオグラフィは、前記グレイスケール面内画像の性質に加え、前記制御パターンの相対的なフェージング及び制御パターン分布によって規定される、
オプティカルセキュリティデバイス。
【請求項２】
アイコン合焦構成要素の前記アレイはアイコン合焦構成要素の埋め込みアレイである、
請求項１に記載のオプティカルセキュリティデバイス。
【請求項３】
少なくとも一つの前記合成拡大画像は視野角の範囲にわたって視認可能であり、
前記面内画像のシルエットも視野角の前記範囲にわたって視認可能である、
請求項１または請求項２に記載のオプティカルセキュリティデバイス。
【請求項４】
一つもしくは複数の金属層が前記アイコン層の外面を覆う、
請求項１に記載のオプティカルセキュリティデバイス。
【請求項５】
グレイスケール面内画像と、
前記面内画像内に含まれ、アイコン層を形成する、アイコンの複数の制御パターンと、
アイコンの前記制御パターンの少なくとも一つの合成拡大画像を形成するように配置されるアイコン合焦構成要素のアレイと、
を含む請求項１に記載のオプティカルセキュリティデバイス。
【請求項６】
グレイスケール面内画像のシーケンスと、
面内画像の各々のアイコンの制御パターンのセットであって、アイコンの制御パターンのセットの各々は面内画像の各々に含まれ、面内画像の各々はアイコン層を形成する、アイコンの制御パターンのセットと、
アイコンの前記制御パターンの前記合成拡大画像のアニメーションを形成するように配置されるアイコン合焦構成要素のアレイと、
を含む、
請求項１に記載のオプティカルセキュリティデバイス。
【請求項７】
（ａ）面内画像を保持する基板の面に実質的に可視で存在する少なくとも一つのグレイスケール面内画像を提供し、
（ｂ）アイコン層を形成する少なくとも１つの前記グレイスケール面内画像上もしくは少なくとも１つの前記面内画像内に含まれる同一の広がりをもつ複数のアイコンの制御パターンを提供し、
制御パターンの各々はグレイスケールレベルの範囲を有する前記面内画像の領域にマッピングされ、
面内画像内のアイコンの前記制御パターンの配置は、前記面内画像の全体又は部分内のグレイスケールレベルの各々と関連付けられている一つもしくは複数の制御パターン確率分布を用いて決定され、
（ｃ）アイコン合焦構成要素の任意埋め込みアレイを提供し、
（ｄ）アイコンの同一の広がりをもつ制御パターンの各々においてアイコンの少なくとも部分の少なくとも１つの合成拡大画像を形成するように、前記アイコン層と関連付けてアイコン合焦構成要素の任意埋め込みアレイを提供し、
少なくとも１つの前記合成拡大画像は、少なくとも１つの前記面内画像と交差し、一つもしくは複数の動的効果を有し、
少なくとも一つの合成拡大画像の一つもしくは複数の前記動的効果はアイコンの前記制御パターンによって制御されコレオグラフィされる、
請求項１に記載のオプティカルセキュリティデバイスの製造方法。
【請求項８】
グレイスケール面内画像と、
前記グレイスケール面内画像内に含まれ、アイコン層を形成する、アイコンの複数の制御パターンと、
アイコンの前記制御パターンの少なくとも一つの合成拡大画像を形成するように配置されたアイコン合焦構成要素のアレイと、
を含むオプティカルセキュリティデバイスのアイコン層を形成する方法であって、
グレイスケール面内画像を選択し、
前記グレイスケール面内画像を使用して、前記アイコン層を形成するように前記グレイスケール面内画像内のアイコンの前記制御パターンの配置を制御する、
方法であって、
（ａ）グレイスケール面内画像を選択し、前記アイコン層で使用することに適したサイズに前記グレイスケール面内画像を拡大縮小し、
（ｂ）拡大縮小した前記グレイスケール面内画像にタイルを重畳し、
前記タイルはアイコンの前記制御パターンを含むセルを含み、
セルの各々は一つもしくは複数の合焦構成要素と同様の好ましいサイズを有し、
（ｃ）黒色及び白色及び黒と白との間のグレイの様々なレベルを表すための数値範囲を選択し、
（ｄ）重畳された前記タイルのセルの各々の拡大縮小された前記グレイスケール面内画像のグレイスケールの前記レベルを判定し、
（ｅ）判定されたグレイスケールのレベルを表し、選択された前記数値範囲に入る数値をセルの各々に割り当て、
割り当てられた前記数値は前記セルのグレイスケール値であり、
（ｆ）制御パターンパレットで使用するために複数のアイコンの制御パターンを選択し、
アイコンの制御パターンの各々について、選択された数値的範囲に入るグレイスケールレベルの範囲を割り当て、
（ｇ）前記グレイスケール面内画像の制御パターン確率分布を特定し、可能なグレイスケール値の各々について、前記制御パターン確率分布を用いて、制御パターンの各々にランダム数の範囲を割り当て、
（ｈ）ランダム数生成手段を用いて選択された前記数値範囲に入るランダム数を前記タイルのセルの各々に提供し、
（ｉ）前記制御パターン確率分布に対応する数学的構造と共に前記セルのグレイスケール値及び前記セルのランダム数を用いて、どの制御パターンをセルの各々を満たすために使用するか決定し、
（ｊ）決定されたアイコンの制御パターンでセルの各々を満たす、
ことをさらに含む、方法。
【請求項９】
グレイスケール面内画像のシーケンス、アイコンの制御パターンのセットの各々がアイコン層を共に形成する面内画像の各々に含まれている面内画像の各々のアイコンの制御パターンのセット、アイコンの制御パターンの合成拡大画像のアニメーションを形成するように配置されているアイコン合焦構成要素のアレイを含むオプティカルセキュリティデバイスのアイコン層を形成する方法であって、
グレイスケール面内画像のシーケンスを選択し、
グレイスケール面内画像の各々のアイコンの制御パターンのセットを選択し、
前記面内画像のアイコンの制御パターンの各々の配置を制御するために前記グレイスケール面内画像を用いて、アイコン層を形成する、
方法であって、
（ａ）アニメーションを形成するグレイスケール面内画像のシーケンスを選択し、前記アイコン層での使用に適したサイズに前記グレイスケール面内画像を拡大縮小し、
（ｂ）拡大縮小されたグレイスケール面内画像の各々にタイルを重畳し、
前記タイルはアイコンの制御パターンを含むセルを含み、
セルの各々は一つもしくは複数の合焦構成要素と同様の好ましいサイズを有し、
（ｃ）黒色及び白色及び黒及び白の間の様々なレベルのグレイを表す数値範囲を選択し、
（ｄ）重畳されたタイルのセルの各々の拡大縮小されたグレイスケール面内画像のグレイスケールのレベルを判定し、
（ｅ）判定された前記グレイスケールのレベルを表し、選択された前記数値範囲に入る数をセルの各々に割り当て、
割り当てられた前記数は前記セルのグレイスケール値であり、
（ｆ）アニメーションを形成するグレイスケール面内画像の各々について、制御パターンパレットで使用するアイコンの制御パターンの数を選択し、
アイコンの制御パターンの各々について、選択された前記数値範囲に入るグレイスケールレベルの範囲を割り当て、
アイコンの制御パターンの選択された前記数は前記グレイスケール面内画像の制御パターンのセットを構成し、グレイスケール面内画像の各々はアイコンの制御パターンのセットを有し、
（ｇ）アイコンの制御パターンのセットの各々について、面内画像の各々の制御パターン確率分布を特定し、可能なグレイスケール値の各々について、前記制御パターン確率分布を用いて、制御パターンの各々にランダム数の範囲を割り当て、
