具有绝对配准的微光学安全装置以及使用半准直固化光来制造所述装置的方法与流程

本公开涉及微光学安全装置及其制造方法的改进。更具体地说，本公开涉及具有绝对配准的安全装置以及使用半准直固化光来制造所述装置的方法。

背景技术：

1、制造构造特征包括难以复制的文档真实性防伪标记的护照、纸币和其他文档(在本文中称为“安全文档”)仍然是安全文档设计领域中持续存在的技术挑战和改进机会的来源。

2、设计和制造具有难以复制的真实性标记的安全文档和安全特征需要在相互竞争且经常相互矛盾的性能和设计目标之间找到最佳平衡。例如，在货币领域，重要的是安全特征提供引人入胜的视觉效果，在一系列安全文档中保持一致，并且极难被恶意行为者复制。实现这些性能目标最便捷的方式是通过小批量制造，以及针对大批量文档使用专用工具。与此同时，大规模生产具有上述安全特征的安全文档也十分重要，因为小批量的安全文档(诸如纸币和护照)的实际价值(如果有)是有限的。更进一步，安全特征的设计最好能够方便地进行更改，例如，限制可以从中提取真实安全特征以生成伪造副本的文档范围。例如，如果一系列纸币在多个面额中使用了相同或高度相似的安全特征，那么恶意行为者就有机会利用旧钞或低面额纸币的安全特征来伪造多张相同的纸币，或者伪造升级版纸币(即，使用从低面额纸币上提取的安全装置来伪造高价值纸币)。不出所料，这不是所期望的。

3、通过聚焦元件(例如，微镜或微反射器)阵列对微米或纳米级图标特征进行精心放大和投射来提供光学可变效果(例如，漂浮或凹陷的图像、呈现三维的图像或响应视角变化的动态运动)的微光学安全装置在上述相互竞争的性能与制造标准之间取得了极佳的平衡。

4、在许多情况下，此类微光学系统的性能可以通过加强图标层图标与系统透镜之间的配准来提高。如本公开中所用，“加强图标层图标与系统透镜之间的配准”这一表述涵盖增加图标材料相对于透镜的定位的程度。随着配准控制的增强，透镜-图标系统可以投射越来越复杂的图像(例如，在视角范围内，投射图像的变化更大或更平滑)或编排的图像(例如，使特定图像出现在特定视角)。

5、虽然有可能通过在聚焦元件阵列的聚焦元件的焦平面上使用准直光(例如，来自激光光源)对辐射可固化材料(例如，uv可固化聚合物)进行通过透镜固化来实现图标材料到聚焦元件覆盖区内的预定位置的完美或近乎完美的配准，但这种方法在制造吞吐量方面会带来挑战。这是因为准直固化光(例如，激光能量)通常只能以窄而高度聚焦的光束存在。由于大多数(如果不是全部)商业上实用的准直固化能量源的光束宽度有限，光束只能对一小部分覆盖区成像，这会减慢图标层形成的速率。

6、因此，开发更快、更高通量的使用对辐射可固化材料进行通过透镜固化来生产紧密配准的图标层的方法仍然是本领域中技术挑战和改进机会的来源。

技术实现思路

1、本公开涉及一种安全文档，其利用使用半准直固化光来制造具有绝对配准的安全装置的方法，以及根据所述方法生产的微光学安全装置。

2、在第一实施方案中，一种方法包括将第一体积的未固化的辐射可固化材料涂覆到微光学装置的第一侧面，所述微光学装置包括聚焦元件阵列，所述聚焦元件阵列包括被配置为使朝所述第一侧面入射的光射线聚焦的多个聚焦元件。所述方法还包括：控制设置在第一视点处的外部光源，以使半准直光射线指向所述聚焦元件阵列，从而将所述第一体积的未固化的辐射可固化材料的一部分转化为所述微光学装置的所述第一侧面上的已固化辐射可固化材料的图像图标，而留下所述第一体积的未固化的辐射可固化材料的剩余部分作为第二体积的辐射可固化材料；以及从所述微光学装置的所述第一侧面去除所述第二体积的未固化的辐射可固化材料。通过所述聚焦元件阵列将所述图像图标的视图投射到第一视角范围内的视点。所述第一视点在所述第一视角范围内，并且所述半准直光射线包括平行光射线的第一分量和包括不平行于所述第一分量的光射线的第二分量。

