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特許7646569高分子マトリックスの層の屈折率を調整して微小光学（ＭＯ）焦点を最適化するためのナノ粒子の使用
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-03-07
(45)【発行日】2025-03-17
(54)【発明の名称】高分子マトリックスの層の屈折率を調整して微小光学（ＭＯ）焦点を最適化するためのナノ粒子の使用
(51)【国際特許分類】
B42D 25/30 20140101AFI20250310BHJP
G02B 3/00 20060101ALI20250310BHJP
G02B 1/04 20060101ALI20250310BHJP
G02B 5/00 20060101ALI20250310BHJP
B32B 3/18 20060101ALI20250310BHJP
B32B 7/023 20190101ALI20250310BHJP
B32B 27/18 20060101ALI20250310BHJP
B32B 27/30 20060101ALI20250310BHJP
C08L 101/00 20060101ALI20250310BHJP
C08K 3/00 20180101ALI20250310BHJP
C08L 33/08 20060101ALI20250310BHJP
【ＦＩ】
B42D25/30
G02B3/00 A
G02B1/04
G02B5/00 Z
B32B3/18
B32B7/023
B32B27/18 Z
B32B27/30 A
C08L101/00
C08K3/00
C08L33/08
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2021567828
(86)(22)【出願日】2020-05-20
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-19
(86)【国際出願番号】 US2020070065
(87)【国際公開番号】W WO2020237260
(87)【国際公開日】2020-11-26
【審査請求日】2023-05-16
(31)【優先権主張番号】62/850,337
(32)【優先日】2019-05-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/864,448
(32)【優先日】2019-06-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】516166085
【氏名又は名称】クレイン アンド カンパニー、 インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ゲッテンズ、ナンシー ジェイ．
(72)【発明者】
【氏名】ゴズネル、ジョナサン ディー．
(72)【発明者】
【氏名】マカリスター、マイケル
(72)【発明者】
【氏名】ディッカーソン、パール エヌ．
【審査官】市川 勝
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／２２６４８４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－１７５２５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０８３６８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１３６２４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０８１７２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１７８８４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００８－５４５５５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５３１０２２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ４２Ｄ ２５／３０
Ｇ０２Ｂ ３／００
Ｇ０２Ｂ １／０４
Ｇ０２Ｂ ５／００
Ｂ３２Ｂ ３／１８
Ｂ３２Ｂ ７／０２３
Ｂ３２Ｂ ２７／１８
Ｂ３２Ｂ ２７／３０
Ｃ０８Ｌ １０１／００
Ｃ０８Ｋ ３／００
Ｃ０８Ｌ ３３／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
セキュリティデバイス（１００、９００）であって、画像アイコン集光素子配列（１２０、６０５、７０５）であって、前記画像アイコン集光素子配列の各画像アイコン集光素子が、焦点経路に関連付けられている、前記画像アイコン集光素子配列と、
第１の特性色に関連付けられた１つ以上の画像アイコン（１１０ａ、９０９）を備える第１の画像アイコン層と、
前記第１の画像アイコン層より下に配置され、第２の特性色に関連付けられた１つ以上の画像アイコン（１１０ｂ、９１１）を備える第２の画像アイコン層と、
ある体積の実質的に無色の材料を含む、画像アイコン間の１つ以上の領域と、
を備え、
第１の視野角において、色が、各画像アイコン集光素子を通して視認可能であり、
前記第１の視野角において各画像アイコン集光素子を通して視認可能な前記色が、前記第１の特性色、前記第２の特性色、または前記実質的に無色の材料の組み合わせに基づいており、
着色された基板の不在下において、前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路に配設または前記焦点経路からオフセットされた前記画像アイコンが無い場合に、前記第１の視野角において前記画像アイコン集光素子を通して視認可能な前記色が、前記ある体積の実質的に無色の材料に関連付けられた白色である、
セキュリティデバイス。
【請求項2】
セキュリティデバイス（１００、９００）であって、
画像アイコン集光素子配列（１２０、６０５、７０５）であって、前記画像アイコン集光素子配列の各画像アイコン集光素子が、焦点経路に関連付けられている、前記画像アイコン集光素子配列と、
第１の特性色に関連付けられた１つ以上の画像アイコン（１１０ａ、９０９）を備える第１の画像アイコン層と、
前記第１の画像アイコン層より下に配置され、第２の特性色に関連付けられた１つ以上の画像アイコン（１１０ｂ、９１１）を備える第２の画像アイコン層と、
ある体積の実質的に無色の材料を含む、画像アイコン間の１つ以上の領域と、
を備え、
第１の視野角において、色が、各画像アイコン集光素子を通して視認可能であり、
前記第１の視野角において各画像アイコン集光素子を通して視認可能な前記色が、前記第１の特性色、前記第２の特性色、または前記実質的に無色の材料の組み合わせに基づいており、
着色された基板の不在下において、前記第１の特性色に関連付けられた画像アイコン（９２５ａ）が前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路からオフセットされているとき、前記第１の視野角において前記画像アイコン集光素子を通して視認可能な前記色が、前記第１の特性色の明るい色合いに関連付けられた成分を有し、
着色された基板の不在下において、前記第２の特性色に関連付けられた画像アイコン（９２９ｂ）が前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路からオフセットされている場合に、前記第１の視野角において前記画像アイコン集光素子を通して視認可能な前記色が、前記第２の特性色の明るい色合いに関連付けられた成分を有する、
セキュリティデバイス。
【請求項3】
セキュリティデバイス（１００、９００）であって、
画像アイコン集光素子配列（１２０、６０５、７０５）であって、前記画像アイコン集光素子配列の各画像アイコン集光素子が、焦点経路に関連付けられている、前記画像アイコン集光素子配列と、
第１の特性色に関連付けられた１つ以上の画像アイコン（１１０ａ、９０９）を備える第１の画像アイコン層と、
前記第１の画像アイコン層より下に配置され、第２の特性色に関連付けられた１つ以上の画像アイコン（１１０ｂ、９１１）を備える第２の画像アイコン層と、
ある体積の実質的に無色の材料を含む、画像アイコン間の１つ以上の領域と、
を備え、
第１の視野角において、色が、各画像アイコン集光素子を通して視認可能であり、
前記第１の視野角において各画像アイコン集光素子を通して視認可能な前記色が、前記第１の特性色、前記第２の特性色、または前記実質的に無色の材料の組み合わせに基づいており、
着色された基板の不在下において、前記画像アイコン集光素子を通して視認可能な前記色が、前記第１の特性色及び前記第２の特性色の９つの組合せの群からの組合せを含み、前記９つの組合せの群が、
前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路に配設された前記第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路に配設または前記焦点経路からオフセットされた前記第２の特性色に関連付けられた画像アイコンの不在と、に関連付けられた第１の色（９４７）と、前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路に配設された前記第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路に配設または前記焦点経路からオフセットされた前記第１の特性色に関連付けられた画像アイコンの不在と、に関連付けられた第２の色（９５１）と、 前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路に配設または前記焦点経路からオフセットされた任意の画像アイコンの不在に関連付けられた前記実質的に無色の材料に関連付けられた白色を含む第３の色と、 前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路からオフセットされた前記第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路に配設または前記焦点経路からオフセットされた前記第２の特性色に関連付けられた画像アイコンの不在と、に関連付けられた第４の色（９３５）と、 前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路からオフセットされた前記第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路に配設または前記焦点経路からオフセットされた前記第１の特性色に関連付けられた画像アイコンの不在と、に関連付けられた第５の色（９３９）と、
前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路に配設された前記第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路に配設された前記第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、に関連付けられた第６の色（９２３）と、
前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路に配設された前記第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路からオフセットされた前記第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、に関連付けられた第７の色（９３１）と、
前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路に配設された前記第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路からオフセットされた前記第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、に関連付けられた第８の色（９２７）と、
前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路からオフセットされた前記第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、前記画像アイコン集光素子の前記焦点経路からオフセットされた前記第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、に関連付けられた第９の色（９４３）と、を含む、
セキュリティデバイス。
【請求項4】
前記第１の特性色に関連付けられた第１の画像アイコンと、前記第２の特性色に関連付けられた第２の画像アイコンと、をさらに備え、
前記着色された基板の不在下において、前記第２の画像アイコンのサイズに対する前記第１の画像アイコンのサイズの比率は、前記画像アイコン集光素子を通して視認可能な前記色が、前記第１の特性色及び前記第２の特性色の前記９つの組合せのうちの１つではない、第１０の色を含むような比率である、
請求項３に記載のセキュリティデバイス。
【請求項5】
屈折型の画像アイコン集光素子または反射型の画像アイコン集光素子のうちの１つ以上を備える、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
【請求項6】
有機樹脂とナノ粒子との混合物を含む画像アイコン集光素子を備える、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
【請求項7】
前記有機樹脂が、１．５未満の屈折率を有する、請求項６に記載のセキュリティデバイス。
【請求項8】
前記ナノ粒子が、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン、硫化亜鉛、またはテルル化亜鉛のナノ粒子のうちの１つ以上を含む、請求項６に記載のセキュリティデバイス。
【請求項9】
前記有機樹脂が、アクリレートモノマーを含む、請求項６に記載のセキュリティデバイス。
【請求項10】
前記有機樹脂が、アクリレートオリゴマーを含む、請求項６に記載のセキュリティデバイス。
【請求項11】
前記有機樹脂が、フェノキシベンジルアクリレート、Ｏ－フェニルフェノキシエチルアクリレート、フェニルチオエチルアクリレート、ビス－フェニルチオエチルアクリレート、クミルフェノキシエチルアクリレート、ビフェニルメチルアクリレート、ビスフェノールＡエポキシアクリレート、フルオレン型アクリレート、臭素化アクリレート、ハロゲン化アクリレート、またはメラミンアクリレートのうちの１つ以上を含む、請求項６に記載のセキュリティデバイス。
【請求項12】
前記有機樹脂が、イソデシルアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステルテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、またはヘキサンジオールジアクリレートのうちの１つ以上を含む、請求項６に記載のセキュリティデバイス。
【請求項13】
前記有機樹脂が、偏光元素を含まない、請求項６に記載のセキュリティデバイス。
【請求項14】
前記有機樹脂とナノ粒子との前記混合物が、１．６を超える屈折率を有する、請求項６に記載のセキュリティデバイス。
【請求項15】
前記有機樹脂とナノ粒子との前記混合物が、１．７を超える屈折率を有する、請求項６に記載のセキュリティデバイス。
【請求項16】
屈折型の前記画像アイコン集光素子配列と前記第１の画像アイコン層及び前記第２の画像アイコン層との間に配設されたスペーサ層（６１０、７１０）をさらに備え、前記スペーサ層が、ナノ粒子を含む、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
【請求項17】
前記スペーサ層が、前記画像アイコン集光素子配列と一体化されている、請求項１６に記載のセキュリティデバイス。
【請求項18】
機械可読セキュリティデバイス（Ｍｒ－ＳＤ）（６２０、７２０）をさらに備える、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のセキュリティデバイス。