（ｈ）ランダム数生成手段を用いて、選択された前記数値範囲に入るランダム数を有するタイルをセルの各々に提供し、
（ｉ）特定かつ異なるグレイスケールに割り当てられている制御パターンのセットの各々について、前記制御パターン確率分布に対応する数学的構造と共にセルのグレイスケール値及びセルのランダム数を用いて、各々のセルを満たすためにどの制御パターンを使用するか決定し、
（ｊ）アイコンの決定された制御パターンでセルの各々を満たし、
セルの各々はアイコンの制御パターンのセットの各々から判定された制御パターンを受け取る、
ことをさらに含む、方法。
【請求項１０】
設計空間を増大し、製造ばらつきへの感度を低減し、オプティカルセキュリティデバイスによって形成される画像の不鮮明さを低減するする方法であって、
前記オプティカルセキュリティデバイスは、
少なくとも１つのグレイスケール面内画像と、
アイコン層を形成する前記グレイスケール面内画像に含まれるアイコンの複数の制御パターンと、
アイコンの前記制御パターンの少なくとも１つの合成拡大画像を形成するように配置されているアイコン合焦構成要素のアレイと、
を含み、
少なくとも１つのグレイスケール面内画像を使用し、
面内画像の各々の上でもしくは前記面内画像の各々の中で調整された制御パターンを使用して、前記合成拡大画像の一つもしくは複数の動的効果を制御し、コレオグラフィする、
方法であって、
（ａ）グレイスケール面内画像を選択し、前記アイコン層で使用することに適したサイズに前記グレイスケール面内画像を拡大縮小し、
（ｂ）拡大縮小した前記グレイスケール面内画像にタイルを重畳し、
前記タイルはアイコンの前記制御パターンを含むセルを含み、
セルの各々は一つもしくは複数の合焦構成要素と同様の好ましいサイズを有し、
（ｃ）黒色及び白色及び黒と白との間のグレイの様々なレベルを表すための数値範囲を選択し、
（ｄ）重畳された前記タイルのセルの各々の拡大縮小された前記グレイスケール面内画像のグレイスケールの前記レベルを判定し、
（ｅ）判定されたグレイスケールのレベルを表し、選択された前記数値範囲に入る数値をセルの各々に割り当て、
割り当てられた前記数値は前記セルのグレイスケール値であり、
（ｆ）制御パターンパレットで使用するために複数のアイコンの制御パターンを選択し、
アイコンの制御パターンの各々について、選択された数値的範囲に入るグレイスケールレベルの範囲を割り当て、
（ｇ）前記グレイスケール面内画像の制御パターン確率分布を特定し、可能なグレイスケール値の各々について、前記制御パターン確率分布を用いて、制御パターンの各々にランダム数の範囲を割り当て、
（ｈ）ランダム数生成手段を用いて選択された前記数値範囲に入るランダム数を前記タイルのセルの各々に提供し、
（ｉ）前記制御パターン確率分布に対応する数学的構造と共に前記セルのグレイスケール値及び前記セルのランダム数を用いて、どの制御パターンをセルの各々を満たすために使用するか決定し、
（ｊ）決定されたアイコンの制御パターンでセルの各々を満たす、
ことをさらに含む、方法。
【請求項１１】
請求項１のオプティカルセキュリティデバイスで生成されたシート状マテリアル。
【請求項１２】
請求項１のオプティカルセキュリティデバイスで生成されたベースプラットフォーム。
【請求項１３】
請求項１１のシート状マテリアルもしくは請求項１２のベースプラットフォームで生成されたドキュメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偽造から価値の高いドキュメント及び物品を保護し、本物であることを検証するために使用されるオプティカルセキュリティデバイスの改良された形態に関連する。詳細には、本発明は、設計性能を向上し、外観のインパクトを改善し、製造ばらつきに対する耐性が高いオプティカルセキュリティデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
合成画像を投影するマイクロオプティックフィルムは、一般的に、マイクロサイズ画像アイコンの配列、合焦構成要素（例えば、マイクロレンズ、マイクロリフレクタ）の配列、そして、任意ではあるが光透過ポリマー基材を含む。画像アイコン及び合焦構成要素の配列は、画像アイコンが合焦構成要素の配列を用いて見られる場合に、一つもしくは複数の合成画像が投影されるように、構成されている。これらの投影された画像は多くの異なるオプティカル効果を表していてもよい。
【０００３】
このようなフィルム材料は、紙幣、セキュアドキュメント及びセキュアプロダクトの認証のためのセキュリティデバイスとして使用されてもよい。紙幣及びセキュアドキュメントについて、これらの材料は一般的にストリップ（細長い一片）、パッチ（区画）もしくはスレッド（糸のように細いもの）の形態で使用され、紙幣もしくはドキュメントに部分的にもしくは完全に埋め込まれてもよく、または、紙幣またはドキュメントの表面に適用されてもよい。パスポートもしくは他のＩＤドキュメントについて、これらの材料はパスポートもしくは他のＩＤドキュメントの表面全体にラミネートされてもよいし、ちりばめられてもよい。プロダクトパッケージについて、これらの材料は、一般的に、ラベル、シールもしくはテープの形態で使用され、プロダクトパッケージの表面に適用される。
【０００４】
マイクロオプティックセキュリティデバイスの一例を特許文献１から知ることができる。特許文献１は、（ａ）境界を有する面内画像と基盤の面に維持され、可視的に存在する境界内の画像領域と、（ｂ）面内画像の境界内に含まれるアイコンの制御パターンと、（ｃ）アイコン合焦構成要素のアレイと、を含むマイクロオプティックシステムを開示している。アイコン合焦構成要素は、少なくとも１つのアイコンの制御パターンの合成拡大画像を形成するために配置されている。合成拡大画像は、面内画像の外観を調整するために操作される面内画像を見るための限定された視界を提供する。即ち、面内画像の外観は、システムの視認角度に応じて、可視的に出現及び消失する、もしくは、オンオフされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，３３３，２６８号明細書
【特許文献２】米国特許第７，４６８，８４２号明細書
【特許文献３】米国特許第７，７３８，１７５号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１０／０３０８５７１号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１０／０１０９３１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このマイクロオプティックシステムの欠点のいくつかは、シールドされたレンズの形態（即ち、埋め込みレンズアレイを利用するシステム）で使用される場合に明白となる。まず、合成画像が上記「オフ」状態である場合、合焦するオプティクスを通る、または、オプティクスの周囲の散乱光のために、合成画像のわずかなゴースト画像が可視的に残存するかもしれない。これらのゴースト画像は、特に、シールドされたレンズの形態において発生する。次に、シールドされたレンズの形態は相対的に高いＦ値、一般的には、概ね２を有する。マイクロオプティクスの分野における当業者であれば即座に理解するように、Ｆ値が高いと、合成画像はより急速に移動する。