3、在第二实施方案中，一种微光学安全装置包括聚焦元件阵列，所述聚焦元件阵列包括被配置为使朝所述微光学安全装置的第一侧面入射的光射线聚焦的多个聚焦元件。所述安全装置还包括图标元素的第一阵列，所述图标元素设置在所述微光学安全装置的所述第一侧面上。所述第一阵列图标元素的图像图标的视图通过所述聚焦元件阵列投射到第一视角范围内的视点，并且所述第一阵列图像图标的所述图像图标的所述视图不是远心的。

4、本领域技术人员根据以下附图、说明书和权利要求书可容易地清楚明白其他技术特征。

5、在实现以下具体实施方式之前，可能有利的是，阐述贯穿本专利文件使用的某些字词和短语的定义。术语“联接”及其派生词是指两个或更多个元件之间的任何直接或间接连通，而不管那些元件彼此是否物理接触。术语“包括”和“包含”以及其派生词意味着非限制地包括。术语“或”是包括性的，意味着和/或。短语“与……相关联”以及其派生词意味着包括、被包括在……内、与……互连、包含、被包含在……内、连接到或与……连接、联接到或与……联接、与……通信、与……协作、交错、并置、接近于、结合到或与……结合、具有、具有……的性质、与……有关系等等。短语“……中的至少一者”在与一列物品一起使用时意味着可使用所列物品中的一者或多者的不同组合，并且可能需要该列中的仅一个物品。例如，“a、b和c中的至少一者”包括以下组合中的任一者：a、b、c、a和b、a和c、b和c以及a和b和c。

6、贯穿本专利文件提供了对其他某些字词和短语的定义。本领域普通技术人员应理解，在许多(如果不是大多数)情况下，此类定义适用于这样定义的字词和短语的先前使用以及未来使用。

1.一种方法，其包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一视角范围内的所述图像图标的所述视图不是远心的。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述图像图标的所述视图包括合成图像。

4.如权利要求1所述的方法，其中将所述第一体积的未固化的辐射可固化材料涂覆到设置在所述微光学装置的所述第一侧面上的保持结构中的空间。

5. 如权利要求1所述的方法，其中所述第一视角范围是预定的视角范围。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述聚焦元件阵列的每个聚焦元件具有覆盖区，并且

7.如权利要求1所述的方法，其中所述微光学装置包括卷对卷工艺中的一段卷材，并且

8.如权利要求7所述的方法，其中所述段卷材相对于所述外部光源具有每分钟75英尺或更高的速率。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述第一体积和所述第二体积的未固化的辐射可固化材料包括丙烯酸异癸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚酯四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以及己二醇二丙烯酸酯中的一种或多种。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述外部光源将入射角在0度与180度之间的光射线投射到所述聚焦元件阵列。

11. 一种微光学安全装置(450)，包括：

12.如权利要求11所述的微光学安全装置，其中所述第一阵列图像图标的图像图标是通过使用半准直光对未固化的辐射可固化材料进行通过透镜固化而形成的。

13.如权利要求11所述的微光学安全装置，其中所述第一阵列图像图标的所述视图包括合成图像。

14. 如权利要求11所述的微光学安全装置，其中所述第一视角范围是预定的视角范围。

15.如权利要求11所述的微光学安全装置，其中所述聚焦元件阵列的每个聚焦元件具有覆盖区，并且

16.如权利要求11所述的微光学安全装置，其中所述微光学装置包括卷对卷机器中的一段卷材。

17.如权利要求11所述的微光学安全装置，其中所述第一阵列图像图标的所述图像图标由辐射固化的丙烯酸异癸酯、辐射固化的二丙二醇二丙烯酸酯、辐射固化的三丙二醇二丙烯酸酯、辐射固化的聚酯四丙烯酸酯、辐射固化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以及辐射固化的己二醇二丙烯酸酯中的一种或多种形成。