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CN108027521B - 光学产品、用于制作光学产品的母版、和用于制造母版和光学产品的方法 - Google Patents

光学产品、用于制作光学产品的母版、和用于制造母版和光学产品的方法 Download PDF

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CN108027521B CN201680053128.1A CN201680053128A CN108027521B CN 108027521 B CN108027521 B CN 108027521B CN 201680053128 A CN201680053128 A CN 201680053128A CN 108027521 B CN108027521 B CN 108027521B
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Abstract

一种光学产品可以再现第一3D对象的至少一部分的第一3D图像和第二3D对象的至少一部分的第二3D图像。该光学产品包括这样的表面，该表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现第一3D图像而不再现第二3D图像，并且在第二视角处再现第二3D图像而不再现第一3D图像。第一部分中的每个部分可以对应于第一3D对象的表面上的点，并且包括被配置为产生第一3D图像的至少一部分的第一非全息特征。第二部分中的每个部分可以对应于第二3D对象的表面上的点，并且包括被配置为产生第二3D图像的至少一部分的第二非全息特征。

Description

光学产品、用于制作光学产品的母版、和用于制造母版和光学 产品的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年7月13日提交的题为“OPTICAL PRODUCTS,MASTERS FORFABRICATING OPTICAL PRODUCTS,AND METHODS FOR MANUFACTURING MASTERS ANDOPTICAL PRODUCTS”的美国临时申请No.62/192052、于2016年4月22日提交的题为“OPTICALPRODUCTS,MASTERS FOR FABRICATING OPTICAL PRODUCTS,AND METHODS FORMANUFACTURING MASTERS AND OPTICAL PRODUCTS”的美国临时申请No.62/326706、于2016年4月27日提交的题为“OPTICAL PRODUCTS,MASTERS FOR FABRICATING OPTICALPRODUCTS,AND METHODS FOR MANUFACTURING MASTERS AND OPTICAL PRODUCTS”的美国临时申请No.62/328606、于2016年4月28日提交的题为“OPTICAL PRODUCTS,MASTERS FORFABRICATING OPTICAL PRODUCTS,AND METHODS FOR MANUFACTURING MASTERS ANDOPTICAL PRODUCTS”的美国临时申请62/329192、以及于2016年4月22日提交的题为“OPTICAL SWITCH DEVICES”的美国临时申请No.62/326707的优先权的权益，本段落中引用的每个申请的全部内容通过引用合并于此。
关于联邦赞助研发的声明
本发明根据由美国版刻和印刷局颁布的合同No.TEPS 14-02302在政府支持下作出。美国政府对本发明享有一定权利。
技术领域
本申请一般地涉及光学产品、用于制作光学产品的母版(例如母版和/或子版)、以及用于制造母版和光学产品的方法。具体地，光学产品可以被配置为在被照射时通过反射光(或折射光)或透射光来再现一个或多个3D对象的至少一部分的一个或多个3D图像(例如显现为三维的一个或多个图像)。
背景技术
光学产品可以用于诸如再现3D图像之类的多种目的。这样的产品可以被放置在装饰标志、标签、包装和消费品上。一些光学产品可以被用作例如在货币(例如纸钞)上的防伪特征。传统上已使用全息图作为防伪手段。然而，该技术已变得遍及全世界成百甚至上千个全息摄影店，因此全息图现在被认为安全性很差。光变油墨和磁性光变油墨在过去十年在纸钞上也享有高安全性地位。然而，这些产品现在已被模仿甚至以与原版相似的材料制成，使得这些安全性元件的高安全性特征现在遭到质疑。在纸钞中已采纳运动型安全性元件，但即使在这里，安全性也由于该特征已被用在商业产品上而大打折扣。因此，需要的是一种普通人易于辨识、与全息图或油墨无相似点、其真实性易于验证、难以仿造、易于大批量制造、并且可易于结合到诸如纸钞之类的物品中的新的安全性特征。
以例如用于商业用途的相对大的量制造光学产品可以使用母版来制作光学产品。母版可以是负性母版也可以是正性母版。例如，负性母版可以形成与母版的表面互补的光学产品的表面。作为另一示例，正性母版可以提供基本上与母版的表面相似的光学产品的表面。
发明内容
本文所述的各种实施例包括一种用于制作光学产品的母版。光学产品可以被配置为当被照射时通过反射光再现3D对象的至少一部分的3D图像。母版可以包括第一表面和与第一表面相对的第二表面。第二表面可以包括多个部分。每个部分可以对应于3D对象的表面上的点。每个部分可以包括与光学产品上的非全息元件相对应的特征。特征中的倾斜度(例如斜率)可以与3D对象的表面在对应点处的倾角相关。另外，特征的定向可以与3D对象的表面在对应点处的定向相关。
本文所述的某些实施例还包括一种光学产品，其被配置为当被照射时通过反射光再现3D对象的至少一部分的3D图像。光学产品可以包括第一表面和与第一表面相对的第二表面。第二表面可以包括多个部分。每个部分可以对应于3D对象的表面上的点。每个部分可以包括被配置为在不依赖衍射的情况下产生3D对象的3D图像的至少一部分的非全息特征。非全息特征中的倾斜度可以与3D对象的表面在对应点处的倾角相关。另外，非全息特征的定向可以与3D对象的表面在对应点处的定向相关。
此外，本文所述的各种实施例包括用于制造用于制作光学产品的母版的方法。光学产品可以被配置为当被照射时通过反射光再现3D对象的至少一部分的3D图像。该方法可以包括提供被配置为描述3D图像的2D数据文件。数据文件可以包括多个部分。每个部分可以对应于3D对象的表面上的一个或多个点。每个部分可以包括与光学产品上的非全息元件相对应的强度的特征。强度中的倾斜度可以与3D对象的表面在一个或多个对应点处的倾角相关。另外，特征的定向可以与3D对象的表面在一个或多个对应点处的定向相关。该方法还可以包括至少部分地基于2D数据文件来制造母版。
母版、光学产品和/或数据文件的本文所述的某些实施例还可以包括以下中的一个或多个：(1)多个部分中的大部分包括单个非全息特征，(2)多个部分中的大部分包括与周围相邻部分中的一个或多个非全息特征不连续的一个或多个非全息特征，(3)多个部分中的大部分包括具有与周围相邻部分中的一个或多个非全息特征不同定向的一个或多个非全息特征，和/或(4)一个或多个非全息特征包括当在截面图中观看时的非线性特征。在一些实施例中，每个部分包括可被配置为在不依赖衍射的情况下在以下视角处产生图像的至少一部分的一个或多个非全息特征：(1)随着光学产品被倾斜，相对于光学产品的平面至少在20度至160度之间的视角，以及(2)随着光学产品至少贯穿光学产品的平面中的大约90度的范围而被旋转(至少贯穿180度的范围而被旋转、至少贯穿270度的范围而被旋转、或至少贯穿360度的范围而被旋转)，相对于光学产品的平面至少在大约20度至大约90度之间。
在一些实施例中，部分的尺寸可以协助减小随着视角的变化或照明角度的变化(比如，当相对于观看者和/或照明源而倾斜产品的结果)引起的晕彩或色彩的变化。因此，在各种实施例中，光学产品不展现按彩虹的次序同时显现色彩的彩虹状的所显示色彩的阵列。同样，在一些实施例中，从产品发出的光的色彩不显现为在倾斜产品或相对于产品倾斜观察者或相对于产品倾斜照明时按逐步增大的波长的次序或按逐步减小波长的次序(例如，按彩虹中色彩的排列的逐步次序)而变化。
部分的尺寸可以足够大以产生这样的光：其可以穿过位于与产品相距24英尺处的直径为5mm的圆形瞳孔，包括混合在一起以形成白光的多个色彩。因此，对于利用他们的位于与产品相距24英寸处并具有5mm直径的瞳孔的眼睛来观看产品的人，来自产品的光将进入眼睛并且混合在一起以形成白光。因此，人看不到随着视角的变化或照明角度的变化或产品的倾斜而引起的晕彩或色彩的变化。即使部分的尺寸就其自身而言不是足够大从而导致缺少该晕彩，部分的尺寸以外的其他因素也会有助于该效果。例如，单个部分中不具有多个栅格状特征会减小该效果。类似地，具有不包括多个栅格状特征而是包括单个表面的大量或大百分比的部分可以有助于减小随着角度的晕彩或色彩的变化。另外，在部分内具有弯曲表面的特征会有助于抵制晕彩效应。弯曲特征例如可以增强不同色彩的混合使得观察者感觉到白光。即使部分中包括了多个特征，这些特征也可以是弯曲的并且该曲率可以潜在地减小晕彩。同样，可以增大具有彼此不同地定向的特征的部分的量，并且可以增大具有相位偏移的或除此以外引入了间断的部分的量，可以导致增大的色彩分量混合并且减小衍射光谱色散的该效果。然而，部分的尺寸不限于产生可以穿过位于24英寸处的直径为5mm的圆形瞳孔的光。例如，在一些实施例中，部分的尺寸可以是75微米，使得由部分产生的所有色彩可以被位于大约24英寸处的4mm的瞳孔捕获。
本文公开的实施例可以包括这样的物品，其包括包含多个光学特征的叠层、膜或层，所述多个光学特征被配置为使得从第一方向观看物品的观看者感知到第一组独特图像，并且当从第二方向观看物品时感知到第二组独特图像。在第一方向上，观看者感知不到第二组独特图像。在第二方向上，观看者感知不到第一组独特图像。在第一组和第二组图像之间几乎没有重叠。第一和第二组图像可以包括一个或多个图案、一个或多个字符、一个或多个对象、一个或多个数字、一个或多个图形、和/或一个或多个字母。叠层、膜或层可以是反射或透射的。在反射的实施例中，从多个光学特征反射的入射光可以具有基于观看方向的变化的亮度等级，这导致不同独特图像中的深度感。不失一般性，在反射的实施例中，包括当从不同方向观看时可以产生不同独特图像的光学特征的叠层、膜或层可以被围绕叠层、膜或层的平面中的轴而倾斜，以在第一组与第二组独特图像之间翻转。不失一般性，在透射的实施例中，包括当从不同方向观看时可以产生不同独特图像的光学特征的叠层、膜或层可以被旋转以在当光穿过叠层、膜或层时可观看的第一组与第二组独特图像之间翻转。
本文公开的实施例可以有利地以大生产规模制造。包括当从不同方向观看时可以产生不同独特图像的光学特征的叠层、膜或层可以被制造在聚合物基板上，比如，例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、定向聚丙烯(OPP)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、或任何其他类型的塑料膜。在各种实施例中，聚合物基板可以是完成的。聚合物基板可以具有小于或等于300微米(例如，小于或等于250微米、小于或等于200微米、小于或等于150微米、小于或等于100微米、小于或等于50微米、小于或等于25微米、小于或等于15微米等)、和/或从10微米至300微米、或在该范围内的任何范围(例如，从10微米至250微米、从12.5微米至250微米、从12.5微米至200微米、从10微米至25微米、从10微米至15微米等)的厚度。包括具有这种厚度的叠层、膜或层(其包含当从不同方向观看时可以产生不同独特图像的光学特征)的聚合物基板可以被形成为可被整合到具有类似厚度的纸钞中的安全线。
不同独特图像可以显现为明亮的，并且可以在各种照明条件下被看到。第一和第二观看方向可以相对于彼此以从10度至60度的角度而被定向(例如被倾斜和/或旋转)。例如，在反射的实施例中，当以小于或等于20度的角度围绕包括当从不同方向观看时可以产生不同独特图像的光学特征的叠层、膜或层的平面中的轴来倾斜所述叠层、膜或层时，可以感知到不重叠的不同独特图像。作为另一示例，在透射的实施例中，当以小于或等于45度的角度围绕与包括当从不同方向观看时可以产生不同独特图像的光学特征的叠层、膜或层的平面垂直的轴来倾斜所述叠层、膜或层时，可以感知到不重叠的不同独特图像。
在反射的实施例中，当从不同方向观看时可以产生不同独特图像的多个光学特征可以被涂覆反射材料，比如，例如铝、银、铜或一些其他反射金属。在多个光学特征被涂覆了反射金属的实施例中，反射金属的厚度可以大于或等于45nm(例如50nm、55nm、60nm等)、和/或在从45nm至100nm的范围中、或在该范围内的任何范围(例如，从45nm至85nm、从45nm至75nm、从50nm至85nm等)中，使得叠层、膜或层为不透明的。替代地，反射金属的厚度可以小于45nm(例如10nm、15nm、20nm、25nm等)、和/或在从10nm至44.9nm的范围中、或在该范围内的任何范围(例如，从10nm至40nm、从10nm至35nm、从10nm至30nm等)中，使得叠层、膜或层为半透明的。
所述多个光学特征和/或涂覆所述多个光学特征的反射材料可以被保护涂层(例如有机树脂涂层)覆盖，以保护所述多个光学特征和/或涂覆所述多个光学特征的反射材料免受酸性溶液或碱性溶液或者诸如汽油和乙酸乙酯或乙酸丁酯之类的有机溶剂的腐蚀。
所述多个光学特征可以包括被布置在聚合物基板的表面上的浮雕特征。在各种实施例中，所述多个光学特征可以包括布置在聚合物基板的表面上的沟槽或小平面。在各种实施例中，可以根据期望被再现的图像来确定光学特征的定向、斜率/倾斜度和其他物理属性。图像可以具有点矩阵或3D图像的形式。包括当从不同方向观看时可以产生不同独特图像的所述多个光学特征的叠层、膜或层可以与一个或多个透镜(例如弯曲透镜或菲涅尔透镜或诸如双凸透镜的透镜的阵列)整合。在这样的实施例中，透镜的焦距可以近似等于聚合物基板的厚度。在一些实施例中，光学特征可以与一个或多个棱镜或面镜相结合。
包括当从不同方向观看时可以产生不同独特图像的所述多个光学特征的叠层、膜或层可以使用所公开的系统和方法来制造。
本公开提供了一种包括第一表面和与第一表面相对的第二表面的光学产品。第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光来在第一视角处再现第一3D对象的至少一部分的第一3D图像，并且在第二视角处再现第二3D对象的至少一部分的第二3D图像。在第一视角处，光学产品不再现第二3D图像，并且在第二视角处，光学产品不再现第一3D图像。第二表面包括多个第一部分和多个第二部分。多个第一部分中的每个部分对应于第一3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为在不依赖衍射的情况下产生第一3D对象的第一3D图像的至少一部分的第一非全息特征。多个第二部分中的每个部分对应于第二3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为在不依赖衍射的情况下产生第二3D对象的第二3D图像的至少一部分的第二非全息特征。
在所述光学产品中，第一非全息特征中的倾斜度可以与第一3D对象的表面在对应点处的倾角相关，并且第一非全息特征中的定向可以与第一3D对象的表面在对应点处的定向相关。在所述光学产品中，第二非全息特征中的倾斜度可以与第二3D对象的表面在对应点处的倾角相关，并且第二非全息特征中的定向可以与第二3D对象的表面在对应点处的定向相关。
所述光学产品可以包括包围所述多个第一和第二部分中的部分的至少一部分的边界。在所述光学产品中，所述多个第一和第二部分的部分中的一些可以形成周期性阵列。周期性阵列可以包括带状、曲折状、棋盘状或犬牙状图案。
在所述光学产品中，所述多个第一和第二部分中的部分可以形成非周期性阵列。在所述光学产品中，当在从第一视角至第二视角的方向上弯曲所述光学产品时，第一3D图像可以显现为在与从第一视角至第二视角的方向正交的方向上改变为第二3D图像。
在所述光学产品中，第一或第二非全息特征可以具有在1μm与35μm之间的最大规格。在所述光学产品中，所述多个第一和第二部分的部分中的一些可以包括与周围相邻部分中的特征不连续的特征。在所述光学产品中，当从俯视图或前视图观看时，第一或第二特征可以包括分别与第一或第二3D对象的表面的基本上平滑的区域相对应的线性特征。当从俯视图或前视图观看时，第一或第二特征可以包括分别与第一或第二3D对象的表面的弯曲区域相对应的非线性特征。
在所述光学产品中，第一3D对象的表面的倾角可以包括相对于第一3D对象的第一基准线的极角，并且第一3D对象的表面的定向可以包括相对于与第一3D对象的第一基准线正交的第二基准线的方位角。
在所述光学产品中，第二3D对象的表面的倾角可以包括相对于第二3D对象的第一基准线的极角，并且第二3D对象的表面的定向可以包括相对于与第二3D对象的第一基准线正交的第二基准线的方位角。
在所述光学产品中，第二表面可以包括反射表面。第二表面可以包括全息特征。全息特征可以被整合到多个第一和第二部分的部分中的至少一个中。
在所述光学产品中，第一或第二3D对象可以包括不规则形对象。第一或第二3D对象可以包括一个或多个字母数字特征。第二表面还可以包括当被照射时不再现第一或第二3D对象的一部分的附加特征。
所述光学产品可以被配置为在用于安全性的物品上提供真实性验证。物品可以是货币、信用卡、借记卡、护照、驾驶执照、身份证、文件、防篡改货箱或包装、或药瓶。
本公开还提供了包括光学元件(例如透镜、棱镜或面镜)的阵列、多个第一部分和多个第二部分的光学产品。多个第一部分被布置在透镜、棱镜或面镜的阵列的下方。多个第一部分中的各个部分对应于第一3D对象的表面上的点，并且包括被配置为在不依赖衍射的情况下产生第一3D对象的第一3D图像的至少一部分的第一非全息特征。多个第二部分被布置在透镜、棱镜或面镜的阵列的下方。多个第二部分中的各个部分对应于第二3D对象的表面上的点，并且包括被配置为在不依赖衍射的情况下产生第二3D对象的第二3D图像的至少一部分的第二非全息特征。在所述光学产品中，在第一视角处，透镜、棱镜或面镜的阵列呈现第一3D图像以用于观看而不呈现第二3D图像用于观看，并且在与第一视角不同的第二视角处，透镜、棱镜或面镜的阵列呈现第二3D图像以用于观看而不呈现第一3D图像用于观看。
在所述光学产品中，光学元件的阵列可以包括透镜阵列、微透镜阵列、曲面镜阵列、或棱镜阵列。光学元件的阵列可以包括1D双凸透镜阵列。光学元件的阵列可以包括2D微透镜阵列。光学元件的阵列可以包括棱镜的阵列。光学透镜阵列可以包括具有光学效力的面镜的阵列。
在所述光学产品中，第一非全息特征中的倾斜度可以与第一3D对象的表面在对应点处的倾角相关，并且第一非全息特征中的定向可以与第一3D对象的表面在对应点处的定向相关。
在所述光学产品中，第二非全息特征中的倾斜度可以与第二3D对象的表面在对应点处的倾角相关，并且第二非全息特征中的定向可以与第二3D对象的表面在对应点处的定向相关。
在所述光学产品中，多个第一和第二部分的部分中的一些可以形成周期性阵列。
在所述光学产品中，第一3D对象的表面的倾角可以包括相对于第一3D对象的第一基准线的极角，并且第一3D对象的表面的定向可以包括相对于与第一3D对象的第一基准线正交的第二基准线的方位角。
在所述光学产品中，第二3D对象的表面的倾角可以包括相对于第二3D对象的第一基准线的极角，并且第二3D对象的表面的定向可以包括相对于与第二3D对象的第一基准线正交的第二基准线的方位角。
在所述光学产品中，第一和第二非全息特征可以包括反射表面。在光学产品中，第一或第二3D对象可以包括不规则形对象。第一或第二3D对象可以包括一个或多个字母数字字符。
本文所述的光学产品可以被配置为在用于安全性的物品上提供真实性验证。物品可以是货币、信用卡、借记卡、护照、驾驶执照、身份证、文件、防篡改货箱或包装、或药瓶。所述光学产品可以被配置为应用到诸如例如基于发光二极管(LED)的照明系统之类的照明产品上以控制基于LED的照明系统。所述光学产品可以包括不依赖相位信息而产生对象的图像的部分和/或光学特征。所述部分和/或光学特征可以被配置为基本上非彩色的。光学产品可以包括被配置为产生非彩色图像的非全息特征。例如，非全息特征可以不提供衍射或干涉色彩(例如无波长色散或彩虹或彩虹效应)。在一些情况下，非全息特征可以被着色。例如，非全息特征可以包括其中吸收可以提供色彩的着色剂、油墨、染料或颜料。
本文公开的各种实施例可以被用于安全文件，尤其是作为纸钞中的安全线或作为箔(patch)或作为窗口。还可以使用本文所述的构思和实施例来防止诸如护照、ID卡、芯片卡、信用卡、股票和其他投资证券、凭单、入场券之类的其他安全性物品以及对诸如DC、药物、汽车和飞机零件等贵重物品进行保护的商业包装被仿造。
附图说明
图1A示意性示出根据本文所述的某些实施例的示例母版和光学产品。
图1B示意性示出根据本文所述的某些实施例的用于制作光学产品的母版的表面的俯视图。
图1C示意性示出在表面上的一点处的3D对象的表面的倾角和定向。
图1D是根据本文所述的某些实施例的另一示例光学产品10’。
图1E是根据本文所述的某些实施例的另一示例光学产品10’。
图1E-1a、图1E-1b、图1E-1c、和图1E-1d示出根据本文所述的某些实施例的用以改变镜面反射特征与漫射特征的比率的高度调制的示例。
图1E-2示意性示出可被用于本文所述的某些实施例中的示例半色调图案和/或屏。
图1E-3示意性示出可被用于本文所述的某些实施例中的另一示例半色调图案和/或屏。
图1E-4示意性示出可被用于本文所述的某些实施例中的示例灰阶。