【請求項19】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のセキュリティデバイスを備える、セキュリティ文書（１０１）。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、全般的に、偽造防止のための真偽の証印を提供するために、セキュリティ文書に適用される、またはそうでなければ組み込まれる微小光学ストリップなどのセキュリティデバイスの性能を改善することに関する。より具体的には、本開示は、限定されるものではないが、複数のアイコン層を含むアイコン層スタックを備える微小光学系、及びそれを作製するための方法に関する。さらに、本開示は、限定されるものではないが、ナノ粒子を使用して、多層アイコンスタックを有する微小光学系の１つ以上の構成要素の屈折率を調整する微小光学系のある特定の実施形態にも関する。
【背景技術】
【0002】
多くの場合、特定の微小光学セキュリティデバイスの設計及び製造の課題は、例えば、利用可能な製造技術及び物理法則によって課される機会及び制約に対して、最終製品の望ましい特性を実現することとの間のトレードオフを交渉することを含む。例えば、セキュリティ文書（例えば、紙幣、小切手、及び真偽の信頼できる証印の必要性を提示する他の文書）の製造業者は、薄い、耐久性がある、耐偽造性、及び視覚的に魅力的、のうちの１つ以上である、微小光学セキュリティデバイスを望む。同時に、使用される材料の特性は、微小光学セキュリティデバイスを構築するために使用される物理法則と組み合わせて、最終製品の性能特性に制約を課す可能性がある。１つの非限定的な実施例として、低屈折率の材料で作られたレンズは、高屈折率の材料で作られた同等の焦点距離のレンズよりも厚くなり得る。さらなる非限定的な実施例として、光波とレンズの構成材料との間の相互作用は、色収差を引き起こし得、それにより、レンズの焦点距離は、異なる波長の光にわたって変化する。
【0003】
上記を考慮すると、微小光学セキュリティデバイスを作製するための材料の物理的特性（例えば、構成要素の厚さ及び屈折率）を調整することは、選択された材料に対する物理法則の作用によって課される制約の中で、望ましい最終製品特性（例えば、全体の厚さ、汚れに対する耐性）のより大きなセットを実現することに関して、限界に挑む未開発の機会を提供する。
【発明の概要】
【0004】
本開示は、限定されるものではないが、高分子マトリックスの屈折率を調整して微小光学（「ＭＯ」）焦点を最適化するためにナノ粒子を使用するシステム及び方法の実施形態、ならびにシステムの１つ以上の構成層における低－ＲＩ材料を使用する微小光学系の実施形態を示す。
【0005】
第１の実施形態では、セキュリティデバイスは、１つ以上の画像アイコン配列、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列、及び封止層を含む。さらに、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の一部が、１つ以上の画像アイコン配列の一部の合成画像を投影するように、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列が、１つ以上の画像アイコン配列上に配設される。さらに、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、非平面の境界に沿って封止層に接触する。加えて、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列及び封止層のうちの少なくとも１つは、第１の屈折率を有する有機樹脂とナノ粒子との混合物を含む。
【0006】
第２の実施形態では、セキュリティデバイスは、１つ以上の画像アイコン配列と、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列とを含み、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、有機樹脂とナノ粒子との混合物を含む。１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の一部が、１つ以上の画像アイコン配列の一部の合成画像を投影するように、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列が、１つ以上の画像アイコン配列の上に配設される。有機樹脂とナノ粒子との混合物は、１．５を超える屈折率を有する。
【0007】
第３の実施形態において、セキュリティ文書は、基板及びセキュリティデバイスを含む。セキュリティデバイスは、１つ以上の画像アイコン配列、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列、及び封止層を含む。さらに、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の一部が、１つ以上の画像アイコン配列の一部の合成画像を投影するように、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列が、１つ以上の画像アイコン配列の上に配設される。さらに、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、非平面の境界に沿って封止層に接触する。加えて、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列及び封止層のうちの少なくとも１つは、第１の屈折率を有する有機樹脂とナノ粒子混合物とを含む。
【0008】
第４の実施形態において、セキュリティ文書は、基板及びセキュリティデバイスを含む。セキュリティデバイスは、１つ以上の画像アイコン配列と、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列とを含み、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、有機樹脂とナノ粒子との混合物を含む。１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の一部が、１つ以上の画像アイコン配列の一部の合成画像を投影するように、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列が、１つ以上の画像アイコン配列の上に配設される。有機樹脂とナノ粒子との混合物は、１．５を超える屈折率を有する。
【0009】
第５の実施形態では、セキュリティデバイスは、１つ以上の画像アイコン配列、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列、及び１つ以上の画像アイコン配列と１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列との間に配設されたスペーサ層を含む。スペーサ層は、有機樹脂とナノ粒子との混合物を含む。加えて、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の一部が、１つ以上の画像アイコン配列の一部の合成画像を投影するように、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列が、１つ以上の画像アイコン配列の上に配設される。さらに、有機樹脂とナノ粒子との混合物は、１．５を超える屈折率を有する。
【0010】
第６の実施形態では、セキュリティ文書は、基板、１つ以上の画像アイコン配列、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列、及び１つ以上の画像アイコン配列と１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列との間に配設されたスペーサ層を含む。スペーサ層は、有機樹脂とナノ粒子との混合物を含む。加えて、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の一部が、１つ以上の画像アイコン配列の一部の合成画像を投影するように、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列が、１つ以上の画像アイコン配列の上に配設される。さらに、有機樹脂とナノ粒子との混合物は、１．５を超える屈折率を有する。
【0011】
第７の実施形態では、セキュリティデバイスは、画像アイコン集光素子配列を含み、画像アイコン集光素子配列の各画像アイコン集光素子は、焦点経路に関連付けられ、画像アイコン層は、第１の特性色に関連付けられた１つ以上の画像アイコン及び第２の特性色に関連付けられた１つ以上の画像アイコンを含み、ある体積の実質的に無色の材料を含む画像アイコン間の１つ以上の領域を含む。付加的に、第１の視野角において、色が、各画像アイコン集光素子を通して視認可能であり、第１の視野角における各画像アイコン集光素子を通して視認可能な色は、第１の特性色、第２の特性色、または実質的に無色の素材のうちの１つ以上に基づいている。
【0012】
他の技術的特徴は、以下の図面、説明、及び特許請求の範囲から、当業者に容易に明らかであり得る。
【0013】
以下の詳細な説明を行う前に、本特許文書全体を通して使用される特定の単語及び語句の定義を提示することが有利であり得る。「カップリング（couple）」という用語及びその派生語は、これらの要素が互いに物理的に接触しているかどうかにかかわらず、２つ以上の要素間の任意の直接的または間接的なコミュニケーションを指す。「含む（include）」及び「含む（comprise）」という用語、ならびにそれらの派生語は、限定されない包含を意味する。「または（or）」という用語は、包括的であり、及び／またはを意味する。「に関連付けられた（associated with）」という語句、ならびにその派生語は、「含む（to include）」、「内に含まれる（be included within）」、「互いに接続される（interconnect with）」、「包含する（contain）」、「内に包含される（be contained within）」、「に／と接続される（connect to or with）」、「に／と結合される（couple to or with）」、「と通信可能な（be communicable with）」、「と連携する（cooperate with）」、「交互配置する（interleave）」、「並べる（juxtapose）」、「最も近い（be proximate to）」、「に／と決まっている（be bound to or with）」、「有する（have）」、「の性質を有する（have a property of）」、「に／と関係を有する（have a relationship to or with）」などを含む意味を持つ。「の少なくとも１つ（at least one of）」という語句は、アイテムのリストとともに使用される場合、リストされたアイテムのうちの１つ以上の異なる組み合わせが使用され得、リスト内の１つのアイテムのみが必要とされ得ることを意味する。例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ及びＢ、Ａ及びＣ、Ｂ及びＣ、ならびにＡ及びＢ及びＣのいずれかの組み合わせを含む。
【0014】
他の特定の単語及びフレーズの定義は、本特許文書全体を通して提供される。当業者は、多くの場合であってもほとんどの場合ではないが、そのような定義が、そのように定義された単語及びフレーズの先行する使用ならびに将来の使用に適用されることを理解すべきである。
【0015】
本開示及びその利点のより完全な理解のために、ここで添付の図面と併せて以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1A】本開示のある特定の実施形態による、微小光学セキュリティデバイス及び微小光学セキュリティデバイスを含むセキュリティ文書の要素の実施例を示す図である。
【図1B】本開示のある特定の実施形態による、微小光学セキュリティデバイス及び微小光学セキュリティデバイスを含むセキュリティ文書の要素の実施例を示す図である。
【図1C】本開示のある特定の実施形態による、微小光学セキュリティデバイス及び微小光学セキュリティデバイスを含むセキュリティ文書の要素の実施例を示す図である。
【図2】Ａ～Ｄは、本開示の様々な実施形態による、屈折型の画像アイコン集光素子の光学特性の調整の態様を示す図である。
【図3】異なる波長の光が屈折型の画像アイコン集光素子を通過することに関連する色収差の態様を示す図である。
【図4】本開示のいくつかの実施形態による、屈折率が調整された屈折型の画像アイコン集光素子の下に位置する複数の画像アイコン配列の例を示す図である。
【図5】本開示のある特定の実施形態による、微小光学セキュリティデバイスによって作成された合成画像における視覚効果の態様を示す図である。
【図6】Ａ～Ｅは、本開示の様々な実施形態による、ナノ粒子により調整された封止層を有する微小光学セキュリティデバイスの構成の実施例を示す図である。
【図7】Ａ～Ｅは、本開示のある特定の実施形態による、ナノ粒子により調整された屈折型の画像アイコン集光素子を有する微小光学セキュリティデバイスの構成の実施例を示す図である。
【図8】本開示の様々な実施形態による、第１の特性色に関連付けられた第１の画像アイコン配列の特性色と、第２の特性色の第２の画像アイコン配列の特性色との組合せを含む、合成画像の実施例を示す図である。
【図9A】第１の特性色に関連付けられた第１の画像アイコン配列の特性色と、第２の特性色に関連付けられた第２の画像アイコン配列の特性色との組合せを含む、合成画像を生成する態様を示す図である。
【図9B】第１の特性色に関連付けられた第１の画像アイコン配列の特性色と、第２の特性色に関連付けられた第２の画像アイコン配列の特性色との組合せを含む、合成画像を生成する態様を示す図である。
【図9C】第１の特性色に関連付けられた第１の画像アイコン配列の特性色と、第２の特性色に関連付けられた第２の画像アイコン配列の特性色との組合せを含む、合成画像を生成する態様を示す図である。
【図10A】本開示の様々な実施形態による、微小光学セキュリティデバイスの実施例を示す図である。
【図10B】本開示の様々な実施形態による、微小光学セキュリティデバイスの実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
【0018】
図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃは、本開示の特定の実施形態による、微小光学セキュリティデバイス及び微小光学セキュリティデバイスを含むセキュリティ文書の要素の実施例を示す図である。便宜上、図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃの実施例に共通する構造要素は、同様に付番される（例えば、基板１０５）。
【0019】
図１Ａの非限定的な実施例を参照すると、微小光学セキュリティデバイス１００及びセキュリティ文書１０１は、図１Ａの例示的な実施例に示される要素のいくつかまたはすべての階層化された組み合わせとして構築されることができる。
【0020】
図１Ａの例示的な実施例に示されるように、セキュリティ文書１０１は、微小光学セキュリティデバイス１００が取り付けられる基板１０５を含む。本開示で使用される場合、用語「セキュリティ文書」は、文書の偽造防止のための視覚的な真偽の証印（例えば、１つ以上の画像アイコン配列と１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子との空間的アライメントによって作成される合成画像）を提供するために、微小光学セキュリティデバイスを利用する文書を包含する。セキュリティ文書の例としては、限定されるものではないが、紙幣、パスポート、チケット、収集可能なトレーディングカード、ＩＤカード（例えば、運転免許証）が挙げられる。
【0021】
特定の実施形態によれば、基板１０５は、通貨紙などの薄い可撓性繊維材料のシートである。いくつかの実施形態によれば、基板１０５は、二軸延伸ポリプロピレン（ＢＯＰＰ）の高分子フィルムの薄い可撓性シートである。様々な実施形態では、基板１０５は、ＴＥＳＬＩＮ（登録商標）などの合成紙材料の一部である。いくつかの実施形態によれば、基板１０５は、クレジットカード及び運転免許証を作製するのに好適なタイプのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ブランクなどの高分子カード材料の一部である。
