具有多相图标结构的微光学安全装置的制作方法-j9九游会真人

1.本公开整体涉及安全或高价值文件诸如钞票、护照和票据的防伪。更具体地，本公开涉及具有多相图标结构的微光学安全装置。


背景技术：

2.微光学安全装置，或包括微尺度聚焦元件阵列和在聚焦元件的焦平面中的图像图标(例如，彩色材料的亚微尺度区域)的布置的装置(它们一起工作以提供一个或多个特征视觉效果(例如，具有三维外观的出射的或“合成的”图像))迄今为止已经证明在提供有价文件，诸如流通券和护照的真实性的可信视觉标记方面通常是有效的。
3.微光学安全装置作为文件真实性的视觉级(即，可由人眼检测，而不是由钞票设备制造商(“bem”)装置或其他专用机器检测)标记的性能和有效性可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超出伪造者和恶意行为者的当前能力的程度。
4.提供新颖视觉效果(即，之前没有看到过的视觉效果)的微光学安全装置可以是特别有效的，因为它们的新颖性不仅增加了用户参与的可能性(因为用户更可能注意到之前从未看到过的特征)，而且同时降低了伪造的发生率(因为用于产生新颖视觉效果的制造和设计技术尚未被伪造者掌握)。
5.因此，扩展由微光学安全装置提供的视觉效果的范围仍然是本领域中改进的技术挑战和机会的来源。


技术实现要素：

6.本公开提供了具有多相图标结构的微光学安全装置。
7.在第一实施方案中，光学安全装置包括沿着第一重复轴线以第一间距间隔开的聚焦元件阵列，其中聚焦元件阵列中的每个聚焦元件与第一焦点深度处的焦点覆盖区相关联。该光学安全装置还包括相对于聚焦元件阵列设置在第一焦点深度处的图标层，该图标层包括混合图像图标阵列。每个混合图像图标包括与由光学安全装置投射的第一出射图像相关联的第一分量以及与由光学安全装置投射的第二出射图像相关联的第二分量。混合图像图标的第一分量沿着第一重复轴线重复，使得混合图像图标的第一分量占据聚焦元件阵列中的聚焦元件的焦点覆盖区内的第一相空间。混合图像图标的第二分量沿着第一重复轴线，使得混合图像图标的第二分量占据聚焦元件阵列中的聚焦元件的焦点覆盖区内的第二相空间。
8.在第二实施方案中，制造光学安全装置的方法包括提供沿着第一重复轴线以第一间距间隔开的聚焦元件阵列，其中聚焦元件阵列中的每个聚焦元件与第一焦点深度处的焦点覆盖区相关联。该方法还包括提供相对于聚焦元件阵列设置在第一焦点深度处的图标层，该图标层包括混合图像图标阵列。每个混合图像图标包括与由光学安全装置投射的第一出射图像相关联的第一分量以及与由光学安全装置投射的第二出射图像相关联的第二
分量。混合图像图标的第一分量沿着第一重复轴线重复，使得混合图像图标的第一分量占据聚焦元件阵列中的聚焦元件的焦点覆盖区内的第一相空间。混合图像图标的第二分量沿着第一重复轴线，使得混合图像图标的第二分量占据聚焦元件阵列中的聚焦元件的焦点覆盖区内的第二相空间。
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是显而易见的。
10.在给出下面的具体实施方式之前，阐述本专利文件中通篇使用的某些单词和短语的定义可能是有利的。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通信，无论那些元件是否彼此物理接触。术语“包括”和“包含”以及其派生词意指包括但不限于。术语“或”是包括性的，意指和/或。短语“与
……
相关联”以及其派生词意指包括、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、可与
……
通信、与
……
合作、交错、并置、接近、结合到或与
……
结合、具有、具有
……
的特性、与
……
具有关系等。与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或分布式的，无论是本地的还是远程的。当与项目列表一起使用时，短语
“……
中的至少一者”意指可以使用所列出的项目中的一个或多个项目的不同组合，并且可能只需要列表中的一个项目。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。