图1F-1、图1F-2、图1G-1和图1G-2示意性示出包括多个部分的光学产品的俯视图，每个部分包括被配置为当从不同方向观看时产生不同独特图像的多个光学特征。
图1H示意性示出包括被配置为当从不同方向观看时产生不同独特图像的多个光学特征的、光学产品的部分的放大侧视图。
图1I示意性示出包括聚合物衬底的光学产品的一个实施例的侧视图，所述聚合物衬底包括被配置为当从不同方向观看时产生不同独特图像的多个光学特征，其中所述多个光学特征被涂覆了反射材料和保护涂层。
图1J-1示意性示出包括被布置在具有如本文所述的光学特征的多个部分上方的透镜阵列的示例光学产品的轴测图。该光学产品被配置为当从不同方向观看时呈现不同独特图像。
图1J-2示意性示出包括被布置在具有如本文所述的光学特征的多个部分上方的棱镜阵列的示例光学产品的轴测图。该光学产品被配置为当从不同方向观看时呈现不同独特图像。
图1J-3示意性示出与本文所述的某些实施例兼容的1D透镜阵列。
图1J-4示意性示出与本文所述的某些实施例兼容的2D透镜阵列。
图1J-5示意性示出包括多个部分的产品的截面图，所述多个部分包括被配置为产生一个或多个图像的光学特征，其中的一些可以由用户在不同的角度被观看。图1J-6示出包括透镜元件的图1J-5中描绘的产品的截面图。图1J-7描绘了被布置在小平面上方被配置为对能够放大局部表面法线的入射光进行镜面反射的透镜元件。
图1J-8示出被配置为产生从第一方向可观看的第一图像和从第二方向可观看的第二图像的光学产品的实施例。第一和第二图像可以对应于对象的右侧视图和左侧视图。
图1J-9示出包括多个部分的产品的截面图，所述多个部分包括将透镜、面镜、或棱镜整合在一起的被配置为产生可由用户在不同视角观看的不同图像的光学特征。图1J-10示出在图1J-9中示出的产品的底视图。图1J-11示出该产品的另一实施例的底视图。
图1K-1和图1K-2示意性示出包括多个部分的光学产品的俯视图，每个部分包括被配置为当从不同方向观看时产生不同独特图像的多个光学特征。
图2示出根据本文所述的某些实施例的用于制造用于制作光学产品的母版的示例方法。
图2A示出可以用于制造表面浮雕漫射器的示例方法。
图2B至图2C示出根据本文所述的某些实施例的用于制造用于制作光学产品的母版的示例方法。
图3A至图3B示出根据本文所公开的某些实施例的示例2D数据文件。
图3C至图3D示出数据文件上的示例特征和根据本文所公开的某些实施例的用于制作光学产品的母版的表面上的对应特征。
图4A示出根据本文所公开的某些实施例的另一示例2D数据文件。
图4B示出用于产生图4A所示的数据文件的示例法线贴图。
图4C示出由从使用图4A所示的数据文件产生的母版产生的光学产品所再现的3D图像。
具体实施方式
在各种实施例中，提供了一种用于制作光学产品的母版(例如，母版和/或子版)。该光学产品在被照射时可以再现3D对象的显性3D图像(例如对裸眼显现3D的图像)。与油墨打印图像相比，该光学产品的各种实施例的反射表面可以产生由入射到该表面上的反射(或折射)光产生的鲜亮的面镜状的图像。在某些这样的实施例中，3D对象的表面法线(surface normals)被模拟为母版和/或光学产品上的表面浮雕(surface relief)。母版和/或光学产品上的表面浮雕可以比3D对象薄，然而产生与3D对象相同的外观。该性质类似于菲涅尔透镜，其中表面浮雕允许产生比相当的非菲涅尔透镜薄的透镜。然而，与菲涅尔透镜不同，本文所公开的某些实施例不限于可被再现的3D对象类型(例如，线性和规则形对象)。同样，可以在相对薄的膜(例如30μm及更小的厚度、25μm及更小的厚度、15μm及更小的厚度、或这些值之间的任何范围)上产生明亮逼真的3D图像。薄膜对于不同应用会是有利的。另外，特殊效果可以整合到图像中。在本文所述的各种实施例中，该光学产品可以有利地被用在用于软包装、品牌标识、防篡改货箱、货币(例如纸钞)、解码消息、真实性和安全性等的应用中。一些安全性应用包括小细节特征的结合、非对称特征的结合、机器可读特征的结合等。
在某些实施例中，光学产品可以被结合到物品中作为嵌入特征、烫印特征、开窗式线特征、或透明窗口特征。例如，在诸如纸钞之类的物品上，光学产品可以是箔、窗口、或线。光学产品可以具有小于30μm、小于25μm、或小于15μm的厚度。在各种实施例中，图像可以通过裸眼显现为3D。
在一些实施例中，图像可以在以下视角看到：当物品倾斜时相对于物品的平面(例如，相对于纸钞平面)在20度至160度之间、在15度至165度之间、在10度至170度之间、在5度至175度之间、或在0度至180度之间。例如，图像可以在相对于物品的平面的这些视角范围的一个或多个之内可被观看。
在一些实施例中，图像可以在以下视角看到：当物品围绕物品的法线(例如在物品的平面中)旋转时相对于物品的法线在20度至90度之间、在15度至90度之间、在10度至90度之间、在5度至90度之间或在0度至90度之间。例如，图像可以在物品(例如在物品的平面中)被旋转(例如，至少在整个90度范围中旋转、至少在整个180度范围中旋转、至少在整个270度范围中旋转、或至少在整个360度范围中旋转)时在这些视角范围的一个或多个之内可被观看和/或可见。
图1A示意性示出根据本文所述的某些实施例的用于制作光学产品10’的示例母版10。在各种实施例中，母版10可以包括第一表面11和与第一表面11相对的第二表面12。如图1A所示，第二表面12可以包括多个部分P1、P2、...Pn。每个部分Pn可以对应于光学产品10’上的多个部分P’1、P’2、...P’n。光学产品10’上的多个部分P’1、P’2、...P’n还可以被称为单元、像素或贴片。每个部分P’n可以具有在7μm与100μm之间的长度，或者在该范围之内的任何范围(例如，在7μm与50μm之间、在7μm与35μm之间、在12.5μm与100μm之间、在12.5μm与50μm之间、在12.5μm与35μm之间、在35μm与55μm之间、在40μm与50μm之间，等等)。每个部分P’n可以具有在7μm与100μm之间的宽度，或者在该范围之内的任何范围(例如，在7μm与50μm之间、在7μm与35μm之间、在12.5μm与100μm之间、在12.5μm与50μm之间、在12.5μm与35μm之间、在35μm与55μm之间、在40μm与50μm之间，等等)。因此，在各种实施例中，每个部分P’n的长宽比可以为1:1或1:1.1。
母版10的每个部分Pn(以及光学产品10’的每个部分P’n)可以对应于3D对象50的表面S上的点S1、S2、...Sn。每个部分Pn可以包括与光学产品10’上的元件E1、E2、...En(例如非全息元件)对应的特征F1、F2、...Fn。特征F1、F2、...Fn中的倾斜度(例如斜率)可以与3D对象50的表面S在对应点S1、S2、...Sn处的倾角(例如斜率)相关。另外，特征F1、F2、...Fn的定向可以与3D对象50的表面S在对应点S1、S2、...Sn处的定向相关。因此，通过本文所公开的某些实施例，利用示例母版10制作的光学产品10’在被照射时可以被配置为通过反射(或折射)光来再现3D对象50的至少一部分的3D图像50’(例如，显现为3D的图像)。该图像可以通过裸眼并在各种光照条件(例如镜面反射、漫射和/或低光度条件)下观察。
光学产品10’可以被用在各种产品上以再现3D对象50的至少一部分的3D图像50’。例如，光学产品10’可以被放置在装饰标志、广告、标签(例如自粘标签)、包装(例如消费者纸板包装和/或软包装)、消费品、收藏卡(例如棒球卡)等。光学产品10’还可以有利地用于真实性和安全性应用。例如，光学产品10’可以被放置在货币(例如纸钞)、信用卡、借记卡、护照、驾驶执照、身份证、文件、防篡改货箱和包装、药瓶等。
在各种实施方式中，光学产品10’可以是反射或透射装置。例如，光学产品10’可以包括反射材料(例如，诸如布置在多个元件E1、E2、...En上的铝、铜或银之类的反射金属，或者诸如布置在多个元件E1、E2、...En上的ZnS或TiO2之类的生成半透射/部分反射边界的透明的相对高折射率材料)。根据反射材料的厚度，光学产品10’可以是反射或透射的。根据反射材料的厚度，光学产品10’可以是部分反射或部分透射的。光学产品10’是反射还是透射所基于的反射材料的厚度可以取决于反射材料的化学成分。
因此，在一些实施例中，光学产品10’可以包括反射表面12’，光可以从反射表面12’上从元件E1、E2、...En反射以再现3D对象50(或3D对象50的至少一部分)的图像50’。例如，光学产品10’可以由反射金属(例如铝、铜或银)、半透明金属、或涂覆有反射金属的材料(例如聚合物、陶瓷或玻璃)制成。还可以采用利用了非金属材料的反射涂层。
在其中元件E1、E2、...En被涂覆有反射金属的一些实施例中，涂覆层的厚度可以大于或等于45nm(例如50nm、55nm、60nm等)和/或在从45nm至100nm的范围中或者在该范围之内的任何范围(例如从45nm至85nm、从45nm至75nm、从50nm至85nm等)中，从而该层是不透明的。替代地，反射金属的厚度可以小于45nm(例如10nm、15nm、20nm、25nm等)和/或在从10nm至44.9nm的范围中或者在该范围之内的任何范围(例如从10nm至40nm、从10nm至35nm、从10nm至30nm等)中，从而该层是半透明的(例如30％透明、40％透明、50％透明、60％透明、70％透明、或介于这些值之间的任何范围，等等)。在反射实施例中，元件E1、E2、...En可以将光反射到观察者的眼睛或将光反射为避开观察者的眼睛，以再现3D对象50的图像50’。例如，元件E1、E2、...En可以在明亮区域中将光反射到观察者的眼睛，并在黑暗区域中将光反射为避开观察者的眼睛。在一些实施例中，元件En的斜率可以被配置为生成图像的3D深度感。例如，具有较不陡峭的斜率的元件En可以使得光反射到观察者的眼睛，生成更高亮度，而具有较陡峭的斜率的元件En可以使得光反射为避开观察者的眼睛，生成更高暗度。
在一些其他实施例中(例如，对于透射装置)，光学产品10’可以包括诸如例如ZnS或TiO2之类的透明的相对较高折射率的材料的层(例如涂层)。在这样的一些实施例中，光可以透射通过该材料，并且由于相对较高折射率层的存在而还可以在元件E1、E2、...En的每一个处反射，这会生成折射率失配，并导致菲涅尔反射。在一些实施例中，较高折射率材料可以在厚度上达至全可见光波长。如果使用着色剂，则在一些实施例中相对较高折射率材料可以在厚度上达至可见光波长的1/4。
此外，光学产品10’可以包括保护覆层(例如有机树脂)以保护元件E1、E2、...En和/或任何涂覆层免受酸性溶液或碱性溶液或者诸如汽油和乙酸乙酯或乙酸丁酯之类的有机溶剂的腐蚀。在各个实施方式中，保护覆层还可以在后续处理步骤和光学产品10’的使用期间(例如，在货币的制造期间和/或由公众进行的一般处理)提供保护。
在各个实施例中，光学产品10’可以被放置在另一表面上或中(例如，作为嵌入特征、诸如箔之类的烫印特征、开窗式线特征、或透明窗口特征)。在其他实施例中，光学产品10’可以被放置在另一表面下方(例如，层压在膜和/或固化的铸件下方)。在一些实施例中，光学产品10’可以被放置在两个其他表面之间(例如，烫印在另一表面上并且层压在膜下方)。随着本文对用于制作光学产品10’的母版10的公开，与光学产品10’相关联的附加特征将变得明显。
在光学产品10’被照射时，可以再现3D对象50的至少一部分的图像50’。在各种实施例中，图像50’可以通过大量的相对较小的面镜(例如，长度和宽度均在7μm与100μm之间的元件E1、E2、...En的每一个，或者在该范围之内的任何范围(例如，在7μm与50μm之间、在7μm与35μm之间、在12.5μm与100μm之间、在12.5μm与50μm之间、在12.5μm与35μm之间、在35μm与55μm之间、在40μm与50μm之间，等等)，其可以是弯曲的(例如具有自由形式的曲率)或平面的)被再现。例如，在一些实施例中，光学产品10’的反射表面可以提供用于镜面反射的表面，使得可以通过反射光(例如，像面镜一样)来产生图像50’。因此，各种实施例可以产生明亮的、高质量图像。一些实施例还可以利用用于产生漫反射的技术，例如用于特殊的或期望的效果。此外，图像50’可以是3D对象50的一部分的或者3D图像50的基本上相似的再现(例如，具有相似的细节)、近似再现(例如具有较少的细节)和/或缩放副本(例如在尺寸上放大或缩小)。
通常，对要被再现的3D对象50不作具体限制，并且可以有利地包括非旋转对称和/或不规则形对象以及对称和/或规则形对象。例如，3D对象50可以包括一个或多个字母数字字符和/或符号。例如，3D对象50可以包括一个或多个文本、一个或多个字母字符、一个或多个数字字符、一个或多个字母、一个或多个数字、一个或多个符号、一个或多个标点符号、一个或多个数学运算符等。3D对象50还可以包括一个或多个图形图像或徽标，例如公司徽标、团队徽标、产品品牌设计等。因此，3D对象50除了平面的和弯曲的特征之外还可以包括不规则形的特征。在一些实施例中，3D对象50可以包括动物、人、植物或树、景观、建筑、汽车、船舶、飞机、自行车、家具、办公器材、运动器材、食物、饮料、个人护理物品、标志、徽章；如国家、公司或包括商标的产品符号那样的符号；或它们的部分、或这些物品(具有或不具有其他物品)的组或组合。对象可以是卡通或艺术的表现形式。许多其他对象也是可以的。
如本文所述，在各种实施例中，可以在许多视角(例如，相对于物品的平面(例如，相对于纸钞平面)在20度至160度之间、在15度至165度之间、在10度至170度之间、在5度至175度之间、或在0度至180度之间)看到图像50’。例如，当示例光学产品10’倾斜时，一旦在不同的视角(或在不同的照射角度上)观看示例光学产品10’，可以由观察者看到元件E1、E2、...En的不同组以提供不同的3D对象的图像。
在一些实施例中，可以在以下视角看到图像：当物品围绕物品的法线旋转时相对于物品的法线在20度至90度之间、在15度至90度之间、在10度至90度之间、在5度至90度之间或在0度至90度之间。例如，图像可以在物品围绕物品的法线被旋转(例如，至少在整个90度范围中旋转、至少在整个180度范围中旋转、至少在整个270度范围中旋转、或至少在整个360度范围中旋转)时在这些视角范围的一个或多个之内可被观看。
此外，在某些实施例中，图像50’可以随着角度基本上无晕彩或色彩的变化。例如，在各种实施例中，在图像50’中基本上无色彩(例如彩虹效应)、其他衍射色彩、或鬼影效应。例如，在各种实施例中，光学产品10’在位于24英寸的距离处的具有尺寸为4.0mm或5.0mm的收集瞳孔上围绕观看方向的角度范围中不提供色彩变化。在一些实例中，角度范围为2度、3度、4度、5度、6度、7度、10度、12度、15度、17度、20度、25度或这些值之间的任何范围。观看方向可以为相对于产品10’的表面的法线的从0至90度，或者该范围内的任何范围(例如，从5至85度、从5至75度、从5至60度、从10至60度、从10至55度，等等)。
作为一个示例，在某些实施例中，部分P’1、P’2、...P’n的尺寸可以具有在7μm与200μm之间的长度和宽度，或者在该范围内的任何范围(例如，在7μm与50μm之间、在7μm与35μm之间、在12.5μm与100μm之间、在12.5μm与50μm之间、在12.5μm与35μm之间、在35μm与55μm之间、在40μm与50μm之间、在大约65μm与80μm之间、在大约50μm与100μm之间、在大约60μm与90μm之间、在大约100μm与200μm之间，等等)。在一些这样的实施例中(例如，在40μm与50μm之间)，部分P’n可以足够小以使得在正常观看条件(例如眼睛与要被观看的物品之间的阅读距离为18至24英寸)下不可由人类观察者分辨。另外，不受理论束缚的是，部分P’n可以足够大以使得穿过瞳孔(例如4mm或5mm的直径)的光锥足够小，从而眼睛可以看到在18-24英寸的距离处混合为白光的色彩中的大部分。
作为另一示例，在一些实施例中，光学产品10’上的多个部分P’1、P’2、...P’n的大部分(例如，大于50％、大于55％、大于60％、大于65％、大于70％、大于80％、大于90％、以及在这些值之间的任何范围)可以包括单个非全息元件E1(与可以相似于栅格状特征的多个分隔开的非全息元件En相反)。不受理论束缚的是，栅格状特征可以使得光扩散，其中一些光被眼睛的瞳孔收集。如果栅格状特征的周期足够小，则由瞳孔捕获的光可以显现为一种色彩。因此，在其中多个部分P’1、P’2、...P’n的大部分具有不超过单个非全息反射或折射元件E1的这种光学产品10’的各种实施例中，由栅格状特征引起的多余的色彩有可能会被基本上减少和/或消除。类似地，可以减少随着倾斜角度的色彩变化。在一些实施例中，光学产品10’上的多个部分P’1、P’2、...P’n的至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％或介于这些值之间的任何范围可以包括单个非全息元件E1。在各种实施例中，单个元件可以缓慢变化和/或基本上平坦。在某些实施例中，具有单个特征的每部分的最大平均斜率根据特征高度和宽度为小于1/2、小于1/3、小于1/4、小于1/5、小于1/6、潜在地平坦、以及介于这些值之间的任何范围。
另外，在具有多个非全息元件E1、E2、...En(例如栅格状特征)的部分P’n中，元件En可以是不连续的和/或具有不同的定向，其中非全息元件E1、E2、...En在周围的邻近部分P’n中。不受理论束缚的是，栅格状特征之间的间断和/或不同定向会引起栅格状特征的横向偏移。横向偏移又会引起色谱偏移(例如，从红色到蓝色到绿色)。色彩可以在视网膜上组合，提供平均白色辐照度分布。因此，在具有包括多个非全息元件En的多个部分P’1、P’2、...P’n的这种光学产品10’的实施例中，由栅格状特征引起的多余的色彩有可能会被基本上减少和/或消除。类似地，可以减少随着倾斜角度的色彩变化。
因此，光学产品10’的某些实施例可以利用某个部分P’n尺寸、部分P’n中的单个非全息元件E1、不连续和/或不同地定向的元件En来产生可以基本上随着角度无晕彩或色彩变化的图像。这些特征的应用可以取决于要被形成的图像。
本文所述的各种实施例可以主要通过光的反射而不依赖衍射(例如，不依赖全息或光栅衍射)来生成3D图像。例如，各种实施例包括本文所公开的表面特征，其产生3D对象的图像而不依赖衍射和/或相位信息。
在其他实施例中，光学产品10’可以包括附加地包括光可从其衍射的特征(例如在表面缺陷处、在边界的间断处、和/或经由衍射式或全息元件的结合)的表面。例如，这样的衍射式或全息特征可以与本文所公开的使用反射(或有可能是折射，例如在透射中)而不依赖衍射来产生3D对象的图像的表面特征相结合。
在各种实施例中，母版10可以是负性母版也可以是正性母版。是负性还是正性母版，用于产生母版10的方法均不作具体限制。例如，可以使用本领域中已知的或仍待开发的任何技术来产生母版10的表面12上的特征F1、F2、...Fn，所述技术包括但不限于光刻(例如UV或可见光)、电子束平版印刷、和离子束平版印刷，不一而足。另外，可用于制造母版10的材料不作具体限制，并且可以包括玻璃、陶瓷、聚合物、金属等。
作为负性母版，母版10可以形成光学产品10’的表面12’，其与母版10的表面12互补。例如，如图1A所示，母版10的表面12上的特征F1、F2、...Fn可以是光学产品10’的表面12’上的元件E1、E2、...En的反转。在这样的实施例中，母版10可以被用于形成光学产品10’。例如，母版10可以被用于将元件E1、E2、...En压印到金属片、诸如可热成型的聚合物之类的聚合物基板、或诸如UV可固化树脂之类的UV可固化光刻胶层上，或者将元件E1、E2、...En注塑成型到聚合物上。
作为另一示例，作为正性母版，母版10可以提供与母版10的表面12基本上类似的光学产品10’的表面12’。母版10的表面12上的特征F1、F2、...Fn可以与光学产品10’的表面12’上的元件E1、E2、...En基本上类似。在一些这样的实施例中，正性母版10可以提供用于光学产品10’的模型。在其他这样的实施例中，正性母版10可以被用于生成3D对象50的反转图像。另外，正性母版10可以被用于制作一个或多个负性母版。
尽管母版10被示出直接产生产品，然而在某些实施例中，母版10被用于产生一个或多个其他母版(例如子版)或中间表面，它们可以转而被用于产生产品。例如，第一负性母版可以被用于产生作为正性母版的第二母版。第二正性母版可以被用于制造第三负性母版。第三负性母版可以被用于产生第四正性母版。第四正性母版可以被用于产生产品。因此，可以产生母版的工具树(例如，四个、五个、六个等代际深度(generations deep))。
本文所公开的光学产品10’的某些实施例可以有利地以大工业规模制造。一些实施例可以通过将元件E1、E2、...En压印到被涂覆在各种聚合物基板(例如，比如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、定向聚丙烯(OPP)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、或任何其他类型的塑料膜或载体)上的紫外线(UV)可固化树脂中来制造。对于诸如PVC和PC之类的可热成型塑料，元件E1、E2、...En可被直接压印到基板中而无需UV可固化层。在各种实施例中，聚合物基板可以是完成的(clear)。聚合物基板可以具有小于或等于300微米(例如，小于或等于250微米、小于或等于200微米、小于或等于150微米、小于或等于100微米、小于或等于50微米、小于或等于25微米、小于或等于15微米等)的厚度。具有元件E1、E2、...En的一些这样的聚合物基板可以被形成为安全线，其可以被结合到具有100微米纸张厚度的纸钞中。
