(57)【要約】【課題】保護された表面を有しており、優れた外観を有するマイクロレンズ積層体を提供する。【解決手段】第１面および第２面を有し複数のマイクロレンズから構成されるマイクロレンズ層、およびマイクロレンズ層の第１面側に近接して配置された感光性材料層を含むマイクロレンズシートと、マイクロレンズシートのマイクロレンズ層の第２面側に配置された透明材料層とを含む、マイクロレンズ積層体であって、マイクロレンズ積層体の上、積層体の面内、および／または積層体の下に浮いている合成画像を提供することが可能なマイクロレンズ積層体が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面および第２面を有し複数のマイクロレンズから構成されるマイクロレンズ層、および前記マイクロレンズ層の第１面側に近接して配置された感光性材料層を含むマイクロレンズシートと、
前記マイクロレンズシートのマイクロレンズ層の第２面側に配置された透明材料層と
を含む、マイクロレンズ積層体であって、前記マイクロレンズ積層体の上、積層体の面内、および／または積層体の下に浮いている合成画像を提供することが可能なマイクロレンズ積層体。
【請求項２】
前記透明材料層が、光学的に透明な接着層を介して前記マイクロレンズシートのマイクロレンズ層の第２面側に取り付けられている、請求項１に記載のマイクロレンズ積層体。
【請求項３】
前記光学的に透明な接着層が、光学的に透明な粘着剤、光学的に透明な液体接着剤、または光学的に透明なホットメルト接着剤を含む、請求項２に記載のマイクロレンズ積層体。
【請求項４】
前記透明材料層が、前記マイクロレンズ層の第２面側で前記マイクロレンズシート上に直接成形されている、請求項１に記載のマイクロレンズ積層体。
【請求項５】
前記複数のマイクロレンズのそれぞれと関連しており、前記感光性材料層の中に形成された、少なくとも部分的に完全な画像、および
前記マイクロレンズ積層体の上、積層体の面内、および／または積層体の下に浮いている、個々の前記画像により提供される合成画像を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロレンズ積層体。
【請求項６】
前記透明材料層が、光拡散材料およびそれらの組み合わせからなる群から選択される視認性向上剤を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロレンズ積層体。
【請求項７】
第１面および第２面を有し複数のマイクロレンズから構成されるマイクロレンズ層、および前記マイクロレンズ層の第１面側に近接して配置された感光性材料層を含むマイクロレンズシートを提供することと、
透明材料層を提供することと、
光学的に透明な接着層を介して、前記マイクロレンズシートのマイクロレンズ層の第２面側に前記透明材料層を取り付けて、マイクロレンズ積層体を形成することと、
を含み、前記マイクロレンズ積層体の上、積層体の面内、および／または積層体の下に浮いている合成画像を提供することが可能なマイクロレンズ積層体の製造方法。
【請求項８】
前記光学的に透明な接着層が、光学的に透明な粘着剤、光学的に透明な液体接着剤、または光学的に透明なホットメルト接着剤を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第１面および第２面を有し複数のマイクロレンズから構成されるマイクロレンズ層、および前記マイクロレンズ層の第１面側に近接して配置された感光性材料層を含むマイクロレンズシートを提供することと、
前記マイクロレンズ層の第２面側で前記マイクロレンズシート上に透明材料層を直接成形して、マイクロレンズ積層体を形成することと、
を含み、前記マイクロレンズ積層体の上、積層体の面内、および／または積層体の下に浮いている合成画像を提供することが可能なマイクロレンズ積層体の製造方法。
【請求項１０】
前記マイクロレンズ層の第２面側に光を照射して、前記感光性材料層の中に、前記複数のマイクロレンズのそれぞれと関連した少なくとも部分的に完全な画像を形成することをさらに含み、個々の前記画像によって、前記マイクロレンズ積層体の上、積層体の面内、および／または積層体の下に浮いている合成画像が提供される、請求項７〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記光の照射が、マイクロレンズ積層体を形成した後に行われる、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、積層体に対して空中に浮いているように観察者に認識され、かつ合成画像の遠近が見る角度により変化する、１つまたはそれ以上の合成画像を提供可能なマイクロレンズ積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
グラフィック画像または他のマークを有するシート材料は広く使用されており、特に物品または文書が真正であることを証明するための標識物として使用されている。例えば米国特許第３，１５４，８７２号、３，８０１，１８３号、４，０８２，４２６号、および４，０９９，８３８号に記載されているようなシートは、車両のナンバープレートの認証ステッカーとして、および運転免許証、官庁の文書、カセットテープ、トランプカード、飲料容器などの安全保護フィルムなどとして使用されている。他の用途には、パトカー、消防車、他の緊急車両などの確認目的、広告宣伝ディスプレイ、ブランドを強調するための特有のラベルなどのグラフィックス用途がある。
【０００３】
別の形の画像シートは米国特許第４，２００，８７５号（Ｇａｌａｎｏｓ）に記載されている。Ｇａｌａｎｏｓは、マスクまたはパターンを通してシートにレーザーを照射することにより画像が形成される「露出レンズ型の高ゲイン再帰反射シート」の使用を記載している。このシートは、一部がバインダー層に埋め込まれ一部がバインダー層上に露出している複数の透明のガラス微小球を含み、複数の各微小球の埋め込まれた表面には金属反射層が被覆されている。バインダー層は、画像が形成される時シートにぶつかる迷光を最小にすると言われているカーボンブラックを含有している。レーザー光のエネルギーは、バインダー層に埋め込まれたマイクロレンズの焦点効果によりさらに集中される。
【０００４】
Ｇａｌａｎｏｓの再帰反射シートで形成される画像は、シートにレーザーが照射された角度と同じ角度からシートを見る時にのみ観察することができる。言い換えればこれは、画像は非常に限定された観察角度でのみ見えることを意味する。このためおよび他の理由により、このようなシートのいくつかの性質を改良することが望まれている。
【０００５】
すでに１９０８年にＧａｂｒｉｅｌ  Ｌｉｐｐｍａｎは、１つまたはそれ以上の感光層を有するレンズ状媒体において、ある場面の真の３次元画像を形成する方法を発明した。積分写真法と呼ばれるこの方法はまた、Ｄｅ  Ｍｏｎｔｅｂｅｌｌｏ，  ”Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ａｎｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｏｆ  Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｄａｔａ  ＩＩ”  ｉｎ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ，  ＳａｎＤｉｅｇｏ，  １９８４中にも記載されている。Ｌｉｐｐｍａｎの方法では、レンズ（「小型レンズ（ｌｅｎｓｌｅｔ）」）の列（アレイ）を通して、アレイの小型レンズがそれぞれ再現される場面のミニ画像（小型レンズが占めるシートの地点から見える）を写真乾板上の感光層に転写するように、写真乾板が露光される。写真乾板が現像された後、小型レンズのアレイを通して乾板上の合成画像を見ている観察者には、写真を撮った場面の３次元画像が見える。この画像は、使用される感光材料により白黒またはカラーとなる場合がある。
【０００６】
乾板の露光中に小型レンズにより形成される画像は、各ミニ画像が１回のみ反転を受けているため、形成される３次元画像は反影画像である。すなわち画像の認識された深さは反転しており、対象は「裏返し」に見える。画像を修正するために２回の光学的反転が必要なため、これは大きな欠点である。これらの方法は複雑であり、同じ対象の複数の画像を記録するために、１つのカメラもしくは複数のカメラまたは複数のレンズのカメラを用いて複数回露光することが必要であり、１つの３次元画像を与えるために複数の画像を極めて正確に記録する必要がある。さらに、従来のカメラに依存するいずれの方法も、カメラの前に実際の対象の存在が必要である。これが、仮想対象（存在する印象を与えるが実際には存在しない対象）の３次元画像を形成するのに、この方法をさらに不適切なものにしている。積分写真法のさらなる欠点は、見える実際の画像を生成するためには、合成画像に対して、見る側から光を照射しなければならないことである。
【０００７】
特表２００３−５２４２０５号明細書には、「ａ．第一および第二側面を有する少なくとも一つのマイクロレンズ層、ｂ．マイクロレンズ層の第一側面に近接して配置される材料層、ｃ．複数のマイクロレンズのそれぞれと結びついた材料中に形成された、材料とともにコントラストを有する少なくとも部分的に完全な画像、およびｄ．肉眼にシート材料の上または下、あるいは両方に浮いていると見える、個々の画像により提供される合成画像、を含むシート材料」が記載されている。
【０００８】
国際公開第２００９／００９２５８号パンフレットには、「マイクロレンズの表面を有するシートにエネルギー光線を照射してシート内に複数の画像を形成することを含む方法であって、エネルギー光線の中心は前記シートの表面法線からずれており、シート内に形成される少なくとも１つの画像は部分的に完全な画像であり、かつ前記画像は前記シートの異なるマイクロレンズに関連しており、前記マイクロレンズは、シート内で形成される画像から、シートの表面に対して浮いているように見える１つまたはそれ以上の合成画像を生成するために、シート内の複数の位置に光を送る屈折性表面を有する、方法」が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第３，１５４，８７２号
【特許文献２】米国特許第３，８０１，１８３号