11.在本专利文件中通篇提供了其他特定词语和短语的定义。本领域普通技术人员应当理解，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单词和短语的先前用途以及未来用途。
附图说明
12.为了更完整地理解本公开及其优点，现在结合附图参考以下描述，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示例；
14.图2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的分解透视图；
15.图3a至图3c示出了根据本公开的各种实施方案的聚焦元件的焦点覆盖区的各方面；
16.图4示出了根据本公开的某些实施方案的相对于焦点覆盖区的混合图标的示例；
17.图5示出了根据本公开的各种实施方案的相对于聚焦元件阵列中的聚焦元件的覆盖区包括混合图标的图标层的示例；
18.图6示出了根据本公开的各种实施方案的混合图像图标的分量之间的相空间的示例；并且
19.图7示出了根据本公开的各种实施方案的焦点覆盖区和包括三个分量的混合图像图标的示例。
具体实施方式
20.以下讨论的图1至图7以及用于描述本专利文件中的本公开的原理的各种实施方案仅作为说明的方式，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在基本层面上包括聚焦元件的平面阵列105(包括例如聚焦元件107)和图像图标的布置120(包括例如图像图标121)。在图1的说明性示例中，聚焦元件的平面阵列中的聚焦元件是球面透镜。然而，其他种类的聚焦元件也是可能的并且在本公开的预期范围内。适用于根据本公开的微光学系统的聚焦元件的示例包括但不限于非球面透镜、菲涅耳透镜、反射透镜、双凸透镜和密封双凸透镜。根据各种实施方案，聚焦元件的平面阵列105中的每个聚焦元件具有焦点覆盖区，图像图标的布置120中的一个或多个图像图标定位在该焦点覆盖区中。在某些实施方案中，图像图标在每个聚焦元件的相应焦点覆盖区内的图像图标布置120内的位置对应于图像图标层中的保持结构之间的空间。
23.如在本公开中所使用的，表述“焦点覆盖区”涵盖在聚焦元件的焦平面内或附近的面积，在该面积上聚焦元件可以将光聚焦在一个或多个预定义标准(例如，聚焦的亮度和锐度)内。根据实施方案，聚焦元件的焦点覆盖区可以与聚焦元件的基底共同延伸。另选地，聚焦元件的焦点覆盖区可以在聚焦元件的基底的形状和面积中的一者或多者上不同。作为说明性示例，具有圆形基底轮廓的聚焦元件(例如球面透镜或反射器)可以具有六边形焦点覆盖区。
24.根据一些实施方案，聚焦元件的平面阵列105的分辨率(例如，在诸如1
×
1mm框的指定面积中提供的聚焦元件的数量)相对于图像图标的布置120的分辨率(例如，在指定面积中提供的聚焦元件的数量)的比率为1或更大。作为非限制性示例，图像图标的布置120内的每个图像图标可以落在多个聚焦元件的焦点覆盖区内。作为另外的非限制性示例，在指定面积内的每个聚焦元件的焦点覆盖区内可能不存在图像图标。另外，在根据本公开的一些实施方案中，聚焦元件的平面阵列105的分辨率相对于图像图标的布置120的分辨率的比率可具有小于1的值。
25.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，聚焦元件的平面阵列105中的聚焦元件包括微光学折射聚焦元件(例如，平-凸或grin透镜)，具有在不同折射率的区域(例如，聚合物透镜材料和空气)之间提供弯曲界面的透镜表面。在一些实施方案中，聚焦元件的平面阵列105的折射聚焦元件由折射率在1.35至1.7范围内并且直径在5μm至200μm范围内的光固化树脂制成。在各种实施方案中，聚焦元件的平面阵列105中的聚焦元件包括反射聚焦元件(例如，非常小的凹面镜)，其直径在5μm至200μm的范围内。虽然在该说明性示例中，聚焦元件的平面阵列105中的聚焦元件被示为包括圆形平凸透镜，但是其他折射透镜几何形状(例如，双凸透镜)也是可能的并且在本公开的预期范围内。
