具有色域的微光学安全装置的制作方法

1.本公开大体上涉及例如钞票、护照和机票的安全和/或高价值文件的防伪。更具体地，本公开涉及具有色域的微光学安全装置。


背景技术：

2.迄今为止，微光学安全装置，或包括微尺度聚焦元件阵列和聚焦元件的焦平面中的图像图标(例如，有色材料的亚微尺度区域)布置的装置在提供有价文件(例如纸币和护照)真实性的可信视觉标记方面通常有效，这些装置一起工作以提供一个或多个特征视觉效果(例如，具有三维外观的合成图像)。
3.微光学安全装置作为文件真实性的视觉级别(即，可用人眼检测，而不是用钞票设备制造商(“bem”)装置或其它专用机器检测)标记的性能和有效性可能至少部分地取决于微光学安全装置提供视觉上吸引用户的视觉效果的程度，以及安全装置的外观或由安全装置提供的视觉效果灵活以及易于更新和修订的程度。例如，带有暗色或模糊特征的合成图像(当图像图标层失焦时可能会出现这种情况)可能更容易被用户忽视，从而增加假钞流通而不进行通知的可能性。同样，在对安全装置的更改需要对制造过程进行昂贵或耗时的重组的情况下，对用于安全文件(例如钞票)的安全装置的更新与修订之间的间隔将更大，并且恶意行为者会有更多的时间和机会来尝试和开发仿冒品。
4.因此，使微光学安全装置在视觉上更具吸引力以及使此类装置更易于动态地调整和重新设计的过程仍然是微光学安全装置及其制造方法领域中技术挑战和改进机会的来源。


技术实现要素：

5.本公开提供一种具有色域的微光学安全装置。
6.在第一实施方案中，一种具有区域颜色转变的微光学安全装置包括：聚焦元件的平面阵列；图像图标层，其包括多个保持结构，所述多个保持结构在所述图像图标层内的第一深度处限定隔离体积；图像图标的第一区，所述图像图标的第一区具有所述多个保持结构的第一预定义子集，其中所述多个保持结构的所述第一预定义子集中的保持结构的所述隔离体积包含第一颜色的固化着色材料；以及图像图标的第二区，所述图像图标的第二区包括所述多个保持结构的第二预定义子集，其中所述多个保持结构的所述第二预定义子集中的保持结构的所述隔离体积包含第二颜色的固化着色材料，其中所述第二颜色与所述第一颜色形成对比。
7.在第二实施方案中，一种制造微光学安全装置的方法包括：将第一颜色的未固化着色材料层施加到微光学安全装置的图像图标层，所述图像图标层包括多个保持结构，所述多个保持结构在所述图像图标层内的第一深度处限定隔离体积；以及刮擦所述图像图标层，使得所述第一颜色的未固化着色材料仅以等于或小于所述第一深度的深度保持在所述图像图标层的所述保持结构中。所述方法还包括：通过将第一光图案引导到所述图像图标
层的第一区处以形成图像图标的第一布置来选择性地固化所述第一颜色的所述未固化着色材料；以及去除所述第一颜色的所述未固化着色材料。
8.在第三实施方案中，一种制造微光学安全装置的方法包括选择性地将第一体积的第一颜色的未固化着色材料施加到微光学安全装置的图像图标层的第一区域，所述图像图标层包括多个保持结构，所述多个保持结构在所述图像图标层内的第一深度处限定隔离体积。所述方法还包括：选择性地将第二体积的第二颜色的未固化着色材料施加到所述微光学安全装置的所述图像图标层的第二区域，其中所述第二区域的至少一部分沿着所述图像图标层的表面上的湿边界接触所述第一区域的至少一部分；以及刮擦所述图像图标层，使得所述第一颜色的未固化着色材料基本上被限制在所述图像图标层的第一区中的保持结构，并且所述第二颜色的未固化着色材料基本上被限制在所述图像图标层的第二区中的保持结构。另外，所述方法包括固化所述第一颜色的所述未固化着色材料和所述第二颜色的所述未固化着色材料，其中所述图像图标层的所述第一区和所述图像图标层的所述第二区沿着靠近所述湿边界位置的所述图像图标的区域汇合。
9.根据以下附图、描述和权利要求，其他技术特征对于本领域技术人员来说可能是显而易见的。
10.在进行下面的具体实施方式之前，阐述贯穿本专利文件使用的某些单词和短语的定义可能是有利的。术语“耦合”及其派生词是指两个或多个元素之间的任何直接或间接通信，无论这些元素是否彼此物理接触。术语“包括(include)”和“包括(comprise)”以及其派生词意指包括但不限于。术语“或”是包含性的，表示和/或。短语“与
……
相关联”及其派生词意指包括、包括在内、互连、包含、包含在内、连接到或与之连接、耦合到或与之耦合、可通信、合作、交错、并列、接近、绑定或与之绑定，拥有、具有、有关系或与之有关系等。与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式或分布式的，无论是本地的还是远程的。短语
“……
中的至少一个”与项目列表一起使用时意味着可以使用一个或多个所列项目的不同组合，并且可能仅需要列表中的一个项目。例如，“a、b和c中的至少一个”包括以下组合中的任一个：a、b、c、a和b、a和c、b和c，以及a和b和c。
11.在本专利文件中提供其他某些单词和短语的定义。本领域的普通技术人员应理解，在许多(如果不是大多数)情况下，此类定义适用于此类定义的单词和短语的先前和未来使用。
附图说明
12.为了更完全地理解本公开和其优点，现结合附图来参考以下描述，在附图中：
13.图1示出了根据本公开的某些实施方案的微光学系统的实例；
14.图2a和图2b以分解透视图从上方和下方示出了根据本公开的某些实施方案的微光学安全装置内的微光学单元；
15.图3a至图3f示出了根据本公开的各种实施方案的结构化图像图标层的区段的结构和制造的方面；
16.图4示出了根据本公开的各种实施方案的用于对未固化着色材料的区域进行区域性固化的设备的方面；
17.图5示出了根据本公开的各种实施方案的用于制造区域性固化的微光学安全装置
的方法的操作；
18.图6a至图6e示出了根据本公开的各种实施方案的结构化图像图标层的区段的结构和制造的方面；以及
19.图7示出了根据本公开的某些实施方案的在图像图标层内的区之间保持锐利颜色转变的示例。
具体实施方式