【特許文献３】米国特許第４，０８２，４２６号
【特許文献４】米国特許第４，０９９，８３８号
【特許文献５】米国特許第４，２００，８７５号
【特許文献６】特表２００３−５２４２０５号明細書
【特許文献７】国際公開第２００９／００９２５８号パンフレット
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｄｅ  Ｍｏｎｔｅｂｅｌｌｏ，  ”Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ａｎｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｏｆ  Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｄａｔａ  ＩＩ”  ｉｎ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ，  ＳａｎＤｉｅｇｏ，  １９８４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本開示は、保護された表面を有しており、優れた外観を有するマイクロレンズ積層体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本開示の一実施態様によれば、第１面および第２面を有し複数のマイクロレンズから構成されるマイクロレンズ層、および前記マイクロレンズ層の第１面側に近接して配置された感光性材料層を含むマイクロレンズシートと、前記マイクロレンズシートのマイクロレンズ層の第２面側に配置された透明材料層とを含む、マイクロレンズ積層体であって、前記マイクロレンズ積層体の上、積層体の面内、および／または積層体の下に浮いている合成画像を提供することが可能なマイクロレンズ積層体が提供される。
【００１３】
本開示の別の実施態様によれば、第１面および第２面を有し複数のマイクロレンズから構成されるマイクロレンズ層、および前記マイクロレンズ層の第１面側に近接して配置された感光性材料層を含むマイクロレンズシートを提供することと、透明材料層を提供することと、光学的に透明な接着層を介して、前記マイクロレンズシートのマイクロレンズ層の第２面側に前記透明材料層を取り付けて、マイクロレンズ積層体を形成することと、を含み、前記マイクロレンズ積層体の上、積層体の面内、および／または積層体の下に浮いている合成画像を提供することが可能なマイクロレンズ積層体の製造方法が提供される。
【００１４】
本開示のさらに別の実施態様によれば、第１面および第２面を有し複数のマイクロレンズから構成されるマイクロレンズ層、および前記マイクロレンズ層の第１面側に近接して配置された感光性材料層を含むマイクロレンズシートを提供することと、前記マイクロレンズ層の第２面側で前記マイクロレンズシート上に透明材料層を直接成形して、マイクロレンズ積層体を形成することと、を含み、前記マイクロレンズ積層体の上、積層体の面内、および／または積層体の下に浮いている合成画像を提供することが可能なマイクロレンズ積層体の製造方法が提供される。
【００１５】
マイクロレンズ積層体は、積層体の上、積層体の面内、および／または積層体の下に浮いている１つまたはそれ以上の合成画像（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｉｍａｇｅ）を提供するために使用可能であるか、またはそのような合成画像を有する。合成画像は、複数のマイクロレンズのそれぞれと関連しており、感光性材料層の中に形成された、少なくとも部分的に完全な個々の画像によって形成される。これらの浮いている合成画像は、便宜上フローティングイメージと呼ばれる場合があり、浮遊した輝点が発する光の線と同様の軌跡を持つ光の線が集中して通過する点の集合により形成される画像を意味する。これらのフローティングイメージは、積層体の上または下に位置するように見える（２次元画像または３次元画像として）か、または積層体の上、その面内、およびその下に現れる３次元画像として見えることができる。フローティングイメージはまた、ある高さまたは深さから別の高さまたは深さに連続的に移動するように見えてもよい。フローティングイメージは白黒でもカラーでもよく、観察者とともに動くように見えることもできる。フローティングイメージは観察者が肉眼で見ることができる。「フローティングイメージ（ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｉｍａｇｅ）」という用語は、用語「仮想画像」と同義に使用されてもよい。
【００１６】
フローティングイメージは、光源を用いて、例えば光学系列（トレイン）を介して、マイクロレンズシートに光を照射することによりそのシート内に形成することができる。本開示において「光」とは、光源の種類に関係なく、波長が約１ｎｍ以上、約１ｍｍ以下の電磁波、例えば紫外線、可視光線、および赤外線などを意味する。マイクロレンズシートに衝突する入射光のエネルギーは、個々のマイクロレンズによりマイクロレンズシート内のある領域に集束される。この集束されたエネルギーは、感光性材料層を変質させ、光線とマイクロレンズとの相互作用に依存する大きさ、形、および外観を有する複数の個々の画像を形成する。例えば光線は、マイクロレンズシート内の各マイクロレンズに関連する個々の画像を形成することができる。マイクロレンズは、マイクロレンズシート内の複数の位置に光を送り、個々の画像から１つまたはそれ以上の合成画像を生成する、屈折性表面を有する。
【００１７】
マイクロレンズ積層体のフローティングイメージは、マイクロレンズシート内に形成される画像により提示される（見える）複数の合成画像を含んでよい。合成画像が積層体の異なる視角から見えるように、合成画像をそれぞれ異なる視角範囲に関連させてもよい。ある実施態様において、マイクロレンズシート内に形成される画像により異なる合成画像を表示することができ、これらの異なる合成画像は異なる視角範囲を有してもよい。この例では、マイクロレンズ積層体に対して異なる視角に位置する２人の観察者は、積層体から異なる合成画像を見ることができる。別の実施態様では、複数の視角範囲にわたって同じ合成画像が形成されてもよい。ある場合には、視角範囲が重複して、より大きな連続的視角範囲を与えてもよい。その結果、合成画像は、本来可能なものよりはるかに大きな視角範囲から見ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本開示のマイクロレンズ積層体は、保護された表面を有しているため耐久性に優れ、かつ優れた外観、特に光沢感を有する。本開示のマイクロレンズ積層体は、例えば、エンブレム、タグ、認識バッジ、認識グラフィクス、および提携カードなどの比較的小さい物品に係る用途から、広告、およびナンバープレートなどの比較的大きい物品に係る用途まで、広く好適に使用することができる。
【００１９】
なお、上述の記載は、本発明のすべての実施態様および本発明に関するすべての利点を開示したものとみなしてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本開示の一実施態様によるマイクロレンズ積層体の拡大断面図である。
【図２】本開示の別の実施態様によるマイクロレンズ積層体の拡大断面図である。
【図３】本開示のさらに別の実施態様によるマイクロレンズ積層体の拡大断面図である。
【図４】微小球で構成されたマイクロレンズシートに衝突する発散エネルギーの模式図である。
【図５】個々の微小球に隣接する感光性材料層に記録されるサンプル画像を示すマイクロレンズシートの一部の平面図であり、記録された画像が合成画像の完全な複製から部分的な複製の範囲にあることをさらに示す。
【図６】本開示に従って積層体の上に浮いている合成画像を与えるように画像形成されたアルミニウム膜からできた感光性材料層を有するマイクロレンズシートの光学顕微鏡写真である。
【図７】本開示に従って積層体の下に浮いている合成画像を与えるように画像形成されたアルミニウム膜からできた感光性材料層を有するマイクロレンズシートの光学顕微鏡写真である。
【図８】マイクロレンズ積層体の上に浮いている合成画像の形成を示す幾何光学的模式図である。
【図９】反射光でマイクロレンズ積層体を見たときに、マイクロレンズ積層体の上に浮いている合成画像を有する積層体の模式図である。
【図１０】透過光でマイクロレンズ積層体を見たときに、マイクロレンズ積層体の上に浮いている合成画像を有する積層体の模式図である。
【図１１】マイクロレンズ積層体の下に浮いている合成画像の形成を示す幾何光学的模式図である。
【図１２】反射光でマイクロレンズ積層体を見たときに、マイクロレンズ積層体の下に浮いている合成画像を有する積層体の模式図である。
【図１３】透過光でマイクロレンズ積層体を見たときに、マイクロレンズ積層体の下に浮いている合成画像を有する積層体の模式図である。
【図１４】合成画像の形成に使用される発散エネルギーを生成するための光学系列の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本開示の一実施態様によるマイクロレンズ積層体は、マイクロレンズシートおよび透明材料層を含む。マイクロレンズシートは、第１面および第２面を有し複数のマイクロレンズから構成されるマイクロレンズ層、およびマイクロレンズ層の第１面側に近接して配置された感光性材料層を含む。透明材料層は、マイクロレンズシートのマイクロレンズ層の第２面側に配置されている。マイクロレンズ積層体は、以下説明する画像形成法を用いて、マイクロレンズシート内に画像形成を行うことにより、マイクロレンズ積層体の上、積層体の面内、および／または積層体の下に浮いている合成画像を提供することができる。本開示において「透明」とは、対象とする波長の光の透過率が約５０％以上であることを意味し、この透過率は、約７０％以上、または約９０％以上であることが有利である。
【００２２】
図１は、本開示の一実施態様によるマイクロレンズ積層体の拡大断面図である。マイクロレンズ積層体１０は、マイクロレンズシート１１、光学的に透明な接着層１３および透明材料層１５を積層してなり、透明材料層１５は光学的に透明な接着層１３を介してマイクロレンズシート１０のマイクロレンズ層の第２面側に取り付けられている。
【００２３】