继续参照图1A，母版10可以包括第一表面11和第二表面12。第一表面11为简便起见示出为平面的表面。然而，不具体限制第一表面11的形状。第二表面12可以与第一表面11相对。第二表面12可以包括多个部分P1、P2、...Pn。在一些实施例中，多个部分P1、P2、...Pn可以形成单个单元(例如单单元)。在其他实施例中，多个部分P1、P2、...Pn可以形成多个单元。例如，多个部分P1、P2、...Pn中的每一个可以形成所述多个单元中的一个单元。不具体限制单元的数量，并且单元的数量可以取决于诸如要被再现的图像的尺寸和分辨率之类的因素。在各种实施例中，部分P1、P2、...Pn可以形成像素化表面。为简便起见，在图1中仅示出了一行部分P1、P2、...Pn。然而，某些实施例可以包括部分P1、P2、...Pn的附加的行和列。例如，如图1B所示，部分P1、P2、...Pn可以包括跨越母版10的表面12的多个行和列。为简便起见，仅将第一行标注为P1、P2、...Pn。此外，尽管图1B示出了部分P1、P2、...Pn的4x4阵列，然而不具体限制行、列和部分P1、P2、...Pn的数量。
如图1B所示，在一些实施例中，边界13可以包围部分P1、P2、...Pn的至少一部分。边界13可以基本上包围部分Pn或者可以仅包围部分Pn的一部分。在一些实施例中，间断可以围绕所有部分Pn或基本上所有部分Pn而延伸。在其他实施例中，间断可以仅在部分Pn的一部分上延伸。在一些实施例中，边界13可以帮助定义部分P1、P2、...Pn的尺寸和形状。然而，不具体限制部分P1、P2、...Pn的尺寸和形状。例如，部分P1、P2、...Pn中的一些可以包括对称形状。例如，对称形状可以包括矩形、正方形、菱形、正三角形、等腰三角形、正多边形(例如正五边形、正六边形、正八边形等)，不一而足。对称形状还可以包括曲度，例如圆形、椭圆等。在其他实施例中，部分P1、P2、...Pn中的一些可以包括非对称形状(例如非旋转对称形状)和/或不规则形状。在一些实施例中，部分P1、P2、...Pn中的一些可以具有基本上与其他部分P1、P2、...Pn相同的形状。在一些实施例中，部分P1、P2、...Pn中的至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％(或介于这些百分比之间的任何范围)可以具有相同形状、尺寸或两者。在其他实施例中，部分P1、P2、...Pn中的一些可以具有与其他部分P1、P2、...Pn的不同的形状。
对部分P1、P2、...Pn的布置不作具体限制。例如，无论是否具有边界、是对称地成形还是非对称地成形、或者是规则地还是不规则地成形，部分P1、P2、...Pn均可以形成周期性阵列。在其他实施例中，无论是否具有边界、是对称地成形还是非对称地成形、或者是规则地还是不规则地成形，部分P1、P2、...Pn可以形成非周期性阵列。在另外的其他实施例中，部分P1、P2、...Pn可以形成周期性和非周期性阵列的组合。
继续参照图1A，每个部分Pn可以对应于3D对象50的表面S上的点S1、S2、...Sn，并且每个部分Pn可以包括一个或多个特征F1、F2、...Fn。为简便起见，图1A中示出的特征F1、F2、...Fn显现为线性并且基本上彼此相似。然而，特征F1、F2、...Fn可以在数量、尺寸、形状和定向方面改变。
在某些实施例中，特征F1、F2、...Fn可以包括例如从俯视图或前视图看去的线性和/或弯曲的特征。在一些实施例中，特征F1、F2、...Fn可以包括小平面，比如线性或弯曲的锯齿形的特征。不具体限制特征F1、F2、...Fn的尺寸。然而，在一些实施例中，从制造和经济视点，较小的高度(例如0μm至10μm)对于减小所用材料的量是有利的。因此，在一些实施例中，特征F1、F2、...Fn的高度可以从接近0μm至0.1μm(例如0nm至100nm、1nm至75nm、或1nm至50nm)、从接近0μm至1μm(例如0nm至1000nm、或1nm至500nm)、从接近0μm至5μm(例如1nm至5μm、10nm至5μm、50nm至5μm、75nm至5μm、0.1μm至5μm、0.5μm至5μm、或1μm至5μm)、或从接近0μm至8μm(例如1nm至8μm、10nm至8μm、50nm至8μm、75nm至8μm、0.1μm至8μm、0.5μm至8μm、或1μm至8μm)、或从接近0μm至10μm(例如1nm至10μm、10nm至10μm、50nm至10μm、75nm至10μm、0.1μm至10μm、0.5μm至10μm、或1μm至10μm。在其他实施例中，特征F1、F2、...Fn的高度可以高达至15μm、达至20μm、达至25μm，或者从1μm、2μm或3μm达至25μm的任何范围。在另外的其他实施例中，特征F1、F2、...Fn的高度根据需要(例如取决于要被再现的3D图像的期望尺寸)可以高达至50μm。
此外，在一些实施例中，特征F1、F2、...Fn的横向尺寸不具体限定，而可以取决于3D对象的细节。例如，对于文本，特征F1、F2、...Fn的横向尺寸可以小于1μm。因此，特征F1、F2、...Fn的横向尺寸可以从接近0μm至0.1μm(例如0nm至100nm、1nm至75nm、或1nm至50nm)、从接近0μm至1μm(例如0nm至1000nm、或1nm至500nm)、从接近0μm至5μm(例如1nm至5μm、10nm至5μm、50nm至5μm、75nm至5μm、0.1μm至5μm、0.5μm至5μm、或1μm至5μm)、或从接近0μm至8μm(例如1nm至8μm、10nm至8μm、50nm至8μm、75nm至8μm、0.1μm至8μm、0.5μm至8μm、或1μm至8μm)、或从接近0μm至10μm(例如1nm至10μm、10nm至10μm、50nm至10μm、75nm至10μm、0.1μm至10μm、0.5μm至10μm、或1μm至10μm)。
在各种实施例中，两个特征之间的横向距离在一些实施例中可以被定义为间距。在一些实施例中，部分Pn之内的特征之间的间距在部分Pn之内可以基本上相同。例如，在各种实施例中，在部分P1、P2、...Pn的部分P1中，特征F1可以包括多个特征，其形成周期性阵列以使得在部分P1内间距基本上相同。另外，在一些实施例中，多个部分P1、P2、...Pn当中的特征F1、F2、...Fn可以形成周期性阵列以使得间距在部分P1、P2、...Pn之间基本上相同。在其他实施例中，特征可以被调整(chirped)并且形成非周期性阵列以使得间距在多个部分P1、P2、...Pn之间可以不同。然而，尽管间距对于不同部分P1、P2、...Pn可以不同，然而间距可以在部分P1、P2、...Pn之间缓慢变化(例如，每横向距离小于15％的变化、每横向距离小于12％的变化、每横向距离小于10％的变化、每横向距离小于8％的变化、每横向距离小于5％的变化、每横向距离小于3％的变化、或每横向距离小于1％的变化)。在一些实施例中，间距可以在多个部分P1、P2、...Pn上统一地变化。在其他实施例中，特征可以在部分Pn内被调整，使得间距在部分Pn内可以不同。在一些这样的实施例中，部分Pn内的间距可以缓慢变化(例如，每横向距离小于15％的变化、每横向距离小于12％的变化、每横向距离小于10％的变化、每横向距离小于8％的变化、每横向距离小于5％的变化、每横向距离小于3％的变化、或每横向距离小于1％的变化)。在一些实施例中，间距可以随着部分Pn统一地变化。在某些实施例中的间距可以在1μm与100μm之间、1μm与75μm之间、1μm与50μm之间、或在1μm与25μm之间。
继续参照图1A，特征F1、F2、...Fn可以对应于光学产品10’上的元件E1、E2、...En，并且由于光学产品10’被配置为再现3D对象50，因此特征F1、F2、...Fn的外表可以与3D对象50的表面S在对应点S1、S2、...Sn处的外表相关。例如，特征F1、F2、...Fn中的倾斜度(例如斜率)可以与3D对象50的表面S在对应点S1、S2、...Sn处的倾角相关。例如，在各种实施例中，每个特征可以包括斜率。特征F1的斜率可以与3D对象50的表面S在对应点S1处的倾角相关。如图1C所示，特征F1的斜率可以与相对于3D对象50的基准线R1的极角θ1相关。因此，特征F1、F2、...Fn的斜率可以模拟3D对象50的表面法线。
各种实施例可以有利地在每个部分Pn内具有统一的倾斜度(例如统一的斜率)，使得倾斜度在3D对象50的表面S上的对应点Sn处为单个值(例如，单个极角θn)。在其他实施例中，部分Pn内的特征Fn包括多个特征，并且部分Pn内的特征可以具有超过一个倾斜度(例如，不同的斜率)。在这样的实施例中，部分Pn内的特征的平均倾斜度(例如平均斜率)可以与3D对象50的表面S在对应点Sn处的倾角相关。
在一些实施例中，在部分P1、P2、...Pn内和/或之间改变斜率可以生成表面上的(因此，图像50’上的)对比度。此外，改变一个或多个部分P1、P2、...Pn中的特征的高度、特征之间的间距(例如两个特征之间的横向距离)、和特征的斜率中的至少一个可以被用于真实性和安全性应用中。例如，可以有意改变一个或多个部分Pn内的间距，但维持给定斜率。3D对象50的图像50’将会被再现，而一旦更近地察看一个或多个部分P1、P2、...Pn内的有意改变的存在，则可以验证真实性。其他改变也是可以的。
在各种实施例中，特征F1、F2、...Fn的定向可以与3D对象50的表面S在对应点S1、S2、...Sn处的定向相关。例如，特征F1的定向可以与3D对象50的表面S在对应点S1处的定向相关。如图1C所示，特征F1的定向可以与相对于3D对象50的基准线R2的方位角
Figure BDA0001596000600000231
相关。各种实施例可以有利地在每个部分Pn内具有统一的定向，使得定向在3D对象50的表面S上的对应点Sn处为单个值(例如单个方位角
Figure BDA0001596000600000232
)。在其他实施例中，部分Pn内的特征Fn包括多个特征，并且部分Pn内的特征可以具有多于一个定向(例如不同定向)。在这样的实施例中，部分Pn内的特征的平均定向可以与3D对象50的表面S在对应点Sn处的定向相关。此外，部分P1、P2、...Pn内和之间的特征的定向可以在部分P1、P2、...Pn内和之间缓慢变化(例如，每横向距离小于15％的变化、每横向距离小于12％的变化、每横向距离小于10％的变化、每横向距离小于8％的变化、每横向距离小于5％的变化、每横向距离小于3％的变化、或每横向距离小于1％的变化)。
在一些实施例中，其中特征F1包括部分内的多个特征，这些特征可以显现为与该部分内的其他特征不连续。在一些实施例中，其中母版10的表面12被像素化(例如，具有多个单元)，特征F1、F2、...Fn可以显现为与周围的邻近部分中的特征不连续。在其他实施例中，部分P1、P2、...Pn可以形成单个单元或单单元。在一些这样的实施例中，特征F1、F2、...Fn可以根据形状而显现为连续和平滑变化。在其他这样的实施例中，特征F1、F2、...Fn可以由于3D对象50中的间断而显现为不连续的。
在一些实施例中，特征F1、F2、...Fn可以包括与3D对象50的表面S的基本上平滑的区域相对应的线性特征。特征F1、F2、...Fn还可以包括非线性特征，例如代替平坦小平面而与3D对象50的表面S的弯曲区域相对应的从俯视图或前视图看到的例如弯曲特征。在一些实施例中，线性的特征F1、F2、...Fn可以被用于与3D对象50的表面S的弯曲区域相对应。在一些这样的实施例中，通过使用分段近似函数(例如诸如包括直线段的函数之类的分段线性函数)可以将母版10上的线性特征用于表示弯曲的区域。在一些其他实施例中，非线性的特征F1、F2、...Fn可以被用于与3D对象50的表面S的基本上平滑的区域相对应。在一些这样的实施例中，因为特征F1、F2、...Fn可以对应于光学产品10’上的尺寸相对较小的特征，所以母版10上的非线性特征可以被用来表示3D对象的表面S上的平滑区域。例如，光学产品10’上的间距和/或纹理可以为从1μm至100μm，或该范围之内的任何范围(例如从1μm至75μm、从1μm至50μm、从1μm至25μm等)。
继续参照图1A，如本文所述，特征F1、F2、...Fn可以对应于3D对象50的表面S的外表，并且还可以对应于光学产品10’上的元件E1、E2、...En，使得光学产品10’可以再现3D对象50的图像50’。在各种实施例中，光学产品10’上的元件E1、E2、...En可以为非全息的。例如，元件E1、E2、...En无需依赖全息图(例如基于衍射和/或基于光学干涉的效果)来呈现3D对象50的3D图像50’。在一些这样的实施例中，母版10的表面12上的特征F1、F2、...Fn可以包括非正弦特征或非准正弦特征。通常，正弦或准正弦特征会以相等强度按+/-阶次衍射，这产生了重影。一个正阶次和一个负阶次可以共享入射光并导致同时的重影，其中一个图像相对于另一图像存在反直觉移动。这样的效果会是不理想的。在包括非正弦或非准正弦特征的一些实施例中，母版10的表面12上的特征F1、F2、...Fn可以包括其他形状，比如本文所述的锯齿形状。
尽管本文所述的各种实施例不一定依赖全息图来再现图像，但一些实施例可以包括衍射式或全息特征(例如，小于或等于表面面积的30％、小于或等于表面面积的20％、小于或等于表面面积的10％、小于或等于表面面积的5％、小于或等于表面面积的3％、小于或等于表面面积的2％、或小于或等于表面面积的1％，或由这些值中的任何值所定义的任何范围)以与本文所述的非全息元件E1、E2、...En结合使用。例如，在一些实施例中，母版10的第二表面12还可以在一个或多个部分P1、P2、...Pn中包括与光学产品10’上的全息元件相对应的特征。在其他实施例中，可以在光学产品10’的表面12’上方或下方添加全息层。
图1D是根据本文所述的某些实施例的另一示例光学产品10’。如图1D所示，光学产品10’可以包括多个部分P’1、P’2、...P’n。每个部分P’n可以包括光学产品10’上的元件E1、E2、...En，例如，非全息元件。在一些这样的实施例中，元件E1、E2、...En可以被压印在基板的底表面上，例如具有1.5的折射率的UV可固化树脂。元件E1、E2、...En可以被涂覆反射涂层。元件E1、E2、...En可以随后被嵌入在基板与光学产品10’被附接的物品之间。如本文所述，元件E1、E2、...En的斜率可以被配置为生成图像的3D深度感。例如，具有较不陡峭的斜率的元件E1、E2、...En可以使得光向观察者的眼睛反射，生成更大亮度，而具有较陡峭的斜率的元件E1、E2、...En可以使得光反射为避开观察者的眼睛，生成更大暗度。在嵌入的光学产品10’的该示例中，具有足够陡峭的斜率的元件E1、E2、...En可以使得光在基板(其具有比周围介质更高的折射率)内被全内反射，并生成更加大的暗度。
图1E是根据本文所述的某些实施例的另一示例光学产品10’。如图1E所示，光学产品10’可以包括多个部分P’1、P’2、...P’n。每个部分P’n可以包括光学产品10’上的元件E1、E2、...En，例如，非全息元件。如本文所述，采用具有较小高度的元件E1、E2、...En的光学产品10’(或具有特征F1、F2、...Fn的母版)的实施例对于减小所用材料的量是有利的。然而，在高度不太重要的情况下，某些实施例可以采用具有缓慢变化的表面(例如斜率)的元件E1、E2、...En，生成从一个部分P’n到另一部分基本上连续的表面。在各种实施例中，基本上连续的部分的数量可以包括至少二、三、四、五、八、十、十五、二十或更多，或者可以在这些值之间的任何范围中。
参照图1A，母版10的某些实施例可以被配置为制作光学产品10’。光学产品10’可以被配置为当被照射时(例如通过反射或透射光)再现3D对象50的至少一部分的3D图像50’。母版10或光学产品10’可以包括特征F1、F2、...Fn或元件E1、E2、...En。在各种实施例中，这样的特征F1、F2、...Fn或元件E1、E2、...En(本文中为简便起见统称为光学特征F1、F2、...Fn)可以包括可提供3D图像50’中的灰阶的镜面反射特征和漫射特征。镜面反射特征和漫射特征可以由被涂覆了反射材料的漫射器来提供。
在各种实施例中，漫射器可以包括微漫射器(例如定制的微漫射器)。一些这样的漫射器可以由例如以下聚合物材料制作：聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、定向聚丙烯(OPP)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)等。聚合物材料可以具有漫射特征的伪随机分布或定制的分布。漫射器可以覆盖有反射材料，比如铝、银、金、铜、钛、锌、锡或其合金(例如青铜)。
在一些实施例中，漫射器具有可接收入射光线的表面，并且可以将入射线角度分解成在宽角度上具有随机或定制的分布的许多角度。散射光角度分布(例如双向反射分布函数或BRDF)的形状可以取决于入射角度和表面特性。在各种实施例中，漫射器的表面可以不完全散射光。例如，一些这样的表面可以具有漫射特征(例如可散射光的特征)和镜面反射特征(例如不散射光的特征)。
光学产品10’的某些实施例可以利用镜面反射特征和漫射特征以改变3D图像中的亮度(或暗度，例如灰色)。与未利用镜面反射特征和漫射特征的实施例相比，利用这样的变化的各种实施例可以导致图像中增强的对比度。如本文所述，在各个部分P1、P2、...Pn中的光学特征F1、F2、...Fn的斜率可以如本文所述生成3D图像中的深度感和对比度。例如，较不陡峭的斜率可以使得光向观察者的眼睛反射，而较陡峭的斜率可以使得光反射为避开观察者的眼睛。在某些实施例中，具有镜面反射特征和漫射特征的光学特征F1、F2、...Fn可以在3D图像中提供附加对比度。在一些这样的实施例中，宏观特征(例如F1、F2、...Fn)和微特征(例如镜面反射特征和漫射特征)可以被整合到一起。
在各种实施例中，镜面反射特征和漫射特征的量在各个部分P1、P2、...Pn中可以变化，以控制图像的亮度(或暗度，例如灰色)。例如，区域的由观察者感知到的亮度(或暗度，例如灰色)可以由镜面反射特征与漫射特征的比率来调制。例如，一个部分内的区域的由观察者感知到的亮度(或暗度，例如灰色)可以由镜面反射特征的面积(例如，覆盖范围的面积)与漫射特征的面积(例如，覆盖范围的面积)的比率来调制。在一个部分内的区域中的相对于漫反射特征的尺寸、数量和/或分布的镜面反射特征的尺寸、数量和/或分布可以同样被配置为提供亮度、暗度(例如灰色)的等级。所产生的图像可以是非彩色的。例如，镜面反射特征和漫射特征可以不提供衍射或干涉色彩(例如，无波长色散或彩虹或彩虹效应)。颜料、油墨或其他吸收性材料可以被用于提供色彩，在这种情况下，相对于漫反射特征的尺寸、数量和/或分布的镜面反射特征的尺寸、数量和/或分布将会控制感知到色调或色彩的亮度或暗度。
在各种实施例中，亮度、暗度(例如灰色)的等级可以由相对于漫射特征的尺寸和/或数量的镜面反射特征的尺寸和/或数量来提供。作为一个示例，镜面反射和漫射特征的尺寸和/或数量可以基于镜面反射和漫射特征的顶表面(例如平坦的顶表面)的高度和/或宽度。这样的尺寸和/或数量可以由将关于图1E-1a、图1E-1b、图1E-1c和图1E-1d所讨论的高度(和/或深度)调制来提供。
图1E-1a、图1E-1b、图1E-1c和图1E-1d示出根据本文所述的各种实施例的用于改变镜面反射特征与漫射特征的比率的高度调制的一个示例。图1E-1a示意性示出具有100％漫射特征和0％镜面反射特征的表面的截面图。在该示例中，表面特征高度或宽度(或它们的组合)的分布是随机的。如图1E-1b所示，如果表面(例如与载体相对的侧上)的顶部将被“平坦化”，则该表面的平坦部分可以充当镜面，导致附加的镜面反射特征(例如30％)和减小了量的漫射特征(例如70％)。如果该表面中更多被“平坦化”，如图1E-1c所示，则该表面中更少可以充当漫射表面，结果是更多的镜面反射特征(例如60％)和更少的漫射特征(例如40％)。图1E-1d示意性示出具有0％漫射特征和100％镜面反射特征的表面。虚线指示反射涂层。因此，如图1E-1a、图1E-1b、图1E-1c和图1E-1d所示，通过将表面高度中更多或更少进行平坦化，可以调制镜面反射特征与漫射特征之间的比率。如果是有色的(例如，包括着色剂、油墨、染料或颜料，其中吸收可以提供色彩)，这样的特征之间的比率可以与灰色的等级或色调的亮度/暗度相关。利用某些实施例的各个部分P1、P2、...Pn中的这样的特征之间的不同比率，可以在产生的图像中产生变化的灰色的等级或亮度/暗度。因此，通过控制与黑白图像的灰色等级(或者，如果是有色的，色调的亮度/暗度)相对应的平坦化的量，某些实施例可以再现包括灰色的许多浓淡度的黑白图像(或者，如果是有色的，色调的亮度/暗度的许多等级)。
在各种实施例中，例如在区域(例如，覆盖范围的区域)中的镜面反射特征和漫射特征的形状可以是正方形、矩形、六边形、圆形或各种各样的其他形状。类似地，可以按各种各样的布置(例如按正方形阵列、三角形阵列、或按六方紧密排布、或按其他布置)将镜面反射特征和漫射特征排布到一起。
如图1E-2、图1E-3、和图1E-4所示，半色调图案结构或灰阶可以用于控制图像的亮度(或暗度，例如灰色)。图1E-2示意性示出可以用于本文所述的某些实施例中的示例半色调图案或屏。在图1E-2中，黑色区域可以表示镜面反射特征(或漫射特征)，并且白色区域可以表示漫射特征(或镜面反射特征)。改变相对于漫反射特征的尺寸、数量和/或分布的镜面反射特征的尺寸、数量和/或分布可以被用于提供所产生的图像中的灰阶(或色调的亮度/暗度)。对精确图案或屏不作具体限制，并且可以根据期望的尺寸、数量和/或分布而变化。