【0022】
図１Ａの非限定的な実施例を参照すると、微小光学セキュリティデバイス１００は、１つ以上の画像アイコン配列（１１０ａ及び１１０ｂ）を含む。様々な実施形態によれば、１つ以上の画像アイコン配列は、（例えば、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列によって合成的に拡大されるようなアイコン設計として）所定のパターンで配設された着色顔料含有材料（pigmented material）の着色された領域（例えば、着色領域１１２）を含む。様々な実施形態によれば、着色領域１１２は、ある成形された体積の顔料含有の画像材料（例えば、着色顔料含有の紫外線硬化性ポリマー）を含む。ある特定の実施形態では、着色領域１１２は、約１μｍ以上の幅を有する。
【0023】
特定の実施形態によれば、１つ以上の画像アイコン配列１１０ａ及び１１０ｂの各々は、別個の層として形成される。いくつかの実施形態では、画像アイコン配列は、１つ以上の顔料含有の高分子材料を保持するための凹部またはボイドなどの保持構造を作成するために、アイコンの層構造を作成する（例えば、高分子マトリックスをエンボス加工して硬化させる）ことと、次いで、１つ以上の顔料含有の高分子材料を適用して、画像アイコンのアレイを集合的に画定する着色領域（例えば、着色領域１１２）を作成することと、によって形成される。
【0024】
様々な実施形態では、所与の画像アイコン配列について、着色領域（例えば、着色領域１１２）を生成するために使用される顔料含有の高分子材料は、着色領域の大部分またはすべてが特性色の高分子材料で満たされるように構成される。本開示で使用される場合、「特性色（characteristic color）」という用語は、指定された光の波長に関連付けられた色、または屈折型の画像アイコン集光素子の焦点距離が、微小光学セキュリティデバイス１００内の画像アイコン配列の深さと一致する光の波長の範囲に関連付けられた色を包含する。
【0025】
図１Ａの非限定的な実施例に示されるように、本開示に従う特定の実施形態では、微小光学セキュリティデバイス１００は、２つの積み重ねられた画像アイコン配列の（１１０ａ及び１１０ｂ）を備える。本開示による実施形態は、２つの画像アイコン配列に限定されず、より少ないまたはより多くの画像アイコン配列を有する実施形態は、本開示の意図される範囲内にある。
【0026】
様々な実施形態によれば、１つの画像アイコン配列（例えば、画像アイコン配列１１０ｂ）における１つ以上の顔料含有材料の保持構造（例えば、保持構造１１４）を作成するために使用される高分子マトリックスの屈折率は、別の画像アイコン配列（例えば、画像アイコン配列１１０ａ）に対する光の焦点を改善するために、マトリックスへのナノ粒子の添加を通じて調整され得る。
【0027】
本開示による特定の実施形態では、微小光学セキュリティデバイス１００は、画像アイコン配列（例えば、画像アイコン配列１１０ａ）の底面との間の接着結合によって基板１０５に取り付けられる。いくつかの実施形態では、微小光学セキュリティデバイスは、基板１０５の製造プロセスの一部として（例えば、通貨紙のシート内のウィンドウ付きセキュリティスレッドとして）基板１０５に取り付けられる。
【0028】
図１Ａの非限定的な実施例を参照すると、特定の実施形態では、微小光学セキュリティデバイス１００は、光学スペーサ１１５を含む。いくつかの実施形態によれば、光学スペーサ１１５は、透明材料（例えば、ポリエステル）の薄膜を含み、その上に、屈折型の画像アイコン集光素子及び／または顔料含有材料のための保持構造（例えば、保持構造１１４）を生成するための高分子マトリックスが塗布され、成形され（例えば、エンボス加工によって）、かつ硬化される。いくつかの実施形態では、光学スペーサ１１５は、高分子マトリックスの層として形成され、屈折型の画像アイコン集光素子配列の１つ以上と一体化されている。様々な実施形態によれば、高分子マトリックスから形成された光学スペーサ１１５を含む微小光学セキュリティデバイス１００の光学特性（例えば、セキュリティデバイス内の画像アイコンまたは内部反射の配置に焦点を合わせる品質）は、光学スペーサ１１５の厚さを変化させること、及び／または光学スペーサ１１５を形成するために使用される高分子マトリックス内のナノ粒子の濃度を調整することによって調節されてもよく、または調整されてもよい。特定の実施形態によれば、光学スペーサ１１５は、封止層１２５または屈折集光素子１２１を形成する際に使用するのに好適な高分子マトリックスから形成される。様々な実施形態では、光学スペーサ１１５を形成するために使用されるマトリックスの組成物は、ヨウ素、臭素、塩素、または硫黄などの偏光元素（polarizing element）を有する材料を含まないように具体的に配合される。
【0029】
加えて、図１Ａの非限定的な実施例では、微小光学セキュリティデバイス１００は、光学スペーサ１１５を含むように示されているが、本開示による実施形態は、それに限定されない。特定の実施形態では、光学スペーサ１１５は省略され得る。さらに、図１Ａの非限定的な実施例では、光学スペーサ１１５は、屈折型の画像アイコン集光素子配列とは物理的に異なるものとして示されているが、本開示による実施形態は、それに限定されず、光学スペーサ１１５を作成するために使用される材料の屈折率の構造的変形を生成することによって、屈折型の画像アイコン集光素子配列の１つ以上が形成される実施形態は、本開示の意図される範囲内にある。
【0030】
図１Ａの例示的な実施例を参照すると、特定の実施形態では、微小光学セキュリティデバイス１００は、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の一部が、１つ以上の画像アイコン配列の一部の合成画像を投影するように、１つ以上の画像アイコン配列（例えば、画像アイコン配列１１０ａ及び１１０ｂ）の上に配設された１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列１２０を備える。本開示の他の箇所で考察されるように、特定の実施形態では、２つ以上の合成画像が生成され、各合成画像は、特性色に関連付けられる。
【0031】
図１Ａの非限定的な実施例に示されるように、屈折型の画像アイコン集光素子配列１２０は、少なくとも１つの画像アイコン配列（例えば、画像アイコン配列１１０ａ）に対して所定のパターンで配置された複数の個々の屈折集光素子（例えば、屈折集光素子１２１）を含む。特定の実施形態では、画像アイコン配列の着色領域は、座標系のｘ軸及びｙ軸を画定する平面内で実質的に同じ位置にある。いくつかの実施形態では、屈折集光素子の中心は、画像アイコンと共通のｘ値及びｙ値であるが、ｚ軸上の異なる座標に位置する。いくつかの実施形態では、合成画像は、微小光学セキュリティデバイス１００の平面内にあるように見え得る。いくつかの実施形態では、屈折集光素子の中心間距離（すなわち、ピッチ）は、画像アイコンの繰り返し距離とわずかに異なっていてもよく、合成画像（複数可）は、微小光学セキュリティデバイス１００の平面の上または下にあるように見え得る。様々な実施形態では、屈折集光素子の中心は、画像アイコンに対してわずかに（例えば、１度未満の角度で）回転されてもよく、オルソパララックス（視差）による動き効果（orthoparallactic motion effects）を生み出す。
【0032】
特定の実施形態では、屈折集光素子１２１は、第１の屈折率を有する媒体の領域と第２の屈折率を有する媒体の領域との間の非平面の境界を画定する少なくとも１つの外面を有するある体積の硬化高分子マトリックスを含む。図１Ａの非限定的な実施例では、屈折集光素子１２１は、平面状の下面及び半径方向に対称な湾曲した最上面を有するように示されるが、本開示による実施形態は、それに限定されない。いくつかの実施形態によれば、屈折集光素子は、レンチキュラーアレイのレンチクル（lenticle）であってもよく、または例えば、その上面及び下面で湾曲していてもよい。
【0033】
本開示によるいくつかの実施形態では、屈折集光素子１２１は、高分子マトリックスから形成され、硬化されると、１．５未満の屈折率を有する。このような高分子マトリックスに使用するための材料の例であって、屈折率が１．５以下である材料の例としては、イソデシルアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステルテトラアクリレート、トリメチルプロパントリアクリ
レート、及びヘキサンジオールジアクリレートが挙げられるが、これらに限定されない。屈折集光素子１２１を形成するのに好適な材料のさらなる例としては、アクリル、アクリル化ポリエステル、アクリル化ウレタン、エポキシ、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエステル、及びウレタンなどの実質的に透明または透明、着色または無色の高分子体が挙げられる。屈折集光素子１２１を形成するためにマトリックスを形成するために使用することができる材料のさらなる例としては、限定するものではないが、アクリレートモノマー、アクリレートオリゴマー、Ｏ－フェニルフェノキシエチルアクリレート、フェニルチオエチルアクリレート、ビス－フェニルチオエチルアクリレート、クミルフェノキシルエチルアクリレート、ビフェニルメチルアクリレート、ビスフェノールＡエポキシアクリレート、フルオレン型アクリレート、臭素化アクリレート、ハロゲン化アクリレート、メラミンアクリレート、及びそれらの組み合わせが挙げられる。ある特定の実施形態によれば、屈折集光素子１２１を形成するために使用されるマトリックスの組成物は、ヨウ素、臭素、塩素、または硫黄などの偏光元素を有する材料を含まないように具体的に配合される。本開示で使用される場合、「偏光元素」という用語は、偏光性が炭素よりも大きい元素を包含する。
レート、及びヘキサンジオールジアクリレートが挙げられるが、これらに限定されない。屈折集光素子１２１を形成するのに好適な材料のさらなる例としては、アクリル、アクリル化ポリエステル、アクリル化ウレタン、エポキシ、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエステル、及びウレタンなどの実質的に透明または透明、着色または無色の高分子体が挙げられる。屈折集光素子１２１を形成するためにマトリックスを形成するために使用することができる材料のさらなる例としては、限定するものではないが、アクリレートモノマー、アクリレートオリゴマー、Ｏ－フェニルフェノキシエチルアクリレート、フェニルチオエチルアクリレート、ビス－フェニルチオエチルアクリレート、クミルフェノキシルエチルアクリレート、ビフェニルメチルアクリレート、ビスフェノールＡエポキシアクリレート、フルオレン型アクリレート、臭素化アクリレート、ハロゲン化アクリレート、メラミンアクリレート、及びそれらの組み合わせが挙げられる。ある特定の実施形態によれば、屈折集光素子１２１を形成するために使用されるマトリックスの組成物は、ヨウ素、臭素、塩素、または硫黄などの偏光元素を有する材料を含まないように具体的に配合される。本開示で使用される場合、「偏光元素」という用語は、偏光性が炭素よりも大きい元素を包含する。
【0034】
本開示による様々な実施形態では、屈折集光素子１２１を構成する材料の屈折率は、屈折集光素子１２１を形成するために使用される材料混合物（例えば、高分子マトリックス）中のナノ粒子の濃度を追加または調整することによって、調節または調整することができる。いくつかの実施形態によれば、屈折集光素子を構成する材料の屈折率は、例えば、１００ｎｍ以下の粒径を有する無機ナノ粒子を混合物に添加することによって調整することができる。材料混合物に添加され得る無機ナノ粒子の例としては、限定されるものではないが、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン、硫化亜鉛またはテルル化亜鉛のナノ粒子が挙げられる。特定の実施形態によれば、ナノ粒子を材料混合物に添加することで、屈折集光素子１２１を形成するために使用される材料混合物の屈折率を１．５未満から１．７以上に上昇させることができる。いくつかの実施形態では、１．７を超える屈折率は、ナノ粒子を有機樹脂に添加することによって可能である。
【0035】
図１Ａの非限定的な実施例を参照すると、本開示による様々な実施形態では、微小光学セキュリティデバイス１００は、封止層１２５をさらに備える。様々な実施形態によれば、封止層１２５は、滑らかな、または実質的に平面状の最上面１２７と、封止層１２５と屈折型の画像アイコン集光素子配列１２０との間に実質的に連続した非平面の境界を提供する非平面の底面１２９とを含む。いくつかの実施形態によれば、封止層１２５は、封止層１２５と屈折型の画像アイコン集光素子配列１２０との間の境界よりも少ない「ポケット」を有する非平面の最上面を有する。
【0036】
ある特定の実施形態では、封止層１２５は、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列１２０を保護し、セキュリティ文書の使用及び流通に関連する汚れ、グリース及び他の汚染物質が、屈折集光素子（例えば、屈折集光素子１２１）の間の空間に蓄積されることから、空間を排除することによって、微小光学セキュリティデバイス１００の堅牢性及び耐久性に寄与する。さらに、特定の実施形態では、封止層１２５は、システムの焦点距離に著しく影響を与えることなく、最上側接着剤などの追加の材料層の使用を可能にする。
【0037】
様々な実施形態によれば、封止層１２５は、封止層１２５の底面１２９によって少なくとも部分的に画定された非平面の境界に沿って、屈折型の画像アイコン集光素子配列（例えば、屈折型の画像アイコン集光素子配列１２０）の屈折集光素子に接触する。特定の実施形態では、封止層１２５は、屈折集光素子１２１を生成するために使用される材料の屈折率とは異なる屈折率を有する材料から形成される。
【0038】
様々な実施形態では、封止層１２５は、高分子マトリックスから形成され、硬化した場合、１．５未満の屈折率を有する。このような高分子マトリックスに使用するための材料の例であって、屈折率が１．５以下の材料の例としては、限定されるものではないが、イソデシルアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステルテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、及びヘキサンジオールジアクリレートが挙げられる。封止層１２５を形成するのに好適な材料のさらなる例としては、アクリル、アクリル化ポリエステル、アクリル化ウレタン、エポキシ、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエステル、及びウレタンなどの実質的に透明または透明、着色または無色の高分子体が挙げられる。封止層１２５を形成するためにマトリックスを形成するために使用することができる材料のさらなる例としては、限定するものではないが、アクリレートモノマー、アクリレートオリゴマー、Ｏ－フェニルフェノキシエチルアクリレート、フェニルチオエチルアクリレート、ビス－フェニルチオエチルアクリレート、クミルフェノキシルエチルアクリレート、ビフェニルメチルアクリレート、ビスフェノールＡエポキシアクリレート、フルオレン型アクリレート、臭素化アクリレート、ハロゲン化アクリレート、メラミンアクリレート、及びそれらの組み合わせが挙げられる。ある特定の実施形態によれば、封止層１２５を形成するために使用されるマトリックスの組成物は、ヨウ素、臭素、塩素、または硫黄などの偏光元素を有する材料を含まないように具体的に配合される。
【0039】
特定の実施形態によれば、封止層１２５は、封止層１２５と１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列１２０との間の屈折率の大きな差（例えば、０．１より大きい差）を生じる材料から形成され得る。特定の実施形態によれば、封止層１２５での使用に好適な低－ＲＩ材料は、１．３～１．４の間にＲＩを有する材料、または１．３未満のＲＩを有する材料を含む。好適な低ＲＩ材料の例としては、限定されるものではないが、フッ素化アクリレート及びフッ素化ウレタンアクリレートのブレンドが挙げられるが、これらは、１．３～１．１３５の範囲の屈折率を有するとして測定されている。好適な低ＲＩ材料のさらなる例としては、限定されるものではないが、特定のパーフルオロポリエーテル化合物、例えば、パーフルオロポリエーテルカプロラクトンジアクリレートが挙げられる。
