[发明专利]用于显示具有改进的清晰度和深度的图像的印刷品

说明书

背景技术

本发明涉及显示图像的印刷品，图像可以包含复合图像。印刷品可以包含安全信用卡、交易卡、贺卡、标牌、招贴画、标签、贴花、书籍封面、装饰板、铭牌、可视显示器等等。印刷品可以显示或者投映出被多个透光的几何透镜放大的复合图像，几何透镜印刷在或者形成在有图案的图形设计的上方。复合图像可以具体表现出深度、三维性、隐藏图像或动态的视觉错觉。复合图像可以为印刷品提供不易拷贝的可识别特征(例如全息图像、隐藏图像等等)。

为吸引消费者的注意力，许多产品被制造成带有提供了独特的、有意思的视觉显示的图像。为满足这项需求，发展出了多种多样的印刷技术，用于产生在美学上另人愉悦的视觉效果，比如深度、三维性和动态的出现。而且，在现有技术中，已知多种方法，用于产生隐藏的或潜在的图像，或者在两维介质上产生三维图像。只有从某个角度观看两维介质，隐藏的图像或者潜在的图像才可能变得清晰可见。

而且，使用隐藏的图像或潜在的图像、或者三维图像有助于防止伪造，这些图像不能通过常规方法被拷贝。复制外观以及漂浮的或者隐藏的图像效果的唯一方法是再创造真实的印刷品，包含具体化的图形层和光学层。

创造三维图像的一种方法包括将两幅偏移的图像以不同的颜色印刷在一块不透明或者透明的薄板上，并且使用专门的眼镜观看图像，这种专门的眼睛具有分别对应不同图像颜色的左右透镜。这种方法的局限之处在于，为了看到视觉效果，观看者必须惯常地通过专门的眼镜观察图像。

另一种获得三维的或者生动的视觉显示的方法是通过使用透镜的或者透镜阵列的图像系统。在这些系统中，平行的凸透镜阵列形成在透光的塑料基材之上，并在那里，平行的透镜放大印刷在其下方的多个图像的多个部分。通过从不同的角度观看基材，观看者观察到表面下的多个图像的不同聚焦部分，这样，在一个观看角度看到全部的图像或者图案，并在另一个观看角度看得到不同的图像。这能产生若干视觉效果，比如三维图像、图像A到图像B的简单翻转(或者转换)或者多重图像，所述多重图像从一个到另一个观看角度显示一系列的图像，产生了观看动画片段的视觉效果。尽管可能得到的效果具有多样性，但是因为制造开支和材料成本高昂，这些系统只取得了有限的成功。现有技术的系统的局限之处还在于，系统能利用透镜的预制薄板，而不是直接印刷在一个图形图像的一个选定部分上的透镜。

美国专利第6,856,462号和第6,833,960号描述了透镜成像系统(在下文中分别称为‘462和‘960专利)‘462和‘960两项专利都描述了印刷或者形成透镜阵列，从顶部平面视角观看，透镜阵列包括多个直线型或圆形的形状。然而，‘462和‘960专利中披露的透镜系统的局限之处在于，它们使用直线型或者圆形形状的透镜。由阵列产生的复合图像的清晰度将与阵列中的放大的透镜材料的数量成正比，此数量相对于放大的透镜材料之间的不放大的空间而言。因此，将阵列中的透镜尽可能地紧密装填是所希望的。然而，透镜允许的接近度会因为“溢出(flooding)”而受到限制，“溢出”可能发生在透镜阵列印好之后，固化之前。当被印刷的透镜的表面张力不足以阻止透镜在固化前与相邻的一个或多个透镜融合时，就会发生“溢出”。“溢出”破坏阵列的一致性。据此，必须把透镜定位在阵列里，使相邻的透镜之间包含间距，从而避免溢出。考虑到透镜之间的这个间距，在所披露物品中的透镜的几何形状和定位要选择为使在多个透镜中的放大的透镜的百分比区域达到最大，使不放大的区域减到最小。

而且，为了最大程度地放大，使阵列中透镜的高度(或者厚度)达到最大是所希望的。用于形成透镜的液体的表面张力无法允许透镜有过分的高度而不发生“溢出”，透镜的允许高度也会因为“溢出”而受到限制。因此，披露的物品中的透镜的几何形状和定位也要选定为使透镜的允许高度达到最大。

直线型和圆形形状的透镜无法达到这些所述的目标。因为直线型透镜只在直线方向聚焦，并且对于获得所希望的透镜高度而言，会发生额外的困难，所以直线型透镜在透镜系统中的应用有限。进一步考虑避免溢出，圆形形状的透镜的不足之处在于，其弧形形状不允许在透镜阵列中达到可能的最紧密的装填排列。