26.根据各种实施方案，聚焦元件的平面阵列105中的聚焦元件沿着至少一个重复轴线以规则间隔(有时称为“间距”或“透镜间距”)设置。在聚焦元件的透镜阵列的情况下，聚焦元件沿着单个重复轴设置。然而，在球形或其他聚焦元件几何形状的情况下，聚焦元件的平面阵列105中的聚焦元件可以在两个重复轴线上重复。此外，根据聚焦元件的配置，重复轴线可以不同地彼此正交或不正交。
27.如图1的说明性示例中所示，图像图标的布置120包括一组图像图标(包括图像图标121)，其定位在聚焦元件的平面阵列105中的聚焦元件的焦点覆盖区内的预先确定的位
置处。根据各个实施方案，图像图标的布置120中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光固化材料的区域。如本公开中所使用的，术语“结构化图像层”涵盖已被压印或以其他方式形成为包括用于定位和保持图像图标材料的结构(例如，凹陷部、柱、凹槽或台面)的材料层(例如，可光固化树脂)。根据某些实施方案，图像图标的布置120被构造成便于微光学系统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，图像图标的布置120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所示，方形井)来形成，该保持结构然后被固化以在图像图标的布置120内产生颜色的区域或区。在该非限制性示例中，图像图标的布置120内的不同颜色由最接近聚焦层的图像图标表面上的不同填充图案来表示。例如，图像图标121被示为与其行中的图像图标具有相同的颜色。
28.如参考本公开的图4至图7的说明性示例所讨论的，在某些实施方案中，图像图标的布置120中的图像图标可以是混合图像图标。如在本公开中所使用的，表述“混合图像图标”包括已经被细分成两个或更多个分量的图像图标，其中每个分量可以沿着聚焦元件和图标结构之间的共享重复轴线占据不同的相位。
29.如图1的说明性示例所示，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，光学间隔件110包括基本上透明材料的膜，其用于将图像图标的布置120中的图像图标定位在聚焦元件的平面阵列105中的聚焦元件的焦平面中或其周围。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，在该制造衬底上可施加一层或多层可光固化材料，对其进行压印和泛光固化以形成保持结构，然后可用经固化以产生图标结构的着色的可光固化材料填充该保持结构。在某些实施方案中，用于形成图像图标的布置120的可光固化材料是着色的可紫外线(uv)固化的聚合物。
30.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包括薄的(例如，2μm至50μm厚的层)基本上透明的材料，其在下表面上与聚焦元件的平面阵列105中的聚焦元件对接，并且包括曲率变化比聚焦元件的平面阵列105小的上表面(例如，通过是平滑的，或通过具有其局部波动具有比聚焦元件大的曲率半径的表面)。
31.如图1的非限制性实施方案所示，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附接到衬底150以形成安全文件160。根据各种实施方案，衬底150可以是一张货币纸或聚合物衬底。根据一些实施方案，衬底150是聚合物膜，双轴取向聚丙烯(bopp)的薄的柔性片材。在各种实施方案中，衬底150是一段合成纸材料，诸如根据一些实施方案，衬底150是一段聚合物卡片材料，诸如适于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。
32.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中的微光学系统100)内的微光学单元200。如在本公开中所使用的，术语“微光学单元”涵盖对应于聚焦元件的平面阵列(例如，图1中的聚焦元件的平面阵列105)内的单个聚焦元件的微光学安全装置的三维截面。
33.参考图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中的微光学系统100)的多个(在一些实施方案中，数百万个)微光学单元中的一个微光学单元。根据各种实施方案，微光学单元200包括聚焦元件207。在该说明性示例中，聚焦元件207是