20.下文讨论的图1至图7以及用于描述本专利文件中本公开的原理的各种实施方案仅作为例示，并且不应以任何方式解释为限制本公开的范围。
21.图1示出了根据本公开的某些实施方案的微光学系统100的示例。
22.参考图1的非限制性示例，微光学系统100在基本层面包括聚焦元件105的平面阵列(包括例如聚焦元件107)和图像图标120的布置(包括例如图像图标121)。根据各种实施方案，聚焦元件105的平面阵列中的每个聚焦元件具有覆盖区，在所述覆盖区中定位图像图标120的布置中的一个或多个图像图标。在某些实施方案中，每个聚焦元件的相应覆盖区内的图像图标120布置内的图像图标的位置对应于图像图标层中的保持结构之间的空间。根据一些实施方案，聚焦元件105的平面阵列的分辨率(例如，在例如1x1mm框的指定区域中提供的聚焦元件的数量)相对于图像图标120的布置的分辨率(例如，在指定区域中提供的聚焦元件的数量)的比率为1或更多。作为非限制性示例，图像图标120的布置内的每个图像图标可以落入多个聚焦元件的覆盖区内。作为另外的非限制性示例，在指定区域内的每个聚焦元件的覆盖区内可能没有图像图标。另外，在根据本公开的一些实施方案中，聚焦元件105的平面阵列的分辨率相对于图像图标120的布置的分辨率的比率可以具有小于1的值。作为非限制性示例，在特定聚焦元件的覆盖内可以存在多个图像图标。换句话说，根据本公开的实施方案的区域性地固化的着色材料区可以具有子聚焦元件和多聚焦元件尺度。如在本公开中使用，“未固化着色材料”包括聚合物油墨、着色聚合物以及染料基油墨，它们响应于通过应用固化灯(例如，紫外线固化灯引起的化学反应而从湿润的未固化状态转变为更坚硬、更干燥的状态。
23.根据某些实施方案，多个聚焦元件105包括微光学聚焦元件的平面阵列。在一些实施方案中，聚焦元件105的平面阵列中的聚焦元件包括微光学折射聚焦元件(例如，平凸透镜或grin透镜)，其中透镜表面提供不同折射率的区域(例如，聚合物透镜材料和空气)之间的弯曲界面。在一些实施方案中，聚焦元件105的平面阵列中的折射聚焦元件由折射率在1.35至1.7范围内的光固化树脂制成，并且具有5μm至200μm范围内的直径。在各种实施方案中，聚焦元件105的平面阵列中的聚焦元件包括直径在5μm至50μm的范围内的反射聚焦元件(例如，非常小的凹透镜)。虽然在此说明性示例中，聚焦元件105的平面阵列中的聚焦元件被示为包括圆形平凸透镜，但其它折射透镜几何形状(例如双凸透镜)也是可能的并且在本公开的预期范围内。
24.如图1的说明性示例中所示，图像图标120的布置包括一组图像图标(包括图像图标121)，所述图像图标位于聚焦元件105的平面阵列中的聚焦元件的覆盖区内的预定位置处。根据各种实施方案，图像图标120的布置的各个图像图标包括在由结构化图像图标层中的保持结构限定的空间中的区域性光固化材料区域。如在本公开中使用，术语“结构化图像
层”包括材料层(例如，光固化树脂)，所述材料已经被压印或以其他方式形成以包括结构(例如，凹口、支柱、凹槽或台地)，用于定位和保持图像图标材料。根据某些实施方案，图像图标120的布置被构造成促进微光学安全装置100的图像图标结构的动态重新设计和重新配置。例如，在一些实施方案中，图像图标120的布置通过用一种或多种颜色的未固化着色材料选择性地填充和固化保持结构(如图1中所示，方形井)而形成，所述未固化着色材料然后固化以在图像图标120的布置内创建区域或色域。在此非限制性示例中，图像图标120的布置内的不同颜色由最靠近聚焦层的图像图标的表面上的不同填充图案来表示。例如，图像图标121被示为具有与其行中的图像图标相同的颜色。
25.如图1的说明性示例中所示，在某些实施方案中，微光学系统100包括光学间隔件110。根据各种实施方案，光学隔离件110包括基本透明材料的膜，所述膜操作以将图像图标120的布置的图像图标定位在聚焦元件105的平面阵列中的聚焦元件的焦平面内或周围。在根据本公开的某些实施方案中，光学间隔件110包括制造衬底，可以在所述制造衬底上施加、压印和泛光固化一层或多层光固化材料以形成保持结构，然后可以用区域性地固化的着色光固化材料填充。如在本公开中使用，在填充图像图标层的保持结构的上下文中使用的术语“填充”涵盖用未固化着色材料填充保持结构的所有可用体积，而且还用未固化材料填充保持结构的大部分(例如，50％到80％)可用体积。在某些实施方案中，用于形成图像图标120的布置的光固化材料是着色的紫外线(uv)固化聚合物。
26.在根据本公开的某些实施方案中，微光学系统100包括密封层140。根据某些实施方案，密封层140包括薄(例如，2μm至50μm厚的层)的基本透明材料，所述基本透明材料在下表面上与聚焦元件105的平面阵列中的聚焦元件介接，并且包括具有比聚焦元件105的平面阵列更小的曲率变化的上表面(例如，通过平滑，或通过具有局部起伏的曲率半径大于聚焦元件的表面)。
27.如图1的非限制性示例中所示，在某些实施方案中，微光学系统100可以例如通过粘合剂层130附接至衬底150以形成安全文件160。根据各种实施方案，衬底150可以是一张纸币或聚合物衬底。根据一些实施方案，衬底150是聚合物薄膜、双轴取向聚丙烯(bopp)的薄柔性片。在各种实施方案中，衬底150是合成纸材料的区段，例如根据一些实施方案，衬底150是聚合物卡材料的区段，例如适合制作信用卡和驾驶执照类型的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)坯料。
28.图2a和图2b(统称为“图2”)以分解透视图从上方和下方示出了根据本公开的某些实施方案的微光学安全装置(例如，图1中的微光学安全装置100)内的微光学单元200。如在本公开中使用，术语“微光学单元”涵盖微光学安全装置的三维区段，其对应于聚焦元件的平面阵列内的单个聚焦元件(例如，在图1中的聚焦元件105的平面阵列)。为方便起见，对在图2a中的俯视图和图2b的仰视图中都可见的微光学单元200的结构类似地进行编号。