【0040】
本開示による様々な実施形態では、封止層１２５を構成する材料の屈折率は、封止層１２５を形成するために使用される材料混合物（例えば、高分子マトリックス）中のナノ粒子の濃度を追加または調整することによって、調節または調整することができる。いくつかの実施形態によれば、屈折集光素子を含む材料の屈折率は、例えば、１００ｎｍ以下の粒径を有する無機ナノ粒子を混合物に添加することによって調整することができる。材料混合物に添加され得る無機ナノ粒子の例としては、限定されるものではないが、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン、硫化亜鉛またはテルル化亜鉛のナノ粒子が挙げられる。特定の実施形態によれば、ナノ粒子を材料混合物に添加することで、封止層１２５を形成するために使用される材料混合物の屈折率を１．５未満から１．７以上に上昇させることができる。いくつかの実施形態では、１．７を超える屈折率は、ナノ粒子を有機樹脂に添加することによって可能である。封止層１２５と１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列１２０との間の屈折率の相対的な値に応じて、これらの２つの層の間の界面の形状は、凸形状または凹形状のいずれかを有し得る。例えば、かつ図１Ａの例示的な実施例に示されるように、１つ以上の屈折集光素子配列１２０を形成する材料が、封止層１２５を形成する材料よりも高い屈折率を有する場合、屈折集光素子は、凸形状を有する。同様に、封止層１２５が、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列１２０よりも高い屈折率を有する材料から形成される場合、屈折集光素子は、凹形状を有することになる。
【0041】
図１Ａの非限定的な実施例では、微小光学セキュリティデバイス１００は、封止層１２５を組み込むように示されているが、本開示による実施形態は、それに限定されず、封止層１２５のない実施形態も、本開示の意図される範囲内である。
【0042】
図１Ｂは、本開示の様々な実施形態による、微小光学セキュリティデバイス１００のさらなる非限定的な実施例を図示する。図１Ｂの非限定的な実施例を参照すると、いくつかの実施形態によれば、微小光学セキュリティデバイス１００は、ナノ粒子１１７が光学スペーサ１１５を作成するために使用されるマトリックスに組み込まれる、封止されていない（例えば、封止層１２５が省略される）システムを含む。いくつかの実施形態によれば、光学スペーサ１１５を作成するために使用されるマトリックス中のナノ粒子１１７の濃度を調整することにより、特定の光学的特性（例えば、屈折集光素子１２１のＦ数（Ｆ＃）及び有効焦点距離）を調整することができる。
【0043】
図１Ｃは、本開示の様々な実施形態による、微小光学セキュリティデバイス１００のさらなる実施例を図示する。図１Ｃの非限定的な実施例に示されるように、ある特定の実施形態によれば、封止層１２５を含む材料の屈折率は、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列１２０を構成する材料の屈折率よりも大きくてもよい。特定の実施形態によれば、封止層１２５の屈折率の相対的な割合に応じて、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、図１Ｃに示されるように、凹状または平凹状のレンズプロファイルを有する。
【0044】
【0045】
本開示の他の箇所で考察されるように、多くの場合、微小光学セキュリティデバイスの設計及び製造は、所望の最終製品の実現と、製造材料及び選択された材料に対する物理法則の作用によって課される制約との間のトレードオフを交渉することを伴う。一例として、屈折集光素子及び画像アイコン層を作成するための限定された製造公差は、屈折集光素子が画像アイコンに適切に焦点を合わせる精度に制限を課す可能性がある。さらなる例として、製造公差は、屈折集光素子の下の焦点領域に配置され得る視覚情報の量（例えば、単一の合成画像内または複数の異なる合成画像内の詳細）に制限を課す可能性がある。屈折集光素子の構築に使用される材料の屈折率が固定されているシステムでは、物理法則により、屈折集光素子の下の設計空間（例えば、画像アイコン及びグラフィック情報を提供することができる画像アイコン層の領域）のサイズを大きくするには、集光素子の厚さを大きくしなければならない。多くの最終製品（例えば、紙幣）では、より厚い紙幣は、損傷しやすく、または処理機械（例えば、自動販売機上の紙幣受け取り口）に詰まりやすくなり得るため、集光層の厚さを増大させることは望ましくない。
【0046】
図２Ａ～図２Ｄの非限定的な実施例を参照して考察されるように、本開示による特定の実施形態は、微小光学セキュリティデバイスの設計者及び製造者が、微小光学セキュリティデバイスの１つ以上の構成要素の屈折率を調整可能なパラメータとして扱うことを可能にし、それによって、微小光学セキュリティデバイスの設計者及び製造者が、別の所望の性能特性（例えば、屈折集光素子の下での視覚情報の増加）を達成するために、１つの所望の性能特性（例えば、デバイスの厚さ）との間のトレードオフを受け入れることを要求される程度を低減することができる。
【0047】
図２Ａ～図２Ｄの非限定的な実施例を参照すると、高さｈ１及び幅ｗ１を有する屈折集光素子２００が示される。特定の実施形態によれば、屈折集光素子２００は、少なくとも有機樹脂を含む材料から形成される。いくつかの実施形態では、有機樹脂は、１．５未満の屈折率を有する。様々な実施形態では、屈折集光素子の屈折率は、屈折集光素子２００を作成するために使用される高分子マトリックスにナノ粒子を添加することによって増加することができる。
【0048】
いくつかの実施形態によれば、屈折集光素子２００の屈折率を増加させることは、他の所望の最終製品特性とのトレードオフなしで１つ以上の所望の最終製品特性の実現を容易にすることができる。例えば、屈折集光素子の屈折率を増加させるためにナノ粒子を添加すると、同じ焦点距離を有するより薄い集光素子を作成することができる。例えば、屈折集光素子２０５は、屈折集光素子２００と同じ幅（ｗ１）及び焦点距離を有するが、低減された厚さ（ｈ２＜ｈ１）を有する。
【0049】
特定の実施形態では、屈折集光素子２００の屈折率を増加させることは、屈折集光素子の下の利用可能な領域の増加を引き起こすことができ、それによって、集光素子の厚さの増加を必要とせずに、または視覚情報を符号化するための製造公差の増加も必要とすることなく、より多くの視覚情報を屈折集光素子の下に提供することを可能にする（例えば、画像アイコン配列を作成することによって）。例えば、屈折集光素子を形成するための高分子マトリックスにナノ粒子が添加された屈折集光素子２１０は、より高い屈折率を有する。この非限定的な実施例では、屈折集光素子２１０は、同じ厚さ及び焦点距離を有するが、屈折集光素子２００よりも大きな直径（ｗ２＞ｗ１）を有し、それによって、屈折集光素子２００よりも屈折集光素子２１０の下に、より多くの視覚情報を符号化することを可能にする。
【0050】
多くの微小光学セキュリティデバイスでは、不完全な焦点（すなわち、屈折集光素子の焦点距離が目標の波長（複数可）における画像アイコンの深さと一致しない場合）は、微小光学セキュリティデバイスによって提供される合成画像のコントラストが悪いことに対応する。特定の実施形態によれば、屈折集光素子２００と同じ幅及び直径を有する屈折集光素子２１５の焦点距離（ｆ）は、屈折集光素子２１５を作成するために使用される材料混合物中のナノ粒子の濃度を変更することによって、長さの範囲（Δｆ）にわたって調整され得る。例えば、材料混合物中のナノ粒子の濃度を増加させることは、屈折集光素子２１５の屈折率の増加に対応し、それによって屈折集光素子２１５の焦点距離を減少させる。同様に、材料混合物中のナノ粒子の濃度を減少させることは、屈折集光素子２１５の屈折率の減少に対応し、それによって屈折集光素子２１５の焦点距離を増加させる。
【0051】
図２Ａ～図２Ｄの非限定的な実施例は、材料混合物中のナノ粒子の濃度を調整することによる屈折集光素子の光学的調整を説明するが、本開示による実施形態は、それに限定されない。封止層（例えば、図１Ａの封止層１２５）、光学スペーサ（例えば、図１Ａの光学スペーサ１１５）、または画像アイコンの配列のための保持構造（例えば、図１Ａの保持構造１１４）などの微小光学セキュリティデバイスの構成要素の特性は、構成要素の屈折率を変更するために材料混合物中のナノ粒子の濃度を変化させることによって調整することもできる。
【0052】
図２Ａ～図２Ｄの例示的な実施例は、凸レンズまたは平凸レンズを参照して説明されてきたが、本開示による実施形態は、それに限定されず、ナノ粒子を用いた光学的調整は、他の形状の複数のレンズ（例えば、複数の凸レンズまたは複数の平凸レンズ）においても可能である。
【0053】
図３は、異なる波長の光が屈折型の画像アイコン集光素子を通過することに関連する色収差の態様を示す。
【0054】
図３の例示的な実施例を参照すると、微小光学セキュリティデバイス（例えば、図１Ａの微小光学セキュリティデバイス１００）での使用に好適な屈折集光素子３００が示される。この例示的な実施例では、屈折集光素子３００は、約１．５の屈折率を有する。さらに、図３の実施例では、屈折集光素子３００の屈折率は、屈折集光素子３００を形成するために使用される材料混合物へのナノ粒子の添加を通じて、より高い値に調整することができる。
【0055】
この実施例では、屈折集光素子３００内の分散効果は、異なる波長の光が異なる焦点距離で焦点を合わせることによって、色収差、すなわち球面色収差を生じさせる。例えば、波長λ１に関連付けられた色の第１の光線３０５は、屈折集光素子３００を通過し、焦点距離ｆ１の点に集束される。同様に、より長い波長λ２（例えば、λ２＞λ１）に関連付けられた色の第２の光線３１０は、屈折集光素子３００を通過し、焦点距離ｆ１よりも長い焦点距離ｆ２の点に集束する。
【0056】
微小光学セキュリティデバイスの状況においては、上述の色収差は、微小光学系によって生成される合成画像の色間のコントラストを低下させる効果を有し、これは、最終製品のユーザは望ましくないと判断する可能性がある。さらに、（例えば、ナノ粒子を材料混合物に添加することによって）屈折集光素子３００の屈折率が増加すると、色収差の程度（例えば、ｆ２対ｆ１の比率）は、マトリックス内の分散の変化に応じて、より顕著になり得る。望遠鏡及びカメラでは、色収差は、異なる波長の焦点距離を近づけるために集光素子の全体的な焦点距離を増加させることによって、管理することができるが、このアプローチは、厚い製品がしばしば使用不可能である微小光学セキュリティデバイス及びセキュリティ文書の状況においては通常許容されない。加えて、特定の実施形態では、色収差は、第２のレンズの導入、または異なる分散特性を有する２つの材料から形成されたダブレットの導入を通じて管理することができる。
【0057】
図４は、本開示のいくつかの実施形態による、屈折型の画像アイコン集光素子の下に位置する複数の画像アイコン配列の実施例を示す。本開示の特定の実施形態によれば、ナノ粒子を使用して、屈折集光素子及び／または微小光学セキュリティデバイスの他の構成要素の屈折率を調整することにより、本開示の図３を参照して説明される色収差効果を低減すると共に、色収差の効果を利用して驚くべき視覚効果を有する合成画像を生成することができる。
【0058】
図４の例示的な実施例を参照すると、屈折集光素子４００は、第１の波長λ１の第１の光線４０５を、第１の画像アイコン配列４１５に集束するように示される。特定の実施形態によれば、第１の画像アイコン配列４１５は、第１の波長λ１の周りの特定の波長範囲内の波長に等しい波長に関連付けられた色の１つ以上の特徴（例えば、図１の着色領域１１２）を含む。特定の実施形態によれば、屈折集光素子４００に加えて、第１の光線は、微小光学セキュリティデバイスの他の光学構成要素（例えば、スペーサ層または封止層）を通過し、これらの構成要素は、屈折集光素子４００と組み合わせて、波長λ１の光について第１の有効焦点距離ｆ１
＊を有する。特定の実施形態によれば、第１の光線４０５が第１の画像アイコン配列４１５に焦点を合わせられるように、ｆ１
＊の値は、屈折集光素子４００及び微小光学セキュリティデバイスの他の構成要素におけるナノ粒子の濃度を調節することによって調整され得る。
【0059】
図４の例示的な実施例に示されるように、屈折集光素子４００は、第２の波長λ２の第２の光線４１０を、第２の画像アイコン配列４２０に集束するように示される。特定の実施形態によれば、第２の画像アイコン配列４２０は、第２の波長λ２の周りの指定された波長範囲内の波長に等しい波長に関連付けられた色の１つ以上の特徴を含む。特定の実施形態によれば、屈折集光素子４００に加えて、第１の光線は、微小光学セキュリティデバイスの他の光学構成要素（例えば、スペーサ層または封止層）を通過し、これらの構成要素は、屈折集光素子４００と組み合わせて、波長λ２の光について第２の有効焦点距離ｆ２
＊を有する。
【0060】
いくつかの実施形態によれば、第２の画像アイコン配列４２０は、第１の画像アイコン配列４１５の下に位置するため、第２の光線４１０は、微小光学セキュリティデバイスの追加の構造４１９（例えば、スペーサ層または保持構造）を通過する。特定の実施形態によれば、ｆ２
＊の値は、例えば、追加の構造４１９と同様に、屈折集光素子４００内のナノ粒子の濃度を調節することによって、第２の光線４１０が、第２の画像アイコン配列４２０に焦点を合わせることを確実にするように調整され得る。
【0061】
図５は、本開示の特定の実施形態による、微小光学セキュリティデバイスによって作成された合成画像における視覚効果の態様を示す。
【0062】
図５の非限定的な実施例を参照すると、屈折集光素子５００は、波長λ１の光に対して有効焦点距離ｆ１
＊で第１の画像アイコン配列５１５に焦点を合わせるように、微小光学セキュリティデバイスの構成要素を通して、波長λ１に関連付けられた色（例えば、青色）の第１の光線５０５を集束するように示される。同様に、この説明的な実施例では、屈折集光素子は、より長い波長λ２に関連付けられた色（例えば、赤色）の第２の光線５１０を、微小光学セキュリティデバイスの構成要素（追加の構成要素５１９を含む）を通して集束するように示されており、その結果、第２の光線は、波長λ２の光について有効焦点距離ｆ２
＊で第２の画像アイコン配列５２０に集束する。
【0063】
図５の非限定的な実施例を参照すると、波長λ１の光に対する有効焦点距離ｆ１
＊は、波長λ２の光に対する有効焦点距離ｆ２
＊より短い。様々な実施形態によれば、上述したｆ１
＊とｆ２
＊との有効焦点距離の差は、Ｆ数の波長ベースの差を意味する。別の言い方をすれば、波長λ１に関連付けられた第１の特性色の第１の画像アイコン配列５１５の特徴は、微小光学系によって投影された合成画像の第１の特性色の成分を形成する。同様に、波長λ２に関連付けられた第２の特性色の第２の画像アイコン配列５２０の特徴は、微小光学系によって投影された合成画像の第２の特性色の成分を形成する。
【0064】
波長λ１の光に対する有効焦点距離ｆ１
＊と波長λ２の光に対する有効焦点距離ｆ２
＊の違いにより、特性色が波長λ１の光に関連付けられている画像アイコンは、特性色が波長λ２の光に関連付けられている画像アイコンを含む第２の画像アイコン配列５２０とは異なる層上にある第１の画像アイコン配列５１５に形成される。他のすべての要因が等しい（例えば、両方の画像アイコン配列が同様の光学効果を提供している）場合、上述した第１の画像アイコン配列５１５と第２の画像アイコン配列５２０との間の層の高さの差により、第１の特性色の微小光学セキュリティによって作成された合成画像の成分は、観察位置のシフトに応じて、第２の特性色の成分の位置の変化（Δ２）よりも小さい位置の変化（Δ１）を示す。すなわち、図５の非限定的な実施例では、合成画像の赤色成分は、合成画像の青色成分よりも観察位置の変化に応じてより遠く、より速く移動するように見える（すなわち、Δ２＞Δ１）。別の言い方をすれば、第１の画像アイコン配列５１５からの合成画像は、第２の画像アイコン配列５２０からの合成画像の長波長成分についてのより長い「レバーアーム（lever arm）」５６０と比較して、短い「レバーアーム」５５０上にあるように見える。したがって、観察者が微小光学セキュリティデバイスの視野角を調整すると、第２の画像アイコン配列５２０上の合成画像の長波長成分（例えば、赤色部分）は、第１の画像アイコン配列５１５上の合成画像の短波長成分（例えば、青色部分）より速く移動するように見える。特定の実施形態によれば、合成画像の異なる色の成分の相対的な「速度」は、セキュリティ機能の真偽の証印であり得る。