如果半色调特征小于大约75微米，则肉眼通常不能将该图像辨别为半色调图像。因此，在各种实施例中，半色调图案结构中的最小半色调特征可以小于或等于75微米(例如，小于或等于65微米、小于或等于50微米、小于或等于30微米、小于或等于10微米等)和/或在从0.05微米至75微米(例如，0.05微米至65微米、0.05微米至50微米、0.05微米至30微米、0.05微米至10微米、1微米至75微米、1微米至50微米等)的范围内。
图1E-3示意性示出可被用于本文所述的某些实施例中的另一示例半色调图案和/或屏。在图1E-3中，黑色区域可以表示镜面反射特征(或漫射特征)，并且白色区域可以表示漫射特征(或镜面反射特征)。在该示例中，单个图像像素可以被分成子像素的网格。为了实现灰色的100个等级，网格可以被提供为10x10子像素。为了实现50％灰色，子像素的一半表示镜面反射特征，并且剩下的子像素表示漫射特征。子像素的分布可以是图案、屏和/或随机抖动(stochastic dither)(例如伪随机概率分布)，如图1E-3所示。在各种实施例中，随机抖动可以被应用于固定图案漫射器和反射子像素的空间分布，或者随机抖动可以被应用于三维中以伴随可变高度或图案漫射器。对精确的抖动不作具体限制，并且可以根据期望的尺寸、数量和/或分布而变化。
在图1E-2和图1E-3所示的示例中，黑色区域可以表示100％镜面反射特征(或100％漫射特征)，并且白色区域可以表示100％漫射特征(或100％镜面反射特征)。图1E-4示意性示出可以被用于本文所述的某些实施例中的示例灰阶。在一些这样的实施例中，镜面反射特征和漫射特征的等级可以在0％与100％之间(例如，30％、70％等)。例如，如上文关于图1E-1a、图1E-1b、图1E-1c和图1E-1d所讨论的，不同等级的灰色可以由不同等级的镜面反射特征和漫反射特征来提供。图1E-4示出具有4个单元(例如4个象限)的示例像素。每像素四个单元内存在四个可能的灰色等级。因此，每单元存在16个可能的等级或每像素存在64个可能的等级。对精确的灰阶不作具体限制，并且可以根据期望表示而变化。
如上文所讨论的，光学产品10’的各种实施例可以有利地用于真实性和安全性应用。近年来的趋势已经使得全息图用于更加复杂的真实性和安全性应用。然而，使用复杂全息图的真实性和安全性应用的缺点在于，普通人可能不能记住图像应该是什么。因此，即使有可能制造这种复杂全息图的盗版，普通人也会不能仅根据全息图像将真正的全息图与仿造的全息图相区分。
光学产品10’的实施例可以包括当从不同方向观看时刻产生不同独特图像的多个光学特征。这样的配置可以抵抗影印、通过弹回多个光学特征的光束而激光重放到光刻胶以形成原始母版、或其他用于复制的方法。因此，这样的对象可适合于安全性和/或真实性应用。另外，制造本文所述的光学对象的各种实施例的方法和系统不会很容易地被仿造者实践，因此减小了仿造者具有制造光学对象的盗版的能力的风险。
由本文所述的光学对象10’的各种实施例中包括的多个光学特征产生的不同独特图像可以从各种不同观看方向观看，并且可以被明亮地反射。这样的实施例例如比在结合了光学可变油墨和/或磁性光学可变油墨(其会具有减小的亮度，因此使得它们难以在低光度条件下看到)的安全性应用中使用的对象优越。例如，包括包含了被配置为在从不同方向观看时产生不同独特图像的多个光学特征的光学对象实施例的流通券会比没有包括这种光学特征而替代地依赖于光学可变油墨和/或磁性光学可变油墨和颜料的流通券更明亮和更能抵抗仿造。
图1F-1、图1F-2、图1G-1和图1G-2示意性示出包括多个第一部分的光学产品10’的俯视图，多个第一部分中的每一个包括一个或多个光学特征，所述一个或多个光学特征被配置为产生在第一视角处的第一3D对象的第一3D图像的至少一部分。光学产品10’还包括多个第二部分，多个第二部分中的每一个包括一个或多个光学特征，所述一个或多个光学特征被配置为产生在第二视角处的第二3D对象的第二3D图像的至少一部分。光学产品10’的每个部分还可以被称为像素或贴片。光学产品10’可以被配置为当从第一方向观看时产生第一独特图像(例如文本，比如，例如数字“100”)以及当从第二方向观看时产生第二独特图像(例如对象，比如，例如钟)。光学对象10’可以被配置为使得多个第一部分包括有助于产生第一3D图像的第一组光学特征并且多个第二部分包括有助于产生第二3D图像的第二组光学特征。在下文参照图1F-1、图1F-2、图1G-1和图1G-2详细讨论这些构思。
图1F-1和图1F-2示意性示出包括多个第一部分PA1、PA2和PA3的光学对象10’的实施例的俯视图。多个第一部分PA1-PA3中的每一个包括被配置为当从第一方向观看时产生第一独特图像的第一组光学特征F1。光学对象10’还包括多个第二部分PB1-PB3，它们包括被配置为当从第二方向观看时产生第二独特图像的第二组光学特征F2。例如，如图1F-1所示，在光学对象10’的第一位置中，入射光在第一角度θ1处被第一组光学特征F1反射，使得观看者感知到文本“100”(而不感知到自由钟)，如图1F-2所示，在光学对象10’的第二位置中，入射光在第二角度θ2处被第二组光学特征F2反射，使得观看者感知到自由钟(而不感知到文本“100”)。
图1G-1示意性示出包括多个第一部分PA1、PA2、PA3、PA4和PA5的光学对象10’的实施例。多个第一部分PA1-PA5的每一个包括一起被配置为当从第一方向观看时产生第一独特图像的第一组光学特征F1。所示实施例还包括多个第二部分PB1、PB2、PB3和PB4。多个第二部分PB1-PB4的每一个包括一起被配置为当从第二方向观看时产生第二独特图像的第二组光学特征F2。在各种实施例中，多个第一部分中的每一个中的光学特征可以产生第一3D对象的第一图像的一部分。尽管在图1G-1中所示的实施例中将多个第一部分PA1-PA5的所有部分分组到一起并且将所有多个第二部分PB1-PB4分组到一起，但在其他实施例中，多个第一和第二部分可以是散布的。例如，多个第一部分P1和多个第二部分P2彼此散布以形成棋盘图案。其他图案和分布也是可以的。
图1G-2示意性示出光学对象10’的实施例的俯视图，光学对象10’包括包含一个或多个光学特征F1的多个第一部分(例如PA1、PA2)和包含一个或多个光学特征F2的多个第二部分(例如PB1、PB2、PB3)。多个第一部分(例如PA1、PA2)中的光学特征F1一起有助于在从第一方向观看时产生第一图像(例如文本“100”)，多个第二部分(例如PB1、PB2、PB3)中的光学特征F2一起有助于在从第二方向观看时产生第二图像(例如自由钟)。要注意，在图1G-2中，在多个第一和第二部分不重叠的区域中，彼此相邻的部分具有有助于形成相同图像的光学特征组，而在多个第一和第二部分重叠的区域中，彼此相邻的部分具有有助于形成不同图像的光学特征的不同组。尽管使用了某些定向和周期性(间隔)的线性阴影标记来在附图中在多个第一部分和多个第二部分之间进行区分，但在各种实施例中，光学特征的定向和周期性可以基于对象的形状而在部分与部分之间变化。
在各种实施例中，多个部分中的每一个可以尺寸或形状相同。替代地，在其他实施例中多个部分中的一些可以具有与多个部分中的其他一些不同的尺寸。光学特征F1和F2可以包括线性或弯曲的沟槽、小平面、或其他表面浮雕特征。在各种实施例中，光学特征F1和F2可以具有弯曲的截面形状。光学特征F1和F2的定向、斜率/倾斜度和其他物理属性被配置为使得从光学特征F1和F2反射和/或透射通过光学对象10’的光的强度变化以形成变化的亮度和暗度的区域，这导致当从不同方向观看时对不同图像的感知。例如，不同组的光学特征可以被配置为使得回归反射的光显现为明亮而以不同角度反射的光显现为黑或不同浓淡的灰色以给出深度感。这将参照图1H以及本文的别处来详细描述。
图1H示意性示出包括多个光学特征的光学产品10’的一部分的放大侧视图，多个光学特征被配置为在从不同方向观看时产生不同独特图像。第一组光学特征F1由实线表示，第二组光学特征F2由虚线表示。第一组光学特征F1的物理属性(比如，例如斜率/倾斜度、定向)变化，以使得当光学对象10’被定向时，沿第一方向θ1观看光学对象10’的观看者感知到第一图像(例如，文本“100”)。第二组光学特征F2的物理属性(比如，例如斜率/倾斜度、定向)变化，以使得当光学对象10’被定向时，沿第二方向θ2观看光学对象10’的观看者感知到第二图像(例如，钟)。
第一和第二观看方向可以相对于彼此以从10度至60度的角度来定向(例如倾斜和/或旋转)。例如，如果光学对象10’被配置为反射实施例，则观看者可以通过将光学对象10’围绕光学对象10’的平面中的轴倾斜10至60度(例如20度或更小)的角度来在观看第一图像和观看第二图像之间切换(或翻转)。作为另一示例，如果光学对象10’被配置为透射实施例，则观看者可以通过将光学对象10’旋转从10至60度(例如45度或更小)的角度来在第一图像和第二图像之间切换(或翻转)。
光学对象10’可以包括叠层、膜或层。可以使用本文所述的方法来制造光学对象10’。例如，可以使用可由电子处理系统执行并存储在数据文件中的算法来确定当从不同方向观看时将会产生不同独特图像的不同组的光学特征的物理属性(例如定向、斜率/倾斜度)。利用数据文件，可以利用一个或多个正性/负性母版将不同组的光学特征布置在聚合物基板上。在各种实施方式中，可以将反射材料(例如，铝、铜、银、诸如例如用于TIR的ZnS或TiO2的高折射率材料)布置在多个光学特征上。根据反射材料的厚度，光学对象10’可以是反射或透射的。根据反射材料的厚度，光学对象10’可以是部分反射或部分透射的。例如，如果反射材料的厚度大于或等于45nm(例如50nm、55nm、60nm等)，和/或在从45nm至100nm的范围中，或者在该范围内的任何范围(例如从45nm至85nm、从45nm至75nm、从50nm至85nm等)中，则光学对象10’会是反射的。作为另一示例，如果反射材料的厚度小于45nm(例如10nm、15nm、20nm、25nm等)，和/或在从10nm至44.9nm的范围中，或者在该范围内的任何范围(例如从10nm至40nm、从10nm至35nm、从10nm至30nm等)中，则光学对象10’可以是透射的。光学对象10’成为反射或透射所基于的反射材料的厚度可以取决于反射材料的化学成分。涂覆有反射材料的多个光学特征可以由保护聚合物涂层来保护。
图1I示出包括布置在聚合物基板1005上的多个光学特征F1和F2的光学对象10’的实施例。聚合物基板1005可以包括诸如以下材料，例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、定向聚丙烯(OPP)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、或任何其他塑料膜。在各种实施例中，聚合物基板可以是完成的。在各种实施例中，聚合物基板可以具有小于或等于25微米的厚度。多个光学特征F1和F2的物理属性可以根据与期望被观看者感知到的图像相对应的输入图像来确定。输入图像可以是三维(3D)图像。在一些实施方式中，输入图像可以是点矩阵图像。当被光照射时将会产生期望图像的多个光学特征F1和F2的物理属性可以使用由电子处理系统执行的过程和算法来确定。过程和算法可以被配置为分析不同组的光学特征的物理属性(例如定向、斜率/倾斜度)。过程和算法可以基于对光与物质的相互影响进行掌控的方程和现象。
多个光学特征F1和F2被涂覆了一定厚度的反射材料1010。如上文所讨论的，根据反射材料的厚度和成分，光学对象10’可以是反射或透射的。保护覆层1015被布置在反射材料涂层1010的上方以保护多个光学特征F1和F2和/或反射材料涂层1010免受酸性溶液或碱性溶液或者诸如汽油和乙酸乙酯或乙酸丁酯之类的有机溶剂腐蚀。在各种实施方式中，保护覆层1015还可以在对象的后续处理步骤(如制造货币)期间提供保护。
在各种实施方式中，多个光学特征F1和F2可以与一个或多个透镜(例如，弯曲透镜或菲涅尔透镜或双凸透镜)和/或棱镜和/或面镜整合。在这样的实施例中，透镜的焦距可以近似等于聚合物基板1005的厚度。一些这样的实施例可以呈现比没有透镜和/或棱镜和/或面镜的一些实施例具有更高对比度和清晰度的图像。例如，本文所述的某些实施例(例如参照图1F-1和图1F-2)例如被配置为当从不同方向观看时通过反射或透射光产生两个独特图像。在一些这样的实施例中，各个部分PAn、PBn内的光学特征F1、F2的斜率可以生成本文所述的3D图像中的深度感和对比度。对于两个3D图像，光学特征F1、F2的斜率还可以分开这两个独特图像以避免串扰，并允许观察者在视角处彼此独立地观看图像。例如，较不陡峭的斜率可以使得光向观察者的眼睛反射，而较陡峭的斜率可以使得光反射为避开观察者的眼睛。在一些这样的实施例中，因为光学特征F1、F2的倾斜范围中的一些被用于分开图像，所以将不使用整个倾斜范围来生成图像中的对比度。
图1J-1示意性示出包括被布置在多个部分PAn、PBn上方的透镜阵列1025(例如，具有本文所述的光学特征)的示例光学产品1000的轴测图。图1J-1所示的光学产品1000被配置为当从不同方向观看时呈现不同独特图像。例如，在第一视角θ1处，透镜阵列1025可以呈现第一3D图像(例如文本“100”)。在第二视角θ2处，透镜阵列1025可以呈现第二3D图像(例如自由钟)。在各种实施例中，可以结合透镜或替代透镜使用棱镜阵列或面镜(比如具有光学效力的面镜)阵列。图1J-2示意性示出包括棱镜阵列的示例光学产品。在某些实施例中，透镜和/或棱镜和/或面镜的阵列1025可以被配置为将两个独特图像分开，使得可以彼此独立地观看图像。因为透镜和/或棱镜和/或面镜可以分开图像，所以可以使用光学特征F1、F2的整个倾斜范围来生成图像中的对比度和清晰度。
在各种实施例中，透镜阵列1025可以包括1D透镜阵列。如图1J-3所示，透镜可以在长度上延伸得比图1J-1所示的更长。然而，附图和图示仅是例示性的。在尺寸和规格方面更宽的变化是可以的。在一些实施例中，透镜阵列1025可以包括许多柱面、半柱面透镜、截断的半柱面透镜、或具有一个凸表面和一个平表面的平凸柱面透镜。在一些实施例中，透镜可以具有一个凸表面和一个凹表面。
透镜阵列可以包括微透镜阵列，其具有从8微米至300微米(比如8微米、12微米、15微米、20微米、25微米、30微米、42微米、50微米、62.5微米、75微米、87.5微米、100微米、125微米、150微米等)或该范围内的任何其他范围(比如8微米至250微米、8微米至200微米、12.5微米至250微米、30微米至300微米、30微米至250微米、62.5微米至187.5微米、62.5微米至175微米、62.5微米至162.5微米、75微米至187.5微米等)的间距(例如，两个透镜的中心之间的横向距离)。
透镜阵列1025内的透镜可以具有宽度WL(例如沿着x轴)。在各种实施例中，透镜的宽度WL可以与本文所述的间距的值相同。在某些实施例中，透镜的宽度WL可以与透镜阵列1025中的另一透镜的宽度WL相同。然而，在其他实施例中，透镜的宽度WL可以与透镜阵列1025中的另一透镜的宽度WL不同。
透镜的曲率半径可以从10微米至500微米(比如10微米、15微米、37.5微米、50微米、62.5微米、75微米、87.5微米、或100微米)或该范围内的任何范围(比如10微米至87.5微米、10微米至75微米、37.5微米至87.5微米、37.5微米至75微米、50微米至87.5微米、50微米至75微米等)。在一些实施例中，透镜的曲率半径可以与透镜阵列1025中的另一透镜的曲率半径不同。曲率可以是旋转对称的，或者可以是非旋转对称的。在一些实施例中，透镜的曲率半径可以大于500微米。一些实施例可以包括自由形式的小透镜而非旋转对称的小透镜。
透镜可以由诸如聚合物之类的各种材料制成。例如，透镜阵列1025可以被UV铸造到涂覆在聚合物基板上的树脂层中。一些示例基板材料可以包括但不限于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、定向聚丙烯(OPP)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)或聚碳酸酯(PC)。作为另一示例，透镜阵列1025可以被模塑或压印到聚合物基板中。可模塑和/或可压印基板可以包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)、和聚对苯二甲酸乙二醇酯乙二醇改性(PETG)。可以使用本领域中已知的或尚待开发的其他方法和材料。
在一些实施例中，透镜可以具有焦距(和对应的f数值)并且可以被布置在与透镜的焦距相比相对于基板的后侧的一定距离处，以将光聚焦在基板的后侧上。在其他实施例中，透镜可以具有焦距(和对应的f数值)并且可以被布置在与透镜的焦距相比相对于基板的后侧的一定距离处，以将光聚焦在基板的前侧上。在另外的其他实施例中，透镜可以具有焦距(和对应的f数值)并且可以被布置在与透镜的焦距相比相对于基板的后侧的一定距离处，以将光聚焦在基板的前侧与后侧之间。示例焦距包括从10微米至300微米(比如10微米、12.5微米、15微米、30微米、37.5微米、62.5微米、75微米、87.5微米、100微米、112.5微米、125微米、137.5微米、150微米、162.5微米、175微米、187.5微米、200微米等)或该范围内的任何范围(比如10微米至250微米、12.5微米至250微米、12.5微米至200微米、37.5微米至187.5微米、37.5微米至175微米、62.5微米至187.5微米、62.5微米至175微米等)的数值。在一些实施例中，透镜的焦距(和f数值)可以与透镜阵列1025中的另一透镜的焦距(和f数值)不同。
尽管透镜阵列1025在图1J-1中示出为1D透镜阵列，然而在一些实施例中，透镜阵列1025可以包括2D透镜阵列。图1J-4示出示例2D透镜阵列。1D透镜阵列(例如图1J-3)可以在仅在一个方向上具有效力(例如曲率)的一行中包括一系列柱面、半柱面透镜、截断的半柱面透镜、或平凸柱面透镜，而2D透镜阵列(例如图1J-4)可以在两个方向上具有效力(例如曲率)。在各种实施例中，2D阵列包括具有旋转对称的表面的透镜。在一些实施例中，2D阵列可以包括具有非对称的表面的透镜。例如，透镜可以是椭圆的，使得透镜在一个正交方向上比在另一正交方向上更长。然而，透镜的形状和/或布置不应认为被限制。作为附加示例，透镜的表面可以是凸面的、非球面的、环状的和/或去中心化的。透镜可以具有圆形、正方形、矩形、六角孔径形状或覆盖范围，或者可以具有其他形状，并且孔径可以被截断。类似地，透镜可以布置为正方形阵列、三角形阵列、六方紧密排布或以其他方式布置。
在各种实施例中，透镜阵列1025可以包括一系列透镜(例如柱状透镜)，其被配置为允许布置在与不同图像相对应的透镜下方的特征在不同视角处可观看。例如，在一些情况中，透镜为放大透镜，以增大被布置在与不同视角处的不同图像相对应的透镜下方的不同特征。作为另一示例，透镜可以提供通过不同通道在不同图像之间切换的途径(avenue)。因此，产品1000可以包括布置在透镜阵列1025下方的第一组部分PA和第二组第二部分PB。
在图1J-1中，多个第一部分PA和多个第二部分PB彼此交错。在第一视角θ1处，透镜阵列1025可以被配置为允许第一图像(例如文本“100”)可观看而不允许第二图像(例如自由钟)可观看。在第二视角θ2处，透镜阵列1025可以被配置为允许第二图像(例如自由钟)可观看而不允许第一图像(例如文本“100”)可观看。因此，通过从第一视角θ1向第二视角θ2倾斜产品1000，透镜阵列1025可以在两个图像之间切换。
参照图1J-1，多个第一部分PA和多个第二部分PB可以被布置在透镜阵列1025下方。在各种实施例中，多个第一部分PA和多个第二部分PB可以具有比透镜阵列1025中的透镜的宽度WL更小的宽度w。在一些实施例中，多个第一部分PA和多个第二部分PB的配对可以在透镜阵列1025中的每个透镜下方被对准。然而，多个第一部分PA和多个第二部分PB的配对无需在透镜阵列1025中的单个透镜下方被精确对准，而是可以从这样的对准偏离。例如，多个第一部分PA可以布置在阵列中的单个透镜下方，而多个部分PB的一部分可以布置在阵列1025中的两个不同透镜的一部分的下方。因此，在各种实施例中，在透镜阵列1025下方的多个第一部分PA和多个第二部分PB的对并非是对准敏感的(例如，在阵列1025中的单个透镜下方的多个第一部分PA和多个第二部分PB的对不一定是精确对准的)。
尽管在阵列1025中的单个透镜下方的多个第一部分PA和多个第二部分PB的配对不一定精确对准，但透镜阵列1025内的透镜可以通常被登记到多个第一部分PA和多个第二部分PB的配对。例如，透镜可以对应于多个第一部分PA和多个第二部分PB的对。来自第一部分PA1的光可以穿过透镜的第一部分，来自第二部分PB1和多个第二部分PB1的光可以穿过透镜的单独的部分，并且透镜的对应部分可以如本文所述在两个不同角度处形成图像110、120。通常，大部分透镜可以关于多个第一部分PA和多个第二部分PB的对而被登记。
图1J-5示出光学产品1060A的一个实施例的截面图，光学产品1060A包括载体1065和部分P’1，部分P’1包括被配置为产生一个对象的或其一部分的图像的多个光学特征(例如F’1)。光学产品1060A可以具有与上文讨论的光学产品10’相似的特征/特性。在各种实施例中，可以在部分P’1上方布置反射材料。在一些实施例中，部分P’1可以被形成在基板上并布置在载体1065的第一侧上。载体1065可以具有与本文所述的各种聚合物基板(例如图1I的聚合物基板1005)相似的特性。例如，载体1065可以包括具有比空气的折射率大的折射率的聚合物材料。在被多个光学特征反射和/或散射之后以比载体1065的材料的临界角度小的角度(关于表面的法线而被测量出，比如，例如接近于载体1065的表面的法线而被测量出)入射到载体1065上的光线可以如图1J-5所示从载体1065出射。然而，在被多个光学特征反射和/或散射之后以比载体1065的材料的临界角度大的角度入射到载体1065上的高角度光线将会被全内反射，并且如图1J-5所示不从载体1065出射。因此，由产品1060A的多个光学特征产生的图像可以仅在小于临界角度的角度范围上被观看。