マイクロレンズシート１１では、透明な微小球１２がバインダー層１４中に部分的に埋め込まれて、複数のマイクロレンズから構成されるマイクロレンズ層を形成する。微小球１２は、感光性材料層１６に画像を形成するために使用される波長の光および合成画像を観察するための波長の光の両方に対して透明である。感光性材料層１６は透明のスペーサー層１８を介して各微小球の後部表面に配置されている。スペーサー層１８は、光学的に透明な接着層１３および透明材料層１５に起因する光学的影響を必要に応じて補正するために設けられている。マイクロレンズシート１１は、必要に応じてマイクロレンズ層の第１面側の最外層として接着層１９、および必要に応じてその上に剥離ライナー（不図示）を有していてもよい。このタイプのシートは、米国特許第２，３２６，６３４号に詳述されている。
【００２４】
マイクロレンズ層を構成する複数のマイクロレンズはそれぞれ、画像形成が起こるような屈折性表面を有する。屈折性表面は、一般に湾曲したマイクロレンズ表面である。湾曲した表面についてマイクロレンズは均一な屈折率を有することが好ましい。勾配屈折率（ＧＲＩＮ）を提供する他の有用な材料は、光を屈折させるのに必ずしも湾曲表面を必要としない。マイクロレンズ表面は好ましくは本質的に球形であるが、非球形表面であってもよい。また、マイクロレンズは円筒形または球形のような任意の対称性を有してもよい。マイクロレンズ自体は、丸い平凸型小型レンズ、丸い二重凸面小型レンズ、ロッド、微小球、ビーズ、または円筒形小型レンズのような別個の形でもよい。マイクロレンズを形成することが可能な材料として、ガラス、ポリマー、無機材、結晶、半導体、およびこれらと他の材料の組み合わせが挙げられる。別個ではない（すなわち複数のマイクロレンズ要素が一体となった）マイクロレンズ要素も使用できる。したがって、複製またはエンボス加工（画像形成特性を有する繰り返し形状を形成するように、シート表面の形が変更される）から形成されるマイクロレンズを使用することもできる。
【００２５】
紫外線、可視光線および赤外線の波長にわたって約１．５以上、約１．７以上または約２．０以上、約３．０以下の均一な屈折率を有するマイクロレンズが有利に使用できる。マイクロレンズ材料は、可視光線の吸収ができるだけ少なく、かつ感光性材料層に画像を形成するのに使用されるエネルギー源の吸収もできるだけ少ないことが有利である。別個のマイクロレンズであっても複製型のマイクロレンズであっても、マイクロレンズが形成される材料とは無関係に、マイクロレンズの屈折力は、屈折性表面への入射光がマイクロレンズの反対側に向かって屈折しそこで集束するようなものである。さらに詳しくは、入射光はマイクロレンズの裏面でマイクロレンズに近接する感光性材料層上に集束され、マイクロレンズはその層上の適切な位置で縮小された実像を形成する。画像縮小率を約１００倍以上、約８００倍以下とすることは、良好な解像度を有する画像を形成するのに有利である。マイクロレンズの屈折性表面に入射するエネルギーが、感光性材料層上で集束されるように、必要な集束条件を提供するためのマイクロレンズシートの構成は、前に本節で参照した米国特許に記載されている。
【００２６】
マイクロレンズは、約１５μｍ以上、約１０００μｍ以下の範囲の直径を有する微小球であることが好ましいが、他のサイズの微小球を使用してもよい。比較的短い距離でマイクロレンズ層から離れているように見える合成画像については、前記範囲の小さい方の直径を有する微小球を使用して、およびより長い距離でマイクロレンズ層から離れているように見える合成画像については、より大きな微小球を使用して、良好な解像度の合成画像を得ることができる。微小球について示したものに相当する小型レンズ寸法を有する平凸型、円筒形、球形、または非球形マイクロレンズのような他のマイクロレンズもまた、同様の光学的結果を与えることが予測できる。
【００２７】
感光性材料層は、マイクロレンズ層の第１面側に近接して配置される。感光性材料層は、反射性が高くてもよく、反射性が低くてもよい。感光性材料層の反射性が高い場合、マイクロレンズシートは米国特許第２，３２６，６３４号に記載のような再帰反射性を有する場合がある。反射光または透過光の下で観察者が見たときに、複数のマイクロレンズのそれぞれと関連する感光性材料層中に形成される個々の画像は、マイクロレンズ積層体の上、その面内、および／またはその下に浮いている合成画像を提供する。
【００２８】
有用な感光性材料層として、金属、ポリマー、半導体材料およびこれらの組み合わせのコーティングまたは膜が挙げられる。本開示において「感光性」とは、材料があるレベルの可視光線または他の波長の光に暴露された時、暴露された材料の外観が変化して、光に暴露されなかった材料とのコントラストが生じる材料を意味する。したがって、感光性材料の組成変化、材料の除去もしくはアブレーション、相変化、または重合によって、画像が形成される。感光性の金属材料の例として、アルミニウム、銀、銅、金、チタン、亜鉛、錫、クロム、バナジウム、タンタル、およびこれらの金属の合金が挙げられる。これらの金属は典型的には、金属の本来の色と光暴露後の金属の変質した色との差によるコントラストを生じさせる。この画像はまた、アブレーションによって、または材料の光学的変質により画像が生じるまで材料を加熱する波長の光によっても提供することができる。例えば米国特許第４，７４３，５２６号は、色の変化を与えるための金属合金の加熱を記載する。例えば、アルミニウムを感光性材料として使用した場合、例えばＹＡＧレーザーを用いて画像形成を行うことができる。また、例えば、一般的な感光性ポリマー材料を感光性材料として使用した場合、可視光線または紫外線によって画像形成を行うことができる。
【００２９】
金属合金以外に、金属酸化物や金属亜酸化物を感光性材料層に使用することができる。このクラスの材料には、アルミニウム、鉄、銅、錫、およびクロムの酸化物化合物がある。非金属材料、例えば、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、二酸化ケイ素、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、フッ化マグネシウム、およびケイ素も、有用な色またはコントラストを与えることができる。
【００３０】
多層の薄膜材料もまた、感光性材料層に使用することができる。これらの多層材料は、着色剤または造影剤の出現または除去によりコントラスト変化を与えるように構成することができる。そのような構成の例として、特定波長の光により（例えば色が変化して）画像形成されるように設計される光学的スタックまたは同調キャビティが挙げられる。具体例の１つが米国特許第３，８０１，１８３号に記載されており、ここでは誘電体ミラーとして氷晶石／硫化亜鉛（Ｎａ3ＡｌＦ6／ＺｎＳ）を使用することが記載されている。他の例は、クロム／ポリマー（例えばプラズマ重合ブタジエン）／二酸化ケイ素／アルミニウムから構成される光学的スタックであり、ここで層の厚さはクロムが約４ｎｍ、ポリマーが約２０ｎｍ以上、約６０ｎｍ以下、二酸化ケイ素が約２０ｎｍ以上、約６０ｎｍ以下、アルミニウムが約８０ｎｍ以上、約１００ｎｍ以下の範囲であり、個々の層の厚さは、可視スペクトル中の特定の色反射率を与えるように選択される。前述の単層薄膜を用いて薄膜同調キャビティとすることができる。例えば、厚さ約４ｎｍのクロム層と約１００ｎｍ以上、約３００ｎｍ以下の二酸化ケイ素層を有する同調キャビティについて、二酸化ケイ素層の厚さは特定波長の光に応答してカラー化画像を提供するように調整される。
【００３１】
別の有用な感光性材料として、熱変色性材料が挙げられる。「熱変色性（サーモクロミック）」とは、温度変化に暴露されると色が変化する物質である。有用な熱変色性材料の例が、米国特許第４，４２４，９９０号に記載され、炭酸銅、チオ尿素を伴う硝酸銅、硫黄含有化合物（例えば、チオール、チオエーテル、スルホキシド、およびスルホン）を伴う炭酸銅が例示される。他の適当な熱変色性化合物の例は、米国特許第４，１２１，０１１号に記載され、ホウ素、アルミニウムおよびビスマスの水和硫酸塩および硝酸塩、ならびにホウ素、鉄およびリンの酸化物および水和酸化物が例示される。
【００３２】
スペーサー層は、（以下で述べる）バインダー層のポリマー材料と同一のまたは異なってもよいポリマー材料を含む。ポリマー材料の例として、ウレタン、エステル、エーテル、尿素、エポキシ、カーボネート、アクリレート、アクリル、オレフィン、塩化ビニル、アミド、アルキドの単位、またはそれらの組み合わせを含むものが挙げられる。ポリマー材料は、シランカップリング剤などを含んでいてもよく、架橋ポリマーであってもよい。スペーサー層は、感光性材料層に画像を形成するために使用される波長の光および合成画像を観察するための波長の光の両方に対して透明である。スペーサー層の厚さは、以下で述べるように、透明材料層および光学的に透明な接着層の屈折率に応じて調節される。このようにして、透明材料層および光学的に透明な接着層に起因する光学的影響を補正することができる。なお、マイクロレンズ材料の屈折率および／または屈折性表面の設計により、透明材料層および光学的に透明な接着層に起因する光学的影響を予め補正できる場合は、スペーサー層を使用しなくてもよい。
【００３３】
バインダー層は、マイクロレンズ層の微小球を実質的に支持する層であり、一般にポリマー材料で構成される。バインダー層は、以下で述べる光学的に透明な接着層がバインダー層としても機能する場合、あるいは個々のマイクロレンズが分離しない複製型のマイクロレンズの場合はなくてもよい。バインダー層のポリマー材料の例として、スペーサー層について説明したものが挙げられ、ポリマー材料は、シランカップリング剤などを含んでいてもよく、架橋ポリマーであってもよい。図１に示す実施態様では、バインダー層が、感光性材料層に画像を形成するために使用される波長の光および合成画像を観察するための波長の光の両方に対して透明である必要はないが、合成画像を観察するための波長の光に対して透明であれば、反射光だけではなく透過光の下でも合成画像を観察することができる。バインダー層の厚さは、微小球の直径に応じて適宜選択することができ、一般に約１μｍ以上または約５０μｍ以上、約２５０μｍ以下または約１５０μｍ以下である。
【００３４】