29.参考图2的非限制性示例，微光学单元200是形成微光学安全装置(例如，图1中的微光学安全装置100)的多个(在一些实施例中，数百万个)微光学单元中的一个。根据各种实施方案，微光学单元200包括聚焦元件207。在此说明性示例中，聚焦元件207是折射聚焦元件(在这种情况下，平凸透镜)，所述折射聚焦元件通过以下方式形成：将光固化材料层施加到光学间隔层210(例如，还用作制造衬底的透明膜材料层)；压印层以限定聚焦元件207，以及在一些实施方案中额外光学间隔件201(有时称为“粘性间隔件”)的形状；以及随后用
光(例如，uv光)固化材料以实现一个或多个化学固化反应，以产生用于微光学安全装置的足够坚固的材料层。
30.根据各种实施方案，微光学单元200还包括结构化图像图标层(例如，包含图1中的图像图标120的布置的图像图标层)的区段220。参考图2的非限制性示例，结构化图像图标层的区段220包括多个保持结构(例如，保持结构230)，其中每个保持结构限定具有第一深度(例如，深度235)的隔离体积。在根据本公开的各种实施方案中，使用与聚焦元件207类似的制造技术构造包括区段220的图像图标层，其中未固化的光可固化材料层被施加到光学间隔件210的侧面，被压印以形成多个保持结构(例如，保持结构230)，且然后暴露于光源以激活材料中的固化反应以产生固化的结构化图像图标层220。
31.如本公开的其他地方所指出，可以测量微光学安全装置的性能的维度包括但不限于所述装置和由所述装置产生的光学效果在视觉上吸引人的程度。如果微光学安全装置可靠地“吸引观众的眼球”，则用户就更有可能注意到缺少此装置或装置的外观不规则。美感带来参与，并且从防伪的角度来看，参与可能是非常有利的。
32.经验表明，微光学系统呈现的视觉效果(例如，合成图像)的清晰度和多种颜色的呈现可以推动参与。在许多情况下，当图像图标具有合适的厚度并且设置在聚焦元件的平面阵列中的聚焦元件的焦平面内时，微光学安全装置更有可能提供清晰的视觉效果。根据一些实施方案，合适的图像图标厚度涵盖介于0.5μm至3.5μm之间的厚度范围。在一些实施方案中，合适的图像图标厚度涵盖更窄的厚度范围，例如0.5μm至2.5μm，或1.5μm至1.8μm。对于某些应用，合适的图像图标的厚度大于3.5μm或小于0.5μm。“薄”图标或失焦图标可能导致但不限于合成图像的颜色显得褪色，并且图像的细节显得模糊。另外，图像图标层中存在两种或更多种对比色的图像图标可以驱动与微光学安全装置的视觉参与。然而，实现多色图像图标会带来技术挑战。用于实现多种颜色的一种方法是将包括第一颜色的图像图标的第一图像图标层堆叠在包括第二颜色的图像图标的第二图像图标层上面。然而，这种方法存在许多技术挑战，例如控制第一图像图标层相对于第二图像图标层的配准，以及堆叠的图像图标层中的一个或两个落在聚焦元件的焦平面之外的可能性。另外，在系统被配置成呈现合成图像的情况下，图像图标层相对于聚焦元件的配准中的错误可能在合成图像的动态外观中呈现“跳跃”或不连续性。例如，在包括在一个颜色范围内观看时旋转并改变颜色的物体的合成图像中，两个图像图标层之间相对于聚焦层的配准变化可能会在颜色之间或在旋转外观中产生突然的或非连续的转变。作为说明性示例，考虑动态视觉效果，其包括响应于视角变化而移动通过第一位置、第二位置、第三位置和第四位置的多色球的合成图像。在一些情况下，当没有相对于聚焦元件的定相严格地控制图像图标层的元素的定相时，可能会发生球位置之间的“跳跃”或非顺序转变。在球的合成图像示例的上下文中，定相错误可能导致球(正如它在合成图像中出现的那样)响应于视角变化而从第一位置“跳”到第三位置，而跳过第二位置。实现多种颜色的另一种方法是将第一颜色的未固化着色材料的区域机械地隔离到结构化图像图标层的特定位置；刮掉第一颜色的多余着色材料；泛光固化(例如，非选择性地暴露图像图标层的整个表面)图像图标层；然后对一种或多种额外颜色重复此过程。与反复地应用一种颜色的区域、从装置刮除多余部分，以及然后泛光固化装置相关联的技术挑战包括与例如在预期用于第二颜色的着色材料的图像图标层内占据位置的第一颜色的着色材料量相关联的涂抹和染色，以及在引入第二颜色的材料之前通过泛
光固化而固化。预期用于第二颜色的材料的空间中存在第一颜色的固化材料可以使颜色之间的过渡变得模糊或引入不想要的颜色。
33.有利地，根据本公开的某些实施方案包括由具有两种或更多种对比色(例如，两种不同的原色，例如红色和绿色，或相同基色的不同色调，例如黑色和灰色)的光固化着色材料形成的图像图标。此外，根据本公开的某些实施方案有利地回避与通过堆叠不同颜色的图像图标层来尝试实现多种颜色相关联的技术挑战，或者与反复尝试机械地隔离不同有色油墨的区域、去除多余油墨以及随后泛光固化装置相关联的技术挑战。相反，由根据本公开的某些实施方案的微光学安全装置产生的视觉效果(例如，合成图像)表现出不同颜色的区之间的锐转变，以及与在单个图像图标层内定位图像图标相关联的增强的颜色饱和度，以更好地确保图像图标处于聚焦元件的平面阵列中的聚焦元件的焦平面内。此外，通过在单个图像图标层内实现第一颜色的图像图标区与第二颜色的图像图标区之间的锐转变，图像图标层中的图案重复相对于聚焦元件的重复图案(例如网格或六边形格)的定相可以受到严格控制，并且可以避免微光学安全装置在视角变化时提供的视觉效果的“跳跃”或突然变化。
34.如图2的说明性示例中所示，在图像图标层220的保持结构内，存在图像图标的第一区，所述第一区包括包含第一颜色的固化着色材料的保持结构的子集(例如，第一图像图标240)；以及图像图标的第二区，所述第二区包括包含第二颜色的固化着色材料的保持结构的子集(例如，第二图像图标245)。
35.图3a至图3f示出了根据本公开的各种实施方案的结构化图像图标层的区段300的结构和制造的方面。为方便起见，对图3a至图3f的一个或多个图共有的结构类似地进行编号。