折射聚焦元件(在这种情况下，是平-凸透镜)，该折射聚焦元件通过以下方式形成：将可光固化材料层施加到光学间隔件层210(例如，也充当制造衬底的透明膜材料层)，对该层进行压印以限定聚焦元件207的形状，并且在一些实施方案中，取决于聚焦元件的f#，附加光学间隔件201(有时被称为“粘性间隔件”)，并且然后用光(例如，uv光)固化该材料以实现一个或多个化学固化反应，从而产生足够坚固的材料层以用于微光学安全装置。
34.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中的图像图标的布置120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，其中每个保持结构限定具有第一深度的隔离体积。在根据本公开的各种实施方案中，包括区段220的图像图标层使用与聚焦元件207类似的制造技术来构造，其中未固化的可光固化材料层被施加到光学间隔件层210的侧面，被压印以形成多个保持结构，并且然后暴露于光源以激活材料中的固化反应，从而产生固化的结构化图像图标层。
35.如本公开中其他地方所指出的，可以用来测量微光学安全装置的性能的维度包括但不限于装置和由装置产生的光学效应在视觉上吸引人的程度。如果微光学安全装置可靠地“抓住观察者的眼睛”，则有更大的机会使用户注意到这种装置的缺失或装置外观的不规则性。美观产生吸引力，并且从防伪的观点来看，吸引力可能是非常有利的。
36.经验表明，微光学系统呈现的视觉效果(例如，出射图像，也称为“合成图像”)中的多种颜色的锐度和存在可以激发吸引力。在许多情况下，当图像图标具有适当的厚度并且设置在聚焦元件的平面阵列的聚焦元件的焦平面内时，微光学安全装置更可能提供整洁的视觉效果。根据一些实施方案，合适的图像图标厚度涵盖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较窄的厚度范围，诸如例如0.5μm至2.5μm或1.5μm至1.8μm。对于一些应用，合适的图像图标具有大于3.5μm或小于0.5μm的厚度。“薄”图标或散焦图标可导致但不限于出现的出射图像的颜色被洗掉，并且出现的图像细节模糊。
37.有利地，根据本公开的某些实施方案包括混合图像图标，其中设置在聚焦元件的焦点覆盖区内的混合图像图标具有两个或更多个独立定相分量。以这种方式，根据本公开的某些实施方案实现了令人满意的锐度和颜色(因为混合图标的每个分量具有足够的深度以与聚焦元件207的焦点重合或至少接近)。同时，通过将每个图像图标细分为占据独立相空间的多个分量，可以实现具有复合(即一次多于一个)动态视觉效果的出射图像。
38.作为根据本公开的某些实施方案如何扩展动态视觉效果的范围的一个非限制性示例，该动态视觉效果可以由投射图标层的部分的一个或多个出射图像的微光学系统提供，根据本公开的某些实施方案可以呈现“多重滚动带”效果，其中多种颜色的带由聚焦元件的透镜阵列或多方向阵列投射，以看起来连续滚动通过空间。此外，在根据本公开的一些实施方案中，可以调制各个带的速率和带相对于光学安全装置的平面的感知高度。历史上，对于单一的图标结构，这样的滚动带效果被限制为在空间内表现为闪烁或滚动的单一颜色的带。
39.图3a至图3c(统称为“图3”)示出了根据本公开的各种实施方案的聚焦元件如何将光聚焦在焦点覆盖区内的示例。为了便于交叉引用，图3a至图3c中多于一者所共有的项目被类似地编号。
40.参考图3的非限制性示例，定位在光学间隔件303的一部分上的折射聚焦元件301
的侧视图(图3c)，下侧视图(图3a)和角度视图(图3b)。根据某些实施方案，聚焦元件301固定到光学间隔件303并且与光学间隔件303的表面具有固定关系。在某些实施方案中，聚焦元件301和光学间隔件303的表面之间的固定关系是通过将可光固化材料层施加到光学间隔件303上，对可光固化材料层进行压印以形成透镜表面并在原位固化该材料来实现的。在一些实施方案中，聚焦元件301和光学间隔件303的表面之间的固定关系通过由共同的可光固化材料层形成聚焦元件301和光学间隔件两者并固化所形成的层以产生集成的聚焦元件-光学间隔件组合来实现。