マイクロレンズシートは、マイクロレンズ層の第１面側の最外層として他の基材に接着するための接着層をさらに含んでもよく、その接着層の上に剥離ライナーをさらに含んでもよい。接着層の材料として、本技術分野で公知の接着剤および粘着剤が使用できる。また、剥離ライナーとして、シリコーン剥離コーティングを有する紙またはフィルムなど、本技術分野で公知のものを使用できる。接着層が合成画像を観察するための波長の光に対して透明であれば、反射光だけではなく透過光の下でも合成画像を観察することができる。
【００３５】
透明材料層として、合成画像を観察するための波長の光に対して透明である材料、すなわち合成画像を観察するための波長の光の透過率が約５０％以上、有利には約７０％以上または約９０％以上である材料を使用することができ、例えば、ガラス、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネートなどが挙げられる。透明材料層の形状は、光学的に平坦であれば用途に応じて様々であってよく、射出成形、エンボス加工などによって表面形状または立体形状が付与されたものも使用できる。透明材料層の厚さは用途に応じて様々であってよく、一般には約５０μｍ以上、約２０ｍｍ以下である。透明材料層の屈折率は、マイクロレンズ材料の屈折率と異なっており、式：
Δｎ1＝ｎ（マイクロレンズ材料の屈折率）−ｎ（透明材料層の屈折率）
で定義される透明材料層とマイクロレンズ材料の屈折率差Δｎ1は、画像形成に使用される波長の光および合成画像を観察するための波長の光について、約０．３以上、約０．５以上、または約０．７以上である。画像形成時にマイクロレンズの屈折性表面に入射するエネルギーを感光性材料層に適切に集束させることができることができるように、Δｎ1の大きさ、マイクロレンズの寸法および屈折性表面の設計、マイクロレンズ材料の屈折率、およびスペーサー層の厚さが調節される。より大きいΔｎ1が一般にスペーサー層の厚さを薄くできるため有利である。また、透明材料層は、箔押し、シルクスクリーン印刷などの他の装飾層を有していてもよい。このような装飾層とフローティングイメージの組み合わせは、従来にない独特の視覚効果を生じさせることができる。
【００３６】
光学的に透明な接着層の材料として、光学的に透明な接着剤または粘着剤を使用することができ、例えば、光学的に透明な接着層は、光学的に透明な粘着剤、光学的に透明な液体接着剤、または光学的に透明なホットメルト接着剤を含むことができる。本開示において「光学的に透明」とは、接着剤または粘着剤、およびそれらから形成される接着層が、少なくとも、合成画像を観察するための波長の光に対して透明であることを意味する。したがって、本開示の定義により、接着剤または粘着剤、およびそれらから形成される接着層は、合成画像を観察するための波長の光の透過率が約５０％以上であり、約７０％以上または約９０％以上であることが有利である。接着剤または粘着剤、およびそれらから形成される接着層は、さらに別の波長の光に対して透明であってもよい。光学的に透明な接着層は、シート状、液状（一液または二液型など）など様々な形態の接着剤または粘着剤で形成することができ、接着剤または粘着剤が熱硬化性または紫外線硬化性であってもよい。光学的に透明な接着層の厚さは用途に応じて様々であってよく、一般には約１０μｍ以上、約５００μｍ以下であり、約５０μｍ以上、約２００μｍ以下であることが実用上有利である。光学的に透明な接着層の屈折率は、マイクロレンズ材料の屈折率と異なっており、式：
Δｎ2＝ｎ（マイクロレンズ材料の屈折率）−ｎ（光学的に透明な接着剤層の屈折率）
で定義される光学的に透明な接着層とマイクロレンズ材料の屈折率差Δｎ2は、画像形成に使用される波長の光および合成画像を観察するための波長の光について、約０．３以上、約０．５以上、または約０．７以上である。画像形成時にマイクロレンズの屈折性表面に入射するエネルギーを感光性材料層に適切に集束させることができることができるように、Δｎ2の大きさ、マイクロレンズの寸法および屈折性表面の設計、マイクロレンズ材料の屈折率、およびスペーサー層の厚さが調節される。より大きいΔｎ2が一般にスペーサー層の厚さを薄くできるため有利である。
【００３７】
光学的に透明な接着層に使用可能な接着剤または粘着剤は、例えば、アクリル系接着剤または粘着剤、ゴム系粘着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、ウレタン系接着剤など、様々であって特に制限されない。マイクロレンズシートおよび透明材料層との接着力や耐候性の観点から、アクリル系接着剤または粘着剤が好ましい。以下において、アクリル系接着剤または粘着剤について詳細に説明する。
【００３８】
アクリル系接着剤または粘着剤は、複数の（メタ）アクリレートモノマーから誘導され、それぞれの（メタ）アクリレートモノマーから誘導される（メタ）アクリレートポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）、凝集力、ぬれ性、低温特性、高温特性などを考慮して設計される。本開示において、「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」または「メタクリル」を意味し、「（メタ）アクリレート」とは、「アクリレート」または「メタクリレート」を意味し、「（メタ）アクリロイル」とは、「アクリロイル」または「メタクリロイル」を意味し、「（メタ）アクリロニトリル」とは、「アクリロニトリル」または「メタクリロニトリル」を意味する。（メタ）アクリレートポリマーは、例えば、他のエチレン性不飽和モノマーおよび／または酸性モノマーと上記の（メタ）アクリレートモノマーとの組み合わせから誘導されてもよく、補強ポリマー部分とグラフト共重合されてもよい。
【００３９】
（メタ）アクリレートモノマーとして、アルキル基の炭素数が１〜約１８、好ましくは炭素数が約４〜約１２の、非第三級アルキルアルコールの（メタ）アクリレート、およびこれらの混合物などが有利に使用できる。好適な（メタ）アクリレートモノマーの例として、以下に限定されないが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、イソアミルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソノニルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、２−メチルブチルアクリレート、４−メチル−２−ペンチルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、４−ｔ−ブチルシクロヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、２−ナフチルアクリレート、２−ナフチルメタクリレート、およびこれらの混合物などが挙げられる。２−エチルヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、およびこれらの混合物が特に有利に使用できる。（メタ）アクリレートモノマーはモノマーの合計質量を基準として５０質量％以上の量で使用される。
【００４０】
他のエチレン性不飽和モノマーの例として、以下に限定されないが、ビニルエステル（例えば、酢酸ビニル、ピバル酸ビニル、ネオノナン酸ビニル）、ビニルアミド、Ｎ−ビニルラクタム（例えば、Ｎ−ビニルピロリドン、およびＮ−ビニルカプロラクタム）、（メタ）アクリルアミド（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、およびＮ，Ｎ−ジエチルメタクリルアミド）、（メタ）アクリロニトリル、無水マレイン酸、スチレンおよび置換スチレン誘導体（例えば、α−メチルスチレン）、およびこれらの混合物などが挙げられる。他のエチレン性不飽和モノマーはモノマーの合計質量を基準として３０質量％以下の量で使用される。
【００４１】
（メタ）アクリレートポリマーの調製に任意成分の酸性モノマーを使用してもよい。有用な酸性モノマーとして、以下に限定されないが、エチレン性不飽和カルボン酸、エチレン性不飽和スルホン酸、エチレン性不飽和ホスホン酸、およびこれらの混合物から選択されるものが挙げられる。このような化合物の例として、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、マレイン酸、β−カルボキシエチルアクリレート、２−スルホエチルメタクリレート、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルホスホン酸など、およびこれらの混合物から選択されるものが挙げられる。酸性モノマーはモノマーの合計質量を基準として２０質量％以下の量で使用される。
【００４２】
アクリル系接着剤または粘着剤には、架橋形成可能な基を有する（メタ）アクリレートポリマーが含まれてもよい。架橋形成可能な基とは、アクリル系接着剤または粘着剤ポリマーに架橋構造を形成することができる基を意味する。架橋構造は接着剤または粘着剤ポリマーの凝集力を上げることができる。架橋形成可能な基として、多官能イソシアネート、エポキシ、アジリジン化合物などの架橋剤との反応性を有する官能基が挙げられ、例えば、ヒドロキシル基を挙げることができる。ヒドロキシル基は多官能イソシアネートと反応してウレタン結合による架橋を形成する。このような架橋形成可能な基を有するモノマーとして、例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレートを挙げることができる。また、架橋形成可能な基は（メタ）アクリロイル基などのラジカル重合可能な基であってもよく、このような場合には、ポリマー生成のための重合時に同時に架橋反応を生じることができるので架橋剤は必要とされない。このような基を有するアクリレートモノマーとして、１，２−エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００４３】
透明材料層および光学的に透明な接着層が、感光性材料層に画像を形成するために使用される波長の光に対しても透明である場合、マイクロレンズ積層体を形成した後に、透明材料層の上から光を照射して画像形成を行うことができる。このようにすると、マイクロレンズ積層体の形状を加工する工程と画像形成工程の順序を入れ替えることができ、製造工程の一部外部委託やオンデマンド生産に柔軟に対応できる。
【００４４】