また、ぼけが増大し、製造ばらつきに対するシステムの感度が増大する。これらの欠点は、シールドされたレンズの形態における使用のためにこのシステムが不適切であることを効果的に表している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例は、オプティカルセキュリティデバイスであって、アイコン合焦構成要素の任意埋め込みアレイと、面内画像を保持する基板の面に実質的に可視で存在する少なくとも一つのグレイスケール面内画像と、アイコン層を形成する少なくとも１つの前記面内画像上もしくは少なくとも１つの前記面内画像内のアイコンの同一の広がりをもつ複数の制御パターンと、を含み、制御パターンの各々は、グレイスケールレベルの範囲を有する前記面内画像の領域にマッピングされ、前記面内画像のアイコンの制御パターンの配置は、前記面内画像の全体もしくは部分のグレイスケールレベルの各々と関連付けられている一つもしくは複数の制御パターン確率分布を用いて決定され、アイコン合焦構成要素の前記アレイは、アイコンの同一の広がりを持つ制御パターンの各々で前記アイコンの少なくとも部分の少なくとも一つの合成拡大画像を形成するように配置され、少なくとも１つの前記合成拡大画像は一つもしくは複数の動的効果を有し、少なくとも一つの前記合成拡大画像の一つもしくは複数の前記動的効果は、アイコンの前記制御パターンによって制御され、コレオグラフィされる。
【０００８】
オプティカルセキュリティデバイスが傾けられると、合成拡大画像は動的オプティカル効果を示す。例えば、面内画像にわたってカラーの動的バンドが移動したり、同心円が広がったり、ハイライトが回転したりする。また、ストロボのような効果、脈打つテキスト、移動する平行又は平行ではないライン、同じ速度で反対方向に移動するライン、異なる速度で又は間隔を空けて変動する速度で反対方向に移動するライン、ファンのように中心点の回りを回転するカラーバー、固定されたプロファイルから内側に又は外側に放射するカラーバー、エンボス面、浮き彫り面、動く数字、動くテキスト、動くシンボル、数学的な又は自然の有機的な動く抽象的デザインなどのアニメーションタイプの効果も示す。動的オプティカル効果は、特許文献１〜３に記載のオプティカル効果も含み、特許文献１〜３の全体はここに組み込まれているものとする。
【０００９】
実施例の一つでは、一つもしくは複数の金属層がアイコン層の外面を覆う。
【００１０】
本発明のオプティカルセキュリティデバイスによれば、面内画像の合成拡大画像は常に「オン」である。実施例の一つでは、デバイスが傾けられると、合成拡大画像は、面内画像の面にわたって移動するカラーバンドの形態で、たいへん詳細に示される（すなわち、外観のインパクトを改善する）。カラーバンドはアイコンの複数の制御パターンを用いて「コレオグラフィ」される。特許文献１のマイクロオプティックシステムにおいて対処困難な「ゴースト画像」は、常に見られることが可能な、傾き角度毎の面内画像のシルエットを提供することによって、より確信的に本発明のオプティカル効果を支援する。画像は、けっしてオフされず、コレオグラフィされたオプティカル効果（例えば、カラーバンドの移動）によって可視的に画定されるので、面内画像はより大きく生成され、これにより、設計性能が向上する。さらに、本発明のデバイスは製造ばらつきに対して敏感ではない。任意の製造ばらつきは合成画像の角度及び形状を変更する場合があるが、関係するコレオグラフィは同一のままであり、したがって、従来システムと同程度に効果は乱されない。
【００１１】
本発明の実施例は、オプティカルセキュリティデバイスを製造する方法であって、（ａ）面内画像を保持する基板の面に実質的に可視で存在する少なくとも一つのグレイスケール面内画像を提供し、（ｂ）アイコン層を形成する少なくとも１つの前記面内画像上もしくは少なくとも１つの前記面内画像内に含まれる同一の広がりをもつ複数のアイコンの制御パターンを提供し、制御パターンの各々はグレイスケールレベルの範囲を有する前記面内画像の領域にマッピングされ、面内画像内のアイコンの前記制御パターンの配置は、前記面内画像の全体又は部分内のグレイスケールレベルの各々と関連付けられている一つもしくは複数の制御パターン確率分布を用いて決定され、（ｃ）アイコン合焦構成要素の任意埋め込みアレイを提供し、（ｄ）アイコンの同一の広がりをもつ制御パターンの各々においてアイコンの少なくとも部分の少なくとも１つの合成拡大画像を形成するように、前記アイコン層と関連付けてアイコン合焦構成要素の任意埋め込みアレイを提供し、少なくとも１つの前記合成拡大画像は、少なくとも１つの前記面内画像と交差し、一つもしくは複数の動的効果を有し、少なくとも一つの合成拡大画像の一つもしくは複数の前記動的効果はアイコンの前記制御パターンによって制御されコレオグラフィされる、ことを含む。
【００１２】
本発明のオプティカルセキュリティデバイスの実施例において、デバイスは、グレイスケール面内画像、面内画像に含まれ、アイコン層を形成する複数のアイコンの制御パターン、アイコンの制御パターンの少なくとも１つの合成拡大画像を形成するように配置されるアイコン合焦構成要素のアレイを含む。この実施例においてアイコン層を形成する方法は、グレイスケール面内画像を選択し、グレイスケール面内画像を用いて、アイコン層を形成するために面内画像内のアイコンの制御パターンの配置を制御する。
【００１３】
実施例において、本発明の方法は、（ａ）グレイスケール面内画像を選択し、前記アイコン層で使用することに適したサイズに前記グレイスケール画像を拡大縮小し、（ｂ）拡大縮小した前記グレイスケール面内画像にタイルを重畳し、前記タイルはアイコンの前記制御パターンを含むセルを含み、セルの各々は一つもしくは複数の合焦構成要素と同様の好ましいサイズを有し、（ｃ）黒色及び白色及び黒と白との間のグレイの様々なレベルを表すための数値的な範囲を選択し、（ｄ）重畳された前記タイルのセルの各々の拡大縮小された前記グレイスケール面内画像のグレイスケールの前記レベルを判定し、（ｅ）判定されたグレイスケールのレベルを表し、選択された前記数値的範囲に入る数値をセルの各々に割り当て、割り当てられた前記数値は前記セルのグレイスケール値であり、（ｆ）制御パターンパレットで使用するために複数のアイコンの制御パターンを選択し、アイコンの制御パターンの各々について、選択された数値的範囲に入るグレイスケールレベルの範囲を割り当て、（ｇ）前記面内画像の制御パターン確率分布を特定し、可能なグレイスケール値の各々について、前記制御パターン確率分布を用いて、制御パターンの各々にランダム数の範囲を割り当て、（ｈ）ランダム数生成手段を用いて選択された前記数値範囲に入るランダム数を前記タイルのセルの各々に提供し、（ｉ）前記制御パターン確率分布に対応する数学的構造と共に前記セルのグレイスケール値及び前記セルのランダム数を用いて、どの制御パターンをセルの各々を満たすために使用するか決定し、（ｊ）決定されたアイコンの制御パターンでセルの各々を満たす。
【００１４】