41.聚焦元件301与焦点覆盖区305相关联，根据一些实施方案，该焦点覆盖区与聚焦元件301的周边共同延伸。根据一些实施方案，焦点覆盖区305小于聚焦元件301的周长。在某些实施方案中，焦点覆盖区305描述了大于聚焦元件301的周边的面积。
42.如图3的说明性示例中所示，光以与视角相关联的角度(或角度范围)撞击聚焦元件301的透镜化表面，该视角在图中示出为θc。聚焦元件301的透镜作用将入射光聚焦在焦点覆盖区305内的区域320中。
43.图4示出了相对于聚焦元件的焦点覆盖区405具有第一分量410a和第二分量410b的混合图像图标410的示例。根据各种实施方案，焦点覆盖区405是圆形聚焦元件的焦点覆盖区。在一些实施方案中，焦点覆盖区405是双凸透镜的焦点覆盖区的细分。
44.在该说明性示例中，混合图像图标410是包括较大图像图标阵列(例如，图1中的图像图标的布置120)的微光学安全装置(例如，图1中的微光学系统100)的一部分。类似地，产生焦点覆盖区405的聚焦元件是具有微光学安全性的较大聚焦元件阵列(例如，图1中的聚焦元件的平面阵列105)的一部分。此外，混合图像图标410是沿着至少第一重复轴线415重复的图标层的一部分。类似地，微光学安全装置的聚焦元件根据聚焦元件沿第一重复轴线415的间距规则地重复。
45.根据各种实施方案，当通过聚焦元件观察微光学安全装置的混合图像图标(例如，混合图像图标410)时(或者，在由聚焦元件反射的反射聚焦元件的情况下)，每个聚焦元件的聚焦和从其覆盖区的一部分投射光的组合相互作用产生合成图像，诸如授予steenblik等人的美国专利号7,738,175中所述，该专利以引用方式并入本文中。
46.在某些实施方案中，混合图像图标410被细分为两个或更多个构成分量，其中每个分量占据图像图标层内的单独相空间。根据本公开的某些实施方案的微光学系统投射出射图像，这是由于图标结构以与聚焦元件的布置重复的聚焦元件相似的周期并沿着与其相似的一个或多个重复轴线重复的事实。此外，可以通过但不限于改变图标层中的结构相对于聚焦元件的间距的相对周期性(即，改变相位)来调制出射图像的外观和动态行为(例如，出射图像如何响应于用户视角的改变而改变)。例如，聚焦元件的重复轴线和图标结构的重复轴线之间的轻微偏斜可以产生出射图像的正交视差移动，其中沿着第一轴线的视点的改变导致出射图像沿着与第一轴线正交的第二轴线的改变。可以被调制以改变由系统产生的视觉效果的外观的图标结构的其他设计变量包括但不限于改变图标结构的面积(其可以改变出射图像的暗度)。
47.参考图4的非限制性示例，混合图像图标410的第一分量410a和410b占据不同的相空间。如本公开中所使用的，表述“相空间”涵盖混合图像图标的分量的重复相对于聚焦元件的重复周期(即，间距)的定相以及混合图像图标的分量的重复相对于混合图像图标的其
他分量的定相和偏移。因此，相空间可以是混合图像图标的给定分量和聚焦元件沿着给定重复轴线的间距之间的比率以及混合图像图标的给定分量和其他分量之间的偏移的函数。
48.图5示出了根据本公开的各种实施方案的相对于聚焦元件阵列中的聚焦元件的焦点覆盖区包括混合图标的图标层的示例。
49.参考图5的非限制性示例，在图中示出了聚焦元件阵列(例如，图1中的聚焦元件的平面阵列105)的区段的聚焦元件的焦点覆盖区(包括焦点覆盖区501a和501b)。此外，在图中示出了较大图像图标阵列(例如，图1中的图像图标的布置120)的混合图像图标(例如，图4中的混合图像图标410)相对于每个聚焦元件的覆盖区的位置。此外，在图中示出了每个聚焦元件相对于其焦点覆盖区的焦点(例如，焦点505)。在图5的说明性示例中，焦点相对于焦点覆盖区的尺寸被放大以便于解释。在根据本公开的某些实施方案中，聚焦元件可以产生直径在1μm量级的焦点。
50.如本公开中其他地方所指出的，聚焦元件的重复(以及隐含的，它们在共享焦平面内的焦点)和图标结构沿着一个或多个重复轴线(例如，第一重复轴线510)的重复的定相差可以在包括数千或更典型地数百万个单元的微光学阵列上导致图像图标层的内容的出射图像被系统投射。