この実施態様によるマイクロレンズ積層体は、マイクロレンズ層の表面が透明材料層によって保護されているため、マイクロレンズ層の微小球の脱落などが防止される結果、摩擦、衝撃などに対する耐久性が優れている。また、この実施態様によれば、透明材料層により優れた外観、特に光沢感や装飾を有する表面をマイクロレンズ積層体に付与することができる。
【００４５】
図２は、本開示の別の実施態様によるマイクロレンズ積層体の拡大断面図である。マイクロレンズ積層体２０は、マイクロレンズシート２１、光学的に透明な接着層２３および透明材料層２５を積層してなり、透明材料層２５は光学的に透明な接着層２３を介してマイクロレンズシート２０のマイクロレンズ層の第２面側に取り付けられている。
【００４６】
マイクロレンズシート２１では、透明の微小球２２が透明のバインダー層２４中に部分的に埋め込まれて、複数のマイクロレンズから構成されるマイクロレンズ層を形成する。バインダー層２４は、通常マイクロレンズ２２の表面形状に完全または不完全に追従した表面の凹凸を有しており、積層前のマイクロレンズシート２１はゆず肌（オレンジピール）の外観を呈する場合がある。微小球２２は、感光性材料層２６に画像を形成するために使用される波長の光および合成画像を観察するための波長の光の両方に対して透明である。感光性材料層２６は透明のスペーサー層２８を介して各微小球の後部表面に配置されている。スペーサー層２８は、バインダー層２４、光学的に透明な接着層２３および透明材料層２５に起因する光学的影響を必要に応じて補正するために設けられている。マイクロレンズシートは、必要に応じてマイクロレンズ層の第１面側の最外層として接着層２９、および必要に応じてその上に剥離ライナー（不図示）を有していてもよい。このタイプのシートは、米国特許第３，８０１，１８３号に詳述されている。別の適したタイプのマイクロレンズシートは封入レンズシートと呼ばれ、その例は米国特許第５，０６４，２７２号に記載されている。
【００４７】
この実施態様では、バインダー層がマイクロレンズ層の第２面上、すなわち画像形成に使用される光が入射する側に配置されることから、バインダー層は感光性材料層に画像を形成するために使用される波長の光および合成画像を観察するための波長の光の両方に対して透明である。それ以外については、この実施態様におけるマイクロレンズシートの構成要素（マイクロレンズ、感光性材料層、スペーサー層、バインダー層、接着層および剥離ライナー）、光学的に透明な接着層および透明材料層については、好適な態様およびそれらによる利点も含めて、図１の実施態様について説明したとおりである。
【００４８】
この実施態様では、画像形成に使用される波長の光および合成画像を観察するための波長の光について、光学的に透明な接着層および透明材料層の屈折率をバインダー層の屈折率とほぼ同じにすることにより、マイクロレンズおよびスペーサー層の設計を変更せず、そのまま市販のマイクロレンズシートに光学的に透明な接着層および透明材料層を積層することができる。光学的に透明な接着層および透明材料層と、バインダー層の屈折率差は、画像形成に使用される波長の光および合成画像を観察するための波長の光について、約０．１以下、約０．０５以下、または約０．０３以下とすることが有利である。このようにして、ゆず肌（オレンジピール）の外観を呈する市販のマイクロレンズシートの外観を容易に向上させることができる。
【００４９】
また、マイクロレンズシートがポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のバインダー層を含む場合、ＰＶＣ中に含まれる可塑剤のブリードアウトや、他の物体との接触による白化が生じる場合があるが、この実施態様ではそのようなバインダー層を透明材料層で覆うことにより、かかる問題の発生を防止することができる。
【００５０】
ここまで説明した実施態様のマイクロレンズ積層体は、上述した光学的に透明な接着層を介して、マイクロレンズシートのマイクロレンズ層の第２面側に透明材料層を取り付けることによって形成することができ、積層方法、接着剤または粘着剤の適用方法および硬化方法などに関して、公知の方法を使用することができる。マイクロレンズ積層体を形成する前に、マイクロレンズシートに予め以下で述べる画像形成法を用いて画像形成してもよい。また、光学的に透明な接着層および透明材料層、ならびに必要に応じてマイクロレンズ層の第２面上に使用されるバインダー層が、感光性材料層に画像を形成するために使用される波長の光に対しても透明である場合、マイクロレンズ積層体を形成した後で画像形成することもできる。
【００５１】
図３に示す本開示のさらに別の実施態様では、透明材料層３５は、マイクロレンズシート３１のマイクロレンズ層の第二面側で、マイクロレンズシート３１の上に直接成形されている。この実施態様では、透明材料層３５自体がマイクロレンズシート３１に対して接着性を有しており、他に別個の接着層を使用せずにマイクロレンズ積層体が形成される。
【００５２】
透明材料層として、上述したように合成画像を観察するための波長の光に対して透明であってかつ接着性を有する材料が使用でき、例えば、熱硬化性または紫外線硬化性の、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂から構成される透明材料層は、ポッティング、金型成形などの公知の手段により、マイクロレンズシート上に直接成形することができる。この実施態様は、成形工程中に透明材料層に形状を付与することができるため、立体形状を有するマイクロレンズ積層体を作製する場合に特に有利である。また、弾性を有するシリコーン樹脂、ウレタン樹脂などを使用することにより、緩衝（衝撃吸収）機能をマイクロレンズ積層体に付与することも可能である。
【００５３】
透明材料層の形状、厚さ、屈折率、装飾層など、およびマイクロレンズシートの構成要素（マイクロレンズ、感光性材料層、スペーサー層、バインダー層、接着層および剥離ライナー）については、好適な態様およびそれらによる利点も含めて、図１の実施態様について説明したとおりである。この実施態様においても、透明材料層が、感光性材料層に画像を形成するために使用される波長の光に対しても透明である場合、マイクロレンズ積層体を形成した後に、透明材料層の上から光を照射して画像形成を行うことができるため、マイクロレンズ積層体の形状を加工する工程と画像形成工程の順序を入れ替えることができ、製造工程の一部外部委託やオンデマンド生産に柔軟に対応できる。
【００５４】
透明材料層および／または光学的に透明な接着層が、光拡散材料およびそれらの組み合わせからなる群から選択される視認性向上剤を含んでもよい。視認性向上剤とは、浮いている合成画像が現れる空間的位置（結像点）において光を散乱させることにより視野角を拡大できるものを意味する。また、視認性向上剤を添加することにより、合成画像と背景のコントラストを増加させることができる場合がある。視認性向上剤として使用できる光拡散材料として、チタニア、ジルコニア、シリカなどが挙げられる。
【００５５】
透明材料層、光学的に透明な接着層、スペーサー層およびバインダー層は、本開示の実施を妨げない範囲で、着色剤（例えば、顔料、染料、金属フレーク）、充填剤、安定剤（例えば、熱安定剤、ヒンダードフェノールなどの抗酸化剤、およびヒンダードアミンまたは紫外線安定剤などの光安定剤）、難燃剤などの他の成分を含有してもよい。
【００５６】
以下、本開示のマイクロレンズ積層体に画像を形成する例示的な方法について、図面を参照しながら説明する。なお、説明の便宜上および図面を簡略化する目的で、透明材料層、光学的に透明な接着層、その他の構成要素、および符号を図面から省略する場合がある。
【００５７】
マイクロレンズ層の第１面側に近接する感光性材料層に画像パターンを付与する好適な方法は、光源を使用して感光性材料層中に画像を形成することである。本開示の方法において、所望の強度と波長を有する光を与える任意のエネルギー源が使用できる。２００ｎｍ〜１１μｍの波長を有する光を発生することができる装置が特に有利であると考えられる。有用な高ピーク出力光源の例として、エキシマーフラッシュランプ、受動Ｑスイッチマイクロチップレーザー、Ｑスイッチネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧと略記される）、ネオジムドープイットリウムリチウムフッ化物（Ｎｄ：ＹＬＦと略記される）、およびチタンドープサファイア（Ｔｉ：サファイアと略記される）レーザーが挙げられる。これらの高ピーク出力光源は、アブレーション（材料の除去）によりまたは多光子吸収プロセスを通じて画像が形成される感光性材料を用いるときに特に有用である。有用な光源の他の例として、低ピーク出力を与える装置、例えばレーザーダイオード、イオンレーザー、非Ｑスイッチ固体レーザー、金属蒸気レーザー、ガスレーザー、アークランプ、および高出力白熱光源が挙げられる。これらの光源は、感光性材料層が非アブレーション法により画像形成されるときに特に有用である。
【００５８】
光源からのエネルギーはマイクロレンズに向かい、高度に発散したエネルギー光線が生じるように制御される。電磁スペクトルの紫外線、可視光線、および赤外線部分のエネルギー源について、発生した光は適切な光学要素（この例は図１４に示され、以下で詳述される）により制御される。一実施態様において光学要素のこの配列（一般に光学系列と呼ばれる）の要件は、光学系列が、所望の角度でマイクロレンズおよび結果として感光性材料層を照射するように、適切な発散または広がりでマイクロレンズに光を向けることである。本開示の合成画像は、好ましくは約０．３以上の開口数（最大発散光線の半角度の正弦として定義される）を有する光拡散素子を使用して得られる。より大きな開口数を有する光拡散素子は、より大きな視角およびより大きな範囲の見かけの画像移動を有する合成画像を生成する。
【００５９】
本開示の画像形成法の例は、レーザーからレンズを介して平行光をマイクロレンズに向けることを含む。後述するようにフローティングイメージを有するマイクロレンズ積層体を形成するためには、高開口数（ＮＡ）を有する発散レンズを介して光を送り、高度に発散した光の円錐を生成させる。高ＮＡレンズとは約０．３以上のＮＡを有するレンズである。マイクロレンズ（例えば微小球）の感光性材料層側は、光の円錐の軸（光軸）がマイクロレンズシートの平面に対して垂直になるように、レンズから離して配置される。
【００６０】