36.参考图3a的非限制性示例，示出了结构化图像图标层的区段300。根据各种实施方案，区段300包括限定隔离体积的多个保持结构(例如，保持结构301)。在此非限制性示例中，结构化图像层的区段300的每个保持结构包括具有第一深度d的方形井，如图3a中所示。根据各种实施方案，区段300内的保持结构的形状和深度可以变化。此外，在一些实施方案中，图标层的区段300可以包括非结构化区域，或者可以通过其他方法形成图像图标的区域。
37.在此说明性示例中，方形区域310限定保持结构的子集，其中示出图像图标的第一区，包括一定体积的第一颜色的固化着色材料。
38.图3b示出了根据本公开的某些实施方案的在形成区域性地固化的图像图标层时的操作。如图3的非限制性示例中所示，已将第一颜色的未固化着色材料层315(例如，uv反应性油墨)施加到结构化图像层中包括区域310的区段300的部分。根据一些实施方案，可以尝试将油墨的施加限制到区域310外部的保持结构的方式(例如，通过使用模板或平版印刷技术)施加层315。如图3b的说明性示例中所示，在一些实施方案中，尽管努力从区域310外部的保持结构中机械地排除油墨，但一些着色材料(例如，多余油墨317)可能会占据包括图像图标的第一区的区域外部的保持结构。如本公开的其他地方所讨论，通过根据本公开的一些实施方案对未固化着色材料进行区域性固化，这种溢出或多余的未固化颜料不会降低微光学装置的整体性能。因此，在本公开的一些实施方案中，将第一颜色的着色材料施加到整个区段300。
39.图3c示出了根据本公开的各种实施方案的在形成区域性地固化的图像图标层时的操作。参考图3c的非限制性示例，刮除包括区段300的结构化图像图标层(例如，通过对表面进行刮刀涂布)，使得第一颜色的未固化着色材料主要或仅以等于或小于第一深度d的深度保持在图像图标层的保持结构中。如本公开中所示，在一些实施方案中，区域310外部的某些保持结构将具有第一区域310的着色材料(例如，317)。然而，已经发现，根据本公开的某些实施方案的优点包括在固化之前在指定区域外部存在未固化着色材料的事实不会降低生产微光学安全装置的能力，所述微光学安全装置提供吸引用户的视觉效果，包括颜色区域或清晰、未模糊的颜色区域之间的锐转变。
40.图3d示出了根据本公开的各种实施方案的在形成区域性地固化的图像图标层时的操作。在根据本公开的某些实施方案中，使用适于将结构化图像图标层的保持结构中的第一颜色的着色材料固化的频率或波长的图案化光320选择性地或区域性地固化第一区域310的区域，以在区域310内创建图像图标的第一区的图像图标。根据某些实施方案，未区域性地固化在区域310外部的区段300的区域，并且第一颜色的着色材料保持基本上固化(如果没有完全未固化)。根据各种实施方案，由uv投影仪渲染通过数字图像(例如，掩模文件)的uv光像素将图案化光320投射到区域310上。在一些实施方案中，图案化光320由光栅uv激光器投射。在根据本公开的一些实施方案中，图案化光320直接投射在包括区段320的结构化图像图标层的表面上。在某些实施方案中，将图案化光320投射通过包括区段300的微光学安全装置的聚焦元件(例如，图1中的聚焦元件107的平面阵列)。根据各种实施方案，通过经由聚焦元件区域性地固化着色材料，可以控制由微光学装置提供的视觉效果的方向性(例如，视觉效果可见的视角)。此外，在某些实施方案中，可以将图案化光320通过聚焦元件直接投射到结构化图像图标层上，以在安全装置内产生由条带提供的视觉效果的变化。在某些实施方案中，可以在制造过程中动态地或重复地改变图案化光320的底层图案。例如，在一些实施方案中，图案化光320的底层图案可以对应于纸币的序列号或批号，从而通过使每个微光学安全装置对于特定文件唯一来提高防伪性。
41.图3e示出了根据本公开的各种实施方案的在形成区域性地固化的图像图标层时的操作。根据某些实施方案，去除在区域310外部的区域中的第一颜色的所有或基本上所有未固化材料，从而仅留下第一颜色的图像图标的第一区中的图像图标。在某些实施方案中，使用温和溶剂的喷洗去除未固化着色材料，从而使区域310外部的保持结构完全或基本上不含第一颜色的着色材料(固化或未固化)。在一些实施方案中，通过选择性地或区域性地固化第一颜色的着色材料，涂抹或混合图像图标层的保持结构中的图像图标颜色的发生率显著降低。有利地，这有助于生产支持以不同颜色和清晰颜色的区域之间的锐转变为特征的视觉效果的微光学安全装置。
42.图3f示出了根据本公开的各种实施方案的在形成区域性地固化的图像图标层时的操作。在某些实施方案中，参考图3a至图3f描述的操作可以用一种或多种附加颜色(包括第二、第三、第四和其它颜色)的着色材料再次执行。参考图3f的非限制性示例，已经再次执行参考图3a至图3f描述的操作以创建图像图标的第一区350和图像图标的第二区360的图像图标。在一些实施方案中，例如，在安全装置的设计规定图像图标层的每个保持结构用固化着色材料填充的实施例中，可以使用泛光固化而不是区域固化执行最终固化步骤。
43.图4示出了根据本公开的各种实施方案的用于对未固化着色材料的区域进行区域
性固化的设备的方面。
44.在许多情况下，使用卷对卷制造过程构造微光学安全装置和包含微光学安全装置的安全文件，其中一卷材料从第一卷解开，并在所述一卷材料卷绕在第二卷上之前穿过一台或多台机器时进行机械和物理处理。有利地，作为用于生产安全条的卷对卷制造过程的一部分，可以对图像图标层(例如，包括图3a中的区段300的图像图标层)进行区域性着色和固化。
45.参考图4的非限制性示例，示出了用于区域性地固化微光学器件的图像图标层的设备400的元件。根据某些实施方案，设备400包括投影仪401、定位辊410和位置传感器420。