51.再次参考图5的说明性示例，通过利用混合图像图标(例如，混合图像图标515)，其中每个图像图标包括两个或更多个分量，根据本公开的某些实施方案投射包括两个或更多个动态分量的出射图像。在该说明性示例中，混合图像图标包括第一分量和第二分量，其中对于给定的视角，第一分量、第二分量或第一分量和第二分量两者可以落在聚焦元件的焦点(例如，焦点505)内。这样，当微光学装置倾斜时，根据本公开的某些实施方案可以在相同的角空间(即，视角范围)上投射多个出射图像(即，与混合图像图标的每个分量相关联的出射图像)。作为根据本公开的一些实施方案的如何在同一空间内投射多个出射图像的一个非限制性示例，可以扩展由微光学安全装置提供的效果的范围，根据本公开的装置，甚至那些利用透镜状聚焦元件的装置，可以一次投射多个“滚动条”或“闪光”效果。这种串接的“闪烁”效果在本领域中不被认为是先前已知的。
52.图6示出了根据本公开的各种实施方案的混合图像图标的分量之间的相空间的示例。
53.参考图6的说明性示例，在图中示出了第一焦点覆盖区601a和第二焦点覆盖区601b。此外，第一焦点覆盖区601a覆盖包括第一混合图像图标605a的图像图标阵列(例如，图1中的图像图标的布置120)内的面积，而第二焦点覆盖区601b覆盖包括第二混合图像图标605b的图像图标阵列内的面积。在该说明性示例中，混合图像图标605a包括第一分量610a。根据各种实施方案，第一分量610a包括图标层中的材料区域(例如，填充保持结构中的凹陷部的第一颜色的uv可固化聚合物)。在一些实施方案中，第一分量610a是表面安装图像图标的一部分。如在本公开中所使用的，表述“表面安装图像图标”涵盖有助于形成出射图像的图标层中的材料的区段，并且其位置不被保持结构的位置预定义。在一些实施方案中，可通过引导固化光穿过聚焦元件直接固化未固化图标材料层来形成表面安装的图像图标，从而将固化光聚焦在某些图像图标焦点覆盖区的选定子集上。根据一些实施方案，第一混合图像图标605a还包括第二分量615a，在一些实施方案中，该第二分量具有与第一分量610a类似的构造，不同之处仅在于其由与用于第一分量610a的第一颜色形成对比的颜色的
材料形成。类似地，第二混合图像图标605b包括第一分量610b和第二分量615b，该第一分量610b具有与第一分量610a类似的构造，该第二分量615b同样具有与第二分量615a类似的构造。
54.根据各种实施方案，第一焦点覆盖区601a和第二焦点覆盖区601b是微光学系统(例如，图1中的微光学系统100)的焦点覆盖区中的大得多(例如，数百万或数十亿)的两个覆盖区，该微光学系统能够以给定视角投射混合图像图标的第一分量的第一出射图像和混合图像图标的第二分量的第二出射图像。如本公开中别处所讨论的，出射图像的投射是但不限于图像图标层的分量如何沿着一个或多个重复轴线(例如，第一重复轴线620)重复相对于聚焦元件如何沿着同一重复轴线重复的函数。描述第一组图标结构相对于聚焦元件和其他图标结构的重复的参数定义了图标结构的相空间。
55.参考图6的说明性示例，混合图像图标605a和605b的第一分量(即，第一分量610a和610b)占据第一相空间。类似地，混合图像图标605a和6015b的第二分量(即，第二分量615a和615b)占据第二相空间。通过将图像图标细分成占据单独的相空间的部分，根据本公开的某些实施方案能够基于当微光学装置在单个角度观察空间内倾斜时两个或更多个出射图像的精心安排的投射来产生先前未看见的出射图像效果。
56.如图6的说明性示例所示，与第一焦点覆盖区601a和第二焦点覆盖区601b相关联的聚焦元件在第一间隔625上沿着第一重复轴线620重复。根据某些实施方案，透镜间距是第一间隔625相对于公共测量单位的商。间距可以表示为例如每英寸的透镜。此外，混合图像图标的第一分量610a和610b在第一分量间隔630上重复。沿着第一重复轴线620的第一间隔625与第一分量间隔630的比率定义了第一重复比率。根据第一分量间隔630相对于第一间隔625的大小，第一分量的出射图像将出现在微光学安全装置的平面之上或之下。另外，第一分量610a和610b通过偏移635a和635b与第二分量615a和615b分离。