透镜元件1068可以被布置在载体1065的第二侧上，并且登记有部分P’1以增大可观看由多个光学特征产生的图像的角度范围。透镜元件1068可以是透镜阵列的一部分。阵列中的透镜可以通常登记有多个部分P’n。部分地由于如下文参照图1J-5和图1J-6所说明的不满足高角度光线的全内反射的条件的缘故，透镜元件1068可以有利地增大可观看由部分P’1产生的图像的视角。
透镜元件1068可以具有弯曲表面，其可以减小高角度光线与表面法线之间的角度，使得不满足用于全内反射的条件。透镜元件1068可以是光学透射的。因此，在被多个光学特征反射和/或散射之后入射到载体1065上的高角度光线中的一些可以从载体1065出射，而不是被全内反射。因此，包括透镜元件1068的产品1060B可以有利地增大可观看由多个光学特征产生的图像的视角。透镜元件1068还可以提供其他优点，包括但不限于改善不同图像的聚焦、针对其中多组部分产生多个图像的实施例增大了可观看不同图像的倾斜角度(也被称为倾斜预算)之间的差、通过允许观看者接收较陡峭的角度处的光增大深度感、以及本文所讨论的其他优点。
在包括被布置在多个光学特征上方的反射表面的产品的各种实施例中，透镜元件1068可以增大如图1J-7所示的局部表面法向的范围。例如，考虑这样的光线，其如图1J-7所示沿着法线方向从小平面的表面的不同点发射。光线的每一个将根据透镜元件在法向光线的每一个与透镜元件相交的点处的曲率而在各个方向上被折射出透镜元件1068。以这种方式，扩大了沿着表面的法线方向被发射的光线的角度范围。在一些实施例中，透镜元件1068可以是双凸透镜。在一些其他实施例中，透镜元件1068可以是球面透镜和/或旋转对称非球面透镜。在一些实施例中，透镜元件1068可以是如图1J-3所示的1D透镜阵列的一部分。在一些其他实施例中，透镜元件1068可以是如图1J-4所示的2D透镜阵列的一部分。在一些实施例中，透镜元件1068可以是微透镜。透镜阵列可以是矩形阵列、正方向阵列、三角形阵列、六方紧密排布阵列或非规则阵列。
如上所讨论并且如图1J-1所示，透镜阵列1025的各个透镜可以布置在被配置为产生多个图像的多个部分PAn、PBn(例如，具有本文所述的光学特征)或其一部分的上方。例如，透镜阵列1025的各个透镜可以至少布置在被配置为产生图像A的多个第一部分PA和被配置为产生图像B的多个第二部分PB的上方。在图1J-8所示的产品的实施例1080中，多个第一部分PA可以被配置为产生第一图像或其一部分，并且多个第二部分PB可以被配置为产生第二图像或其一部分。透镜阵列1025可以被配置为使得观看者可以能够通过围绕轴翻转或倾斜产品1080来观看第一或第二图像，如上文参照图1J-1所讨论的。被布置在具有如本文参照图1J-1所述的不同组的光学特征的多个部分PAn、PBn上方的透镜阵列1025还可以提供增大视场的优点和上文讨论的其他优点。
在一些实施例中，由多个第一部分PA产生的第一图像可以对应于与对象的右眼视点相对应的图像的第一立体版本，并且由多个第二部分PB产生的第二图像可以被配置为产生与对象的左眼视点相对应的图像的第二立体版本。透镜阵列1025的透镜可以被配置为将来自多个第一部分PA的光导向观察者的右眼，并将来自多个第二部分PB的光导向观察者的左眼，从而产生生成深度感的3D图像(例如自动立体图像)。在多个部分PAn、PBn中包括的如本文所述的光学特征可以具有如图1J-8的插图中所描绘的逐渐倾斜的小平面，图1J-8示出沿着多个第二部分PB中的一个的轴X-X’的截面图。
在各种实施例中，光学元件(例如，透镜、棱镜或面镜)的阵列可以与包括在被配置为产生多个图像的多个部分PAn、PBn(例如，具有本文所述的光学特征)中的光学特征或其一部分一起被整合或结合在一个表面上。图1J-9示出包括多个第一部分PA1、PA2、...PAn的产品1085的截面图。每个部分PAn可以包括可产生第一图像的光学特征(例如，光学特征F1、F2、...Fn)或小平面。产品1085还包括产生第二图像的多个第二部分PB1、PB2、...PBn。多个第二部分PB1、PB2、...PBn在图1J-10所示的产品1085的底视图中被示出。如图1J-10所示，载体可以包括被配置为至少产生第一对象的第一图像和第二产品的第二图像的多个部分。与光学元件(例如透镜、面镜或棱镜)相结合的多个部分的结合表面1095在图1J-10中示出。各种实施例可以包括如图1J-11所描绘的在多个部分上方延伸的多个拉长的柱面透镜或面镜1097，而不是多个光学元件1090。
光学特征或小平面的表面可以缓慢变化(例如倾斜)，使得跨越多个部分PA1、PA2、...PAn中的一些或全部的表面如上文参照图1E所讨论的那样基本上连续。产品1085还包括与光学特征或小平面整合(例如一体成型地整合)的诸如透镜、棱镜或面镜(例如曲面镜)之类的光学元件1090。光学元件1090可以包括带效力的元件，比如双凸透镜元件、微透镜、凹面镜、圆柱形凹面镜、旋转对称曲面、拉长的柱面、球面或环面、棱镜、衍射特征等。在一些实施例中，光学元件1090可以被叠加在光学特征或小平面的形状上，以形成包括来自光学元件(例如透镜、棱镜或面镜)以及在多个部分中的特征和/或小平面两者的形状贡献的聚集表面(aggregate surface)，如图1J-9所示。在图1J-10所示的实施例中，光学元件1090被叠加在多个第一和第二部分上。然而，在一些其他实施例中，第一组光学元件可以整合到和/或叠加到多个第一部分的光学特征上，并且第二组光学元件可以整合到和/或叠加到多个第二部分的光学特征上。
其中将多个第一和第二部分的光学特征与光学元件(例如透镜、面镜或棱镜)相结合的实施例具有被配置为产生期望的第一和/或第二图像的第一曲率/倾斜度和与被配置为提供附加光学效力、提高对比率(contrast ratio)和/或漫射效果的光学元件1090的曲率相对应的第二曲率。光学元件1090可以被叠加在与载体1050相对的一侧上的光学特征或小平面的表面上。在这样的实施例中，光学元件1090的暴露的部分可以包括反射表面(例如金属化的)以将光反射出载体1050。因此，光学元件可以包括具有光学效力的面镜(例如凹面镜)。反射表面在一些实施例中可以是部分透射的。在各种实施例中，面镜可以包括以具有比周围材料的折射率高的折射率的材料所形成的曲面，使得光由于全内反射而被反射。
为了制造产品1085，包括来自光学元件(例如透镜、棱镜或面镜)以及在存储在数据文件中的多个部分中的特征和/或小平面两者的形状贡献的聚集表面轮廓可以被用于将聚集表面轮廓复制在聚合物基板上。例如，聚集表面轮廓可以被压印到涂覆在各种聚合物基板上的紫外线(UV)可固化树脂中，各种聚合物基板比如是例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、定向聚丙烯(OPP)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、或任何其他类型的塑料膜或载体。对于诸如PVC和PC之类的热成型塑料，聚集表面轮廓可以被直接压印到没有UV可固化层的基板中，该方法可以被用于以大工业规模来制造产品1085。
通过整合到单个表面上，具有被包括在多个部分PAn、PBn中的光学特征或小平面的光学元件1090可以有利地通过去除在载体1050的两侧或两个表面上提供结构的需要来简化制造。因此，由于载体1050的仅一侧或一个表面受到复制(例如压印)的过程以提供光学特征或小平面，所以可以减小制造成本。另外，由于光学元件(例如透镜、棱镜或面镜)与例如在数据文件中的光学特征或小平面整合，因此无需单独的过程来单独登记或对准光学元件(例如透镜、棱镜或面镜)与光学特征或小平面。这可以附加地改善了制造的容易性，并且有助于减小由于光学元件(例如透镜、棱镜或面镜)与对应的光学特征或小平面之间的失准而造成的莫尔效应。在一些实施例中，透镜或面镜可以被配置为将附加光学效力提供给光学特征或小平面和/或提供漫射效果。将光学元件(例如透镜、棱镜或面镜)与光学特征或小平面整合还可以提供方向性反射，这可以有助于操纵由多个不同部分在期望方向上形成的图像。
与产品1085类似的光学产品包括宏观特征(例如特征F1、F2、...Fn)，其被配置为产生与微特征(例如微透镜、双凸透镜元件、棱镜、面镜)叠加的3D对象的图像。如上文所讨论的，这些光学产品可以被配置为提供不同图像之间的切换。在一些实施例中，微特征还可以包括可增大对比度的衍射特征。可以使用复制过程(例如压印)来制造包括被配置为产生与微特征(例如微透镜、双凸透镜元件、棱镜、面镜)相结合的3D对象的图像的宏观特征(例如特征F1、F2、...Fn)的光学产品。叠加在宏观特征上的微特征可以基本上是非彩色的。例如，结合的宏观特征和微特征可以不提供衍射或干涉色彩(例如无波长色散或彩虹或彩虹效应)。在一些情况中，结合的宏观特征和微特征可以被着色。例如，非全息特征可以包括其中吸收可以提供色彩的着色剂、油墨、染料、或颜料。如上文所讨论的，宏观特征和微特征可以整合在一起，并且结合的表面轮廓可以被存储在可被用于将结合的表面轮廓复制到光学产品上的数据文件中。包括结合的表面轮廓的光学产品可以通过使用不同技术(包括但不限于烫印、冷烫箔、层压和转印)或任何其他技术而被应用于产品的表面。
如上所述，在某些实施例中，光学产品10’可以包括立体视图或3D效果。例如，第一和第二部分可以分别对应于3D对象的左侧视图和右侧视图。在一些这样的实施例中，透镜阵列、棱镜阵列、阵列或曲面镜或面镜阵列(以及第一和第二部分)中的透镜可以具有布置在垂直方向上的纵轴(例如，柱面透镜或在水平方向上具有更大曲率的面镜)。当围绕透镜的纵轴倾斜装置时，透镜、棱镜或面镜的阵列可以被配置为呈现用于对象的立体视图的左侧视图和右侧视图。如本文所公开的，第一和第二部分可以包括本文所述的光学特征F1、F2、...Fn或元件E1、E2、...En。在各种实施例中，光学产品10’还可以包括被布置在透镜或面镜的阵列的下方的多于两个部分。这些附加部分可以对应于图像的一个或多个附加侧视图(例如，3、4、5、6、7、8、9、10、15、17、20等)的部分。例如，对象的视图可以包括从相对于对象的正前方向的0度、5度、10度、15度、20度、30度、40度、45度、50度、60度、70度等所看到的图像。如果围绕对象旋转，这些附加侧视图可以包括对象的不同透视图。
多个第一部分PA和/或多个第二部分PB可以具有长度l(沿y轴)、宽度w(沿x轴)、和厚度t(沿z轴)。对长度l、宽度w和厚度t不作具体限制，并且可以基于应用。在各种实施例中，多个第一部分PA和/或多个第二部分PB可以包括沿着长度l的多个部分(例如PA1、PA2、...PAn和/或PB1、PB2、...PBn)。在一些实施例中，多个第一部分PA和/或多个第二部分PB的宽度可以基于阵列1025中的透镜的尺寸(例如近似于透镜的间距的一半)，反之亦然。
在各种实施例中，透镜阵列1025可以被布置在基板或载体1050的第一侧1051上。多个第一部分PA和/或多个第二部分PB可以被布置在与基板1050的第一侧1051相对的第二侧1052上。多个第一部分PA和/或多个第二部分PB可以包括如本文所述的光学特征F1、F2或元件E1、E2、...En。
在形成产品1000之后，一些这样的产品1000可以被结合到具有如下纸张厚度的纸钞中：从90微米至110微米(90微米、95微米、98微米、100微米、105微米、107微米等)或在该范围内的任何范围(90微米至105微米、95微米至105微米等)。产品1000可以被形成到纸钞中的安全线中。安全线可以是在正制造纸钞纸张时被交织到纸钞纸张中的聚合物膜，使得其一部分在表面处可见，而一些部分不可见。产品1000可以是烫印特征、嵌入特征、开窗式特征、或层压特征。可以使用安全特征(例如全息图)位于其上的发行基板(releasesubstrate)使用热模和压力将烫印特征转印到纸钞表面上。箔通常被烫印到纸钞表面。嵌入特征可以被粘附在纸钞中的例如在纸张制造过程期间所形成的凹部内。在一些实施例中，该特征可以保持纸钞表面平坦。开窗式特征可以允许人们通过透射观看产品。开窗式特征可以包括交织到纸钞纸张中的安全线。层压特征可以借助于粘合剂被粘附到纸钞的表面。层压带可以包括具有内置光学安全装置的平坦聚合物膜。可以使用纸钞表面上的粘合剂跨越纸钞宽度(例如窄的规格)将该平坦聚合物膜附接到纸钞。在一些实施例中，产品1000可以被配置为在安全物品(例如，货币、信用卡、借记卡、护照、驾驶执照、身份证、文件、防篡改货箱或包装、或药瓶)上提供真实性验证。
可以预见的是其他变型也是可以的。例如，在各种实施方式中，第一组和第二组光学特征F1和F2可以被叠加或散布在一个部分内，使得它们在该部分中彼此重叠。这样的实施例在图1K-1和图1K-2中示出，其示意性示出了包括三个部分P1、P2和P3的光学对象10’的一个实施例的俯视图。在所示的组中的每个部分P1-P3包括被配置为当从第一方向观看时产生第一独特图像的第一组光学特征F1和被配置为当从第二方向观看时产生第二独特图像的第二组光学特征F2。
可以使用各种方法来制造用于制作光学产品10’的母版10。图2中示出了示例方法100。如在操作框110中所示，方法100可以包括提供被配置为描述、表征和/或记录3D对象和/或3D图像50’的特征的数据文件(例如2D数据文件)。数据文件可以提供母版10的表面12上的特征F1、F2、...Fn的图案。
例如，数据文件可以包括多个部分(本文中将进一步描述)。每个部分可以对应于3D对象50的表面S上的一个或多个点。每个部分可以包括与光学产品10’上的非全息元件相对应的强度的特征。强度的倾斜度可以与3D对象50的表面S在该一个或多个对应点处的倾角相关。另外，特征的定向可以与3D对象50的表面S在该一个或多个对应点处的定向相关。如操作框120中所示，方法100还可以包括至少部分地基于2D数据文件来制造母版10。
如本文所述，光学产品10’的某些实施例可以产生明亮的、面镜似的图像。在一些实施方式中，哑光会是期望的。图2A示出可以被用于制造表面浮雕漫射器的并且还确定用于制造该漫射器的高度移位文件的一个示例方法。在图2A所示的方法200中，3D对象50的输入图像210(例如，3D对象的2D照片)被输入处理器230的主程序225的记录循环220中。诸如用户参数211(例如角度、比例尺、缩放等)、曝光补偿曲线212、强度补偿掩模213、和变迹掩模214之类的其他信息也可以被输入记录循环220中。处理器230可以产生被配置为描述3D对象50的强度的高度移位文件240。该高度移位文件240可以被用作贴图以产生漫射器的图案。在高度移位文件240的一些实施例中，3D对象的强度可以与漫射器的深度相关。例如，3D对象50的黑色部分可以与漫射的表面相关，3D对象50的白色部分可以与较低的深度(例如向下10μm)相关，3D对象50的灰色部分可以与两者之间的某个深度相关。其他变型也可以。
在图2A所示的示例方法200中，数字微面镜装置(DMD)视频投影器250可以与光刻胶记录板260一同使用，每个从记录循环220接收输入信息。DMD视频投影器250包括DMD芯片，其包括在某些实施例中可以与高度移位文件240的像素相对应的多个微面镜。高度移位文件240的像素在某些实施例中还可以对应于光刻胶记录板260的X-Y平台上的区域。DMD芯片的每个微面镜可以被用作空间光调制器，其例如在打开状态下反射来自视频投影器250中的光源的光，并在关闭状态下不反射光。改变光强的量可以通过改变微面镜处于打开和关闭状态下的时间(例如，脉宽调制等)来产生。如图2A所示，缩小光学器件255可以被用于产生抗蚀剂记录板260上的光敏材料(例如光刻胶)中的漫射器的图案。在一些实施例中，抗蚀剂可以被用作漫射器。如本文所公开的，还可以使用其他技术，比如在电子敏感材料上的电子束平版印刷以及在离子敏感材料上的离子束平版印刷。漫射器的某些实施例可以与光学产品10’的某些实施例一同使用，以在反射图像50’上方产生漫射或模糊层以产生具有哑光的图像。
图2B示出可以被用于制造母版10的并且还确定用于制造该母版10的数据文件(例如，确定母版10的表面12上的特征F1、F2、...Fn的图案)的一个示例方法。由于不需要利用3D对象的物理尺寸(例如，地形计算)的3D物理对象和/或3D模型，某些这样的实施例可以是有利的。例如，在图2B所示的方法300中，输入图像305可以是2D输入图像(例如3D对象的2D照片)或从3D图像转换而来的2D图像。在一些实施例中，输入图像305可以被转换为2D插值图像308并且作为2D转换图像310而产生。3D对象的2D图像可以被转化为灰阶图像(例如法线贴图315，其中黑色、白色和灰色区域与3D对象的不同高度相关)。在图2B所示的方法300中，转换图像310(或法线贴图315)被输入根据本文所述的某些实施例的处理器330的主程序325的记录循环320中。与图2A中的方法200类似，诸如用户参数311(例如角度、比例尺、缩放等)、曝光补偿曲线312、强度补偿掩模313、和变迹掩模314之类的其他信息也可以被输入记录循环320中。处理器330可以产生被配置为描述3D对象50的至少一部分的3D图像50’的数据文件340(例如2D数据文件)。在一些实施例中，数据文件340中的强度可以基于灰阶来分配。例如，数据文件340可以包括多个部分。每个部分可以对应于3D对象50的表面S上的一个或多个点。每个部分可以包括与光学产品10’上的非全息元件相对应的强度的特征。强度的倾斜度可以与3D对象50的表面S在该一个或多个对应点处的倾斜度或倾角相关。另外，特征的定向可以与3D对象50的表面S在该一个或多个对应点处的定向相关。该数据文件340可以被用作贴图以产生母版10的表面12上的特征F1、F2、...Fn的图案。关于图3A来讨论示例数据文件。
与图2A中的方法200类似，数字微面镜装置(DMD)视频投影器350可以与光刻胶记录板360一同使用，每个从记录循环320接收输入信息。某些实施例中的DMD视频投影器350中的多个微面镜可以对应于数据文件240的像素。数据文件340的像素在一些实施例中还可以对应于母版10的表面12的一个或多个部分P1、P2、...Pn。如图2B所示，缩小光学器件355可以被用于产生抗蚀剂记录板360上的光敏材料(例如光刻胶)中的特征F1、F2、...Fn的图案。在一些实施例中，抗蚀剂可以被用作母版10的表面12。如本文所公开的，还可以使用其他技术，比如在电子敏感材料上的电子束平版印刷以及在离子敏感材料上的离子束平版印刷。
在一些实施例中，方法300还可以包括在母版10上添加与光学产品10’上的全息元件相对应的特征。例如，用于全息元件的光学记录(例如平面光学记录)可以被叠加到母版10上以在母版10上添加全息元件。作为另一示例，在一些实施例中，数据文件340可以包括与光学产品10’上的全息元件相对应的特征。在其他实施例中，可以提供包括与光学产品10’上的全息元件相对应的强度的特征的单独的数据文件。制造母版10可以至少部分地基于包括与非全息元件相对应的特征的数据文件340和基于包括与全息元件相对应的特征的数据文件。在一些这样的实施例中，可以顺序地或同时地使用包括与非全息元件相对应的特征的数据文件340和包括与全息元件相对应的特征的数据文件来制造母版10。在一些其他实施例中，针状物(比如来自原子力显微镜)可以被用于产生与光学产品10’上的全息元件相对应的特征。可以采用其他方法来添加全息特征或元件。
图2C示出又一示例方法，其可以被用于确定母版10的表面12上的特征F1、F2、...Fn的图案。图2C所示的方法400与图2B所示的方法300类似，只除了可以提供法线贴图415来代替输入图像310。法线贴图415可以被输入处理器430的主程序425中以产生数据文件440。
图3A示出根据本文公开的某些实施例的示例2D数据文件540。数据文件540可以包括多个部分p1、p2、...pn。在一些实施例中，多个部分p1、p2、...pn可以形成单个单元(例如单单元)。在其他实施例中，如图3A所示，多个部分p1、p2、...pn可以形成多个单元。在各种实施例中，多个部分p1、p2、...pn可以形成与母版10的表面12的部分P1、P2、...Pn相对应的像素化表面。例如，如图3A所示，部分p1、p2、...pn可以包括多个行和列。
还如图3A所示，在一些实施例中，边界13’可以包围部分p1、p2、...pn的至少一部分。边界13’可以基本上包围部分pn或可以仅包围部分pn的一部分。与母版10一样，对数据文件540上的部分p1、p2、...pn的尺寸和形状不作具体限制。部分p1、p2、...pn中的一些可以包括对称形状。例如，对称性状可以包括矩形、正方形、菱形、正三角形、等腰三角形、正多边形(例如正五边形、正六边形、正八边形)等。形状还可以包括曲率，例如圆形、椭圆形等。在其他实施例中，部分p1、p2、...pn中的一些可以包括非对称形状，例如非旋转对称形状和/或不规则形状。例如，图3B示出具有不规则形的部分p1、p2、...pn的数据文件545的示例实施例。在一些实施例中，部分p1、p2、...pn中的一些可以具有与其他部分p1、p2、...pn基本上相同的形状。在其他实施例中，例如如图3B所示，部分p1、p2、...pn中的一些可以具有与其他部分p1、p2、...pn不同的形状。