46.在一些实施方案中，投影仪401被配置成将光415的图案投射在移动卷材430上，因为卷材从定位辊410传递到洗涤站或配置成去除未固化着色材料的其他处理。根据某些实施方案，投影仪401包括uv光栅激光器，或电影投影仪，或能够以适合于固化移动卷材430上的未固化着色材料层的部分的波长投射动态(例如，与移动卷材430同步移动)光图案的其他设备。如图4的说明性示例中所示，涂有第一颜色的未固化着色材料层的移动卷材430经过定位辊410并进入投影仪401的投影区。根据各种实施方案，定位辊410操作以在移动卷材430进入投影仪401的投影区时保持所述移动卷材中的预定张力和平整度水平。
47.参考图4的非限制性示例，位置传感器420跟踪移动卷材430中的参考点(例如，划痕或其他位置指示符)相对于投影仪401的速度和当前位置，并将位置数据提供给计算机或投影仪401的其他控制设备。
48.根据各种实施方案，投影仪401被配置成当移动卷材430穿过投影仪401的投影区时，将固化光的图案投射在与第一颜色的图像图标区相对应的移动卷材430上。在某些实施方案中，因为移动卷材430总是在移动，所以为了实现区域固化的益处，由投影仪投射的光415的图案与移动卷材430同步移动，使得当移动卷材430穿过投影仪401的投影区时，未固化着色材料层的相同或基本相同的区域暴露在光中。出于同样的原因，将光415的图案投射到移动卷材430上，使得当移动卷材430穿过投影仪401的投影区时，未固化着色材料层的相同或基本相同的区域不会暴露在光中。根据本公开的实施方案，设备400的多个实例可以作为用于微光学安全装置的卷对卷制造系统的一部分并入。根据某些实施方案，施加第一颜色的未固化着色材料层，区域性地固化第一颜色的未固化着色材料层，并且洗掉未固化材料，以准备用第二颜色的未固化着色材料层重复所述过程。
49.图5示出了根据本公开的各种实施方案的用于制造区域性地固化的微光学安全装置的方法500的操作。
50.参考图5的非限制性示例，在操作505处，将第一颜色的未固化着色材料层(例如，图3中的层315)施加到微光学安全装置(例如，图1中的微光学安全装置100)的图像图标层(例如，图2中的图像图标层220)。如本公开的其他地方所述，图像图标层可以是使用折射(例如，微透镜阵列)或反射(例如，弯曲微镜阵列)聚焦元件的微光学安全装置的一部分。
51.根据某些实施方案，在操作505处施加未固化的着色材料层的图像图标层包括多个保持结构(例如，图2中的保持结构230)，所述保持结构限定具有第一深度的隔离体积。在一些实施方案中，将未固化的着色材料层填充到第一深度(例如，“到”保持结构的“顶部”)。在一些实施方案中，施加的层填充图像图标层的所有保持结构。在某些实施方案中，例如通过使用模板或一种或多种印刷技术(例如，喷墨、胶印、柔版、隔色墨斗或丝网印刷技术)选
择性地施加第一颜色的未固化着色材料层，以将未固化着色材料施加到一些区域，而不是图像图标层的其他区域。
52.如图5的说明性示例中所示，在操作510处，刮除图像图标层，使得第一颜色的未固化着色材料以小于或等于第一深度的深度保留在保留结构中。例如，如本公开的图3c所示，去除图像图标层顶部上的多余着色材料，并且油墨保留在保持结构中。根据各种实施方案，使用刮墨刀片执行在操作510处刮除图像图标层。在根据本公开的一些实施方案中，将一种或多种溶液(例如，氧抑制剂溶液)施加到平坦部或保持结构之间的间隙区域，以防止这些区域中的着色材料固化，从而可以洗掉所述着色材料。
53.参考图5的非限制性示例，在操作515处，通过将第一光图案引导到第一区(例如，图3a中的区域310)来选择性地固化第一颜色的未固化着色材料，以形成图像图标的第一布置中的图像图标。根据某些实施方案，在操作510处形成的图像图标包括在由图像图标层的保持结构限定的位置处的一定体积的第一颜色的固化着色材料。
54.在一些实施方案中，作为卷对卷制造过程的一部分，执行在操作510处执行的选择性固化，其中投影仪(例如，图4中的投影仪401)被配置成与包括图像图标层的移动卷材的移动同步地投射光图案。在某些实施方案中，与移动卷材的移动同步的移动物理掩模用于选择性地将图像图标层内的区暴露于固化光。根据各种实施方案，通过将固化光直接投射到图像图标层上执行在操作510处执行的选择性或区域性固化。在某些实施方案中，在操作510处，将固化光间接地投射到图像图标层上(例如，通过微光学安全装置的聚焦元件的平面阵列)。
55.如图5的说明性示例中所示，在操作520处，从图像图标层去除第一颜色的未固化着色材料。在一个说明性实施方案中，通过使图像图标层穿过喷涂站来执行操作520，在所述喷涂站中，温和溶剂用于从结构化图像图标层的保持结构中冲洗未固化着色材料。
56.图6a至图6e示出了根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的区段600的结构和制造的方面。为了方便和易于参考，在图6a至图6e的多于一个图中可见的区段600的元件类似地进行编号。
57.参考图6a的非限制性示例，示出了根据本公开的某些实施方案的微光学安全装置(例如，图1中的装置100)的区段的俯视图。在此说明性示例中，聚焦元件的阵列(例如，图1中的聚焦元件105的平面阵列)中的聚焦元件601。根据各种实施方案，聚焦元件601的平面阵列中的聚焦元件包括其中心通常与平面六边形格的点对齐的透镜。在根据本公开的一些实施方案中，聚焦元件601包括反射聚焦元件，并且根据不同的图案(例如，正方形或矩形格排列。此外，在聚焦元件601是折射聚焦元件的实施方案中，取决于微光学安全装置的构造，聚焦元件601可以不同地具有凹透镜表面或凸透镜表面。
58.参考图6b的非限制性示例，示出了微光学安全装置的区段600的仰视图。在此说明性示例中，包括多个保持结构(例如，保持结构607)的图像图标层605在此仰视图中可见。如此说明性示例中所示，与聚焦元件601的平面阵列中的聚焦元件一样，图像图标层605的保持结构排列在平面六边形格中。此外，在图6b的非限制性示例中，聚焦元件601的平面阵列的分辨率与图像图标层605的分辨率相同或基本相同，其中一个保持结构定位在每个聚焦元件的覆盖区中。具有不同几何形状的保持结构以及聚焦元件和保持结构的不同相对分辨率的其他实施方案是可能的，并且在本公开的预期范围内。