根据实施方案，偏移635a和635b的相对值可以是恒定的。另选地，在图像图标的第二分量沿着第一重复轴线620重复的第二分量间隔640不同于第一分量间隔630的情况下，偏移635a和635b的大小可在微光学装置上变化。根据某些实施方案，第一分量间隔630和第一间隔625之间的重复比率以及偏移635a和635b的性质定义了混合图像图标605a和605b的第一分量的第一相空间。应注意，在某些实施方案中，图像图标的分量的相空间可在图像图标的布置上变化，其中第一分量在布置中的一个位置处具有给定相空间，且在别处具有不同相空间。这样，由微光学系统的混合图像图标的第一分量投射的出射图像可以表现为三维的。
57.类似地，第二分量间隔640和第一间隔625之间的重复比率，结合偏移635a和635b的大小和变化定义了混合图像图标605a和605b的第二分量的第二相空间。与第一相空间一样，第二相空间同样可以在微光学装置的图像图标层内局部地变化，其中混合图像图标605a和605b是微光学装置的一部分。
58.图7示出了根据本公开的各种实施方案的焦点覆盖区和包括三个分量的混合图像图标的示例。虽然前面的附图已经参考具有两个分量的混合图标描述了具有多相图标结构的微光学系统的示例，但是根据本公开的实施方案不限于此，并且具有三个或更多个分量的混合图标的实施方案在本公开的预期范围内。
59.参考图7的非限制性示例，在图中示出了第一焦点覆盖区701a和第二焦点覆盖区701b。此外，第一混合图像图标705a定位在第一焦点覆盖区701a内，而第二混合图像图标
705b定位在第二焦点覆盖区701b内。
60.如图7所示，第一混合图像图标705a和705b中的每一者具有第一分量710a和710b，包括占据第一相空间并且以给定角空间投射第一出射图像的彩色图标材料区域。混合图像图标705a和705b还包括第二分量715a和715b，该第二分量同样包括与第一分量710a和710b形成颜色对比的彩色图标材料的区域，该第二分量占据第二相空间并且以给定角空间投射第二出射图像。另外，混合图像图标7015a和7015b包括第三分量720a和720b，该第三分量包括与第一分量710a和710b以及第二分量715a和715b形成对比的颜色的材料。此外，第三分量720a和720b占据第三相空间，并且以给定角空间投射第三出射图像。
61.根据本公开的一些实施方案的光学安全装置的示例包括这样的光学安全装置：该光学安全装置包括沿着第一重复轴线以第一间距间隔开的聚焦元件阵列，其中该聚焦元件阵列中的每个聚焦元件与第一焦点深度处的焦点覆盖区相关联；以及相对于聚焦元件阵列设置在第一焦点深度处的图标层，该图标层包括混合图像图标阵列。其中每个混合图像图标包括与由光学安全装置投射的第一出射图像相关联的第一分量以及与由光学安全装置投射的第二出射图像相关联的第二分量。其中混合图像图标的第一分量沿着第一重复轴线重复，使得混合图像图标的第一分量占据聚焦元件阵列中的聚焦元件的焦点覆盖区内的第一相空间。其中混合图像图标的第二分量沿着第一重复轴线，使得混合图像图标的第二分量占据聚焦元件阵列中的聚焦元件的焦点覆盖区内的第二相空间。
62.根据本公开的一些实施方案的光学安全装置的示例包括这样的光学安全装置：其中聚焦元件阵列中的聚焦元件包括六边形或非球面聚焦元件。
63.根据本公开的一些实施方案的光学安全装置的示例包括这样的光学安全装置：其中聚焦元件阵列中的聚焦元件包括球面聚焦元件。
64.根据本公开的一些实施方案的光学安全装置的示例包括这样的光学安全装置：其中混合图像图标的第一分量沿着第一重复轴线以相对于第一间距的第一重复比率重复，混合图像图标的第二分量沿着第一重复轴线以相对于第一间距的第二重复比率重复，并且其中第一重复比率等于第二重复比率。
65.根据本公开的一些实施方案的光学安全装置的示例包括这样的光学安全装置：其中混合图像图标的第一分量沿着第一重复轴线以相对于第一间距的第一重复比率重复，混合图像图标的第二分量沿着第一重复轴线以相对于第一间距的第二重复比率重复，并且其中第一重复比率不等于第二重复比率。
66.根据本公开的一些实施方案的光学安全装置的示例包括这样的光学安全装置：其中第一出射图像或第二出射图像中的至少一者是动态出射图像。