個々のマイクロレンズはそれぞれ光軸に対し独特の位置を占めるため、各マイクロレンズに衝突する光は、他の各マイクロレンズに入射する光に対して独特の入射角度を有する。こうして、光は各マイクロレンズにより感光性材料層の独特の位置に送られ、独特の画像を生成する。より正確に言えば、単一の光パルスは感光性材料層上に単一の画像形成ドットしか生成しないので、各マイクロレンズに隣接する画像を形成するために複数の光パルスが使用され、複数の画像形成ドットによりその画像が作り出される。各パルスについて、光軸は、その前のパルスの光軸の位置に対して新しい位置に配置される。マイクロレンズに対する光軸の位置のこれらの連続的変化は、各マイクロレンズへの入射角度の対応する変化を引き起こし、従ってそのパルスにより感光性材料層に作り出される画像形成ドットの位置の変化を引き起こす。その結果、マイクロレンズ（例えば微小球）の裏側に集束される入射光によって、感光性材料層中に選択されたパターンの画像が形成される。各マイクロレンズの位置はすべての光軸に対して独特であるため、各マイクロレンズについて感光性材料層中に形成される画像は、他のすべてのマイクロレンズに関連する画像とは異なることになる。
【００６１】
フローティングイメージを形成するための別の方法では、レンズアレイを使用して高度に分散した光を生成して、感光性材料層中に画像を形成する。レンズアレイは、平面構造で配置された高開口数を有する複数の小型レンズからなる。光源によりアレイに光を照射すると、アレイは高度に分散した光の複数の円錐を生成し、個々の円錐はそれぞれアレイ中の対応するレンズに集中する。アレイの物理的寸法は、合成画像の最大の横方向サイズが入るように選択される。アレイの大きさによって、小型レンズにより形成されるエネルギーの個々の円錐は、あたかも個々のレンズが光パルスを受けている時にアレイのすべての点で順次位置付けられるように、マイクロレンズを照射する。どのマイクロレンズが入射光を受けるかの選択は、反射マスクの使用により行われる。このマスクは、露光されるべき合成画像の部分に対応する透過領域と、画像が露光されない反射領域とを有する。レンズアレイの横方向の大きさのために、複数の光パルスを使用して画像を描く必要はない。
【００６２】
入射エネルギーによりマスクを完全に照射することにより、エネルギー通過を可能にするマスクの部分は、あたかも画像が単一のレンズにより描かれたように、フローティングイメージの輪郭を描く高度に分散した光の多くの個々の円錐を形成する。その結果、単一の光パルスのみでマイクロレンズシートに合成画像全体を形成することができる。あるいは反射マスクの代わりに光線位置決めシステム（例えば、ガルバノメータｘｙスキャナ）を使用してレンズアレイを局所的に照射して、アレイ上に合成画像を描くことができる。この方法ではエネルギーが空間的に局在化されるため、ある時点ではアレイ中の数個の小型レンズのみが照射される。照射される小型レンズは、マイクロレンズを照射してマイクロレンズシートに合成画像を形成するのに必要な高度に分散した光の円錐を与えるであろう。
【００６３】
レンズアレイ自体は、別個の小型レンズから、または一体型（モノリシック）レンズアレイを製造するエッチング法により、製作することができる。レンズに適した材料は、入射エネルギーの波長で非吸収性のものである。アレイ中の個々のレンズは好ましくは、約０．３より大きい開口数と、約３０μｍ以上、約１０ｍｍ以下の直径を有する。これらのアレイは、レンズ材料に内部損傷を引き起こし得る逆反射の作用を低下させる反射防止コーティングを有してもよい。さらに有効な負の焦点距離とレンズアレイに等しい寸法を有する単一のレンズもまた、アレイを離れる光の発散を増加させるために使用することができる。一体型アレイ中の個々の小型レンズの形は、高開口数を有し、約６０％を超える大きな充填因子を与えるように選択される。
【００６４】
図４は、マイクロレンズシートに衝突する発散エネルギーの模式図である。各マイクロレンズは異なる視点から入射エネルギーを「見る」ため、画像Ｉが内部または表面に形成される感光性材料層の部分は各マイクロレンズで異なる。こうして、各マイクロレンズに関連する感光性材料層の部分に独特の画像が形成される。
【００６５】
画像形成後、拡大された対象のサイズに応じて、各微小球の背後の感光性材料層中に対象の完全なまたは部分的画像が存在することになる。微小球の背後の画像として実際の対象が再現される程度は、微小球に入射するエネルギー密度に依存する。これらの微小球に入射するエネルギーのエネルギー密度が感光性材料を変質させるのに必要な照射レベルより低いマイクロレンズの領域から、拡大された対象の一部が十分に離れていてもよい。さらに、空間的に拡大された画像について、固定ＮＡレンズを用いて画像形成する場合、マイクロレンズシートの必ずしもすべての部分が、拡大された対象のすべての部分の入射光に露光されるとは限らない。その結果、対象のこれらの部分は、感光性材料層中で変質せず、微小球の背後には対象の部分的画像が現れることになる。図５は、個々の微小球に近接する感光性材料層に形成されるサンプル画像を図示するマイクロレンズシートの一部の透視図であり、記録された画像が合成画像の完全な複製から部分的複製の範囲にあることをさらに示す。図６と図７は、本開示に従って画像形成された、感光性材料層がアルミニウム層であるマイクロレンズシートの光学顕微鏡写真である。そこに示すように一部の画像は完全であるが、他の画像は部分的である。
【００６６】
これらの合成画像は、多くの画像（部分的なものと完全なものの両方、すべてが実際の対象の異なる視点を有する）を合計した結果であると考えることができる。この多くの独特の画像は、マイクロレンズのアレイ（そのすべては、異なる地点から対象または画像を「見ている」）を介して形成される。個々のマイクロレンズの後ろで、画像の形と画像形成エネルギー源を受ける方向に依存する画像の透視図が、感光性材料層中に作り出される。しかし、マイクロレンズが見るすべてが感光性材料層中に記録されるわけではない。感光性材料を変質させるのに十分なエネルギーを有するマイクロレンズにより見える画像または対象の部分のみが記録されることになる。
【００６７】
画像形成されるべき「対象（ｏｂｊｅｃｔ）」は、「対象」の輪郭を描くことによりまたはマスクを使用して、強い光源を用いて形成される。このように記録されて合成画像となる画像について、対象からの光は広い角度範囲にわたって放射されなければならない。対象から放射される光が対象の一点に由来し、広い角度範囲にわたって放射される場合、すべての光線は、一点のみからであるものの、光線の視角からの対象の情報を運ぶ。光線によって運ばれる、対象の比較的完全な情報を得るためには、光は対象を構成する点の集合から広い角度範囲にわたって放射されなければならないことをここで考察する。本開示において、対象から出る光線の角度範囲は、対象とマイクロレンズとの間に配置される光学要素により制御される。これらの光学要素は、合成画像を生成するのに必要な最適角度範囲を与えるように選択される。最適な光学要素を選択すると、円錐の頂点が対象の位置で終わる光の円錐になる。最適な円錐角度は、約４０°より大きい。
【００６８】
対象はマイクロレンズにより縮小され、対象からの光はマイクロレンズの裏側に近接する感光性材料層に集束される。マイクロレンズの裏側の集束されたスポットまたは画像の実際の位置は、対象に由来する入射光線の方向に依存する。対象上の点から出る光の各円錐は、マイクロレンズの一部を照射し、十分なエネルギーで光を照射されたマイクロレンズのみが、対象の点の画像を永久的に記録する。
【００６９】
本開示の種々の合成画像の形成を説明するために、幾何光学が使用されるであろう。上記のとおり、後述の画像形成法は本開示の好適な実施態様であるが、これらに限られない。
【００７０】
Ａ．マイクロレンズ積層体上に浮いている合成画像を形成すること
図８では、入射エネルギー１００（この例では光）は光拡散器１０１に向けられて、光源中のあらゆる不均一性を均一化する。拡散的に散乱された光１００ａは光コリメーター１０２により集められ平行化され、光コリメーター１０２は均一に分布した光１００ｂを発散レンズ１０５ａに向ける。発散レンズから、発散光１００ｃはマイクロレンズ積層体１０６に向けて発散される。
【００７１】
マイクロレンズ積層体１０６に衝突する光線のエネルギーは、個々のマイクロレンズ１１１により感光性材料層１１２上に集束される。この集束されたエネルギーは感光性材料層１１２を変質させて画像を与え、そのサイズ、形、外観は、光線と感光性材料層との相互作用に依存する。
【００７２】
発散光１００ｃは発散レンズ１０５ａを通して手前に延ばすと発散レンズの焦点１０８ａで交差するため、図８に示す配置は、後述するように観察者には積層体の上に浮いている合成画像を有する積層体を提供する。言い換えると、もし仮想の「画像光線」が感光性材料層から各微小球を通りそして発散レンズを通って手前に進んだならば、これらは合成画像が現れる場所である１０８ａに集まるであろう。
【００７３】
Ｂ．マイクロレンズ積層体の上に浮いている合成画像を見ること
合成画像を有するマイクロレンズ積層体は、観察者と同じ側から（反射光）または観察者とは積層体の反対側から（透過光）、または両方から、積層体に衝突する光を使用して見ることができる。図９は、反射光で見ると観察者Ａの肉眼には積層体の上に浮いている合成画像の略図であり、この図９および以下説明する図１０、１２および１３では、図２の実施態様のマイクロレンズ積層体を用いた場合が例示されている。肉眼は正常な視力を有するように補正されてもよいが、それ以外の、例えば拡大または特殊なビューワーの助けを借りることはない。画像形成されたマイクロレンズ積層体が反射光（これは平行光でも分散光でもよい）で照射されると、光線がぶつかる感光性材料層により決定されるようなパターンで、光線は画像形成されたマイクロレンズ積層体から反射される。感光性材料層中に形成された画像は、その層の非画像化部分とは異なるように見えることから、画像を認識することができる。
【００７４】
例えば反射光Ｌ１は、感光性材料層によって観察者に向けて反射される。しかし感光性材料層は、光Ｌ２をその画像化部分から、観察者に向けて十分にまたは全く反射しない。こうして、観察者は１０８ａで光線の欠如を検出することができ、その集計が１０８ａで積層体の上に浮いている合成画像を作り出す。簡単に説明すると、光は画像化部分以外のマイクロレンズシート全体から反射され、これは１０８ａで比較的暗い合成画像が現れることを意味する。