【0065】
図３～図５の非限定的な実施例は、凸レンズまたは平凸レンズとして描写されるレンズを組み込んだ特定の実施形態による微小光学系によって生じる光学効果の態様を示すが、本開示による実施形態はそれに限定されず、図３～図５の例は、限定されないが、凹レンズまたは平凹レンズを含む複数のレンズ形状を使用する実施形態にわたって適用可能である。
【0066】
図６Ａ～図６Ｅは、本開示の様々な実施形態による、ナノ粒子調整封止層を有する微小光学セキュリティデバイスの構成の５つの実施例ａ．）～ｅ．）を示す。特定の実施形態は、図６Ａ～図６Ｅの例示的な実施例に示される５つの実施形態を参照して説明されるが、本開示は、それに限定されず、ナノ粒子調整封止層を有する微小光学セキュリティデバイスのさらなる構成が可能であり、本開示の想定される範囲内である。
【0067】
図６Ａ～図６Ｅの非限定的な実施例を参照すると、本開示による特定の微小光学セキュリティデバイスは、ナノ粒子調整封止層６００を含む。いくつかの実施形態では、ナノ粒子調整封止層６００は、微小光学セキュリティデバイスの最上部（意図された観察位置に対して）の層を構成し、汚れ、グリース、及び合成画像を生成する微小光学セキュリティデバイスの能力のその他の劣化要因が蓄積し難いように実質的に平面状の最上面を有する。様々な実施形態によれば、ナノ粒子調整封止層６００は、有機樹脂（例えば、アクリレートモノマーまたはアクリレートオリゴマー）及び１つ以上のナノ粒子を含む材料混合物から構築されており、材料混合物中のそれらの濃度は、ナノ粒子調整封止層６００の屈折率を調節する。いくつかの実施形態では、ナノ粒子の濃度は、ナノ粒子調整封止層６００と１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列６０５との間で、ナノ粒子調整封止層６００と１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列６０５との間の非平面の境界に沿って、屈折率の所定の差を達成するように選択される。図６Ａ～図６Ｅに示される非限定的な実施例では、ナノ粒子調整封止層６００は、屈折型の画像アイコン集光束素子６０５よりも高い屈折率を有する材料で構築されており、結果として、屈折型の画像アイコン集光素子６０５は、凹レンズ形状を有する。封止層６００と屈折型の画像アイコン集光素子６０５との間のＲＩ差が凸レンズ形状を必要とする本開示による他の実施形態が可能であり、本開示の意図された範囲内である。
【0068】
図６Ａ～図６Ｅの例示的な実施例に示されるように、本開示の特定の実施形態による微小光学セキュリティデバイスは、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列６０５を含むことができる。特定の実施形態によれば、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、異なる屈折率の領域間の１つ以上の非平面の境界を画定する構造のセットを含み、１つ以上の画像アイコン配列６１５内の画像アイコンに、少なくとも１つの波長の光を集束させる。いくつかの実施形態では、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列６０５内の屈折集光素子は、半径方向に対称である。特定の実施形態では、屈折集光素子は、軸方向または並進方向に対称である（例えば、レンチキュラーアレイのレンチクル）。いくつかの実施形態では、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、２つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列（例えば、６０５ａ及び６０５ｂ）を備える。特定の実施形態では、複数の屈折型の画像アイコン集光素子配列の使用は、内部反射、色収差、または他の不要な視覚効果のために望ましい場合がある。様々な実施形態によれば、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列６０５内の屈折集光素子は、３０μｍ以上の直径を有する。様々な実施形態では、屈折型の画像アイコン集光素子６０５の直径は、７．５～２５μｍである。
【0069】
本開示による様々な実施形態では、ナノ粒子調整封止層を有する微小光学セキュリティデバイスは、光学スペーサ６１０を含む。いくつかの実施形態によれば、光学スペーサ６１０は、微小光学セキュリティデバイスの他の要素を形成するための材料が適用され、形成される材料のシートであり得る。いくつかの実施形態では、光学スペーサ６１０は、微小光学セキュリティデバイスの別の構成要素（例えば、屈折型の画像アイコン集光素子配列）と一体化される。特定の実施形態では、例えば、封止層と屈折型の画像アイコン集光素子配列との間の非平面の境界に沿った屈折率の差に応じて、光学スペーサ６１０は、１つ以上の画像アイコン配列を、屈折型の画像アイコン集光素子配列の焦点距離に位置付ける役割を果たす。
【0070】
図６Ａ～図６Ｅの非限定的な実施例に示されるように、本開示の特定の実施形態による微小光学セキュリティデバイスは、１つ以上の画像アイコン配列６１５を含み、画像アイコン配列６１５は、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の下に（意図された視点に対して）配設され、これによって１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子６０５の一部は、１つ以上の画像アイコン配列６１５の一部の合成画像を投影するようになっている。特定の実施形態によれば、微小光学セキュリティデバイスは、２つ以上の画像アイコン配列（６１５ａ及び６１５ｂ）を有する。特定の実施形態では、画像アイコン配列の各々は、特性色を有する特徴を含み、画像アイコン配列の各々は、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列に対して、微小光学セキュリティデバイス内の深さまたは位置に配設され、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列６０５の波長に依存する有効焦点距離に関連付けられている。
【0071】
本開示による様々な実施形態では、ナノ粒子調整封止層を有する微小光学セキュリティデバイスは、機械可読セキュリティデバイス（Ｍｒ－ＳＤ）６２０をさらに備える。特定の実施形態では、Ｍｒ－ＳＤ ６２０は、磁気インクの層、または別の媒体を含み、これらは、紙幣機器メーカ（ＢＥＭ：banknote equipment manufacturer）の機械などの独自のデバイスを通過したときに、厳重に保護された検証基準に対し特徴的な発光または応答スペクトルを提供する。
【0072】
様々な実施形態によれば、ナノ粒子調整封止層６００を有する微小光学セキュリティデバイスは、５０ミクロン以下のデバイス厚さを有する。本開示で使用される場合、「デバイス厚さ」という用語は、光が光学デバイスに入射する表面から、微小光学セキュリティデバイスと微小光学セキュリティデバイスが取り付けられている基板との間の界面を提供する（接着層とは反対側の）表面までの距離を包含する。
【0073】
図７Ａ～図７Ｅは、本開示の様々な実施形態による、ナノ粒子調整封止層を含まない微小光学セキュリティデバイスの構成の５つの実施例を示す。特定の実施形態は、図７Ａ～図７Ｅの例示的な実施例に示される５つの実施形態を参照して説明されるが、本開示は、それに限定されず、微小光学セキュリティデバイスのさらなる構成が可能であり、本開示の想定される範囲内である。
【0074】
図７Ａ～図７Ｅの例示的な実施例に示されるように、本開示の特定の実施形態による微小光学セキュリティデバイスは、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列７０５を含むことができる。特定の実施形態によれば、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、異なる屈折率の領域間の１つ以上の非平面の境界を画定する構造のセットを含み、１つ以上の画像アイコン配列７１５内の画像アイコンに少なくとも１つの波長の光を集束する。いくつかの実施形態では、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列７０５内の屈折集光素子は、半径方向に対称である。特定の実施形態では、屈折集光素子は、軸方向に対称である（例えば、レンチキュラーアレイのレンチクル）。いくつかの実施形態では、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、２つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列（例えば、７０５ａ及び７０５ｂ）を備える。特定の実施形態では、複数の屈折型の画像アイコン集光素子配列の使用は、内部反射、色収差、または他の不要な視覚効果のために望ましい場合がある。様々な実施形態によれば、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列７０５内の屈折集光素子は、３０μｍ以上の直径を有する。様々な実施形態によれば、屈折集光素子は、有機樹脂及びナノ粒子を含む材料混合物から形成されており、それらは組み合わせて１．５を超える屈折率を有する。いくつかの実施形態によれば、材料混合物中の有機樹脂は、それ自体、１．５未満の屈折率を有する。特定の実施形態では、材料混合物中の有機樹脂は、１．４以下の屈折率を有する。
【0075】
本開示による様々な実施形態では、ナノ粒子調整封止層を省略する微小光学セキュリティデバイスは、光学スペーサ７１０を含む。いくつかの実施形態によれば、光学スペーサ７１０は、微小光学セキュリティデバイスの他の要素を形成するための材料が適用され、形成される材料のシート（例えば、ポリエステルフィルム）であり得る。いくつかの実施形態では、光学スペーサ７１０は、微小光学セキュリティデバイスの別の構成要素（例えば、屈折型の画像アイコン集光素子配列）と一体化される。特定の実施形態では、例えば、屈折型の画像アイコン集光素子配列と別の媒体（例えば空気）との間の非平面の境界に沿った屈折率の差に応じて、光学スペーサ７１０は、屈折型の画像アイコン集光素子配列の焦点距離に、１つ以上の画像アイコン配列を位置付ける役割を果たす。
【0076】
図７Ａ～図７Ｅの非限定的な実施例に示されるように、本開示の特定の実施形態による微小光学セキュリティデバイスは、１つ以上の画像アイコン配列７１５を含み、１つ以上の画像アイコン配列７１５は、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の下に（意図された視点に対して）配設され、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子７０５の一部は、１つ以上の画像アイコン配列７１５の一部の合成画像を投影するようになっている。特定の実施形態によれば、微小光学セキュリティデバイスは、２つ以上の画像アイコン配列（７１５ａ及び７１５ｂ）を有する。特定の実施形態では、画像アイコン配列の各々は、特性色を有する特徴を含み、画像アイコン配列の各々は、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列に対して、微小光学セキュリティデバイス内の深さまたは位置に配設され、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列７０５の波長に依存する有効焦点距離に関連付けられている。
【0077】
本開示による様々な実施形態では、ナノ粒子調整封止層を含まない微小光学セキュリティデバイスは、機械可読セキュリティデバイス（Ｍｒ－ＳＤ）７２０をさらに備える。特定の実施形態では、Ｍｒ－ＳＤ ７２０は、磁気インクの層、または別の媒体を含み、これは、紙幣機器メーカ（ＢＥＭ）の機械などの独自のデバイスを通過したときに、厳重に保護された検証基準に対し特徴的な発光または応答スペクトルを提供する。
【0078】
様々な実施形態によれば、ナノ粒子調整封止層を含まない微小光学セキュリティデバイスは、２０～３０ミクロンのデバイス厚さを有し得る。いくつかの実施形態では、ナノ粒子調整封止層を含まない微小光学セキュリティデバイスは、２０ミクロン以下の厚さを有する。特定の実施形態によれば、ナノ粒子調整封止層を含まない微小光学セキュリティデバイスは、１５ミクロン未満のデバイス厚さを有し得る。
【0079】
図８は、本開示の様々な実施形態による、第１の特性色に関連付けられた第１の画像アイコン配列の特性色、及び第２の特性色に関連付けられた第２の画像アイコン配列の特性色の組合せ（permutations）を含む合成画像８００の実施例を示す。
【0080】
図８の非限定的な実施例を参照すると、微小光学セキュリティデバイス（例えば、図１の微小光学セキュリティデバイス１００）によって提供される、第１の視野角において現れるような合成画像が、図に表される。特定の実施形態によれば、合成画像８００を投影する微小光学セキュリティデバイスは、ナノ粒子で調整された屈折型の画像アイコン集光素子配列（例えば、図１Ａの屈折型の画像アイコン集光素子配列１２０）を含み、集光素子の屈折率は、第１の特性色に関連付けられた画像アイコン配列（例えば、図１の画像アイコン配列１１０ｂ）を含む第１の層に第１の波長の光を集束するように調整されている。この例示的な実施例では、第１の特性色は青色であるが、異なる第１の特性色を有する実施形態は可能であり、本開示の範囲内である。同様に、図８に示される合成画像を提供する微小光学セキュリティデバイスの集光素子の屈折率は、第２の特性色に関連付けられた第２の画像アイコン配列（例えば、図１の画像アイコン配列１１０ａ）を含む第２の層に第２の波長の光を集束させるようにも調整される。この例示的な実施例では、第２の特性色はマゼンタであるが、異なる第２の特性色を有する実施形態が可能であり、本開示の範囲内である。さらに、いくつかの実施形態によれば、合成画像８００を投影する微小光学セキュリティデバイスの画像アイコン層は、画像アイコン間の実質的に無色である領域（例えば、画像アイコンを保持する構造を画定する透明材料の領域）を含む。
【0081】
図８に示されるように、第１の視野角において提供される合成画像８００は、第１の特性色、第２の特性色、及び無色の領域から作られる濃淡（shades）、すなわち組合せ（permutations）を含む。例えば、合成画像８００は、第１の特性色と同じ色合いの青色である、領域８０１を含む。同様に、合成画像８００は、第１の特性色よりも明るい色合いの青色である、領域８０３を含む。さらに、合成画像８００は、第２の特性色と同じ色合いのマゼンタである、領域８０５を含む。さらに、合成画像８００は、第２の特性色よりも明るい色合いのマゼンタである、領域８０７を含む。さらに、合成画像８００は、画像アイコン層内の特定の間隙領域と同様に、実質的に無色である、領域８０９を含む。加えて、合成画像８００は、第１の特性色と第２の特性色の混合色に関連付けられた紫色の濃淡である、領域８１１を含む。
図８の非限定的な実施例に示されるように、合成画像８００は、第２の特性色と、第１の特性色のより明るい色合い（例えば、領域８０３のより明るい色合いの青色）とに関連付けられた紫色の色合いである、領域８１３を含む。同様に、合成画像８００は、第１の特性色のより明るい色合い（例えば、領域８０３のより明るい色合いの青色）と、第２の特性色のより明るい色合い（例えば、領域８０７のより明るい色合いのマゼンタ）とに関連付けられた紫色の濃淡である、領域８１５を含む。最後に、特定の実施形態では、合成画像８００は、第１の特性色と、第２の特性色のより明るい色合い（例えば、領域８０７におけるより明るい色合いのマゼンタ）に関連付けられた紫色の濃淡である、領域８１７を含む。
