[发明专利]单层图像投影膜

说明书

提供了一种单层图像投影系统，其由可选反射弓形元件的布置和图像浮雕微结构的可选反射图案构成，该可选反射弓形元件具有上弓形表面、下表面和以上弓形表面和下表面为边界的弓形区域，该图像浮雕微结构被设置在弓形元件的上弓形表面的至少一些上或其内。该可选反射弓形元件的布置和图像浮雕微结构的可选反射图案在单个层中并且相互作用以投影一个或多个图像。对于具有凸表面曲率的上弓形表面，该图像浮雕微结构从该表面向下延伸、在弓形区域内终止，并且对于具有凹表面曲率的上弓形表面，该图像浮雕微结构从该表面向上延伸、在由上弓形表面的曲率限定的区域内终止。光通过该系统的透射、光从该系统的反射或其组合形成一个或多个图像。

相关申请的交叉引用

该申请是2014年6月13日提交的美国专利申请序列号14/304,330的部分继续，其要求保护2013年6月13日提交的美国临时专利申请序列号61/834,762的权益，由此通过参考以其整体合并于此。

背景技术

已经采用各种光学材料来提供货币和文件的验证，来识别并区分真的产品和伪造产品，以及来提供已制造物品和包装的视觉增强。此类材料的演变主要源于寻找一种抵制某些物品和产品的伪造或者备选地使此类复制变得明显的机制。在防伪应用中使用的光学材料的示例包括全息显示器，以及依靠微透镜的透镜状结构或阵列来投射图像的图像系统，该图像展示了无法使用传统印刷和/或复印过程的而产生的光学效果。

对于在防伪应用中的使用，基于莫尔放大的概念的光学材料特别具有吸引力。此类材料通常包括顶透镜层、中间基底（光学隔片）和底印刷或对象层（其包含当通过透镜观看时要被放大或以其他方式更改的（一个或多个）微对象）。此类材料可以创建可能在防伪和美学应用中期望的有吸引力的视觉效果。

尽管现有的光学材料可以产生各种各样的视觉效果，但是继续需要新的光学材料来保持领先于造假者的能力以便获取或开发新的成像技术。

发明内容

提供莫尔（moiré）类型放大系统。该莫尔放大系统可以包括表面以及设置在该表面上或该表面内的具有周期表面曲率的图像浮雕微结构的周期阵列。该图像浮雕微结构可以具有沿着该阵列内的第一图像参考轴的第一图像重复周期，并且该周期表面曲率可以具有沿着该阵列内的第一曲率参考轴的第一曲率重复周期。光通过阵列的透射、光从阵列的反射或其组合形成放大的莫尔图像。

该图像浮雕微结构可以是(+)浮雕或(-)浮雕图像浮雕微结构。在一些情况下，该图像浮雕微结构可以是从表面向上突出、终止于弓形图像生成表面的(+)浮雕图像浮雕微结构。在其他情况下，该图像浮雕微结构可以是作为在表面内形成、终止于弓形图像生成表面的空隙的(-)浮雕图像浮雕微结构。依据放大的莫尔图像的期望外观，该图像浮雕微结构可以是正性图像表示或负性图像表示。

在其他预期实施例中，该微结构不会从弓形图像生成表面延伸至平面光学表面，而是作为代替在这些表面之间的某一地方开始或终止。更具体地，在这些其他预期实施例中的单层图像投影系统由可选反射弓形元件的布置和图像浮雕微结构的可选反射图案构成，该可选反射弓形元件具有上弓形表面、下表面和以上弓形表面和下表面为边界的弓形区域，该图像浮雕微结构被设置在弓形元件的上弓形表面的至少一些上或其内。该可选反射弓形元件的布置和图像浮雕微结构的可选反射图案在单个层中并且相互作用以投影一个或多个图像。对于具有凸表面曲率的上弓形表面，该图像浮雕微结构从该表面向下延伸、在弓形区域内终止，并且对于具有凹表面曲率的上弓形表面，该图像浮雕微结构从该表面向上延伸、在由上弓形表面的曲率限定的区域内终止。

图像浮雕微结构中存在的弓形图像生成表面的曲率半径（以及通过扩展该周期表面曲率的曲率半径）可以改变。在一些实施例中，图像浮雕微结构中存在的弓形图像生成表面的曲率半径（以及通过扩展该周期表面曲率）可以从1微米至500微米。

该阵列中的图像浮雕微结构的弓形图像生成表面可以具有跨该阵列的凸或凹周期表面曲率。在某些实施例中，该阵列的周期表面曲率是凸的。