【００７５】
また非画像化部分が入射光を吸収または透過し、画像化部分が入射光を反射するかまたは部分的に吸収して、合成画像を提供するのに必要なコントラスト作用を提供することも可能である。こうした状況では、合成画像はマイクロレンズシートの残りの部分（これは比較的暗く現れる）と比較して明るい合成画像として現れる。焦点１０８ａで画像を生成するのは実際の光であり光の欠如ではないため、この合成画像は「実像」と呼ぶことができる。必要に応じてこれらの可能な要素の種々の組み合わせを選択することができる。
【００７６】
図１０に示すように、一部の画像形成したマイクロレンズ積層体はまた透過光により見ることができる。例えば感光性材料層の画像化部分が半透明であり非画像化部分が半透明ではない時、ほとんどの光Ｌ３は感光性材料層により吸収されるかまたは反射され、一方透過光Ｌ４は感光性材料層の画像化部分を通過し、マイクロレンズにより焦点１０８ａに向けられる。合成画像は焦点で明瞭であり、そこではこの例ではマイクロレンズシートの残りの部分より明るく現れる。焦点１０８ａで画像を生成するのは実際の光であり、光の欠如ではないため、この合成画像は「実像」と呼ぶことができる。
【００７７】
その代わりに、感光性材料層の画像化部分が半透明ではなく感光性材料層の残りの部分が半透明である時は、画像領域の透過光の欠如は、マイクロレンズシートの残りの部分より暗く現れる合成画像を提供する。
【００７８】
Ｃ．マイクロレンズ積層体の下に浮いている合成画像を作成すること
観察者からマイクロレンズ積層体の反対側に浮いている合成画像も提供することができる。積層体の下に浮いているこのフローティングイメージは、図８に示す発散レンズ１０５ａの代わりに収束レンズを使用して作成することができる。図１１では、入射エネルギー１００（この例では光）は光拡散器１０１に向けられて、光源中のあらゆる不均一性を均一化する。次に拡散光１００ａは光コリメーター１０２により集められ平行化され、光コリメーター１０２は均一に分布した光１００ｂを収束レンズ１０５ｂに向ける。収束レンズから、収束光１００ｄがマイクロレンズ積層体１０６（これは、収束レンズと収束レンズの焦点１０８ｂとの間に置かれる）に入射する。
【００７９】
マイクロレンズ積層体１０６に衝突する光線のエネルギーは、個々のマイクロレンズ１１１により感光性材料層１１２上に集束される。この集束されたエネルギーは感光性材料層１１２を変質させて画像を与え、そのサイズ、形、外観は、光線と感光性材料層との相互作用に依存する。収束光１００ｄはマイクロレンズ積層体１０６を通して後ろに延ばすと収束レンズの焦点１０８ｂで交差するため、図１１に示す配置は、後述するように観察者には積層体の下に浮いている合成画像を有する積層体を提供する。言い換えると、もし仮想の「画像光線」が収束レンズ１０５ｂから各微小球を通りそして各マイクロレンズに関連する感光性材料層中の画像を通って進んだならば、これらは合成画像が現れる場所である１０８ｂに集まるであろう。
【００８０】
Ｄ．マイクロレンズ積層体の下に浮いている合成画像を見ること
マイクロレンズ積層体の下に浮いている合成画像を有する積層体は、反射光、透過光、またはこの両方でも見ることができる。図１２は、反射光で見ると積層体の下に浮いている合成画像の略図である。例えば反射光Ｌ５は、観察者に向けて感光性材料層から反射される。しかし感光性材料層は、光Ｌ６をその画像化部分から、観察者に向けて十分にまたは全く反射しない。こうして、観察者は１０８ｂで光線の欠如を検出することができ、その集計が１０８ｂで積層体の下に浮いている合成画像を作り出す。簡単に説明すると、光は画像化部分以外のマイクロレンズシート全体から反射され、これは１０８ｂで比較的暗い合成画像が現れることを意味する。
【００８１】
また、非画像化部分が入射光を吸収または透過し、画像化部分が入射光を反射するかまたは部分的に吸収して、合成画像を提供するのに必要なコントラスト作用を提供することも可能である。こうした状況では、合成画像はマイクロレンズシートの残りの部分（これは比較的暗く現れる）と比較して比較的明るい合成画像として現れる。必要に応じてこれらの可能な要素の種々の組み合わせを選択することができる。
【００８２】
図１３に示すように、一部の画像形成したマイクロレンズ積層体はまた透過光により見ることができる。例えば感光性材料層の画像化部分が半透明であり非画像化部分が半透明ではない時、ほとんどの光Ｌ７は感光性材料層により吸収されるかまたは反射され、一方透過光Ｌ８は感光性材料層の画像化部分を通過することになる。入射光の方向に戻る「画像光線」と本明細書で呼ぶ光線を延長すると、１０８ｂで合成画像を形成する。合成画像は焦点で明瞭であり、そこではこの例ではマイクロレンズシートの残りの部分より明るく現れる。
【００８３】
その代わりに、感光性材料層の画像化部分が半透明ではなく感光性材料層の残りの部分が半透明である時は、画像領域の透過光の欠如は、マイクロレンズシートの残りの部分より暗く現れる合成画像を提供する。
【００８４】
Ｅ．合成画像
本開示の原理に従って作られる合成画像は、２次元（これらは長さと幅を有し、マイクロレンズ積層体の下、その面内、および／またはその上に見えることを意味する）で現れるか、または３次元（これらは長さ、幅、高さを有することを意味する）で現れる。３次元の合成画像は、必要に応じて、積層体の下もしくは上のみに、または積層体の下、その面内、およびその上の組み合わせで現れてもよい。「（マイクロレンズ）積層体の面内」という用語は、一般に積層体を平らに置いた時の積層体の表面および内部を意味する。すなわち、平らでない積層体もまた、少なくとも部分的に「積層体の面内」にあるように見える合成画像を有しうる。
【００８５】
３次元の合成画像は単一の焦点で現れるのではなく、連続した焦点を有する画像の合成として現れ、焦点はマイクロレンズ積層体の片側からその積層体を通って反対側の点までに及ぶ場合がある。これは、好ましくは複数の焦点で感光性材料層に画像形成するように、（複数の異なるレンズを提供するのではなく）マイクロレンズシートまたはエネルギー源のいずれか一方をもう一方に対して連続的に動かすことにより行われる。得られる空間的に複雑な画像は本質的に多数の個々のドットからなる。この画像は、マイクロレンズ積層体の平面に対して３つのデカルト座標のうち任意の座標への空間ひろがりを有することができる。
【００８６】
別の種類の作用として、合成画像がマイクロレンズ積層体の領域内へ動いている（ここで合成画像は消失する）ように形成することができる。この種類の画像は、マイクロレンズシートまたはマイクロレンズ積層体と接触するように不透明マスクを置いて、一部のマイクロレンズへ入射する画像形成のための光を部分的に遮断することを追加して、フローティングイメージの例と同様の方法で作成される。このようにすると、画像形成のための光が不透明マスクにより低下するかまたはなくなる領域中へ、画像が動くよう見える合成画像を作成することができる。この画像はその領域で「消失する」ように見える。
【００８７】
本開示に従って形成される合成画像は非常に広範囲の視角を有することができ、これは観察者が、合成画像をマイクロレンズシートの面と視軸との間の広範囲の角度で見ることができることを意味する。約７０〜８０μｍの平均直径を有するガラス微小球のマイクロレンズ単層を有するマイクロレンズシートにおいて、開口数が０．６４の非球面レンズを使用する時、形成される合成画像は、円錐視野内（その中央軸は入射エネルギーの光軸により決定される）で視覚的に認識可能である。周囲光下では、このようにして形成された合成画像は約８０〜９０°の全角度の円錐にわたって見ることができる。発散のより小さいまたはより低ＮＡの画像形成レンズを使用すると、より小さい半角の円錐を形成することができる。
【００８８】
本開示の方法により形成される画像はまた、限定された視角を有するように構成することができる。すなわち画像は、特定の方向からまたはその方向から若干変化した角度から観察する場合のみ見える。そのような画像は、マイクロレンズの一部分のみがレーザー光により照射されるように、最後の非球面レンズに入射する光が調整されることを除いて、以下の実施例に記載の方法と同様に形成される。非球面レンズを入射エネルギーで部分的に満たすと、マイクロレンズシートに入射する、限定された円錐の発散光が生成する。アルミニウムの感光性材料層を有するマイクロレンズ積層体について、合成画像は、薄い灰色の背景に濃い灰色の画像として、限定された視野円錐内にのみ現れる。この画像はマイクロレンズ積層体に対して浮いている。
【００８９】
本開示による合成画像を有するマイクロレンズ積層体は独特であり、通常の装置で複製することはできない。本開示のマイクロレンズ積層体は、エンブレム、タグ、認識バッジ、認識グラフィクス、および提携カードなどの比較的小さい物品に係る用途から、広告、およびナンバープレートなどの比較的大きい物品に係る用途まで、独特の画像の視覚的表示が所望される様々な用途の表示材料として使用される。デザインの一部として合成画像を取り入れれば、大きな対象（例えば、標識、看板、またはセミトレーラー）の広告や情報はより大きな注意を引くであろう。
【００９０】
また、本開示による合成画像を有するマイクロレンズ積層体は、周囲光、透過光、または逆反射光（逆反射シートの場合）でも、非常に強い視覚効果があり、透明材料層にさらに装飾を施すことも可能であることから、マイクロレンズ積層体が貼付または添付される物品の外観を向上させる装飾用途に使用できる。このような装飾用途として、普段着、スポーツ衣料、デザイナー衣料、上着、はきもの類、帽子（キャップ、ハット）、手袋などの衣料品、財布、札入れ、書類かばん、リュックサック、ウエストバッグ、コンピューターケース、旅行カバン、ノートなどのアクセサリー、本、家庭用器具、電子製品、ハードウェア、車両、スポーツ器具、収集品、芸術品などが挙げられる。
【００９１】
本開示によるマイクロレンズ積層体が再帰反射性である場合、安全性や個人的保護を目的とする用途に使用することができる。このような用途として、職業安全衣料、例えばチョッキ、制服、消防士の衣類、シューズ、ベルト、および安全帽；スポーツ器具や衣類、例えばランニング装備、シューズ、救命胴衣、保護ヘルメット、および制服；子供用の安全衣類などが挙げられる。
【実施例】
【００９２】
本開示のマイクロレンズ積層体を以下の実施例によりさらに説明する。
【００９３】