図８の非限定的な実施例に示されるように、合成画像８００は、第２の特性色と、第１の特性色のより明るい色合い（例えば、領域８０３のより明るい色合いの青色）とに関連付けられた紫色の色合いである、領域８１３を含む。同様に、合成画像８００は、第１の特性色のより明るい色合い（例えば、領域８０３のより明るい色合いの青色）と、第２の特性色のより明るい色合い（例えば、領域８０７のより明るい色合いのマゼンタ）とに関連付けられた紫色の濃淡である、領域８１５を含む。最後に、特定の実施形態では、合成画像８００は、第１の特性色と、第２の特性色のより明るい色合い（例えば、領域８０７におけるより明るい色合いのマゼンタ）に関連付けられた紫色の濃淡である、領域８１７を含む。
【0082】
したがって、本開示による特定の実施形態は、２色のアイコン構造を採用することで、単一の集光素子が、アイコン構造及び集光素子を含む微小光学系によって提供される合成画像に対し、少なくとも９色を提供することを可能にするという予期しない結果を提供する。より全般的には、本開示による特定の実施形態では、第１の視野角の範囲にわたってセキュリティデバイスによって提供される合成画像は、２つの画像アイコン層内にある第１の特性色に関連付けられた画像アイコン及び第２の特性色に関連付けられた画像アイコンの位置を調整することによって、少なくとも９色を含むことができる。
【0083】
加えて、特定の実施形態では、２層以上の画像アイコン構造から光を投影する単一の集光素子によって提供される少なくとも９色を超えるさらなる色は、本開示の様々な実施形態に従って色出力が変調された複数の集光素子の出力を集約することによって達成され得る。非限定的な実施例として、微小光学セルを含む微小光学セキュリティデバイス（例えば、微小光学セキュリティデバイス１００）の領域を考慮すると、各微小光学セルは、画像アイコン構造の２つの層内の画像アイコンの位置及び存在（position and presence）を調整することによって、少なくとも９色を出力することができる。本開示で使用さ
れる場合、「微小光学セル（micro-optic cell）」という用語は、本開示の図４に示されるような、単一の集光素子に対応する微小光学セキュリティデバイスの三次元部分を包含する。アイコン構造の２つの層で達成可能な少なくとも９色のうちの１色（例えば、図８の領域８０７におけるより明るい色合いのマゼンタ）を出力するように微小光学セルの第１の部分（例えば、３分の１）を構成すると共に、少なくとも９色のうちの別の色（例えば、図８の領域８０５に示されるマゼンタ）を出力するように微小光学セルの第２の部分を構成することにより、微小光学セル領域は、その領域内の微小光学セルの第１の部分及び第２の部分によって出力される色の混合物である色の領域として現れることになる。したがって、特定の実施形態によれば、各微小光学セルによって出力される少な
くとも９色のうち、異なる色を出力するセルを散在させることによって、微小光学セキュリティシステムによって提供される色を極めて細かく制御することが可能になる。
れる場合、「微小光学セル（micro-optic cell）」という用語は、本開示の図４に示されるような、単一の集光素子に対応する微小光学セキュリティデバイスの三次元部分を包含する。アイコン構造の２つの層で達成可能な少なくとも９色のうちの１色（例えば、図８の領域８０７におけるより明るい色合いのマゼンタ）を出力するように微小光学セルの第１の部分（例えば、３分の１）を構成すると共に、少なくとも９色のうちの別の色（例えば、図８の領域８０５に示されるマゼンタ）を出力するように微小光学セルの第２の部分を構成することにより、微小光学セル領域は、その領域内の微小光学セルの第１の部分及び第２の部分によって出力される色の混合物である色の領域として現れることになる。したがって、特定の実施形態によれば、各微小光学セルによって出力される少な
くとも９色のうち、異なる色を出力するセルを散在させることによって、微小光学セキュリティシステムによって提供される色を極めて細かく制御することが可能になる。
【0084】
【0085】
図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃの非限定的な実施例を参照すると、ある特定の実施形態では、画像アイコンの特性色のセットの組合せは、画像アイコン層内にある画像アイコン及び無色の領域の焦点位置に対する画像アイコンの位置を調整することによって達成され得る。
【0086】
図９Ａの非限定的な実施例を参照すると、微小光学セキュリティデバイス（例えば、図１の微小光学セキュリティデバイス１００）の第１のサブセクション９００が示される。特定の実施形態によれば、微小光学セキュリティデバイスは、封止層９０１（例えば、図１の封止層１２５）、集光素子９０３、９０５、及び９０７を含む複数の集光素子、及び光学スペーサ９１３（例えば、図１の光学スペーサ１１５）を含む。本開示によるいくつかの実施形態では、封止層９０１、集光素子９０３、９０５、及び９０７、または光学スペーサ９１３のうちの１つ以上は、その層の屈折率を調整するためにナノ粒子を含む高分子マトリックスから構築される。さらに、本開示によるいくつかの実施形態では、集光素子９０３、９０５、及び９０７のために選択されたレンズ形状（例えば、凸レンズまたは凹レンズ）に応じて、封止層９０１または集光素子９０３、９０５、及び９０７のうちの１つ以上は、低－ＲＩ材料、例えば、１．４未満のＲＩを有する材料、１．３０から１．３５の間のＲＩを有する材料、または１．３未満のＲＩを有する材料から構築される。特定の実施形態では、封止層９０１、集光素子９０３、９０５、及び９０７、または光学スペーサ９１３のうちの１つ以上は、その層の屈折率を調整するためのナノ粒子を含まない高分子マトリックスから構築される。
【0087】
図９Ａの例示的な実施例に示されるように、微小光学セキュリティデバイスは、第１の層９０９内に配設された第１の特性色（この例示的な例では、青色であるが、他の色も可能であり、本開示の意図される範囲内である）に関連付けられた第１の画像アイコン配列をさらに備える。さらに、本開示によるいくつかの実施形態では、微小光学セキュリティデバイスは、第２の特性色（この例示的な実施例では、マゼンタであるが、他の色も可能であり、本開示の意図された範囲内であるに関連付けられた第２の画像アイコン配列を備える）。特定の実施形態によれば、第１の層９０９と第２の層９１１の画像アイコン間の空間は、実質的に無色の材料（例えば、着色顔料を含有しないポリマー）を含む。
【0088】
特定の実施形態によれば、第１の視野角において、集光素子９０３、９０５、及び９０７の各々は、それぞれ焦点９１５、９１７、及び９１９で収束する経路に沿って、微小光学セキュリティデバイスに入射する光を、第１の層９０９及び第２の層９１１内の領域に集束させる。同様に、光は、図に示されているのと同じ経路に沿って焦点９１５、９１７、及び９１９から微小光学セキュリティデバイスを出る。本開示の他の箇所で述べられているように、焦点９１５、９１７、及び９１９の各々に対する第１の視野角に関連付けられた方向で微小光学セキュリティデバイスに到達する光がとる経路（本明細書では「焦点経路」と呼ぶ）に対して、着色顔料含有の画像アイコンの位置を微妙に調整することで、第１の層９０９及び第２の層９１１の画像アイコンに使用される２つの特性色を超えて、微小光学系によって提供される合成画像に提供される色の配置を変更する（permute）ことができる。
【0089】
第１の実施例として、第１の特性色に関連付けられた画像アイコン９２１ａと第２の特性色に関連付けられた画像アイコン９２１ｂがともに集光素子の同じ焦点経路上にあるとき、集光素子９０３によって提供される合成画像の成分は、第１の特性色と第２の特性色の混合物である色を有する。この非限定的な実施例では、第１の特性色（青色）を第２の特性色（マゼンタ）と混合することで、深い紫色９２３を生成する。
【0090】
第２の実施例として、第１の特性色に関連付けられた画像アイコン９２５ａが集光素子の焦点経路からオフセットされ、第２の特性色に関連付けられた画像アイコン９２５ｂが焦点経路上にある場合、集光素子９０５によって提供される合成画像の成分は、第１の特性色、無色の領域、及び第２の特性色の混合物である色を有する。この非限定的な実施例では、画像アイコン９２５ａを焦点経路に対してオフセットすることで、紫色のピンクがかった色合いである色９２７を生成する。なお、この非限定的な実施例では、第１の特性色の色９２７への寄与は、焦点経路からの画像アイコン９２５ａのオフセットによって主に薄められるが、第２の特性色の寄与は実質的に影響を受けない。
【0091】
第３の実施例として、第１の特性色に関連付けられた画像アイコン９２９ａが集光素子の焦点経路上に位置付けられ、第２の特性色に関連付けられた画像アイコン９２９ｂが集光素子の焦点経路からオフセットされるとき、集光素子９０７によって提供される合成画像の成分は、第１の特性色、第２の特性色、及び第２の層９１１の画像アイコン間の実質的に無色の領域の混合物である色９３１を有する。この特定の実施例では、色９３１は、紫色の青みがかった色合いを含む。なお、この例示的な実施例では、第１の特性色の寄与は実質的に影響を受けないが、第２の特性色の色９３１への寄与は、焦点経路からの画像アイコン９２９ｂのオフセットによって薄められている。
【0092】
図９Ｂは、本開示の様々な実施形態による、合成画像における特性色の限定されたセットの組合せを達成するさらなる説明的な実施例を提供する。
【0093】
図９Ｂの非限定的な実施例を参照すると、微小光学デバイスの第２のサブセクション９９１が図９Ｂに示される。参照の便宜上、第２のサブセクション９９１は、図９Ａに示される第１のサブセクション９００と同じ構造を利用する。この例示的な実施例に示されるように、第２のサブセクション９９１は、図９Ａを参照して説明されるそれらの対応する実施形態と等価の構造である、封止層９０１、集光素子９０３、９０５、及び９０７、ならびに光学スペーサ９１３を含む。同様に、第２のサブセクション９９１は、図９Ａにおけるそれらの対応する実施形態と同等である、第１の層９０９及び第２の層９１１を含む。
【0094】
特定の実施形態によれば、第１の特性色に関連付けられた画像アイコン９３３を集光素子の焦点経路からオフセットし、第２の層９１１に画像アイコンを提供しないことによって、集光素子９０３によって提供される合成画像の成分は、第１の特性色と第１の層９０９内の実質的に無色の材料との組み合わせである色９３５を有する。この特定の実施例では、色９３５は、第１の特性色のより明るい色合いであり、この実施例では、明るい色合いの青色を含む。
【0095】
本開示によるいくつかの実施形態では、集光素子９０５の焦点経路に近い画像アイコンを省略し、かつ画像アイコン９３７を焦点経路からオフセットすることによって、集光素子９０５によって提供される合成画像の成分は、第２の特性色と第２の層９１１内の実質的に無色の材料との組み合わせである色９３９を有する。この非限定的な実施例では、色９３９は、第２の特性色のより明るい色合いであり、この例示的な実施例では、明るい色合いのピンクを含む。
【0096】
本開示による様々な実施形態では、第１の特性色に関連付けられた画像アイコン９４１と画像アイコン９４１ｂの両方を、集光素子９０７の経路からオフセットすることによって、集光素子９０７によって提供される合成画像の成分は、第１の特性色、第２の特性色、及び第１の層９０９及び第２の層９１１内の実質的に無色の材料の組み合わせである色９４３を有する。この非限定的な実施例では、色９４３は、ラベンダー色を含む。
【0097】
図９Ｃの非限定的な実施例を参照すると、微小光学デバイスの第３のサブセクション９９３が、図９Ｃに示される。参照の便宜上、第３のサブセクション９９３は、図９Ａに示される第１のサブセクション９００と同じ構造を利用する。この例示的な実施例に示されるように、第３のサブセクション９９３は、封止層９０１、集光素子９０３、９０５、及び９０７、ならびに光学スペーサ９１３を含み、これらは、図９Ａを参照して説明される対応する実施形態と等価な構造である。同様に、第３のサブセクション９９３は、図９Ａにおけるそれらの対応する実施形態と同等である第１の層９０９及び第２の層９１１を含む。
【0098】
図９Ｃの非限定的な実施例を参照すると、特定の実施形態によれば、第１の特性色に関連付けられた画像アイコン９４５を集光素子９０３の焦点経路上に位置付けし、かつ第２の特性色に関連付けられた画像アイコンを、集光素子９０３の焦点経路上にまたはその焦点経路に近接して位置付けしないことによって、集光素子９０３によって部分的に投影された合成画像の成分の色９４７は、第１の特性色である。
【0099】
様々な実施形態によれば、第２の特性色に関連付けられた画像アイコン９４９を集光素子９０５の焦点経路上に位置付けし、第１の特性色に関連付けられた画像アイコンを、集光素子９０５の焦点経路上にまたはそれに近接して位置付けしないことによって、集光素子９０５の合成画像への寄与の色９５１は、第２の特性色である。
【0100】
同様に、本開示による様々な実施形態では、集光素子９０７の焦点経路上にまたは焦点経路に近接して、着色された画像アイコンを位置付けしないことによって、合成画像に対する集光素子９０７の寄与は、第１の層９０９と第２の層９１１の画像アイコン間の領域と同様に、実質的に無色である。
【0101】
図８及び図９Ａ～９Ｃの実施例では、特性色の組合せ間での変調は、屈折集光素子を使用する微小光学系を参照して説明されてきたが、本開示による実施形態はそれに限定されず、上述の色変調効果は、反射集光素子（例えば、図１Ｃの微小光学セキュリティデバイス１００）を使用するシステムでも生成され得る。付加的に、本開示による特定の実施形態は、セルが合成画像に提供する色の微小光学セルレベルの変調を、２層の画像アイコン構造を有するシステム及び２つの特性色に関連付けられた画像アイコンを参照して達成することについて説明しているが、本開示はこれに限定されない。２層を超える層を有する画像アイコン構造を含む実施形態、及び３つ以上の特性色に関連付けられた画像アイコンを有する実施形態は、本開示の意図される範囲内である。
【0102】
特定の実施形態によれば、アイコン要素のための特性色の有限のセットによって出力されるミクロレベルの色のさらなる粒度は、各特性色に関連付けられた画像アイコンのサイズを調整することによって達成され得る。なお、本開示で使用される場合、「ミクロレベル」という用語は、着色された基板が無い場合に単一の集光素子を通して観察される色を包含する。いくつかの実施形態によれば、特定の特性色に関連付けられた画像アイコンのサイズは、線アイコンの線幅を変更すること、部分的な画像アイコンを削除すること、または画像アイコン集光素子のフットプリント内の画像アイコンを２倍にすることのうちの１つ以上によって調整され得る。
【0103】
本開示によるいくつかの実施形態では、マクロレベルの色のさらなる粒度は、同様の画像アイコン構造を有する微小光学セルの間で、画像アイコンが画像アイコン集光素子の焦点経路内にあるかどうかの境界上にあり得、第１の特性色及び第２の特性色の組合せに関連付けられた色間の中間色を示す領域を生じ得るように、視野角の微妙な変動に応答して大きくなり得る。なお、本開示で使用される場合、「マクロレベル」という用語は、複数の微小光学セルを一度に見るときに観察される色を包含する。図８の領域８１９は、微小光学セキュリティデバイスの複数の微小光学セルを同時に見るときに観察される色におけるマクロレベルの粒度の非限定的な実施例を提供する。図８に示されるように、領域８１９では、２つの色合いの間に、特性色の複数の濃淡を含む視認可能な色のグラデーション（鋭い境界ではなく）が観察され得る。
【0104】
【0105】
図１０Ａの非限定的な実施例を参照すると、微小光学セキュリティデバイス１０００の例が図示されている。特定の実施形態によれば、微小光学セキュリティデバイス１０００は、封止層１００５、屈折集光素子配列１０１０、光学スペーサ１０１５、及び複数の画像アイコン１０２５を含む画像アイコン層１０２０を含む。
【0106】
特定の実施形態によれば、微小光学セキュリティデバイス１０００は、様々な合成画像を投影することができるデバイスを備え、投影される合成画像は、これに限定されるものではないが、微小光学セキュリティデバイス１０００の平面の上方及び／または下方に見える画像アイコン層１０２０内のコンテンツの、色ずれ効果（color shift effects）、光学可変効果（optically variable effects）、及び合成的に拡大された画像を含む。