本発明の他の実施例のオプティカルセキュリティデバイスは、グレイスケール面内画像のシーケンス、面内画像の各々のアイコンの制御パターンのセット、アイコンの制御パターンの合成拡大画像のアニメーションを形成するように配置されているアイコン合焦構成要素のアレイ、を含み、アイコンの制御パターンのセットの各々は面内画像内に含まれ、アイコン層を形成する。この実施例においてアイコン層を形成する方法は、グレイスケール面内画像のシーケンスを選択し、グレイスケール面内画像の各々のアイコンの制御パターンのセットを選択し、グレイスケール面内画像を用いて、アイコン層を形成するように面内画像内のアイコンの制御パターンの配置を制御する。
【００１５】
実施例の一つにおいて、本発明の方法は、（ａ）アニメーションを形成するグレイスケール面内画像のシーケンスを選択し、前記アイコン層での使用に適したサイズに前記グレイスケール画像を拡大縮小し（例えば、数平方ミリメートル〜数平方センチメートル）、（ｂ）拡大縮小されたグレイスケール面内画像の各々にタイルを重畳し、前記タイルはアイコンの制御パターンを含むセルを含み、セルの各々は一つもしくは複数の合焦構成要素と同様の好ましいサイズを有し、（例えば、数マイクロメートル〜数十マイクロメートル）（ｃ）黒色及び白色及び黒及び白の間の様々なレベルのグレイを表す数値範囲を選択し、（例えば、黒は０、白は１、様々なレベルのグレイは０及び１の間の連続する実数）、（ｄ）重畳されたタイルのセルの各々の拡大縮小されたグレイスケール面内画像のグレイスケールのレベルを判定し、（ｅ）判定された前記グレイスケールのレベルを表し、選択された前記数値範囲に入る数をセルの各々に割り当て、割り当てられた前記数は前記セルのグレイスケール値であり、（ｆ）アニメーションを形成するグレイスケール面内画像の各々について、制御パターンパレットで使用するアイコンの制御パターンの数を選択し、アイコンの制御パターンの各々について、選択された前記数値範囲に入るグレイスケールレベルの範囲を割り当て、アイコンの制御パターンの選択された前記数は前記グレイスケール面内画像の制御パターンのセットを構成し、グレイスケール面内画像の各々はアイコンの制御パターンのセットを有し、（ｇ）アイコンの制御パターンのセットの各々について、面内画像の各々の制御パターン確率分布を特定し、可能なグレイスケール値の各々について、前記制御パターン確率分布を用いて、制御パターンの各々にランダム数の範囲を割り当て、（ｈ）ランダム数生成手段を用いて、選択された前記数値範囲に入るランダム数を有するタイルをセルの各々に提供し、（ｉ）特定かつ異なるグレイスケールに割り当てられている制御パターンのセットの各々について、前記制御パターン確率分布に対応する数学的構造と共にセルのグレイスケール値及びセルのランダム数を用いて、各々のセルを満たすためにどの制御パターンを使用するか決定し、（ｊ）アイコンの決定された制御パターンでセルの各々を満たし、セルの各々はアイコンの制御パターンのセットの各々から判定された制御パターンを受け取る、ことを含む。
【００１６】
本発明は、設計空間を増大し、製造ばらつきへの感度を低減し、オプティカルセキュリティデバイスによって形成される画像の不鮮明さを低減するする方法をさらに提供する。該方法において、前記オプティカルセキュリティデバイスは、少なくとも１つのグレイスケール面内画像と、アイコン層を形成する前記面内画像に含まれるアイコンの複数の制御パターンと、アイコンの前記制御パターンの少なくとも１つの合成拡大画像を形成するように配置されているアイコン合焦構成要素のアレイと、を含み、少なくとも１つのグレイスケール面内画像を使用し、面内画像の各々の上でもしくは前記面内画像の各々の中で調整された制御パターンを使用して、前記合成拡大画像の一つもしくは複数の動的効果を制御し、コレオグラフィする。
【００１７】
本発明は、本発明のオプティカルセキュリティデバイスで生成されたシート状マテリアル及びベースプラットフォーム及び該マテリアルで生成されたドキュメントをさらに提供する。
【００１８】
実施例の一つにおいて、本発明のオプティカルセキュリティデバイスは、紙幣に使用される超薄型（例えば、約１マイクロメートル〜約１０マイクロメートルの厚さを有する）シールドレンズ構造などを有するマイクロオプティックフィルムマテリアルである。
【００１９】
他の実施例において、本発明のオプティカルセキュリティデバイスは、プラスチックパスポートを製造するために使用されるベースプラットフォームのシールドレンズポリカーボネートインレイである。
【００２０】
本発明の他の特徴及び効果は、以下の説明及び添付図面から当業者には明瞭である。
【００２１】
特に言及しない限り、ここで使用する技術的及び科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味を有する。ここで記載される公開公報、特許出願、特許及び他の文献は、参照される場合、その全体がここに組み込まれる。矛盾する場合、定義を含め、本明細書の記載が優先する。さらに、マテリアル、方法／処理及び例は、例示であり、限定することを意図していない。
【発明の効果】
【００２２】
シールドされたレンズの形態における使用のためのオプティカルセキュリティデバイスを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】本発明の実施で使用されるグレイスケール面内画像の実施例を示す。
【図１Ｂ】図１Ａのグレイスケール面内画像に重畳したタイルを例示する。
【図２】４個の矩形タイルもしくはセルの左下で計測された面内画像のグレイスケールレベルを示す、タイルを重畳された図１Ａのグレイスケール面内画像の拡大図を例示する。
【図３】ランダム数値が０と１との間で選択され、グレイスケール値が０．０と１．０との間の値である分布において、制御パターン間で縦方向に重畳する制御パターン確率分布を例示する。
【図４】ランダム数値が０と１との間で選択され、グレイスケール値が０．０と１．０との間の値である分布において、制御パターン間で縦方向に重畳しない制御パターン確率分布を例示する。
【図５】別個の隣接する矩形タイルに含まれるグレイスケールアイコンの６個の制御パターンの集合を例示する。
【図６】アイコンの６個の同一の広がりをもつ（混合した）制御パターンでの埋め尽くしを例示する。
【図７】図５の制御パターンが同一のタイルに配置されている例を示す。
【図８】アイコンの制御パターンによって生成された合成拡大画像とグレイスケール面内画像との交差を例示する。
【図９】アイコンの制御パターンによって生成された合成拡大画像とグレイスケール面内画像との交差を例示する。
【図１０Ａ】制御パターン分布を例示する。
【図１０Ｂ】ユーザが見るであろう画像を例示する。
【図１１Ａ】制御パターン分布を例示する。
【図１１Ｂ】ユーザが見るであろう画像を例示する。
【図１２】図６で例示されたアイコンの制御パターンで「満たされた」図１のグレイスケール面内画像を例示する。
【図１３】図１２で例示された「満たされた」面内画像を使用する本発明のオプティカルセキュリティデバイスの実施例の表面から見える（動的オプティカル効果を有さない）画像を例示する。
【図１４】アニメーションを形成する６個のグレイスケール画像の集合を例示する。
【図１５】（横方向に）アイコンの６個の制御パターンを含む、（縦方向の）アイコンの制御パターンの６個のセットを含む、図１４に示すアニメーションを生成するために使用されるアイコン層の編成段階を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本開示は、添付図面を参照することでより適切に理解可能である。図の構成要素は寸法通りである必要はなく、本開示の原理を明確に例示するための強調が行われている。図面に関連して実施例が記載されているが、ここに開示されている実施例に本開示を限定することは意図していない。むしろ、代替、修正及び同等の範囲をカバーすることを意図している。