与母版10一样，对数据文件540中的部分p1、p2、...pn的布置不作具体限制。例如，无论是否具有边界、是对称地成形还是非对称地成形、或者是规则地还是不规则地成形，部分p1、p2、...pn均可以形成周期性阵列。例如，在图3A中，部分p1、p2、...pn形成周期性阵列。在其他实施例中，无论是否具有边界、是对称地成形还是非对称地成形、或者是规则地还是不规则地成形，部分p1、p2、...pn均可以形成非周期性阵列。例如，在图3B中，部分p1、p2、...pn形成非周期性阵列。在另外的其他实施例中，部分p1、p2、...pn可以形成周期性和非周期性阵列的组合。
继续参照图3A，每个部分pn可以包括与母版10的表面12上的特征F1、F2、...Fn相对应的特征f1、f2、...fn。部分pa具有单个特征f1，而部分pb具有多个特征fn。数据文件540的特征f1、f2、...fn可以包括强度的特征(变化的暗和亮线)。在一些实施例中，强度可以与3D对象50的表面S上的特征的高度相关。
在各种实施例中，两个特征之间的横向距离可以在一些实施例中被定义为间距。在一些实施例中，部分pn内的特征之间的间距在部分pn内可以基本上相同。例如，在各种实施例中，在部分p1、p2、...pn的部分p1中，特征f1可以包括形成周期性阵列的特征，使得间距在部分p1内基本上相同。另外，在一些实施例中，多个部分p1、p2、...pn之间的特征f1、f2、...fn可以形成周期性阵列，使得间距在多个部分p1、p2、...pn之间基本上相同。
在其他实施例中，特征可以形成非周期性阵列，使得间距可以在多个部分p1、p2、...pn之间不同。然而，尽管间距对于不同部分p1、p2、...pn可以不同，然而在一些实施例中，间距可以在部分p1、p2、...pn之间缓慢变化(例如，每横向距离小于15％的变化、每横向距离小于12％的变化、每横向距离小于10％的变化、每横向距离小于8％的变化、每横向距离小于5％的变化、每横向距离小于3％的变化、或每横向距离小于1％的变化)。在一些实施例中，间距可以在多个部分p1、p2、...pn上统一地变化。
在其他实施例中，特征可以在部分pn内被调整，使得间距在部分pn内可以不同。在一些这样的实施例中，部分pn内的间距可以缓慢变化(例如，每横向距离小于15％的变化、每横向距离小于12％的变化、每横向距离小于10％的变化、每横向距离小于8％的变化、每横向距离小于5％的变化、每横向距离小于3％的变化、或每横向距离小于1％的变化)。
图3A示出具有线性特征的示例数据文件540(其中间距在部分pn内基本上统一)，图3B示出具有弯曲特征的示例数据文件545(其中间距在部分pn内基本上不统一)。图3A也是具有在多个部分p1、p2、...pn上缓慢变化(例如，每横向距离小于10％的变化)的间距的特征的示例。
在各种实施例中，强度的每个特征可以包括斜率。各种实施例可以在每个部分pn内有利地具有统一的倾斜度(例如，统一的斜率)，使得倾斜度在3D对象50的表面S上的对应点Sn处是单个值(例如，单个极角θn)。特征f1、f2、...fn中的倾斜度可以与3D对象50的表面S在对应点S1、S2、...Sn处的倾角相关。在其他实施例中，部分pn内的特征fn包括多个特征，并且部分pn内的特征可以具有多于一个倾斜度(例如不同的斜率)。在这样的实施例中，部分pn内的特征的平均倾斜度(例如平均斜率)可以与3D对象50的表面S在对应点Sn处的倾角相关。
各种实施例还可以有利地在每个部分pn内具有统一的定向，使得定向在3D对象50的表面S上的对应点Sn处为单个值(例如，单个方位角
Figure BDA0001596000600000481
)。在各种实施例中，特征f1、f2、...fn的定向可以与3D对象50的表面S在对应点S1、S2、...Sn处的定向相关。在其他实施例中，部分pn内的特征fn包括多个特征，并且部分pn内的特征可以具有多于一个定向(例如不同定向)。在这样的实施例中，部分pn内的特征的平均定向可以与3D对象50的表面S在对应点Sn处的定向相关。此外，部分p1、p2、...pn内和之间的特征的定向可以在部分p1、p2、...pn内和之间缓慢变化(例如，每横向距离小于15％的变化、每横向距离小于12％的变化、每横向距离小于10％的变化、每横向距离小于8％的变化、每横向距离小于5％的变化、每横向距离小于3％的变化、或每横向距离小于1％的变化)。
在各种实施例中，部分p1、p2、...pn可以被配置为无网目单元结构，其中，部分p1、p2、...pn的尺寸可以与每个部分p1、p2、...pn中的特征的倾斜度和/或每个部分p1、p2、...pn中的特征的间距相关。例如，图3A中描绘的具有倾斜度较陡峭的特征的区域542中的部分p1、p2、...pn的尺寸可以小于具有倾斜度较扁平的特征的区域544中的部分p1、p2、...pn的尺寸。在这样的实施例中，登记有或通常登记有部分p1、p2、...pn的透镜元件的特征(例如透镜/面镜/棱镜元件的孔径尺寸或宽度、高度、曲率半径、表面曲率、相邻透镜之间的中心距等)也可以变化，使得这些透镜/棱镜/面镜与相应部分p1、p2、...pn对准。例如，登记有或通常登记有具有倾斜度较陡峭的光学特征的部分的相邻透镜/棱镜/面镜之间的中心距可以小于登记有具有倾斜度较扁平的光学特征的部分的相邻透镜之间的距离。透镜/棱镜/面镜的尺寸可以与和透镜所登记的部分的尺寸有关。因此，较小尺寸的透镜/棱镜/面镜的位置可以与较小尺寸的部分的位置一致或跟踪较小尺寸的部分的位置。透镜/棱镜/面镜的尺寸可以与所记录的对象的陡峭度/扁平度相关。例如，如果所记录的对象具有陡峭表面，则被配置为对陡峭表面的图像进行再现的透镜/棱镜/面镜的尺寸可以很小。作为另一示例，如果所记录的对象具有扁平表面，则被配置为对扁平表面的图像进行再现的透镜/棱镜/面镜的尺寸可以很大。
在其中特征f1在一个部分内包括多个特征的一些实施例中，特征可以显现为与该部分内的其他特征不连续。在其中母版10的表面12被像素化(例如具有多个单元)的一些实施例中，特征f1、f2、...fn可以显现为与周围相邻部分中的特征不连续。基于在生成数据文件540时的像素或单元尺寸和/或容差，一些实施例可以包括在图像再现中具有基本上无负面影响(如果有，则相对很小)的随机间断。这样的间断可以减小晕彩。在其他实施例中，部分p1、p2、...pn可以形成单个单元或单单元。在一些这样的实施例中，特征f1、f2、...fn可以显现为连续的并且根据形状而平滑变化。在其他这样的实施例中，特征f1、f2、...fn可以由于3D对象50中的间断而显现为不连续的。
在一些实施例中，如图3C所示，特征f1、f2、...fn可以包括与3D对象50的表面S的基本上平滑的区域相对应的线性特征。特征f1、f2、...fn可以被用于产生母版10的表面12上的线性特征F1、F2、...Fn。特征f1、f2、...fn还可以被用于产生母版10的表面12上的非线性特征F1、F2、...Fn。在一些实施例中，线性特征f1、f2、...fn可以被用于对应于3D对象50的表面S的弯曲区域。在一些这样的实施例中，数据文件中的线性特征f1、f2、...fn可以被用于通过利用分段近似函数来表示弯曲区域。
如图3D所示，在一些实施例中，尽管数据文件中的线性特征f1、f2、...fn可以对应于3D对象50的表面S的基本上平滑的区域，但可以使用母版10上的非线性特征(例如在左轮廓中示出的弯曲小平面)。如本文所述，在一些这样的实施例中，母版10上的非线性特征可以被用于产生可显现为平滑的在光学产品10’上的元件E1、E2、...En，这是因为光学产品10’上的对应特征可以相对较小(例如，在1μm与100μm之间、在1μm与75μm之间、在1μm与50μm之间或在1μm与25μm之间)。
由于数据文件540的特征f1、f2、...fn对应于3D对象50的表面S的外表，因此数据文件540的特征f1、f2、...fn可以被用于产生母版10的表面12上的特征F1、F2、...Fn。如本文所述，母版10的表面12上的特征F1、F2、...Fn可以被用于制作光学产品10’的表面12’上的元件E1、E2、...En。如本文所述，在各种实施例中，光学产品10’上的元件E1、E2、...En可以是非全息的。例如，元件E1、E2、...En不需要依赖于全息图来呈现3D对象50的3D图像50’。
图4A是根据本文所述的某些实施例准备的另一示例2D数据文件640。数据文件640通过图4B所示的法线贴图650而产生。作为一个示例，数据文件640的左下部分645表示法线贴图650的左下部分中的半球形对象655的中心。数据文件640被用于产生母版10的表面12上的特征F1、F2、...Fn，其被用于制造光学产品10’的表面12’上的元件E1、E2、...En。光学产品10’被配置为当被照射时通过反射光再现图4C所示的3D图像650’。
在某些实施例中，本文还公开了光学产品10’。如本文所述，光学产品10’可以被配置为当被照射时通过反射光再现3D对象50的至少一部分的3D图像50’。如图1A所示，类似于母版10，光学产品10’可以包括包含多个部分P’1、P’2、...P’n的表面12’。每个部分P’n可以对应于3D对象50的表面S上的点Sn。每个部分P’n可以包括特征，例如非全息元件E1、E2、...En。在某些实施例中，非全息元件E1、E2、...En可以被配置为在不依赖衍射的情况下产生3D图像50’的至少一部分。在各种实施例中，部分P’1、P’2、...P’n可以形成单个单元(例如单单元)。在其他实施例中，部分P’1、P’2、...P’n可以形成多个单元。每个部分P’n可以形成多个单元中的一个单元。光学产品10’可以包括包围部分P’1、P’2、...P’n的至少一部分的边界。
非全息特征E1、E2、...En中的倾斜度(例如统一的斜率或平均斜率)可以与3D对象50的表面S在对应点S1、S2、...Sn处的倾角相关。另外，非全息特征E1、E2、...En的定向(例如统一的定向或平均定向)可以与3D对象50的表面S在对应点S1、S2、...Sn处的定向相关。
此外，由于母版10可以被用于制作光学产品10’，因此本文参照母版10公开的方面可以应用于光学产品10’的某些实施例。例如，关于针对母版10的部分P1、P2、...Pn的形状(例如对称、非对称、不规则、弯曲等)和布置(例如周期性、非周期性等)的公开可以应用于光学产品10’的部分P’1、P’2、...P’n的形状和布置。作为另一示例，关于针对母版10的特征F1、F2、...Fn(例如，线性、弯曲、周期性、非周期性、缓慢变化、连续、不连续、非正弦等)的公开可以应用于光学产品10’的特征E1、E2、...En。此外，如本文关于母版和制造该母版的方法所述，某些实施例的光学产品10’还可以包括对应于全息特征的特征。
另外，小的特征可以被嵌入光学产品10’中，其无助于图像的形成。这样的嵌入特征可以被用于真实性和安全性应用中。此外，如本文所述，某些实施例可以结合光学产品10’的一个或多个部分P’1、P’2、...P’n内的有意改变以用于安全性应用。
光学产品可以被配置为在用于安全性的物品上提供真实性验证。物品可以是货币、信用卡、借记卡、护照、驾驶执照、身份证、文件、防篡改货箱或包装、或药瓶。光学产品可以被配置为应用于诸如例如基于发光二极管(LED)的照明系统之类的照明产品，以控制基于LED的照明系统。光学产品可以包括不依赖相位信息而产生对象的图像的部分和/或光学特征。部分和/或光学特征可以被配置为基本上是非彩色的。光学产品可以包括被配置为产生非彩色图像的非全息特征。例如，非全息特征可以不提供衍射或干涉色彩(例如，无波长色散或彩虹或彩虹效应)。在一些情况下，非全息特征可以被着色。例如，非全息特征可以包括着色剂、油墨、染料或颜料，其中吸收可以提供色彩。
编号的示例实施例
下面是在本公开的范围内的示例实施例的编号的列表。所列出的示例实施例决不应被解释为对实施例范围的限制。所列出的示例实施例的各种特征可以被去除、添加或组合以形成附加实施例，其为本公开的一部分。例如，以下示例实施例可以与本文所述的透镜和/或棱镜和/或面镜相结合。
1.一种用于制作光学产品的母版，所述光学产品被配置为当被照射时通过反射光再现3D对象的至少一部分的3D图像，所述母版包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面包括多个部分，每个部分对应于所述3D对象的表面上的点，每个部分包括与所述光学产品上的非全息元件相对应的特征，
其中所述特征中的倾斜度与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，并且
其中所述特征的定向与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关。
2.如实施例1的母版，其中所述部分形成单个单元。
3.如实施例1的母版，其中所述部分形成多个单元，每个部分形成所述多个单元中的一个单元。
4.如实施例3的母版，还包括包围所述部分的边界。
5.如实施例3或4的母版，其中所述部分中的一些包括对称形状。
6.如实施例5的母版，其中所述对称形状包括矩形。
7.如实施例5的母版，其中所述对称形状包括正方形。
8.如实施例3或4的母版，其中所述部分包括曲率。
9.如实施例3或4的母版，其中所述部分中的一些包括非对称形状。
10.如实施例3或4的母版，其中所述部分中的一些包括不规则形状。
11.如实施例3-10中任一个的母版，其中所述部分中的一些具有与所述部分中的其他部分不同的形状。
12.如实施例3-11中任一个的母版，其中所述部分形成周期性阵列。
13.如实施例3-11中任一个的母版，其中所述部分形成非周期性阵列。
14.如实施例1-13中任一个的母版，其中所述特征在所述多个部分中的一个部分内包括特征的周期性阵列。
15.如实施例1-13中任一个的母版，其中所述特征包括特征的非周期性阵列并且其中所述特征之间的横向距离变化小于每横向距离大约15％。
16.如实施例1-15中任一个的母版，其中所述部分中的一些包括与周围相邻部分中的特征不连续的特征。
17.如实施例1-16中任一个的母版，其中所述特征包括非正弦特征。
18.如实施例1-17中任一个的母版，其中当从俯视图或前视图观看时，所述特征包括与所述3D对象的所述表面的基本上平滑的区域相对应的线性特征。
19.如实施例1-17中任一个的母版，其中当从俯视图或前视图观看时，所述特征包括与所述3D对象的所述表面的弯曲区域相对应的非线性特征。
20.如实施例1-19中任一个的母版，其中所述特征之间的横向距离在1μm与100μm之间。
21.如实施例20的母版，其中所述横向距离在1μm与50μm之间。
22.如实施例20的母版，其中所述横向距离在1μm与25μm之间。
23.如实施例1-22中任一个的母版，其中所述倾角包括相对于所述3D对象的第一基准线的极角，并且所述定向包括相对于与所述第一基准线正交的第二基准线的方位角。
24.如实施例1-23中任一个的母版，包括负性母版，其被配置为形成所述光学产品的与所述母版的所述第二表面互补的表面。
25.如实施例1-23中任一个的母版，包括正性母版，其被配置为对所述光学产品提供与所述母版的所述第二表面基本上类似的表面。
26.如实施例1-25中任一个的母版，包括光、电子、或离子敏感的材料。
27.如实施例26的母版，其中所述材料包括光刻胶。
28.如实施例1-27中任一个的母版，其中所述第二表面还包括与所述光学产品上的全息元件相对应的特征。
29.如实施例1-28中任一个的母版，其中所述3D对象包括不规则形对象。
30.如实施例1-29中任一个的母版，其中所述3D对象包括一个或多个字母数字字符。
31.如实施例1-30中任一个的母版，其中所述光学产品上的所述非全息元件被配置为在不依赖衍射的情况下产生所述3D图像的至少一部分。
32.一种光学产品，其被配置为当被照射时通过反射光再现3D对象的至少一部分的3D图像，所述光学产品包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面包括多个部分，每个部分对应于所述3D对象的表面上的点，每个部分包括非全息特征，所述非全息特征被配置为在不依赖衍射的情况下产生所述3D对象的所述3D图像的至少一部分，
其中所述非全息特征中的倾斜度与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，并且
其中所述非全息特征的定向与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关。
33.如实施例32的光学产品，其中所述部分形成单个单元。
34.如实施例32的光学产品，其中所述部分形成多个单元，每个部分形成所述多个单元中的一个单元。
35.如实施例34的光学产品，还包括包围所述部分的至少一部分的边界。
36.如实施例34或35的光学产品，其中所述部分中的一些包括对称形状。
37.如实施例36的光学产品，其中所述对称形状包括矩形。
38.如实施例36的光学产品，其中所述对称形状包括正方形。
39.如实施例34或35的光学产品，其中所述部分包括曲率。
40.如实施例34或35的光学产品，其中所述部分中的一些包括非对称形状。
41.如实施例34或35的光学产品，其中所述部分中的一些包括不规则形状。
42.如实施例34-41中任一个的光学产品，其中所述部分中的一些具有与所述部分中的其他部分不同的形状。
43.如实施例34-42中任一个的光学产品，其中所述部分形成周期性阵列。
44.如实施例34-42中任一个的光学产品，其中所述部分形成非周期性阵列。
45.如实施例32-44中任一个的光学产品，其中所述特征在所述多个部分中的一个部分内包括特征的周期性阵列。
46.如实施例32-44中任一个的光学产品，其中所述特征包括特征的非周期性阵列并且其中所述特征之间的横向距离变化小于每横向距离大约15％。
47.如实施例32-46中任一个的光学产品，其中所述部分中的一些包括与周围相邻部分中的特征不连续的特征。
48.如实施例32-47中任一个的光学产品，其中所述特征包括非正弦特征。
49.如实施例32-48中任一个的光学产品，其中当从俯视图或前视图观看时，所述特征包括与所述3D对象的所述表面的基本上平滑的区域相对应的线性特征。
50.如实施例32-48中任一个的光学产品，其中当从俯视图或前视图观看时，所述特征包括与所述3D对象的所述表面的弯曲区域相对应的非线性特征。
51.如实施例32-50中任一个的光学产品，其中所述倾角包括相对于所述3D对象的第一基准线的极角，并且所述定向包括相对于与所述第一基准线正交的第二基准线的方位角。
52.如实施例32-51中任一个的光学产品，其中所述第二表面包括反射表面。
53.如实施例32-51中任一个的光学产品，其中所述第二表面还包括对应于全息特征的特征。
54.如实施例53的光学产品，其中所述全息特征被整合到所述部分中的至少一个中。
55.如实施例32-54中任一个的光学产品，其中所述3D对象包括不规则形对象。
56.如实施例32-55中任一个的光学产品，其中所述3D对象包括一个或多个字母数字字符。
57.一种用于制造用于制作光学产品的母版的方法，所述光学产品被配置为当被照射时通过反射光再现3D对象的至少一部分的3D图像，所述方法包括：
提供从3D对象的2D图像产生的2D数据文件，所述2D数据文件被配置为描述所述3D图像，所述数据文件包括多个部分，每个部分对应于所述3D对象的表面上的一个或多个点，每个部分包括与所述光学产品上的非全息元件相对应的强度的特征，
其中强度的倾斜度与所述3D对象的所述表面在所述一个或多个对应点处的倾角相关，并且
其中所述特征的定向与所述3D对象的所述表面在所述一个或多个对应点处的定向相关；以及
至少部分地基于所述2D数据文件来制造所述母版。
58.如实施例57的方法，其中制造所述母版包括制造负性母版。
59.如实施例57的方法，其中制造所述母版包括制造正性母版。
60.如实施例57-59中任一个的方法，其中制造所述母版包括使用光刻、电子束平版印刷、或离子束平版印刷。
61.如实施例57-60中任一个的方法，其中所述数据文件还包括与所述光学产品上的全息元件相对应的特征。
62.如实施例57-61中任一个的方法，还包括在所述母版上添加与所述光学产品上的全息元件相对应的特征。
63.如实施例62的方法，其中在所述母版上添加包括提供包括与所述光学产品上的全息元件相对应的强度的特征的第二数据文件；并且制作所述母版包括至少部分地基于所述2D数据文件和所述第二数据文件来制造所述母版。
64.如实施例57-63中任一个的方法，其中所述3D对象包括不规则形对象。
65.如实施例57-64中任一个的方法，其中所述3D对象包括一个或多个字母数字字符。
66.如实施例57-65中任一个的方法，其中所述光学产品上的所述非全息元件被配置为在不依赖衍射的情况下产生所述3D图像的至少一部分。
67.如实施例57的方法，其中所述2D图像包括照片。
68.如实施例57的方法，其中所述2D图像包括灰阶图像。
69.如实施例58的方法，其中所述2D图像包括法线贴图。
70.一种光学产品，其被配置为当被照射时通过反射或折射光来再现显现出3D对象的至少一部分的3D的图像，所述光学产品包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面包括多个部分，每个部分对应于所述3D对象的表面上的点，每个部分包括一个或多个非全息特征，所述非全息特征被配置为在不依赖衍射的情况下产生所述图像的至少一部分，
其中所述非全息特征中的倾斜度与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，
其中所述非全息特征的定向与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关，并且
其中所述多个部分中的至少20％包括不超过单个非全息特征。