59.参考图6c的非限制性示例，已选择性地将第一颜色的未固化着色材料609施加到图像图标层605的一部分，使得它限定第一颜色区。根据各种实施方案，通过采用用于将油墨精确地施加到最终衬底(例如，纸或聚合物衬底)的一种或多种技术而选择性地施加未固化着色材料609。用于施加未固化着色材料609的合适方法的示例包括但不限于喷墨印刷、胶版印刷、直接平版印刷、柔性版印刷，以及以各种方式改变未固化着色材料609的组成以调整与润湿图像图标层605的能力相关的参数(例如，亲水性)。根据某些实施方案，施加未固化着色材料609以使其溢出保持结构，从而润湿间隙空间(例如，间隙区域611，并且在图标层的表面上形成具有边缘(例如，边缘613)的一个或多个粘性液体块。还应注意，在根据本公开的某些实施方案中，未固化着色材料609的一个或多个体积(例如，体积615)可以部分地填充图像图标层605内的一个或多个保持结构。
60.参考图6d的非限制性示例，根据某些实施方案，在将第一颜色的未固化着色材料609选择性地施加到图像图标层605之后，在对应于第二色域的区域中将第二颜色的未固化着色材料621施加到图像图标层605。根据各种实施方案，同样选择性地以足够的量提供未固化着色材料621，从而不仅填充保持结构，而且还产生覆盖保持结构之间的间隙空间(例如，间隙空间623)的一个或多个流体粘性体，而且还沿着一个或多个边界(例如，边界625与不同颜色的未固化着色材料(例如，未固化着色材料609)的一个或多个粘性体汇合。根据各种实施方案，因为第一区中的保持结构已经用未固化着色材料609填充到合适的深度(例如，填充或基本上填充深度在1μm至3μm范围内的保持结构)，所以未将第二颜色的未固化着色材料621引入第一区的保持结构中。因此，在根据本公开的某些实施方案中，边界625在图像图标层上占据与边缘613基本相同的位置。
61.参考图6e的非限制性示例，在根据本公开的某些实施方案中，从图像图标层605的间隙空间中去除未固化着色材料609和未固化着色材料621的大部分或多余量，从而留下基本上第一区630中的第一颜色的未固化着色材料609以及基本上第二区635中的第二颜色的未固化材料621。虽然第一区630与第二区635之间的边界周围的一个或多个保持结构可能包含多种颜色的未固化着色材料，但至少出于以下原因，这对通过包含图像图标层605的微光学安全装置实现的颜色转变的锐度没有显著影响。首先，如本公开中别处所讨论，已经观察到用一种颜色的未着色材料填充或大部分用一种颜色的未着色材料填充的保持结构不会获取施加到图像图标层的附近区域的另一种颜色的未着色材料。其次，如参考本公开的图7所讨论，在一些实施方案中，“区外”未着色材料的影响可以通过“区外”材料的区域固化或稀释来减轻。根据各种实施方案，将未固化着色材料609和未固化着色材料621固化，以催化化学反应，从而赋予保持结构中的材料结构稳定性。
62.有利地，通过选择性地施加多种颜色的未固化着色材料以填充图像图标层的基本上所有保持结构，去除所有多余量，以及随后将颜色的多个区一起固化，在某些实施方案中相对于通过一次反复地施加、刮除和固化一种颜色的未固化着色材料获得的转变实现更锐利颜色转变。
63.图7示出了根据本公开的某些实施方案如何能够实现锐利颜色转变的一组非限制性示例。
64.参考图7的非限制性示例，示出了根据本公开的某些实施方案的微光学装置700。根据各种实施方案，微光学装置700包括聚焦元件701的阵列(例如，图6a中的聚焦元件601
的阵列)。在一些实施方案中，微光学安全装置700还包括光学间隔件703(例如，图1中的光学间隔件110)。另外，在一些实施方案中，微光学装置700包括结构化图像图标层705(例如，包括图3a至图3f中的区段300的结构化图像图标层)，所述结构化图像图标层包含多个保持结构，包括例如保持结构710。
65.如本公开的别处所讨论，当减少或更优选地有效地消除包含不同颜色的固化材料的图像图标的发生率时，增强在由微光学装置产生的视觉效果(例如，合成图像)中在第一颜色的图像图标的第一区域与第二颜色的图像图标的第二区域之间观察到的转变锐度。
66.参考图7的非限制性示例，图7中所示的图像图标层705的部分包括在第一颜色的第一区(图中标记为“a”)与第二颜色的第二区(图中标记为“b”)之间的预期边界711周围的区域。
67.根据各种实施方案，将第一颜色的未固化着色材料715(以斜线阴影示出)选择性地施加到图像图标层。如在此说明性示例中所示，虽然选择性地施加未固化着色材料715，使得其主要填充第一区“a”中的保持结构，但在一些实施方案中，一些未固化着色材料715(在本文中也称为“区外”颜色)存在于第二区“b”中的保持结构(例如，保持结构720)中。
68.在利用区域固化的实施方案中，未固化着色材料715的区外颜色对微光学系统性能的影响可以通过区域性地固化图像图标层705来最小化，使得仅固化区“a”中的保持结构，由此允许在施加第二颜色的未固化着色材料725(在图中用交叉影线示出)之前洗掉区“b”中的区外未固化着色材料715。
69.类似地，在其中用两种或更多种颜色的未固化着色材料填充图像图标层的基本上所有保持结构的某些实施方案中(例如，参考图6a至图6e描述的实施方案)，也同样减轻区“b”中的区外未固化着色材料715对由微光学安全装置产生的图像外观的影响。根据某些实施方案，当在包含第一颜色的区外未固化着色材料715的保持结构(例如，保持结构720)中引入第二颜色的未固化着色材料725时，在固化之前混合未固化着色材料，并且可以避免与在“底部”(即，最靠近微光学装置的聚焦元件的保持结构的部分)具有两种或更多种不同颜色的固化材料的袋或体积相关的性能问题。
70.根据某些实施方案，将第二颜色的未固化着色材料725选择性地施加到图像图标层705并且对准图像图标层705的第二区“b”中的保持结构。在某些实施方案中，一定量的未固化着色材料725在区外进入区“a”中的保持结构(例如，保持结构710)。有利地，已经发现，在根据本公开的某些实施方案中，区外未固化着色材料725不影响在由微光学系统700产生的视觉效果中实现锐利颜色转变的能力。