【００２５】
本発明で開示された特定の特徴は、添付の図面を参照することによって例示される。
【００２６】
本発明のオプティカルセキュリティデバイスによって、非常に詳細な画像を与える新しいプラットフォームが提供される。上記したように、本発明のデバイスは強化された設計能力、改善された視覚的インパクト及び製造ばらつきへのより大きい耐性を提供する。
【００２７】
本発明のオプティカルセキュリティデバイスの２つの実施例について、図面を参照しながら、より詳細に説明する。
「面内画像」
【００２８】
本発明のオプティカルセキュリティデバイスの面内画像は、基盤の面内に実質的に可視的に存在する可視境界、パターンもしくは構造を有する画像である。基盤の上もしくは中で、画像は保持される。
【００２９】
図１Ａにおいて、サルの顔の形態のグレイスケール面内画像の実施例に参照符号１０が付されている。グレイスケール面内画像１０は、グレイのシェードの色だけ（即ち、黒から白へのシェード）のシンプルな画像であり、境界１２を有し、境界内の画像は、上記したように、基盤の面内に実質的に可視的に存在している。面内画像１０は基板上に保持される。この実施例において、グレイスケール画像は、見ている人に対して「最も近い」であろう部分（目及び鼻）が最も白くなるように、反対に、見ている人から「最も遠い」であろう部分は最も暗くなるように、生成されている。
【００３０】
本発明のオプティカルセキュリティデバイスのアイコン層を形成する場合、（図１Ａに示されるような）単一のグレイスケール画像が選択され、物理的な形態で本来あるべき「実際のサイズ」にスケーリングされる。実施例の一つにおいて、画像は、概ね数平方ミリメートルから数平方センチメートルの範囲のサイズでスケーリングされる。これは、一般的に合焦構成要素よりかなり大きく、マイクロレンズは、一般的に、数マイクロメートルもしくは数十マイクロメートルのオーダーのサイズを有する。
【００３１】
図１Ｂに最もよく示されるように、タイルがグレイスケール画像１０に重畳される。タイルは、アイコンの制御パターンを含むセルを表す。セルの各々のサイズは限定されないが、実施例において、１つもしくはいくつかの合焦構成要素のサイズのオーダー（例えば、数マイクロメートルから数十マイクロメートル）であってよい。図１Ｂには矩形のセルが示されているが、埋め尽くしが可能な任意の形態（例えば、平行四辺形、三角形、正六角形、六角形、もしくは正方形）であってよい。
【００３２】
黒、白、黒及び白の間の様々なレベルのグレイを表すために数値範囲が選択される。いくつかの方法は黒を０にマッピングし、白を２５５にマッピングし、０と２５５との間の整数に複数のレベルのグレイをマッピングする（例えば、８ビットグレイスケール画像）。また、いくつかの方法はより大きい数値範囲を用いる（例えば、１６ビットもしくは３２ビットグレイスケール画像）。しかしながら、本実施例においては、説明を容易にするために、黒に０を用い、白に１を用い、様々なレベルのグレイを表すために０と１との間の連続する実数を用いる。
【００３３】
グレイスケール画像１０の各セルの位置におけるグレイスケールのレベルが判定される。例えば、図２に最もよく示されているように、セルの各々について、共通点（例えば、矩形タイルもしくはセルの各々の左下の角）が選択され、共通点に対応する面内画像のグレイスケールのレベルが測定され、セルに割り当てられる。（図２に示されるように）共通点でグレイスケール画像を直接測定してもよいし、様々な画像サンプリング技術を用いてグレイスケール画像の複数の画素から補間することによって値を取得してもよい。
【００３４】
図２において、グレイスケール面内画像１０の画素はタイル１６のセルより小さい。しかしながら、グレイスケール面内画像の画素はセルより大きくてもよい。当業者であれば即座に理解するように、後者の場合、補間の手法もしくは画素をサブサンプリングする技術を用いることができる。
【００３５】
セルの各々は判定されたグレイスケールのレベルを表す数値を割り当てられる。数値は選択された数値範囲内の数値（例えば、０〜１）である。この割り当てられた数値はセルのグレイスケール値として参照される。
「アイコンの制御パターン」
【００３６】
上記したように、アイコンの同一の広がりをもつ制御パターンがアイコン層を形成する面内画像の上もしくは中に含まれる。制御パターンの各々は、グレイスケールレベルのある範囲内（例えば、０（黒）と０．１６６７との間のグレイスケールレベル）の面内画像の領域にマッピングされるアイコンを含む。
【００３７】
タイル１６のセルの各々にグレイスケール値が割り当てられると（、そして、可能なグレイスケール値の各々が判定されると）、制御パターン確率分布が特定され、制御パターンの各々にある範囲のランダムな数値を割り当てるために使用される。セルの各々は、次に、ＲＮＧを用いて選択された数値範囲（例えば、０〜１）のランダム数を提供される。
【００３８】
セルのランダム数が選択され、セルのグレイスケール値が既知であれば、特定のセルに特定の制御パターンが割り当て可能となる。制御パターン確率分布は、特定のセルを満たすために、制御パターンパレットの特定の制御パターンが使用される確率を効率的に設定する。
【００３９】
図３に制御パターン分布の一例を示す。この例において、制御パターンパレットに３つの異なる制御パターン（制御パターンＡ（ＣＰＡ）、制御パターンＢ（ＣＰＢ）、制御パターンＣ（ＣＰＣ））がある。制御パターンの各々は、制御パターン分布で自身の三角形領域を占める。可能なグレイスケール値の各々がこの分布の縦クロスセクションに対してマッピングされている。ランダム数を示す縦クロスセクションは、制御パターンに対応する。
【００４０】
例えば、グレイスケール値が１．０であるセルは、制御パターンＡが選択されるべき確率が１００％であり、制御パターンＢが選択されるべき確率が０％であり、制御パターンＣが選択されるべき確率が０％である分布に従う点に対応する。０と１との間のランダム数は全て制御パターンＡに対応するからである。
【００４１】
例えば、グレイスケール値が０．７であるセルでは、０と０．４との間で選択されるランダム数は制御パターンＡによって満たされている特定のセルに対応し、０．４と１．０との間で選択されるランダム数は制御パターンＢによって満たされている特定のセルに対応する。
【００４２】
例えば、グレイスケール値が０．２５であるセルでは、０と０．５との間で選択されるランダム数は制御パターンＣによって満たされている特定のセルに対応し、０．５と１．０との間で選択されるランダム数は選択パターンＢによって満たされている特定のセルに対応する。即ち、制御パターンＣで満たされているセルである確率は５０％であり、制御パターンＢで満たされているセルである確率は５０％である。
【００４３】