図１０Ａの例示的な実施例に示されるように、封止層１００５は、屈折集光素子配列１０１０を形成するために使用される材料よりも高い屈折率を有する材料から形成される。いくつかの実施形態では、封止層１００５は、分散されたナノジルコニアのナノ粒子を有する芳香族官能基を有するアクリレートなどの高屈折材料から形成される。１つの非限定的な実施例として、封止層１００５は、特定の実施形態において、約１．６の屈折率を有し、封止層１００５は、二酸化ジルコニウムアクリレートモノマー混合物の液体ブレンド、ビスフェノールフルオレンジアクリレート及びＯ－フェニルフェノールエチルアクリレートのブレンド、ならびに好適な光開始剤を含むＵＶ硬化層として形成される。
図１０Ａの例示的な実施例に示されるように、封止層１００５は、屈折集光素子配列１０１０を形成するために使用される材料よりも高い屈折率を有する材料から形成される。いくつかの実施形態では、封止層１００５は、分散されたナノジルコニアのナノ粒子を有する芳香族官能基を有するアクリレートなどの高屈折材料から形成される。１つの非限定的な実施例として、封止層１００５は、特定の実施形態において、約１．６の屈折率を有し、封止層１００５は、二酸化ジルコニウムアクリレートモノマー混合物の液体ブレンド、ビスフェノールフルオレンジアクリレート及びＯ－フェニルフェノールエチルアクリレートのブレンド、ならびに好適な光開始剤を含むＵＶ硬化層として形成される。
【0107】
様々な実施形態によれば、屈折集光素子配列１０１０は、１．５以下の屈折率を有する材料から形成される。レンズメーカの方程式を適用すると、所与のレンズ半径について、封止層１００５を形成する材料と屈折集光素子配列１０１０を構成する材料との間の屈折率の差を増加させることによって、微小光学セキュリティデバイス１０００の全体的な厚さを低減することができる。いくつかの実施形態では、上述の２つの材料間の屈折率の差は、０．１より大きい。特定の実施形態では、封止層１００５を形成するために使用される材料と、屈折集光素子配列１０１０との間の屈折率の差は、０．１～０．１５であり、いくつかの実施形態では、屈折率の差は、０．１６～０．２０である。様々な実施形態では、屈折率の差は、０．２１～０．２５であり、いくつかの実施形態では、屈折率の差は、０．２６以上である。
【0108】
例示的な実施例として、少なくとも１つの実施形態では、屈折集光素子配列１０１０は、約１．３５の屈折率を有するＵＶ硬化型のフッ素化アクリル材料ブレンドの層、例えば、１つ以上のフルオロウレタンアクリレート及び好適な光開始剤を含む混合物から形成される。微小光学セキュリティデバイス１０００における低－ＲＩ材料としての使用に好適な化合物を限定するものではないが、フッ素化アクリル材料は、低粘着性、他のアクリル材料への良好な接着性、土壌及び化学的耐性（soil and chemical resistance）、ならびに製造中に層の変形または過度の粘着性を回避するのに十分に高いガラス転移温度を含むが、これらに
限定されない、特定の製造上の利点を提示する。屈折集光素子配列に好適な材料のさらなる例としては、限定されるものではないが、シリコーンアクリレート及びシリコーンメタクリレートが挙げられる。
限定されない、特定の製造上の利点を提示する。屈折集光素子配列に好適な材料のさらなる例としては、限定されるものではないが、シリコーンアクリレート及びシリコーンメタクリレートが挙げられる。
【0109】
図１０Ａの非限定的な実施例に示されるように、微小光学セキュリティデバイス１０００は、光学スペーサ１０１５（例えば、図１Ａの光学スペーサ１１５）を含む。特定の実施形態によれば、光学スペーサ１０１５は、７５ゲージのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの薄い断面の実質的に透明なフィルムから形成される。様々な実施形態によれば、微小光学セキュリティデバイス１０００は、画像アイコン層１０２０（例えば、図６Ａ～図６Ｅの画像アイコン層６１５）を含む。特定の実施形態では、画像アイコン層６１５は、キャスト及び硬化された保持構造のセットを含み、この保持構造は、その後、１つ以上の特性色のＵＶ硬化性材料で満たされ、ＵＶ硬化性材料は、複数の画像アイコン（例えば、画像アイコン１０２５）を形成するように硬化される。
【0110】
熟練した技術者は、微小光学セキュリティデバイス１０００の実施形態の全体的な厚みは、システムによって生成される視覚効果、所望のレンズサイズ、及び画像アイコン層の数を含む、一連の用途固有の変数に依存し得ることを理解するであろう。しかしながら、封止層と集光素子との間の屈折率の差は、単一の画像アイコン層で様々な光学効果（これに限定されないが、色の変化、多方向効果、またはオルソパララックス（視差）による動き効果を含む）を有する合成画像を投影することができる完全に封止された球面レンズを有するデバイスにおいて、約３０ミクロンの全体的な厚さを有することが可能である。
【0111】
図１０Ａの例示的な実施例では、微小光学セキュリティデバイス１０００は、封止層１００５が屈折集光素子配列１０１０よりも高い屈折率を有する材料を含む構成を参照して説明されてきたが、本開示による実施形態はこれに限定されない。
【0112】
図１０Ｂは、封止層１００５及び屈折集光素子配列１０１０において、高－ＲＩ材料と低－ＲＩ材料との相対的な位置が逆になっている微小光学セキュリティデバイス１０５０の実施例を示す。相互参照の便宜上、図１０Ａの微小光学セキュリティデバイス１０００と共通する微小光学セキュリティデバイス１０５０の構造要素には、同様の番号が付けられている。
【0113】
いくつかの実施形態では、封止層が低－ＲＩ材料から形成されるように、封止層と集光素子との間の屈折率の差を逆転させることができる。そのような実施形態では、集光素子の形状は、同様に、図１０Ｂに示されるように、凹レンズから凸レンズに切り替わる。加えて、特定の実施形態では、屈折集光素子配列１０１０は、集光素子の湾曲した（すなわち、凹面または凸面の）レンズ面と光学スペーサ１０１５との間の遷移領域１０３０を備える。特定の実施形態によれば、屈折集光素子配列１０１０を通して最小の厚さを確保する遷移領域１０３０の存在は、屈折集光素子配列１０１０の個々の集光素子が「飛び出す（popping off）」、またはそうでなければシステム全体から分離する可能性を減少させ
ることによって、微小光学セキュリティデバイス１０５０の構造的完全性を改善する。
ることによって、微小光学セキュリティデバイス１０５０の構造的完全性を改善する。
【0114】
同様に、図１０Ａの例示的な実施例では、微小光学セキュリティデバイス１０００は、単一の層のアイコン構造を有する実施形態を参照して説明されてきたが、本開示による実施形態は、そのように限定されない。特定の実施形態では、微小光学デバイスは、多層アイコン構造を有する（例えば、本明細書の図９Ａ～図９Ｃを参照して示されるように）。
【0115】
本開示の特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、１つ以上の画像アイコン配列と、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列と、封止層と、を含むセキュリティデバイスであり、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の一部が、１つ以上の画像アイコン配列の一部の合成画像を投影するように、１つ以上の画像アイコン配列の上に配設され、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、非平面の境界に沿って封止層に接触する。
【0116】
本開示の特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列のうちの少なくとも１つと封止層とが、第１の屈折率を有する有機樹脂とナノ粒子との混合物を含む、セキュリティデバイスを含む。
【0117】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、屈折型の画像アイコン集光素子配列の少なくとも１つと封止層とが、第２の屈折率を有する低屈折率材料を含み、第１の屈折率と第２の屈折率との間の差が０．１以上の大きさを有する、セキュリティデバイスを含む。
【0118】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、低屈折率材料が１．３～１．４の間の屈折率を有する、セキュリティデバイスを含む。
【0119】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、低屈折率材料が１．３未満の屈折率を有する、セキュリティデバイスを含む。
【0120】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、低屈折率材料がフッ素化アクリレートまたはフッ素化ウレタンアクリレートを含む、セキュリティデバイスを含む。
【0121】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、低屈折率材料がパーフルオロポリエーテル化合物を含む、セキュリティデバイスを含む。
【0122】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、ナノ粒子の混合物が、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン、硫化亜鉛、またはテルル化亜鉛のナノ粒子のうちの１つ以上を含む、セキュリティデバイスを含む。
【0123】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、有機樹脂がアクリレートモノマーを含む、セキュリティデバイスを含む。
【0124】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、有機樹脂がアクリレートオリゴマーを含む、セキュリティデバイスを含む。
【0125】
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、有機樹脂が、フェノキシベンジルアクリレート、Ｏ－フェニルフェノキシエチルアクリレート、フェニルチオエチルアクリレート、ビス－フェニルチオエチルアクリレート、クミルフェノキシエチルアクリレート、ビフェニルメチルアクリレート、ビスフェノールＡエポキシアクリレート、フルオレン型アクリレート、臭素化アクリレート、ハロゲン化アクリレート、またはメラミンアクリレートのうちの１つ以上を含む、セキュリティデバイスを含む。
【0126】
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、有機樹脂が、イソデシルアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステルテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、またはヘキサンジオールジアクリレートのうちの１つ以上を含む、セキュリティデバイスを含む。
【0127】
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、有機樹脂が偏光元素を含まない、セキュリティデバイスを含む。
【0128】
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、封止層を含まないセキュリティデバイスを含む。
【0129】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、封止層が１．５以上の屈折率を有する、セキュリティデバイスを含む。
【0130】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、封止層が１．６以上の屈折率を有する、セキュリティデバイスを含む。
【0131】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、屈折型の画像アイコン集光素子配列が、屈折型の画像アイコン集光素子配列のレンズ面とスペーサ層との間の遷移領域を含む、セキュリティデバイスを含む。
【0132】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列内の屈折型の画像アイコン集光素子が３０ミクロンを超える直径を有する、セキュリティデバイスを含む。
【0133】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列内の屈折型の画像アイコン集光素子が３０ミクロン未満の直径を有する、セキュリティデバイスを含む。
【0134】
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、屈折型の画像アイコン集光素子配列と画像アイコン配列との間に配設されたスペーサ層を備えるセキュリティデバイスを含み、スペーサ層はナノ粒子を含む。
【0135】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、屈折型の画像アイコン集光素子配列と一体化されたスペーサ層を備える、セキュリティデバイスを含む。
【0136】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、１つ以上の非平面の境界に沿って接触する２つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列を備える、セキュリティデバイスを含む。
【0137】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、セキュリティデバイスが５０ミクロン以下の厚さを有する、セキュリティデバイスを含む。
【0138】
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、セキュリティデバイスが２０ミクロン以下の厚さを有する、セキュリティデバイスを含む。
【0139】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、セキュリティデバイスが１５ミクロン以下の厚さを有する、セキュリティデバイスを含む。
【0140】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、機械可読セキュリティデバイス（Ｍｒ－ＳＤ）を備える、セキュリティデバイスを含む。
【0141】
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、２つ以上の画像アイコン配列を備えるセキュリティデバイスであって、画像アイコン配列の各々は、画像アイコン配列に関連付けられた特性色を有する特徴を含み、画像アイコン配列の各々は、波長依存的な焦点距離に関連付けられた１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列に対して相対的な深さで配設されており、波長依存的な焦点距離が、画像アイコン配列に関連付けられた特性色に関連付けられている、セキュリティデバイスを含む。
【0142】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、合成画像が、異なる速度で移動する１つ以上の特性色の濃淡を含む、セキュリティデバイスを含む。
【0143】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、１つ以上の画像アイコン配列と、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列とを備えるセキュリティデバイスであって、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、有機樹脂とナノ粒子との混合物を含み、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、１つ以上の画像アイコン配列の上に配設され、これによって、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の一部は、１つ以上の画像アイコン配列の一部の合成画像を投影し、有機樹脂とナノ粒子との混合物は、１．５を超える屈折率を有する、セキュリティデバイスを含む。