71.例如，在施加未固化着色材料725之前区域性地固化第一颜色的未固化着色材料715的一些实施方案中，第一颜色的材料占据保持结构的“底部”，并且避免图像图标层的部分中的固化着色材料最靠近聚焦元件的可能性。类似地，在一些实施方案中，区域性地固化第二颜色的未固化着色材料725，并且可以洗掉大部分(如果不是全部)区外未固化着色材料725。在各种实施方案中，对第二颜色的未固化着色材料725进行泛光固化。然而，存在第一颜色的固化材料将第二颜色的区外未固化材料725限制在保持结构的最远离聚焦元件的部分，在所述部分处，所述第一颜色的固化材料的存在在由微光学安全装置700产生的视觉效果中基本上不明显。
72.作为另一示例，在最初将第一颜色的未固化着色材料715选择性地施加到区“a”中
的目标保持结构的根据本公开的某些实施方案中，已经观察到，由于流体静力学效应，用未固化着色材料715填充或基本上用未固化着色材料715填充的保持结构通常不会获取第二颜色的未固化着色材料725。另外，在保持结构中存在不同颜色的未固化着色材料的情况下，未固化着色材料混合，并且可以避免与在保持结构的“底部”具有不同颜色的固化着色材料相关的问题。
73.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其包括：聚焦元件的平面阵列；图像图标层，其包括多个保持结构，所述多个保持结构在所述图像图标层内的第一深度处限定隔离体积；图像图标的第一区，所述图像图标的第一区包括所述多个保持结构的第一预定义子集，其中所述多个保持结构的所述第一预定义子集中的保持结构的所述隔离体积包含第一颜色的固化着色材料；以及图像图标的第二区，所述图像图标的第二区包括所述多个保持结构的第二预定义子集，其中所述多个保持结构的所述第二预定义子集中的保持结构的所述隔离体积包含第二颜色的固化着色材料，其中所述第二颜色与所述第一颜色形成对比。
74.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其中在图像图标的第一区中的第一颜色的固化着色材料的深度小于第一深度，并且其中在图像图标的第二区中的第二颜色的固化着色材料的深度等于或大于第一深度。
75.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其中多个保持结构的第一预定义子集对应于将由微光学安全装置提供的动态定制显示器。
76.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其中将由微光学安全装置提供的动态定制显示器包括微光学安全装置的唯一字母数字标识符。
77.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其中动态定制的显示器包括来自图像图标的第一区和图像图标的第二区的图像图标。
78.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其中图像图标的第一区中的图像图标和图像图标的第二区中的图像图标占据图像图标层中与相对于聚焦元件的平面阵列中的聚焦元件的共同定相关系相关联的位置，其中当通过聚焦元件的平面阵列中的聚焦元件观看时，图像图标的第一区中的图像图标和图像图标的第二区中的图像图标呈现动态视觉效果，其外观在视角范围内变化，并且其中图像图标的第一区和图像图标的第二区相对于平面阵列的聚焦元件的共同定相关系产生动态视觉效果的外观的顺序变化。
79.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其中图像图标的第二区中不包含第一颜色的着色材料。
80.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其还包括设置在大于或等于第一深度的深度处的固化着色材料层，其中固化着色材料层与多个保持结构的至少一部分配准。
81.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其中聚焦元件的平面阵列中的聚焦元件是折射聚焦元件，并且其中图像图标层设置成靠近聚焦元件的平面阵列的焦平面。
82.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其中聚焦元件的平面阵列中的聚焦元件是反射聚焦元件，并且其中图像图标层设置成靠近聚焦
元件的平面阵列的焦平面。
83.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其中聚焦元件的平面阵列中的每个聚焦元件具有覆盖区，其中图像图标的第一区对应于聚焦元件的第一子集的覆盖区的部分，其中图像图标的第一区在预定视角范围内可见。
84.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其中第一颜色的固化着色材料包括光固化油墨，其中光固化油墨响应于发光二极管(led)灯的发射光谱中的光波长而聚合。
85.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其还包括图像图标的第三区，所述第三区包括多个保持结构的第三预定义子集，其中多个保持结构的第一预定义子集中的保持结构的隔离体积包含第三颜色的固化着色材料，其中第三颜色与第一和第二颜色形成对比。
86.根据本公开的各种实施方案的微光学安全装置的示例包括微光学安全装置，其中图像图标的第一区中的一个或多个图像图标定位成靠近图像图标的第二区中的一个或多个图像图标，使得当通过聚焦元件的平面阵列中的聚焦元件观看时，与图像图标的第二区中的一个或多个图像图标接近的图像图标的第一区中的一个或多个图像图标呈现为第三颜色的区域，并且其中第三颜色是第一颜色和第二颜色的混合。