制御パターン確率分布の定義に実用的な限定はない。制御パターン確率分布は、単に、ランダム数を制御パターンの選択に結び付ける数学的な構成である。制御パターン分布は本発明の動的オプティカル効果の多くの異なる態様を調整することができる。本発明の動的オプティカル効果は、例えば、制御パターン間でより速くもしくはより遅く遷移する、及び、同時に複数の制御パターンを可視にする、などである。さらに、上記したように、面内画像の異なる部分は異なる制御パターン分布及び制御パターンの異なるコレクションもしくはパレットを有していてもよい。左右に傾けることにより面内画像のいくつかの部分をアクティブ化する。一方で、他の部分は遠近（向こう側及び手前側）に傾けることでアクティブ化される。しかし、他の部分は傾きの方向に関係なくアクティブ化されてもよい。実施例において、制御パターン分布の主な目的は、アイコンの異なる制御パターンで満たされているグレイスケール画像の部分の間の境界を自動的に「ディザリング」もしくは平滑化することである。制御パターンは確率的平均を提供し、これにより、アイコンの制御パターンが選択されるので、所定の制御パターンに割り当てられている面内画像の領域は明確に定義される必要はない。代わりに、一つの制御パターンの領域から次の制御パターンの領域への遷移を平滑化すればよい。
【００４４】
しかしながら、鮮明な境界は、制御パターン確率分布の適切な定義によって存在し得る。１つの制御パターンから次の制御パターンへの鮮明な遷移を提供する制御パターン分布を図４に示す。この分布では制御パターン領域の間に縦方向の重複が存在しないため、ランダム数は制御パターンの選択において、基本的に何もしない。グレイスケール値が０．０〜０．２５の何れかであればセルは制御パターンＣで満たされ、グレイスケール値が０．２５〜０．７の何れかであればセルは制御パターンＢで満たされ、グレイスケール値が０．７〜１．０の何れかであればセルは制御パターンＡで満たされる。
【００４５】
オプティカルセキュリティデバイスのアイコン層を形成するための本発明の次のステップは、アイコンの判定された制御パターンでセルの各々を満たすことである。
【００４６】
上記したように、本発明のオプティカルセキュリティデバイスによって生成された合成拡大画像の動的効果はアイコンの制御パターンによって制御され、コレオグラフィされる。詳細には、これらの画像のコレオグラフィは、グレイスケール面内画像の性質に加えて、制御パターンの相対的なフェージングによって、及び制御パターン分布によって、規定される。
【００４７】
図５は、各々が水平ライン１８の形態で異なるグレイトーンのアイコンを含む６個の制御パターンのコレクションを例示的な目的で示す。太い実線で示されている外郭２０は、面上のアイコンの制御パターンを繰り返す（埋め尽くす）ために使用されるタイルを表す。これらの６個の制御パターンのためのタイルは、制御パターンを面上に埋め尽くすように定義され、同様の矩形であってもよい。しかしながら、タイルは、上記したように、埋め尽くすための任意の形状を採ることができる。図５のタイルは、同一の大きさを有している。タイルは、同一のグリッドに添って出会うという意味において、「同相」である。制御パターンが面内画像上に分散されるか、面内画像内に分散される場合、制御パターンが「アクティブ化」される場合の相対的なタイミングを一定のままにすることを保証する。
【００４８】
図５及び図６（６個の制御パターン２２ａ〜２２ｆが面上に切り嵌めされている）に示すように、制御パターンの各々のアイコンは他の制御パターンのアイコンと相対的にずれている。アイコンは非常にわずかに数百ナノメートルずれてもよいし、もしくは少し大きく数マイクロメートルずれてもよい。縦線の形態のアイコンの制御パターンでは、制御パターンの各々のアイコンは左から右へ、もしくは右から左へずれてもよい。斜め線の形態のアイコンの制御パターンでは、制御パターンの各々のアイコンは対角線に添ってずれてもよい。
【００４９】
制御パターンを相互に調整するやり方は他にも多く存在する。例えば、制御パターンは意図的に調整された「開始点」を有し、異なるグリッドに添って置かれてもよい。
【００５０】
図５及び図６では６個の制御パターンを示しているが、本発明で使用される制御パターンの数は限定されない。実際、数学的に生成される場合、アイコンの制御パターンの数は無限数であってもよく、多様であってよい。
【００５１】
図７では、図５の６個の制御パターンが同一のタイル２４に重畳されている。タイル２４は合焦構成要素の数倍のサイズを有するので、矩形タイル２４において、制御パターンＡ〜Ｆは「２回」使用されている。実施例において、タイルの各々は六角形基礎直径を有する２つの合焦構成要素のサイズを有する。即ち、タイルの各々は２つの六角形を表す矩形ボックスの形状を有する。アイコンの制御パターンのグループであるタイルを検討する場合、多くの部分に損失はない。六角形タイルとは異なる矩形タイルを使用する場合、切り嵌め及び使用するアルゴリズムはより単純であり得る。
【００５２】
図７に示される制御パターンの集合的なグループはタイル２４を完全に均一に覆う。しかしながら、タイルを「完全に均一に」覆う制御パターンの概念を限定することを意味しない。例えば、切望される効果によれば、制御パターンの全ての集合的なグループはタイルを部分的にしか覆わないかもしれないし、タイルを複数回覆うかもしれない（即ち、いくつかの制御パターンがタイルの同一の空間を占める）。
【００５３】
図８及び図９において、アイコンの制御パターンによって生成される合成拡大画像とグレイスケール面内画像１０との交差を示す。図８及び図９において、合成画像は本発明のオプティカルセキュリティデバイスの実施例の面上に浮かぶ小さな矩形として描写されている。本発明のデバイスの面はグレイスケール面内画像１０を保持する。アイコンの制御パターンによって生成される合成画像は本発明のデバイスの面に投影されているように考えることができ、この場合、図８及び図９において、合成画像はデバイスの面に置かれているようにも見える。制御パターン分布と共に、面内画像１０及び合成画像の交差は、見る人（ユーザ）２６が実際に何を見るか、を判定する。これらの実施例の双方において、本発明のオプティカルセキュリティデバイスは見る人から離れる方向に傾いているので、合焦構成要素の集合的な合焦点は効率的に上方もしくは下方にずれる。面内画像１０と合成画像との交差は、新しく寄与する制御パターンからの合成画像が面内画像を強調するように、ずれることを意味する。例えば、図８において、見る人２６は、面内画像１０の中央の制御パターンＦによって形成される合成画像２８の交差を見る。図９において、図８とは異なる角度から見ている見る人２６は、面内画像１０の中央の制御パターンＤによって形成される合成画像３０の交差を見る。
【００５４】
図８及び図９に示されている合成画像は面内画像１０を完全に覆っているので、どの角度で見ていたとしても、可視であるもしくは「オン」されている面内画像１０の部分が常に存在する。さらに、（上記した）合焦オプティクスを通って、もしくは合焦オプティクスの周辺で散乱する光によって、可視のままである合成画像のわずかなゴースト画像は、密着した画像が常に可視であるように、全体として面内画像の輪郭描写を支援する。
【００５５】
図１０Ａ〜図１１Ｂにおいて、制御パターン分布の例及び見る人が見る画像を示す。
【００５６】
図１０Ａに示される制御パターン分布３２は「硬い遷移」制御パターン分布であり、上記したように、アイコンの制御パターンによって生成される合成画像間で急に遷移する。図１０Ｂは、制御パターンの合成画像と面内画像との間の交差で見えるもの３４の集合と共にグレイスケール画像１０を示す。