71.一种光学产品，其被配置为当被照射时通过反射或折射光来再现显现出3D对象的至少一部分的3D的图像，所述光学产品包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面包括多个部分，每个部分对应于所述3D对象的表面上的点，每个部分包括一个或多个非全息特征，所述非全息特征被配置为在不依赖衍射的情况下产生所述图像的至少一部分，
其中所述非全息特征中的倾斜度与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，
其中所述非全息特征的定向与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关，并且
其中所述多个部分中的大部分包括与周围相邻部分中的一个或多个非全息特征不连续的一个或多个非全息特征。
72.一种光学产品，其被配置为当被照射时通过反射或折射光来再现显现出3D对象的至少一部分的3D的图像，所述光学产品包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面包括多个部分，每个部分对应于所述3D对象的表面上的点，每个部分包括一个或多个非全息特征，所述非全息特征被配置为在不依赖衍射的情况下产生所述图像的至少一部分，
其中所述非全息特征中的倾斜度与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，
其中所述非全息特征的定向与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关，并且
其中所述多个部分中的大部分包括具有与周围相邻部分中的一个或多个非全息特征不同的定向的一个或多个非全息特征。
73.一种光学产品，其被配置为当被照射时通过反射或折射光来再现显现出3D对象的至少一部分的3D的图像，所述光学产品包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面包括多个部分，每个部分对应于所述3D对象的表面上的点，每个部分包括一个或多个非全息特征，所述非全息特征被配置为在不依赖衍射的情况下产生所述图像的至少一部分，
其中所述非全息特征中的倾斜度与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，
其中所述非全息特征的定向与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关，并且
其中所述一个或多个非全息特征当在截面图中观看时包括非线性特征。
74.如实施例73的光学产品，其中所述3D对象包括表面，并且所述非线性特征对应于所述3D对象的所述表面的弯曲区域。
75.一种光学产品，其被配置为当被照射时通过反射或折射光来再现显现出3D对象的至少一部分的3D的图像，所述光学产品包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面包括多个部分，每个部分对应于所述3D对象的表面上的点，每个部分包括一个或多个非全息特征，所述非全息特征被配置为在不依赖衍射的情况下在以下视角处产生所述图像的至少一部分：(1)随着光学产品被倾斜，相对于光学产品的平面从大约20度至大约160的视角，以及(2)随着光学产品至少贯穿光学产品的平面中的大约90度的范围而被旋转，相对于光学产品的平面从大约20度至大约90度的视角，
其中所述非全息特征中的倾斜度与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，并且
其中所述非全息特征的定向与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关。
76.如实施例75的光学产品，其中所述视角随着光学产品被倾斜而相对于光学产品的平面从大约15度至大约165度。
77.如实施例76的光学产品，其中所述视角随着光学产品被倾斜而相对于光学产品的平面从大约10度至大约170度。
78.如实施例77的光学产品，其中所述视角随着光学产品被倾斜而相对于光学产品的平面从大约5度至大约175度。
79.如实施例78的光学产品，其中所述视角随着光学产品被倾斜而相对于光学产品的平面从大约0度至大约180度。
80.如实施例75-79中任一个的光学产品，其中随着光学产品至少贯穿光学产品的平面中的大约90度的范围而被旋转，所述视角相对于光学产品的平面从大约15度至大约90度。
81.如实施例80的光学产品，其中随着光学产品至少贯穿光学产品的平面中的大约90度的范围而被旋转，所述视角相对于光学产品的平面从大约10度至大约90度。
82.如实施例81的光学产品，其中随着光学产品至少贯穿光学产品的平面中的大约90度的范围而被旋转，所述视角i相对于光学产品的平面从大约5度至大约90度。
83.如实施例82的光学产品，其中随着光学产品至少贯穿光学产品的平面中的大约90度的范围而被旋转，所述视角相对于光学产品的平面从大约0度至大约90度。
84.如实施例71-83中任一个的光学产品，其中所述光学产品被配置为在用于安全性的物品上提供真实性验证。
85.如实施例84的光学产品，其中所述物品是货币、信用卡、借记卡、护照、驾驶执照、身份证、文件、防篡改货箱或包装、或药瓶。
86.如实施例84的光学产品，其中光学产品是嵌入特征、烫印特征、开窗式线特征、或透明窗口特征。
87.如实施例71-86中任一个的光学产品，其中每个部分具有在大约35μm与大约55μm之间的长度和在大约35μm与大约55μm之间的宽度。
88.如实施例87的光学产品，其中每个部分具有在大约40μm与大约50μm之间的长度和在大约40μm与大约50μm之间的宽度。
89.如实施例87或88的光学产品，其中每个部分具有在大约1:1-1:1.1之间的长宽比。
90.如实施例71-89中任一个的光学产品，其中所述第二表面包括反射表面。
91.如实施例90的光学产品，其中所述第二表面包括包含反射材料的涂层。
92.如实施例71-89中任一个的光学产品，其中所述第二表面包括透明、相对较高折射率的涂层。
93.如实施例92的光学产品，其中所述相对较高折射率的涂层包括ZnS或TiO2。
94.如实施例71-93中任一个的光学产品，其中所述第二表面包括全息特征。
95.如实施例94的光学产品，其中所述全息特征被整合到所述部分中的至少一个中。
96.如实施例71-95中任一个的光学产品，其中所述第二表面还包括附加特征，所述附加特征在被照射时不再现所述3D对象的一部分。
97.如实施例71-96中任一个的光学产品，其中所述3D对象包括不规则形对象。
98.如实施例71-96中任一个的光学产品，其中所述3D对象包括一个或多个字母数字字符。
99.如实施例71-98中任一个的光学产品，其中所述多个部分中的至少20％包括不超过单个非全息特征。
100.如实施例70或实施例72-99中任一个的光学产品，其中所述多个部分中的大部分包括与周围相邻部分中的一个或多个非全息特征不连续的一个或多个非全息特征。
101.如实施例70-71或实施例73-100中任一个的光学产品，其中所述多个部分中的大部分包括具有与周围相邻部分中的一个或多个非全息特征不同的定向的一个或多个非全息特征。
102.如实施例70-72或实施例75-101中任一个的光学产品，其中所述一个或多个非全息特征当在截面图中观看时包括非线性特征。
103.如实施例102的光学产品，其中所述3D对象包括表面，并且所述非线性特征对应于所述3D对象的所述表面的弯曲区域。
104.如实施例70-74或实施例84-103中任一个的光学产品，其中(1)随着光学产品被倾斜，视角相对于光学产品的平面至少在大约20度至大约160度之间，以及(2)随着光学产品至少贯穿光学产品的平面中的大约90度的范围而被旋转，视角相对于光学产品的平面至少在大约20度至大约90度之间。
105.如实施例104的光学产品，其中随着光学产品被倾斜，视角相对于光学产品的平面至少在大约15度至大约165度之间。
106.如实施例105的光学产品，其中随着光学产品被倾斜，视角相对于光学产品的平面至少在大约10度至大约170度之间。
107.如实施例106的光学产品，其中随着光学产品被倾斜，视角相对于光学产品的平面至少在大约5度至大约175度之间。
108.如实施例107的光学产品，其中随着光学产品被倾斜，视角相对于光学产品的平面在大约0度至大约180度之间。
109.如实施例104-108中任一个的光学产品，其中随着光学产品至少贯穿光学产品的平面中的大约90度的范围而被旋转，视角相对于光学产品的平面至少在大约15度至大约90度之间。
110.如实施例109的光学产品，其中随着光学产品至少贯穿光学产品的平面中的大约90度的范围而被旋转，视角相对于光学产品的平面至少在大约10度至大约90度之间。
111.如实施例110的光学产品，其中随着光学产品至少贯穿光学产品的平面中的大约90度的范围而被旋转，视角相对于光学产品的平面至少在大约5度至大约90度之间。
112.如实施例111的光学产品，其中随着光学产品至少贯穿光学产品的平面中的大约90度的范围而被旋转，视角相对于光学产品的平面在大约0度至大约90度之间。
113.如实施例1的母版，其中所述特征中的倾斜度与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的倾斜度相关。
114.如实施例71的光学产品，其中所述多个部分的大部分包括与周围相邻部分中的至少两个非全息特征不连续的一个或多个非全息特征。
115.如实施例71-98中任一个的光学产品，其中所述多个部分的大部分包括不超过单个非全息特征。
其他编号的示例实施例
116.一种光学产品，其被配置为再现第一3D对象的至少一部分的第一3D图像和第二3D对象的至少一部分的第二3D图像，所述光学产品包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现第一3D图像而不再现第二3D图像并且在第二视角处再现第二3D图像而不再现第一3D图像，所述第二表面包括：
多个第一部分，所述多个第一部分中的每个部分对应于所述第一3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述第一3D对象的所述第一3D图像的至少一部分的第一非全息特征，以及
多个第二部分，所述多个第二部分中的每个部分对应于所述第二3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述第二3D对象的所述第二3D图像的至少一部分的第二非全息特征。
117.如实施例116的光学产品，
其中所述第一非全息特征中的倾斜度与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，并且
其中所述第一非全息特征的定向与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关。
118.如实施例116或117的光学产品，
其中所述第二非全息特征中的倾斜度与所述第二3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，并且
其中所述第二非全息特征的定向与所述第二3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关。
119.如实施例116-118中任一个的光学产品，还包括包围所述多个第一和第二部分的所述部分的至少一部分的边界。
120.如实施例116-119中任一个的光学产品，其中所述多个第一和第二部分的所述部分中的一些形成周期性阵列。
121.如实施例120中的光学产品，其中所述周期性阵列包括带状、曲折状、棋盘状或犬牙状图案。
122.如实施例116-119中任一个的光学产品，其中所述多个第一和第二部分的所述部分形成非周期性阵列。
123.如实施例116-122中任一个的光学产品，其中所述光学产品在被倾斜时在从所述第一视角至所述第二视角的方向上，所述第一3D图像在与从所述第一视角至所述第二视角的所述方向正交的方向上显现为改变到所述第二3D图像。
124.如实施例116-123中任一个的光学产品，其中所述第一或第二非全息特征具有在1μm与35μm之间的最大规格。
125.如实施例116-124中任一个的光学产品，其中所述多个第一和第二部分的所述部分中的一些包括与周围相邻部分中的特征不连续的特征。
126.如实施例116-124中任一个的光学产品，其中当从俯视图或前视图观看时，所述第一或第二特征包括分别与所述第一或第二3D对象的所述表面的基本上平滑的区域相对应的线性特征。
127.如实施例116-124中任一个的光学产品，其中当从俯视图或前视图观看时，所述第一或第二特征包括分别与所述第一或第二3D对象的弯曲区域相对应的非线性特征。
128.如实施例117-127中任一个的光学产品，
其中所述第一3D对象的所述表面的所述倾角包括相对于所述第一3D对象的第一基准线的极角，并且
其中所述第一3D对象的所述表面的所述定向包括相对于与所述第一3D对象的第一基准线正交的第二基准线的方位角。
129.如实施例117-127中任一个的光学产品，
其中所述第二3D对象的所述表面的所述倾角包括相对于所述第二3D对象的第一基准线的极角，并且
其中所述第二3D对象的所述表面的所述定向包括相对于与所述第二3D对象的第一基准线正交的第二基准线的方位角。
130.如实施例116-129中任一个的光学产品，其中所述第二表面包括反射表面。
131.如实施例116-130中任一个的光学产品，其中所述第二表面还包括全息特征。
132.如实施例131的光学产品，其中所述全息特征被整合到所述多个第一和第二部分的所述部分中的至少一个中。
133.如实施例116-132中任一个的光学产品，其中所述第一或第二3D对象包括不规则形对象。
134.如实施例116-133中任一个的光学产品，其中所述第一或第二3D对象包括一个或多个字母数字字符。
135.如实施例116-134中任一个的光学产品，其中所述第二表面还包括当被照射时不再现所述第一或第二3D对象的一部分的附加特征。
136.如实施例116-135中任一个的光学产品，其中所述光学产品被配置为在用于安全性的物品上提供真实性验证。
137.如实施例135的光学产品，其中所述物品是货币、信用卡、借记卡、护照、驾驶执照、身份证、文件、防篡改货箱或包装、或药瓶。
138.一种光学产品，包括：
透镜、棱镜或面镜的阵列；
多个第一部分，其被布置在透镜、棱镜或面镜的阵列下方，所述多个第一部分中的各个部分对应于第一3D对象的表面上的点，并且包括被配置为产生第一3D对象的第一3D图像的至少一部分的第一非全息特征；以及
多个第二部分，其被布置在透镜、棱镜或面镜的阵列下方，所述多个第二部分中的各个部分对应于第二3D对象的表面上的点，并且包括被配置为产生第二3D对象的第二3D图像的至少一部分的第二非全息特征，
其中，在第一视角处，透镜、棱镜或面镜的阵列呈现第一3D图像用于观看，而不呈现第二3D图像用于观看，并且在与第一视角不同的第二视角处，透镜、棱镜或面镜的阵列呈现第二3D图像用于观看，而不呈现第一3D图像用于观看。
139.如实施例138的光学产品，其中透镜、棱镜或面镜的阵列包括透镜阵列。
140.如实施例138的光学产品，其中透镜、棱镜或面镜的阵列包括1D双凸透镜阵列。
141.如实施例138的光学产品，其中透镜、棱镜或面镜的阵列包括2D透镜阵列。
142.如实施例138的光学产品，其中透镜、棱镜或面镜的阵列包括棱镜阵列。
143.如实施例138-142中任一个的光学产品，
其中所述第一非全息特征中的倾斜度与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，并且
其中所述第一非全息特征的定向与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关。
144.如实施例138-143中任一个的光学产品，
其中所述第二非全息特征中的倾斜度与所述第二3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，并且
其中所述第二非全息特征的定向与所述第二3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关。
145.如实施例138-144中任一个的光学产品，其中所述多个第一和第二部分的所述部分中的一些形成周期性阵列。
146.如实施例143-145中任一个的光学产品，
其中所述第一3D对象的所述表面的所述倾角包括相对于所述第一3D对象的第一基准线的极角，并且
其中所述第一3D对象的所述表面的所述定向包括相对于与所述第一3D对象的所述第一基准线正交的第二基准线的方位角。
147.如实施例138-146中任一个的光学产品，
其中所述第二3D对象的所述表面的所述倾角包括相对于所述第二3D对象的第一基准线的极角，并且
其中所述第二3D对象的所述表面的所述定向包括相对于与所述第二3D对象的所述第一基准线正交的第二基准线的方位角。
148.如实施例138-147中任一个的光学产品，其中所述第一和第二非全息特征包括反射表面。
149.如实施例138-148中任一个的光学产品，其中所述第一或第二3D对象包括不规则形对象。
150.如实施例138-149中任一个的光学产品，其中所述第一或第二3D对象包括一个或多个字母数字字符。
151.如实施例138-150中任一个的光学产品，其中所述光学产品被配置为在用于安全性的物品上提供真实性验证。
152.如实施例151的光学产品，其中所述物品是货币、信用卡、借记卡、护照、驾驶执照、身份证、文件、防篡改货箱或包装、或药瓶。
153.一种光学产品，包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现第一3D对象的至少一部分的第一3D图像，所述第二表面包括：
多个第一部分，所述多个第一部分中的每个部分对应于所述第一3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述第一3D对象的所述第一3D图像的至少一部分的第一非全息特征，
其中所述部分中的至少一些包括漫射特征。
154.如实施例153的光学产品，其中所述部分中的至少一些包括漫射特征和镜面反射区域。
155.如实施例154的光学产品，还包括通过所述漫射特征和镜面反射区域生成的半色调图案或灰阶。
156.如实施例153的光学产品，光学产品被配置为当被照射时通过反射或透射光在第二视角处再现第二3D对象的至少一部分的第二3D图像，所述第二表面还包括：多个第二部分，所述多个第二部分中的每个部分对应于所述第二3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述第二3D对象的所述第二3D图像的至少一部分的第二非全息特征。
157.如实施例138-152中任一个的光学产品，其中光学产品被配置为提供用于第一或第二3D对象的立体视图的第一或第二3D对象的右侧视图和左侧视图。
158.一种光学产品，包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现第一3D对象的至少一部分的第一3D图像，并且在第二视角处再现第二3D对象的至少一部分的第二3D图像，所述第二表面包括：
多个第一部分，所述多个第一部分中的每个部分对应于所述第一3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述第一3D对象的所述第一3D图像的至少一部分的第一非全息特征，
多个第二部分，所述多个第二部分中的每个部分对应于所述第二3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述第二3D对象的所述第二3D图像的至少一部分的第二非全息特征，以及
多个透镜、棱镜或面镜，其与所述第二表面的多个第一和第二部分整合。
159.如实施例158的光学产品，其中多个透镜、棱镜或面镜被布置为二维阵列。
160.如实施例158的光学产品，其中多个透镜、棱镜或面镜中的一些的特性基于第一或第二非全息特征的倾斜度而变化。
161.如实施例160的光学产品，其中特性包括相邻透镜、棱镜或面镜的尺寸、宽度或中心距中的至少一个。
162.如实施例158的光学产品，其中多个面镜中的一些包括曲面镜、反射镜或全内面镜。
163.一种光学产品，其被配置为当被照射时通过反射或透射光再现3D对象的至少一部分的3D图像，所述光学产品包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面包括多个部分，每个部分对应于所述3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述3D对象的所述3D图像的至少一部分的非全息特征，
其中所述非全息特征包括提供所述3D图像中的灰阶的镜面反射特征和漫射特征，
其中所述非全息特征中的倾斜角与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，并且
其中所述非全息特征的定向与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关。
164.如实施例163的光学产品，其中镜面反射特征和漫射特征每个具有尺寸并且被分布在所述多个部分内以提供用于产生所述3D图像的所述灰阶。
165.如实施例164的光学产品，其中尺寸包括镜面反射和漫射特征的顶表面的宽度。
166.如实施例163-165中任一个的光学产品，其中镜面反射特征和漫射特征按照提供用于产生所述3D图像的所述灰阶的量和分布而被包括在所述多个部分中。