【0144】
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、有機樹脂が１．５未満の屈折率を有する、セキュリティデバイスを含む。
【0145】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、有機樹脂とナノ粒子との混合物が１．６を超える屈折率を有する、セキュリティデバイスを含む。
【0146】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、有機樹脂とナノ粒子との混合物が１．７を超える屈折率を有する、セキュリティデバイスを含む。
【0147】
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティ文書の実施例は、本開示の実施形態による１つ以上のセキュリティデバイスに取り付けられた基板を含む。
【0148】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、合成画像が第３の色の領域を備え、第３の色が第１の特性色または第２の特性色のうちの少なくとも１つの組合せ（permutation）を含む、セキュリティデバイスを含む。
【0149】
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、第１の範囲の視野角にわたってセキュリティデバイスによって提供される合成画像が、少なくとも９つの色を含み、少なくとも９つの色が、第１の特性色及び第２の特性色の組合せ（permutation）を含む、セキュリティデバイスを含む。
【0150】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、画像アイコン集光素子配列の各画像アイコン集光素子が、焦点経路に関連付けられている画像アイコン集光素子と、第１の特性色に関連付けられた１つ以上の画像アイコン、第２の特性色に関連付けられた１つ以上の画像アイコン、及びある体積の実質的に無色の材料を含む画像アイコン間の１つ以上の領域を含む画像アイコン層と、を含み、所与の視野角について、色が、各画像アイコン集光素子を通して視認可能であり、第１の視野角において各画像アイコン集光素子を通して視認可能な色が、第１の特性色、第２の特性色、または実質的に無色の材料のうちの１つ以上に基づいている、セキュリティデバイスを含む。
【0151】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、着色された基板の不在下において、画像アイコン集光素子の焦点経路上に配設または前記焦点経路からオフセットされた前記画像アイコンが無い場合に、第１の視野角において画像アイコン集光素子を通して視認可能な色が、ある体積の実質的に無色の材料に関連付けられた白色である、セキュリティデバイスを含む。
【0152】
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、着色された基板の不在下において、第１の特性色に関連付けられた画像アイコンが画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされるときに、第１の視野角において画像アイコン集光素子を通して視認可能な色が、第１の特性色の明るい色合いに関連付けられた成分を有し、着色された基板の不在下において、第２の特性色に関連付けられた画像アイコンが画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされるときに、第１の視野角において画像アイコン集光素子を通して視認可能な色が、第２の特性色の明るい色合いに関連付けられた成分を有する、セキュリティデバイスを含む。
【0153】
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、着色された基板の不在下において、前記画像アイコン集光素子を通して視認可能な前記色が、前記第１の特性色及び前記第２の特性色の９つの組合せの群からの組合せを含み、前記９つの組合せの群が、
画像アイコン集光素子の焦点経路に配設された第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設または焦点経路からオフセットされた第２の特性色に関連付けられた画像アイコンの不在と、に関連付けられた第１の色（９４７）と、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設された第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設または焦点経路からオフセットされた第１の特性色に関連付けられた画像アイコンの不在と、に関連付けられた第２の色（９５１）と、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設または焦点経路からオフセットされた任意の画像アイコンの不在に関連付けられた実質的に無色の材料に関連付けられた白色を含む第３の色と、画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされた第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設または焦点経路からオフセットされた第２の特性色に関連付けられた画像アイコンの不在と、に関連付けられた第４の色（９３５）と、画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされた第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設または焦点経路からオフセットされた第１の特性色に関連付けられた画像アイコンの不在と、に関連付けられた第５の色（９３９）と、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設された第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設された第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、に関連付けられた第６の色（９２３）と、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設された第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされた第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、に関連付けられた第７の色（９３１）と、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設された第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされた第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、に関連付けられた第８の色（９２７）と、画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされた第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされた第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、に関連付けられた第９の色（９４３）と、を含む、セキュリティデバイスを含む。
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、第１の特性色に関連付けられた第１の画像アイコン、及び第２の特性色に関連付けられた第２の画像アイコンを備えるセキュリティデバイスであって、着色された基板の不在下で、第２の画像アイコンのサイズに対する第１の画像アイコンのサイズの比率が、画像アイコン集光素子を通して視認可能な色が、第１の特性色及び第２の特性色の９つの組合せのうちの１つではない、第１０の色を含むような比率である、セキュリティデバイスを含む。
画像アイコン集光素子の焦点経路に配設された第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設または焦点経路からオフセットされた第２の特性色に関連付けられた画像アイコンの不在と、に関連付けられた第１の色（９４７）と、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設された第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設または焦点経路からオフセットされた第１の特性色に関連付けられた画像アイコンの不在と、に関連付けられた第２の色（９５１）と、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設または焦点経路からオフセットされた任意の画像アイコンの不在に関連付けられた実質的に無色の材料に関連付けられた白色を含む第３の色と、画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされた第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設または焦点経路からオフセットされた第２の特性色に関連付けられた画像アイコンの不在と、に関連付けられた第４の色（９３５）と、画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされた第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設または焦点経路からオフセットされた第１の特性色に関連付けられた画像アイコンの不在と、に関連付けられた第５の色（９３９）と、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設された第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設された第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、に関連付けられた第６の色（９２３）と、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設された第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされた第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、に関連付けられた第７の色（９３１）と、画像アイコン集光素子の焦点経路に配設された第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされた第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、に関連付けられた第８の色（９２７）と、画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされた第１の特性色に関連付けられた画像アイコンと、画像アイコン集光素子の焦点経路からオフセットされた第２の特性色に関連付けられた画像アイコンと、に関連付けられた第９の色（９４３）と、を含む、セキュリティデバイスを含む。
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、第１の特性色に関連付けられた第１の画像アイコン、及び第２の特性色に関連付けられた第２の画像アイコンを備えるセキュリティデバイスであって、着色された基板の不在下で、第２の画像アイコンのサイズに対する第１の画像アイコンのサイズの比率が、画像アイコン集光素子を通して視認可能な色が、第１の特性色及び第２の特性色の９つの組合せのうちの１つではない、第１０の色を含むような比率である、セキュリティデバイスを含む。
【0154】
本開示のいくつかの実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、屈折型の画像アイコン集光素子または反射型の画像アイコン集光素子のうちの１つ以上を備える、セキュリティデバイスを含む。
【0155】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティデバイスの実施例は、画像アイコン集光素子が有機樹脂とナノ粒子との混合物を含む、セキュリティデバイスを含む。
【0156】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティ文書の実施例は、基板及び基板に取り付けられたセキュリティデバイスを備えるセキュリティ文書を含む。いくつかの実施形態では、セキュリティデバイスは、１つ以上の画像アイコン配列、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列、及び有機樹脂及びナノ粒子を含む封止層を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の一部分が、１つ以上の画像アイコン配列の一部分の合成画像を形成するように、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、１つ以上の画像アイコン配列の上に配設される。いくつかの実施形態では、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、非平面の境界に沿って封止層に接触する。
【0157】
本開示の様々な実施形態によるセキュリティ文書の実施例は、基板及び基板に取り付けられたセキュリティデバイスを備えるセキュリティ文書を含む。いくつかの実施形態では、セキュリティデバイスは、１つ以上の画像アイコン配列及び１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列を含み、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、有機樹脂とナノ粒子との混合物を含む。特定の実施形態では、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の一部分が、１つ以上の画像アイコン配列の一部分の合成画像を形成するように、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、１つ以上の画像アイコン配列の上に配設される。いくつかの実施形態では、有機樹脂とナノ粒子との混合物は、１．５を超える屈折率を有する。
【0158】
本開示のある特定の実施形態によるセキュリティ文書の実施例は、基板と、基板に取り付けられたセキュリティデバイスとを備えるセキュリティ文書を含む。いくつかの実施形態では、セキュリティデバイスは、１つ以上の画像アイコン配列、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列、及び１つ以上の画像アイコン配列と１つ以上の屈折型の画像アイコン配列との間に配設されたスペーサ層を備え、スペーサ層は、有機樹脂とナノ粒子との混合物を含む。特定の実施形態では、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列の一部分が、１つ以上の画像アイコン配列の一部分の合成画像を形成するように、１つ以上の屈折型の画像アイコン集光素子配列は、１つ以上の画像アイコン配列の上に配設される。いくつかの実施形態では、有機樹脂とナノ粒子との混合物は、１．５を超える屈折率を有する。
【0159】
本出願における説明のいずれも、任意の特定の要素、ステップ、または機能が特許請求の範囲に含まれなければならない必須要素であることを暗示するものとして解釈されるべきではない。特許された主題の範囲は、特許請求の範囲によってのみ定義される。さらに、特許請求の範囲のいずれも、「のための手段（means for）」の正確な単語の後に分詞が続かない限り、米国特許法第１１２条（ｆ）を援用することを意図しない。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