【００５７】
図１１Ａに示されている制御パターン分布３６は、「軟遷移」制御パターン分布であり、上記したように、アイコンの制御パターンによって生成された合成画像の間の平滑的な遷移をもたらす。図１１Ｂにおいて、グレイスケール面内画像１０は、制御パターンの合成画像と面内画像との間の交差で見えるもの３８の集合と共に参照の目的で示されている。
【００５８】
図１０Ａ〜図１１Ｂにおいて、制御パターンＦによって形成される合成画像は、グレイスケール面内画像１０と交差する場合、強調された耳を有するバージョンのサルの顔を生じる。なぜなら、耳は、グレイスケール面内画像の最も暗い色のパーツを表し、制御パターン分布は制御パターンＦに関連する最も暗いグレイスケール値を有するからである。
【００５９】
図１０Ｂ及び図１１Ｂに示される本発明のオプティカルセキュリティデバイスの実施例によって提供されるアニメーションの「フレーム」を参照すると、「硬遷移」制御パターン分布を使用した場合、全体的に面内画像への異なる制御パターンの寄与の間で「硬境界」が生じ、「軟遷移」を使用した場合、全体的に面内画像への「軟境界」制御パターン分布の寄与の間で「軟境界」が生じる。双方の実施例において、見る人は、面内画像のような形状の面をわたって展開する隆起（即ち、サルの顔）を見るだろう。
【００６０】
上記から明らかなように、本発明によって示される動的なオプティカル効果は制御パターンの相対的なフェーズによって決定され、グレイスケール面内画像の性質に加えて、制御パターン分布によって決定される。
【００６１】
図１２において、面内画像１０は、図６に示されるアイコンの６個の制御パターンで「満たされている」。図１３は、図１２の満たされている面内画像を用いた本発明のオプティカルセキュリティデバイスの面から見ることができる（動的オプティカル効果を有さない）画像の１つ４０を例示する。
【００６２】
本発明のオプティカルセキュリティデバイスの他の実施例において、一以上のグレイスケール画像が使用され、これにより、合成拡大画像のアニメーションが可能となる。この実施例において、グレイスケール画像の各々は列もしくはアイコンの制御パターンの「セット」に割り当てられる。この実施例におけるアイコン層を形成する方法は上記されている。上記では、複数のグレイスケール画像の結果のオーバレイを形成し、グレイスケール画像の各々についてアイコンの制御パターンが同時に選択される。
【００６３】
図１４及び図１５に例示されるように、６個のグレイスケール画像の集合はアニメーションを形成する。図１５に最もよく表されるように、同じ「セット」内の制御パターンは垂直方向にバリエーションを有する。それは、所定のセット（もしくは、同様に、所定のグレイスケール画像）について、そのセットの制御パターン確率分布によって記述されるコレオグラフィの画像を通して色を変動する効果を、縦方向に傾けることが有する、ことを意味する。隣接するセットの対応する制御パターンは横方向へのバリエーションを有する。これは、横方向へ傾けることが、グレイスケール画像を変動する効果を有し、アニメーションの効果を生成することができる、ことを意味する。
【００６４】
この例において、アイコンの制御パターンのセットは、デバイスが向こう側に傾けられた場合、（アイコンの制御パターンのセット内のバリエーションによって）一つの効果を有し、右から左へ、もしくは、左から右へ傾けられた場合、（アイコンの制御パターンのセット内のバリエーションによって）異なる効果を有するように調整され得る。
【００６５】
一般的に、アイコンの制御パターンのセット数（グレイスケール面内画像の数）もしくはセット内の制御パターンの数に限定はない。これは、横方向もしくは縦方向の何れかのバリエーションが連続的であってよく、（アニメーションの「フレーム」について）時間の連続体もしくはグレイスケールの連続体（ある範囲（例えば、［０，１］）の実数）に基づいていてよいことによる。
【００６６】
必要とされる特徴ではないが、ここで記述されたアイコンは設計上シンプルであってよく、シンプルな幾何学的形状（例えば、円、点、正方形、矩形、ストライプ、バーなど）及び線（例えば、横線、縦線、斜め線）であってよい。
【００６７】
アイコンは、任意の物理的形態であってよく、実施例の一つにおいて、ミクロ構造アイコン（即ち、物理的レリーフを含むアイコン）であってもよい。好ましい実施例において、ミクロ構造アイコンは以下の形態を有する。
（ａ）必須ではないが、ボイドでコーティングされているか、及び／もしくは満たされているか、基板上もしくは基板内に窪みで形成されている。ボイドもしくは窪みの各々の深さの総計は、約０．０１〜５０マイクロメートルである。
（ｂ）基板の表面に形成された柱状の形態である。各々の高さの総計は、約０．０１〜５０マイクロメートルである。
【００６８】
実施例の一つにおいて、マイクロ構造アイコンは、必須ではないが、染料、着色剤、顔料、粉末剤、インク、粉末鉱物、金属材料及び粒子、磁気材料及び粒子、磁着材料及び粒子、磁気反応材料及び粒子、蛍光体、液晶、液晶ポリマー、カーボンブラックもしくは他の光吸収材料、二酸化チタンもしくは他の光散乱材料、フォトニック結晶、非線形結晶、ナノ粒子、ナノチューブ、回転楕円体のフラーレン、カーボンナノチューブ、有機材料、真珠光沢材料、粉末真珠、多層干渉材料、オパール光沢材料、玉虫光沢材料、低屈折率材料及び粉末、高屈折率材料及び粉末、粉末ダイヤモンド、構造色材料、偏光材料、偏光回転材料、蛍光物体、燐光材料、熱変色材料、ピエゾクロミック材料、フォトクロミック材料、トリボリュメン風材料、発光材料、エレクトロクロミック材料、マグネットクロミック材料及び粒子、放射性材料、放射化材料、エレクトレット蓄積分離材料及びこれらの組み合わせなどの対照的な物質で満たされた柱状体の周囲の領域もしくはボイド（もしくは窪み）を有する、高分子繊維のボイドもしくは窪み、もしくはそれらを逆様にした柱状の形態であってもよい。特許文献１〜３にも適切なアイコンの例が開示されている。
【００６９】
本発明のオプティカルセキュリティデバイスのアイコン層は外側の面に付与された金属皮膜の一つもしくは複数の層を有していてもよい。得られる効果は金属への異方性光効果と同様であり、応用を選択するために有用である。
「アイコン合焦構成要素」
【００７０】
アイコン合焦構成要素の必須ではない埋め込みアレイは、同一の広がりを有するアイコンの制御パターンにおけるアイコンの少なくとも部分の少なくとも１つの合成拡大画像を形成するために配置される。オプティカルセキュリティデバイスが傾けられると、面内画像の合成拡大画像が一つもしくは複数の動的オプティカル効果（例えば、合成拡大画像を通過する変動する色の動的なバンド、大きくなっていく同心円、強調の回転、ストロボのような効果）を有するように現れる。一つもしくは複数の合成拡大画像が投影されている「満たされた」面内画像上のアイコン合焦構成要素アレイの適切な配置は、その動的なオプティカル効果がアイコンの制御パターンによって制御されコレオグラフィされる。
【００７１】
本発明を実行する際に使用されるアイコン合焦構成要素は、円柱形及び円柱形ではない屈折、反射及び屈折／反射ハイブリッドの合焦構成要素であってよいが、これらに限定されない。