87.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括方法，所述方法包括：将第一颜色的未固化着色材料层施加到微光学安全装置的图像图标层，所述图像图标层包括多个保持结构，所述多个保持结构在所述图像图标层内的第一深度处限定隔离体积；刮除所述图像图标层，使得所述第一颜色的未固化着色材料以等于或小于所述第一深度的深度保持在所述图像图标层的所述保持结构中；通过将第一光图案引导到所述图像图标层的第一区以形成图像图标的第一布置，选择性地固化所述第一颜色的所述未固化着色材料；以及去除所述第一颜色的所述未固化着色材料。
88.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括其中用刮墨刀片刮除所述图像图标层的方法。
89.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括其中通过喷洗去除所述未固化着色材料的方法。
90.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的实例包括还包括以下项的方法：使用dlp uv投影仪、led投影仪或来自uv激光器的光栅化投影选择性地固化所述第一颜色的所述未固化着色材料。
91.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括还包括以下项的方法：将第二颜色的未固化着色材料层施加到所述微光学安全装置的所述图像图标层，其中所述第二颜色与所述第一颜色形成对比；刮除所述图像图标；以及固化所述第二颜色的所述未固化着色材料。
92.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括还包括以下项的方法：对所述第二颜色的所述未固化着色材料进行泛光固化。
93.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括还包括以下项的方法：通过将第二光图案引导到所述图像图标层的第二区以形成图像图标的第二布置，选择地固化所述第二颜色的所述未固化着色材料；以及去除所述第二颜色的所述未固
化着色材料。
94.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括还包括以下项的方法：将第三颜色的未固化着色材料层施加到所述图像图标层，其中所述第三颜色与所述第一颜色和所述第二颜色形成对比；以及固化所述第三颜色的所述未固化着色材料层。
95.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括其中将所述第一光图案直接引导到所述图像图标层的方法。
96.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括方法，所述方法包括：选择性地将第一体积的第一颜色的未固化着色材料施加到微光学安全装置的图像图标层的第一区域，所述图像图标层包括多个保持结构，所述多个保持结构在所述图像图标层内的第一深度处限定隔离体积；选择性地将第二体积的第二颜色的未固化着色材料施加到所述微光学安全装置的所述图像图标层的第二区域，其中所述第二区域的至少一部分沿着所述图像图标层的表面上的湿边界接触所述第一区域的至少一部分；刮除所述图像图标层，使得所述第一颜色的未固化着色材料基本上被限制在所述图像图标层的第一区中的保持结构，并且所述第二颜色的未固化着色材料基本上被限制在所述图像图标层的第二区中的保持结构；以及固化所述第一颜色的所述未固化着色材料以及所述第二颜色的所述未固化着色材料，其中所述图像图标层的所述第一区和所述图像图标层的所述第二区沿着靠近所述湿边界位置的所述图像图标层区域汇合。
97.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括其中用刮墨刀片刮除所述图像图标层的方法。
98.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括其中对所述图像图标层进行泛光固化的方法。
99.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括其中区域性地固化所述图像图标层的所述第一区或所述图像图标层的所述第二区中的一个或多个的方法。
100.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括其中使用喷墨印刷、凹版印刷、模板、胶版印刷、直接平版印刷或柔版印刷中的一种或多种选择性地施加第一颜色的未固化着色材料的方法。
101.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括方法，所述方法包括选择性地将第三体积的未固化着色材料施加到图像图标层的第三区域，其中第三颜色与第一颜色和第二颜色形成对比；刮除所述图像图标层，使得所述第一颜色的未固化着色材料基本上被限制在所述图像图标层的第一区中的保持结构，所述第二颜色的未固化着色材料基本上被限制在所述图像图标层的第二区中的保持结构，并且所述第三颜色的未固化材料基本上被限制在所述图像图标层的第三区中的保持结构；以及固化所述第一颜色的所述未固化着色材料、所述第二颜色的所述未固化着色材料，以及所述第三颜色所述未固化着色材料。
102.根据本公开的各种实施方案的制造微光学安全装置的方法的示例包括其中经由聚焦元件的平面阵列的一个或多个透镜表面将第一光图案间接引导到所述图像图标层的方法。
103.本技术中的任何描述都不应被理解为暗示任何特定的元件、步骤或功能是必须包括在权利要求范围内的基本元件。专利主题的范围仅由权利要求限定。此外，除非在确切的词“用于
……
的构件”后跟一个分词，否则没有任何权利要求旨在援引35usc
§
112(f)。