ホットスタンプホイルで装飾された透明材料の作製
ホットスタンプホイルで装飾した透明材料を作製した。材料、装置およびスタンプ条件は以下のとおりである。
基材：ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ、８５ｍｍ×５５ｍｍ×２ｍｍ）
ホットスタンプ箔：ＴＡタイプホログラム箔（カタニ産業株式会社製）
ＶＡタイプ金箔（カタニ産業株式会社製）
装置：ホットスタンプ装置  Ｔ−４Ａ３−Ｅ−１７５（尼崎機械工業株式会社製）
スタンプ：エッチング金属スタンプ（カタニ産業株式会社製）
スタンプ条件：スタンプ温度２００℃、スタンプ時間０．５秒
【００９４】
Ａ．光学的に透明な接着剤を用いた３Ｄフローティングイメージ用マイクロレンズ積層体の作製
３Ｄフローティングイメージ用マイクロレンズ積層体を、再帰反射性材料（３Ｍ  Ｓｃｏｔｃｈｌｉｔｅ（登録商標）反射材料６８０−１０、住友スリーエム社製）と透明材料（上記のとおり作製したスタンプ装飾を有するＰＭＭＡ、または装飾なしのＰＭＭＡ）をフィルム状または液状の光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ）を用いて接着することにより作製した。使用した再帰反射性材料は、図２に示すマイクロレンズシート２１と同様の構造を有していた。また、使用したＯＣＡは以下のとおりである。
ＣＥＦ  ０８０７（高透明アクリル粘着剤、住友スリーエム社製）
液状ＯＣＡ  ２３１２（高透明ＵＶ硬化型アクリル接着剤、住友スリーエム社製）
【００９５】
例１：ＣＥＦ  ０８０７を透明材料（スタンプ装飾なし）上に積層した後、再帰反射性材料のマイクロレンズのコーティング層（バインダー層）とＣＥＦ  ０８０７を接触させてマイクロレンズ積層体を作製した。
【００９６】
例２：ＣＥＦ  ０８０７を透明材料（スタンプ装飾あり）上に積層した後、再帰反射性材料のマイクロレンズのコーティング層（バインダー層）とＣＥＦ  ０８０７を接触させてマイクロレンズ積層体を作製した。
【００９７】
例３：再帰反射性材料の接着層を介して再帰反射性材料をＰＭＭＡ基材に貼り付け、その後液状ＯＣＡ  ２３１２を再帰反射性材料のマイクロレンズのコーティング層（バインダー層）の上に塗布した。次に、透明材料（スタンプ装飾なし）を塗布した液状ＯＣＡの上に配置し、約２００μｍ厚さになるように押し付けた。その後、ブラックライト（ＴＬＤ１５Ｗ、ＰＨＩＬＩＰＳ  Ｃｏ．，ＬＴＤ．）を用いて紫外線を照射することにより、液状ＯＣＡを硬化して、マイクロレンズ積層体を作製した。
【００９８】
Ｂ．透明材料層を直接成形することによる３Ｄフローティングイメージ用マイクロレンズ積層体の作製
例４：下記のポリオール、イソシアネートおよび触媒を１００：５３：０．１の比で用いて混合ウレタンプレミックスを作製し、そのプレミックスを金型に注入し、再帰反射性材料のマイクロレンズのコーティング層側がウレタンプレミックスに接触するようにラミネートした。１００℃、３分間の加熱後、金型より脱型して、透明材料層がマイクロレンズシート上に直接成形されたマイクロレンズ積層体を作製した。
ポリオール：ポリライト  ＯＤ−Ｘ−２５８０（大日本印刷株式会社製）
イソシアネート：デュラネート  Ｔ５９００−１００（旭化成ケミカルズ株式会社製）
触媒：ジブチル錫ジラウレート（和光純薬工業株式会社製）
【００９９】
比較例１：再帰反射性材料の接着層を介して再帰反射性材料をＰＭＭＡ基材に貼り付けたものを対照サンプルとした。再帰反射性のマイクロレンズのコーティング層（バインダー層）は露出していた。
【０１００】
３Ｄフローティングイメージの形成
例１〜４のマイクロレンズ積層体および比較例１の対照サンプルに対し、図１４に記載の種類の光学系列（トレイン）を使用して、３Ｄフローティングイメージを描画した。光学系列は、基本波長１．０６μｍにおいてＱスイッチモードで作動するＳｐｅｃｔｒａ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｑｕａｎｔａ−Ｒａｙ（商標）ＤＣＲ−２（１０）  Ｎｄ：ＹＡＧレーザー３００からなる。このレーザーのパルス幅は典型的には１０〜３０ｎｓである。レーザーの後、エネルギーは、９９％反射回転鏡３０２、すりガラス拡散器３０４、５Ｘ光線拡大望遠鏡３０６、および開口数０．６４で焦点距離３９．０ｍｍの非球面レンズ３０８により向きを変えた。非球面レンズ３０８からの光はＸＹＺステージ３１０の方向に向きを変えた。ステージは３つの線形ステージからなり、Ａｅｒｏｔｅｃｈ  Ｉｎｃ．（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，  Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から商品名ＡＴＳ５００６０として入手できる。１つの線形ステージを使用して、非球面焦点とマイクロレンズ積層体の間の軸（ｚ軸）に沿って非球面レンズを動かし、他の２つのステージは、光軸に対して２つの互いに直交する水平軸で積層体を動かすことを可能にした。
【０１０１】
レーザー光をすりガラス拡散器３０４に向けて、熱レンズ効果により引き起こされる光線の不均一性を排除した。拡散器のすぐ隣で５Ｘ光線拡大望遠鏡３０６は拡散器からの発散光を平行化し、光線を拡大して非球面レンズ３０８を満たした。
【０１０２】
この例では非球面レンズをＸＹＺステージのＸＹ面の上方に配置して、レンズの焦点がマイクロレンズ積層体３１２の上方１ｃｍになるようにした。機械マスクを有しＧｅｎｔｅｃ，  Ｉｎｃ．（Ｓａｉｎｔ−Ｆｅｙ，  Ｑｕｅｂｅｃ，  Ｃａｎａｄａ）から商品名ＥＤ５００として入手できる、開口部を具備したエネルギー計を使用して、積層体の表面でのエネルギー密度を制御した。レーザー出力を調整して、非球面レンズの焦点から１ｃｍのところでエネルギー計の照射領域にわたって１平方センチメートル当たり約８ミリジュール（８ｍＪ／ｃｍ2）とした。感光性材料層として厚さ１００ｎｍのアルミニウム層を有するマイクロレンズ積層体３１２の試料をＸＹＺステージ３１０に取り付けて、アルミニウム層側が非球面レンズ３０８とは反対を向くようにした。
【０１０３】
Ａｅｒｏｔｅｃｈ，  Ｉｎｃ．（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，  Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から商品名Ｕ２１という名前で入手できるコントローラーは、ＸＹＺステージ３１０の移動に必要な制御シグナルとレーザー３００のパルシング用の制御電圧とを供給した。ステージは、画像を作成するのに必要なｘ−ｙ−ｚ座標情報、移動コマンド、およびレーザー発射コマンドを備えたコントローラーにＣＡＤファイルをインポートすることにより動かした。Ｘ、ＹおよびＺステージの動きをレーザーのパルス発生と調和させて、マイクロレンズ積層体上の空間で画像を描くことにより、所定の複雑な合成画像を形成した。ステージの速度は、レーザーパルス速度１０Ｈｚについて５０．８ｃｍ／分に調整した。これにより、マイクロレンズ層に近接するアルミニウム層に連続的な合成ラインが形成された。
【０１０４】
外観試験
比較例１の対照サンプルは、再帰反射性材料のマイクロレンズのコーティング層が露出したままであり、その表面にはゆず肌（オレンジピール）のような小さい凹凸があった。一方、例１〜４のマイクロレンズ積層体は、平坦で光沢の高い表面を有していた。また、これらのマイクロレンズ積層体を周囲光で見ると、合成画像は黒色の背景に対して明るい白色光の線であり、マイクロレンズ積層体から手前（観察者側）から奥（マイクロレンズ積層体の裏側）に存在するように見えた。さらに合成画像は、観察者の視点に対して比較的大きな動きを示し、観察者は視角に依存して合成画像の異なる部分を容易に見ることができた。透明材料層および必要に応じてＯＣＡをマイクロレンズのコーティング層の上に積層したことによる、３Ｄフローティングイメージの形成および観察への影響は観察されなかった。
【０１０５】
当業者にとって明らかである、開示した実施態様の種々の変更とそれらの組み合わせは、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０，２０，３０    マイクロレンズ積層体
１１，２１，３１    マイクロレンズシート
１２，２２，３２    微小球
１３，２３    光学的に透明な接着層
１４，２４，３４    バインダー層
１５，２５，３５    透明材料層
１６，２６，３６    感光性材料層
１８，２８，３８    スペーサー層
１９，２９，３９    接着層
１００    入射エネルギー
１００ａ    拡散光
１００ｂ    均一に分布した光
１００ｃ    発散光
１００ｄ    収束光
１０１    光拡散器
１０２    光コリメーター
１０５ａ    発散レンズ
１０５ｂ    収束レンズ
１０６    マイクロレンズ積層体
１０８ａ    発散レンズの焦点
１０８ｂ    収束レンズの焦点
１１１    マイクロレンズ
１１２    感光性材料層
３００    レーザー
３０２    回転反射鏡
３０４    すりガラス拡散器
３０６    ５Ｘ光線拡大望遠鏡
３０８    非球面レンズ
３１０    ＸＹＺステージ
３１２    マイクロレンズ積層体
Ａ    観察者
Ｉ    画像
Ｌ１，Ｌ５    反射光
Ｌ２，Ｌ３，Ｌ６，Ｌ７    光
Ｌ４，Ｌ８    透過光
【図１】
2012103315.tif 000003
【図２】
2012103315.tif 000004
【図３】
2012103315.tif 000005
【図４】
2012103315.tif 000006
【図５】
2012103315.tif 000007
【図８】
2012103315.tif 000008
【図９】
2012103315.tif 000009
【図１０】
2012103315.tif 000010
【図１１】
2012103315.tif 000011
【図１２】
2012103315.tif 000012
【図１３】
2012103315.tif 000013
【図１４】
2012103315.tif 000014
【図６】
2012103315.tif 000015
【図７】
2012103315.tif 000016