【００７２】
実施例において、合焦構成要素は非円柱形の凹型又は凸型の球面又は非球面を有する屈折マイクロレンズである。非球面は、円錐、楕円、放物線及び他の側面を含む。これらのレンズは円形、長円形、又は多角形（例えば、六角形、実質的な六角形、正方形、実質的な正方形）ベースの形状を有していてもよく、規則的、非規則的又はランダムに、一次元又は二次元アレイに配置されていてもよい。好ましい実施例において、マイクロレンズは、基板又は透光ポリマーフィルム上に規則的に二次元アレイに配置されている多角形（例えば、六角形）ベース形状を有する非球面凹型又は凸型レンズである。
【００７３】
合焦構成要素は、一つの実施例において、１ミリメートル以下の幅（円柱状レンズの場合）及び底面の直径（非柱状レンズの場合）を有することが好ましく、約２００マイクロメートル〜約５００マイクロメートル及び約５０マイクロメートル〜約１９９マイクロメートルの幅及び底面の直径を有していてもよいが、これらに限定されない。また、１ミリメートル以下の焦点距離を有することが好ましく、約２００マイクロメートル〜約５００マイクロメートル及び約５０マイクロメートル〜約１９９マイクロメートルの幅及び底面の直径を有していてもよいが、これらに限定されない。また、１０以下のｆ値を有することが（好ましく、６以下のｆ値を有することがより）好ましい。考えられる他の実施例において、合焦構成要素は、約５０マイクロメートルより小さい幅／底面の直径を有することが（好ましく、約４５マイクロメートルよりも小さい幅／底面の直径を有することがより好ましく、約１０マイクロメートル〜約４０マイクロメートルの幅／底面の直径を有することがさらに）好ましい。また、約５０マイクロメートルより小さい焦点距離を有することが（好ましく、約４５マイクロメートルより小さい焦点距離を有することがより好ましく、約１０マイクロメートル〜約３０マイクロメートルの焦点距離を有することがさらに）好ましい。また、１０以下のｆ値を有することが（好ましく、６以下のｆ値を有することがより）好ましい。考えられるさらに他の実施例において、合焦構成要素は円柱状もしくは両面で凸状のレンズであり、レンズ幅に上限はなく、上記レンズより遥かに大きい。
【００７４】
上記したように、本発明のオプティカルセキュリティデバイスで使用されるアイコン合焦構成要素のアレイは、露出したアイコン合焦構成要素のアレイ（例えば、露出した屈折マイクロレンズ）を構成してもよく、また、埋め込み層がオプティカルセキュリティデバイスの最外層を構成する埋め込まれたアイコン合焦構成要素（例えば、埋め込みマイクロレンズ）を構成してもよい。
「光学分離」
【００７５】
本発明によって要求されないが、合焦構成要素のアレイ及びアイコンの制御パターンの光学分離は、一つもしくは複数の光学スペーサーを用いて達成されてもよい。一つの実施例において、光学スペーサーは合焦構成要素層に貼り付けられている。他の実施例において、光学スペーサーは合焦構成要素層の部分として形成されていてもよく、光学スペーサーは他の層とは独立して製造過程において形成されてもよい。また、自立できるように合焦構成要素の層を厚くしてもよい。また、他の実施例において、光学スペーサーは他の光学スペーサーに貼り付けられている。
【００７６】
光学スペーサーは、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデンなどのポリマーを含む一つもしくは複数の基本的に無色の材料を用いて形成されていてもよいが、これらに限定されない。
【００７７】
本発明の他に考えられる実施例において、オプティカルセキュリティは光学スペーサーを使用しない。一つの実施例において、オプティカルセキュリティデバイスは低減した厚さを有する（「薄い」）光伝達セキュリティデバイスである。このデバイスは、必須ではないが埋め込みアイコン合焦構成要素のアレイに実質的に接触するアイコン層を基本的に含む。
「製造方法」
【００７８】
本発明のオプティカルセキュリティデバイスは、（本発明の開示と矛盾しない程度に）特許文献１〜４に開示されている材料、方法、及び技術に従って製造されてもよい。これらの文献に記載されているように、合焦構成要素のアレイ及び画像アイコンは、アクリル樹脂、アクリル化されたポリエステル、アクリル化されたウレタン、エポキシ、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエステル、ウレタンなど、実質的に透明、有色または無色のポリマーから、押し出し（例えば、押し出しエンボス、ソフトエンボス）、放射線硬化照射、及び押し出し鋳込み射出成形、反応射出成形、反応照射を含むマイクロオプティクス及びマイクロ構造複製の技術で知られている複数の方法を用いて形成されてもよい。特許文献５に記載されているような高屈折率（（５８９ナノメートル、２０度で）１．５、１．６、１．７より高い屈折率を有する有色または無色）の材料が使用されてもよい。記載されているように、埋め込み層は接着剤、ジェル、ラッカー、液体、成形ポリマー、コーティングポリマー、有機もしくは金属分散を含むポリマーもしくは他の材料などを用いて製造されてもよい。
【００７９】
上記したように、本発明のオプティカルセキュリティデバイスはシート材料の形態で、本発明のオプティカルセキュリティデバイスから生成されるもしくは本発明のオプティカルセキュリティデバイスを使用するベースプラットフォームで、または、これらの材料から生成されるドキュメントで使用されてもよい。例えば、本発明のデバイスは、セキュリティストリップ、スレッド、パッチ、オーバレイ、もしくはインレイの形態をとってよく、繊維もしくは非繊維シート材料（例えば、紙幣、パスポート、ＩＤカード、クレジットカード、ラベル）又は商用製品（例えば、光ディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、医薬品のパッケージ）の面に搭載されてもよいし、これらに少なくとも部分的に埋め込まれてもよい。本発明のデバイスは、スタンドアロン製品の形態で使用されてもよいし、例えば、紙幣、パスポートなどを作成する際に非繊維シート材料の形態で使用されてもよいし、例えば、ＩＤカード、高価値もしくは他のセキュリティドキュメントのベースプラットフォームとしてより厚く、よりロバストな形態で用いられてもよい。
【００８０】
一つの実施例において、本発明のデバイスは、紙幣で使用される超極薄シールドレンズ構造などのマイクロオプティックフィルム材料であり、他の実施例において、本発明のデバイスは、プラスチックパスポートの製造で使用されるベースプラットフォームのシールドレンズポリカーボネートインレイである。
【００８１】
本発明の様々な実施例を上記したが、例示のために提示したのであり、限定のためではない。従って、本発明の範囲は、実施例の何れかによって限定されない。
【００８２】
本出願は、２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／７９１，６９５号に基づいて優先権を主張すると共に、当該出願の全体はここに組み込まれているものとする。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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