67.根据本公开的一些实施方案的光学安全装置的示例包括这样的光学安全装置：其中混合图像图标的第一分量具有第一颜色，并且第二分量具有第二颜色，其中第二颜色与第一颜色形成对比。
68.根据本公开的一些实施方案的光学安全装置的示例包括这样的光学安全装置：其中第一出射图像包括响应于视角的改变而移动通过光学安全装置的第一区域的第一颜色的至少一个循环重复带，并且第二出射图像包括响应于视角的改变而移动通过光学安全装置的第一区域的第二颜色的至少一个循环重复带。
69.根据本公开的一些实施方案的光学安全装置的示例包括这样的光学安全装置：其
中聚焦元件阵列中的聚焦元件包括透镜聚焦元件。
70.根据本公开的一些实施方案的光学安全装置的示例包括这样的光学安全装置：其中每个混合图像图标还包括与由光学安全装置投射的第三出射图像相关联的第三分量，其中混合图像图标的第三分量沿着第一重复轴线重复，使得混合图像图标的第三分量占据聚焦元件阵列中的聚焦元件的焦点覆盖区内的第三相空间。
71.根据本公开的一些实施方案的光学安全装置的示例包括这样的光学安全装置：其中第一相空间是混合图像图标的第一分量和聚焦元件沿着第一重复轴线的第一间距之间的第一重复比率以及混合图像图标的第一分量和其他分量之间的偏移的函数。
72.制造根据本公开的各种实施方案的光学安全装置的方法的示例包括包含以下步骤的方法：提供沿着第一重复轴线以第一间距间隔开的聚焦元件阵列，其中聚焦元件阵列中的每个聚焦元件与第一焦点深度处的焦点覆盖区相关联；以及提供相对于聚焦元件阵列设置在第一焦点深度处的图标层，该图标层包括混合图像图标阵列。其中每个混合图像图标包括与由光学安全装置投射的第一出射图像相关联的第一分量以及与由光学安全装置投射的第二出射图像相关联的第二分量。其中混合图像图标的第一分量沿着第一重复轴线重复，使得混合图像图标的第一分量占据聚焦元件阵列中的聚焦元件的焦点覆盖区内的第一相空间。其中混合图像图标的第二分量沿着第一重复轴线，使得混合图像图标的第二分量占据聚焦元件阵列中的聚焦元件的焦点覆盖区内的第二相空间。
73.制造根据本公开的各种实施方案的光学安全装置的方法的示例包括这样的方法：其中第一相空间是混合图像图标的第一分量和聚焦元件沿着第一重复轴线的第一间距之间的第一重复比率以及混合图像图标的第一分量和其他分量之间的偏移的函数。
74.制造根据本公开的各种实施方案的光学安全装置的方法的示例包括这样的方法：其中聚焦元件阵列中的聚焦元件包括六边形或非球面聚焦元件。
75.制造根据本公开的各种实施方案的光学安全装置的方法的示例包括这样的方法：其中聚焦元件阵列中的聚焦元件包括球面聚焦元件。
76.制造根据本公开的各种实施方案的光学安全装置的方法的示例包括这样的方法：其中混合图像图标的第一分量沿着第一重复轴线以相对于第一间距的第一重复比率重复，混合图像图标的第二分量沿着第一重复轴线以相对于第一间距的第二重复比率重复，并且其中第一重复比率等于第二重复比率。
77.制造根据本公开的各种实施方案的光学安全装置的方法的示例包括这样的方法：其中混合图像图标的第一分量沿着第一重复轴线以相对于第一间距的第一重复比率重复，混合图像图标的第二分量沿着第一重复轴线以相对于第一间距的第二重复比率重复，并且其中第一重复比率不等于第二重复比率。
78.制造根据本公开的各种实施方案的光学安全装置的方法的示例包括这样的方法：其中混合图像图标的第一分量具有第一颜色，并且第二分量具有第二颜色，其中第二颜色与第一颜色形成对比。
79.制造根据本公开的各种实施方案的光学安全装置的方法的示例包括这样的方法：其中第一出射图像包括响应于视角的改变而移动通过光学安全装置的第一区域的第一颜色的至少一个循环重复带，并且第二出射图像包括响应于视角的改变而移动通过光学安全装置的第一区域的第二颜色的至少一个循环重复带。
80.制造根据本公开的各种实施方案的光学安全装置的方法的示例包括这样的方法：其中聚焦元件阵列中的聚焦元件包括透镜聚焦元件。
81.本技术中的任何描述都不应被解读为暗示任何特定要素、步骤或功能是必须包括在权利要求范围内的必要要素。专利主题的范围仅由权利要求限定。此外，除非分词前面具有确切的词语“用于
……
的装置”，否则权利要求均不旨在援引35u.s.c.
§
112(f)。