167.一种光学产品，包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现第一3D对象的至少一部分的第一3D图像，并且在第二视角处再现第二3D对象的至少一部分的第二3D图像，所述第二表面包括：
多个第一部分，所述多个第一部分中的每个部分对应于所述第一3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述第一3D对象的所述第一3D图像的至少一部分的第一非全息特征，以及
多个第二部分，所述多个第二部分中的每个部分对应于所述第二3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述第二3D对象的所述第二3D图像的至少一部分的第二非全息特征，
其中所述第一或第二非全息特征包括在所述第一或第二3D图像中提供灰阶的镜面反射特征和漫射特征。
168.如实施例167的光学产品，
其中所述第一非全息特征中的倾斜度与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，并且
其中所述第一非全息特征的定向与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关。
169.如实施例167或168的光学产品，
其中所述第二非全息特征中的倾斜度与所述第二3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，并且
其中所述第二非全息特征的定向与所述第二3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关。
170.如实施例167-169中任一个的光学产品，其中镜面反射特征和漫射特征每个具有尺寸并且被分布在所述多个第一或第二部分内以提供用于产生所述第一或第二3D图像的所述灰阶。
171.如实施例170的光学产品，其中尺寸包括镜面反射和漫射特征的顶表面的宽度。
172.如实施例167-171中任一个的光学产品，其中镜面反射特征和漫射特征按照提供用于产生所述第一或第二3D图像的所述灰阶的量和分布而被包括在所述多个第一或第二部分中。
173.如实施例163-172中任一个的光学产品，还包括在镜面反射特征和漫射特征上方的金属化涂层。
174.一种光学产品，其被配置为当被照射时通过反射或透射光再现3D对象的至少一部分的图像，所述光学产品包括：
透镜、棱镜或面镜的阵列，透镜、棱镜或面镜具有布置在垂直方向上的纵轴；以及
多个第一和第二部分，其被布置在透镜、棱镜或面镜的阵列下方，第一部分对应于所述对象的右侧视图的部分，并且第二部分对应于所述对象的左侧视图的部分，
其中当围绕透镜、棱镜或面镜的纵轴倾斜第一和第二部分时，透镜、棱镜或面镜的阵列呈现用于对象的立体视图的右侧视图和左侧视图，
其中第一和第二部分中的各个部分对应于所述3D对象的表面的点，并且包括被配置为产生所述3D对象的所述图像的至少一部分的非全息特征，
其中所述非全息特征中的倾斜度与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，以及
其中所述非全息特征的定向与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的定向有关。
175.如实施例174的光学产品，还包括被布置在透镜、棱镜或面镜的阵列下方的多个附加部分，附加部分对应于所述对象的附加侧视图的部分。
176.如实施例175的光学产品，其中所述图像的附加侧视图包括所述对象的至少四个附加侧视图。
177.如实施例158的光学产品，其中第二表面具有包括来自以下形状的贡献的形状：(i)具有倾斜度和定向的表面，倾斜度与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，定向与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关，以及(ii)多个曲面镜。
178.如实施例158的光学产品，其中所述面镜中的一些包括拉长的面镜。
179.如实施例158的光学产品，其中所述面镜中的一些包括柱面镜。
180.如实施例158的光学产品，其中所述透镜、棱镜或面镜中的一些具有球面曲率。
181.如实施例158的光学产品，其中所述透镜、棱镜或面镜中的一些具有非球面曲率。
182.如实施例158的光学产品，其中所述透镜、棱镜或面镜中的一些具有旋转对称的曲率。
183.一种光学产品，包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现第一3D对象的至少一部分的第一3D图像，所述第二表面包括：
多个部分，所述多个部分中的每个部分对应于所述第一3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述3D对象的所述3D图像的至少一部分的非全息特征，以及
多个透镜元件，其相对于所述多个部分而布置，使得来自所述多个部分的光穿过所述多个透镜元件。
184.如实施例183的光学产品，其中多个透镜元件被配置为二维阵列。
185.如实施例183的光学产品，其中所述透镜元件中的一个具有孔径尺寸，并且所述部分具有横向尺寸，所述透镜元件的所述孔径尺寸是所述部分的所述横向尺寸的尺寸。
186.如实施例183的光学产品，其中所述多个透镜元件中的每一个具有孔径尺寸，并且所述多个部分中的每一个具有横向尺寸，所述透镜元件的所述孔径尺寸是所述部分的所述横向尺寸的尺寸。
187.如实施例183的光学产品，其中所述透镜被配置为允许在其他情况下会通过全内反射在所述基板内被反射的光离开。
188.一种光学产品，包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现第一3D对象的至少一部分的第一3D图像，所述第二表面包括：
多个部分，所述多个部分中的每个部分对应于所述第一3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述3D对象的所述3D图像的至少一部分的非全息特征，
其中不同部分具有不同尺寸，并且部分的尺寸与所述第一非全息特征中的倾斜度相关。
189.如实施例188的光学产品，其中部分的所述尺寸与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关。
190.一种光学产品，包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现第一3D对象的至少一部分的第一3D图像，所述第二表面包括：
多个部分，所述多个部分中的每个部分对应于所述第一3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述3D对象的所述3D图像的至少一部分的非全息特征，
其中不同部分具有不同尺寸，并且部分的尺寸与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关。
191.如实施例190的光学产品，其中所述第一非全息特征中的倾斜度与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关。
192.一种光学产品，包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现第一3D对象的至少一部分的第一3D图像，所述第二表面包括：
多个部分，所述多个部分中的每个部分对应于所述第一3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述3D对象的所述3D图像的至少一部分的非全息特征，以及
多个透镜、面镜或棱镜，其相对于所述多个部分而布置，
其中透镜、面镜或棱镜具有不同尺寸，并且
其中所述尺寸与部分的不同尺寸相关。
193.如实施例192的光学产品，其中较小的透镜、面镜或棱镜被叠加在较小的部分上，并且较大的透镜、面镜或棱镜被叠加在较大的部分上。
194.一种光学产品，包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现第一3D对象的至少一部分的第一3D图像，所述第二表面包括：
多个部分，所述多个部分中的每个部分对应于所述第一3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述3D对象的所述3D图像的至少一部分的非全息特征，以及
多个透镜、面镜或棱镜，其相对于所述多个部分而布置，
其中透镜、面镜或棱镜具有不同尺寸，并且
其中所述尺寸与部分的周期性相关。
195.如实施例194的光学产品，其中较小的透镜、面镜或棱镜被叠加在具有较高周期性的部分上，并且较大的透镜、面镜或棱镜被叠加在具有较低周期性的部分上。
196.一种光学产品，包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现第一3D对象的至少一部分的第一3D图像，所述第二表面包括：
多个部分，所述多个部分中的每个部分对应于所述第一3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述3D对象的所述3D图像的至少一部分的非全息特征，以及
多个透镜、面镜或棱镜，其相对于所述多个部分而布置，
其中透镜、面镜或棱镜具有不同尺寸，并且
其中所述尺寸与所述第一非全息特征中的倾斜度相关。
197.如实施例196的光学产品，其中较小的透镜、面镜或棱镜被叠加在具有较高倾斜度的部分上，并且较大的透镜、面镜或棱镜被叠加在具有较低倾斜度的部分上。
198.一种光学产品，包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现第一3D对象的至少一部分的第一3D图像，所述第二表面包括：
多个部分，所述多个部分中的每个部分对应于所述第一3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述3D对象的所述3D图像的至少一部分的非全息特征，
其中每个部分中的非全息特征的表面包括多个透镜、面镜或棱镜，
其中透镜、面镜或棱镜具有不同尺寸，并且
其中所述尺寸与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的倾斜度相关。
199.如实施例198的光学产品，其中较小的透镜、面镜或棱镜被叠加在与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的陡峭倾角相关的部分上，并且较大的透镜、面镜或棱镜被叠加在与所述第一3D对象的所述表面在所述对应点处的较扁平的倾角相关的部分上。
200.如实施例158的光学产品，其中包括多个透镜、棱镜或面镜的多个第一和第二部分利用烫印被转印到物品。
201.如实施例200的光学产品，其中物品包括包装材料、照明产品、安全说明、纸币或金融工具。
202.一种光学产品，包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光再现对象的至少一部分的图像，所述第二表面包括：
多个部分，所述多个部分中的每一个对应于所述对象的表面上的点，每个部分包括被配置为再现所述对象的所述图像的至少一部分的非全息特征，
其中每个部分中的非全息特征的表面包括多个弯曲反射元件，并且
其中入射到每个部分中的非全息特征上的光被多个弯曲反射元件反射。
203.如实施例202的光学产品，其中多个弯曲反射元件被布置为二维阵列。
204.如实施例202的光学产品，其中多个弯曲反射元件包括凹面、柱面、环面、非球面、或旋转对称的面镜。
205.如实施例141或183的光学产品，其中透镜或透镜元件被周期性地布置。
206.如实施例141或183的光学产品，其中透镜或透镜元件被布置为正方形阵列、三角形阵列、或六方紧密排布。
207.如实施例141或183的光学产品，其中透镜或透镜元件包括旋转对称表面曲率。
208.如实施例141或183的光学产品，其中透镜或透镜元件包括球形表面。
209.如实施例141或183的光学产品，其中透镜或透镜元件包括非球形且旋转对称的表面。
210.如实施例175或176的光学产品，其中附加侧视图包括从相对于对象的不同角度看到的图像。
211.如实施例210的光学产品，其中附加侧视图包括就像围绕对象旋转的不同透视图。
212.如实施例116-173中任一个或权利要求177-209中任一项的光学产品，其中光学产品被配置为提供3D对象的右侧视图和左侧视图。
213.如实施例212的光学产品，其中光学产品被配置为提供从相对于对象的不同角度看到的附加侧视图。
214.如实施例213的光学产品，其中附加侧视图包括就像围绕对象旋转的不同透视图。
215.如实施例183-199中任一个的光学产品，光学产品被配置为当被照射时通过反射或透射光在第二视角处再现第二3D对象的至少一部分的第二3D图像，所述第二表面还包括多个第二部分，所述多个第二部分中的每个部分对应于所述第二3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述第二3D对象的所述第二3D图像的至少一部分的第二非全息特征。
216.如实施例153-215中任一个的光学产品，
其中所述非全息特征中的倾斜度与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的倾角相关，并且
其中所述非全息特征的定向与所述3D对象的所述表面在所述对应点处的定向相关。
217.如实施例116-216中任一个的光学产品，其中非全息特征被配置为在不依赖衍射的情况下产生图像的至少一部分。
218.如实施例116-217中任一个的光学产品，其中非全息特征被配置为在不依赖相位信息的情况下产生图像的至少一部分。
219.如实施例116-218中任一个的光学产品，其中图像是非彩色的。
220.如实施例116-219中任一个的光学产品，其中非全息特征不提供衍射或干涉色彩。
221.如实施例116-220中任一个的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有4.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供晕彩。
222.如实施例116-221中任一个的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有5.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供晕彩。
223.如实施例116-222中任一个的光学产品，其中非全息特征包括着色剂、油墨、染料、或颜料。
224.如实施例116-223中任一个的光学产品，其中部分中的至少一些包括漫射特征。
225.如实施例224的光学产品，其中部分中的至少一些包括漫射特征和镜面反射特征。
226.如实施例224的光学产品，还包括通过所述漫射特征和镜面反射特征生成的半色调图案或灰阶。
227.如实施例225或226的光学产品，其中漫射特征和镜面反射特征提供图像中的灰阶。
228.如实施例225-227中任一个的光学产品，其中漫射特征和镜面反射特征提供图像中的色调的亮度或暗度。
229.如实施例225-128中任一个的光学产品，还包括在所述漫射特征和镜面反射特征上方的金属化涂层。
230.如实施例116-229中任一个的光学产品，其中所述多个部分中的一个或多个的尺寸与在所述多个部分中的所述一个或多个中所包括的非全息特征的倾斜度或倾角相关。
231.如实施例116-230中任一个的光学产品，其中所述多个部分中的一个或多个的尺寸与在所述多个部分中的所述一个或多个中所包括的非全息特征的间距相关。
232.如实施例116-231中任一个的光学产品，其中3D对象包括不规则形对象。
233.如实施例116-232中任一个的光学产品，其中3D对象包括一个或多个字母数字字符。
234.如实施例116-233中任一个的光学产品，其中所述光学产品被配置为在用于安全性的物品上提供真实性验证。
235.如实施例234的光学产品，其中所述物品是货币、信用卡、借记卡、护照、驾驶执照、身份证、文件、防篡改货箱或包装、或药瓶。
236.一种照明产品，包括如实施例116-235中任一个的光学产品。
237.如实施例236的照明产品，其中照明产品是基于发光二极管的照明系统。
238.如实施例236或237的照明产品，其中光学产品被配置为控制照明产品。
239.如实施例116-238中任一个的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有4.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供色彩变化。
240.如实施例116-239中任一个的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有5.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供色彩变化。
241.如实施例221、222、239、或240的光学产品，其中角度范围为3度。
242.如实施例221、222、239、或240的光学产品，其中角度范围为5度。
243.如实施例221、222、239、或240的光学产品，其中角度范围为10度。
244.如实施例221、222、239、或240的光学产品，其中角度范围为20度。
245.如实施例221、222、239、或240的光学产品，其中观看方向在相对于产品的表面的法线的大约10度与大约60度之间。
246.如实施例221、222、239、或240的光学产品，其中观看方向在相对于产品的表面的法线的大约15度与大约50度之间。
247.如实施例221、222、239、或240的光学产品，其中观看方向在相对于产品的表面的法线的大约20度与大约45度之间。
248.如实施例221、222、239、或240的光学产品，其中观看方向在相对于产品的表面的法线的大约25度与大约35度之间。
结论
本文已描述了本发明的各种实施例。尽管已参照这些具体实施例描述了本发明，然而描述旨在对本发明进行例示而不旨在限制。本领域技术人员在不脱离本发明真实精神和范围的情况下可以想到各种修改和应用。

Claims (78)

1.一种光学产品，其被配置为当被照射时通过反射或透射光再现3D对象的至少一部分的3D图像，所述光学产品包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面包括多个部分，每个部分对应于所述3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述3D对象的所述3D图像的至少一部分的非全息特征，
其中所述非全息特征包括提供所述3D图像中的灰阶的镜面反射特征和漫射特征，
其中所述非全息特征中的倾斜角与所述3D对象的表面在所述对应点处的倾角相关，
其中所述非全息特征的定向与所述3D对象的表面在所述对应点处的定向相关，并且
其中所述光学产品在位于24英寸的距离处的具有4.0mm或5.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供晕彩。
2.根据权利要求1所述的光学产品，其中镜面反射特征和漫射特征每个具有尺寸并且被分布在所述多个部分内以提供用于产生所述3D图像的所述灰阶。
3.根据权利要求2所述的光学产品，其中尺寸包括镜面反射和漫射特征的顶表面的宽度。
4.根据权利要求1所述的光学产品，其中镜面反射特征和漫射特征按照提供用于产生所述3D图像的所述灰阶的量和分布而被包括在所述多个部分中。
5.根据权利要求1所述的光学产品，其中所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现所述3D对象的至少一部分的3D图像，并且在第二视角处再现第二3D对象的至少一部分的第二3D图像，所述第二表面还包括：
多个第二部分，所述多个第二部分中的每个部分对应于所述第二3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述第二3D对象的所述第二3D图像的至少一部分的第二非全息特征，
其中所述第二非全息特征包括在所述第二3D图像中提供灰阶的镜面反射特征和漫射特征。
6.根据权利要求5所述的光学产品，
其中所述第二非全息特征中的倾斜度与所述第二3D对象的表面在所述对应点处的倾角相关，并且
其中所述第二非全息特征的定向与所述第二3D对象的表面在所述对应点处的定向相关。
7.根据权利要求5所述的光学产品，其中所述第二非全息特征中的镜面反射特征和漫射特征每个具有尺寸并且被分布在所述多个第二部分内以提供用于产生所述第二3D图像的所述灰阶。
8.根据权利要求7所述的光学产品，其中尺寸包括所述第二非全息特征中的镜面反射和漫射特征的顶表面的宽度。
9.根据权利要求5所述的光学产品，其中所述第二非全息特征中的镜面反射特征和漫射特征按照提供用于产生所述第二3D图像的所述灰阶的量和分布而被包括在所述多个第二部分中。
10.根据权利要求1所述的光学产品，还包括在镜面反射特征和漫射特征上方的金属化涂层。
11.根据权利要求1所述的光学产品，其中光学产品被配置为提供3D对象的右侧视图和左侧视图。
12.根据权利要求11所述的光学产品，其中光学产品被配置为提供从相对于对象的不同角度看到的附加侧视图。
13.根据权利要求12所述的光学产品，其中附加侧视图包括就像围绕对象旋转的不同透视图。
14.根据权利要求1所述的光学产品，其中非全息特征被配置为在不依赖衍射的情况下产生图像的至少一部分。
15.根据权利要求1所述的光学产品，其中非全息特征被配置为在不依赖相位信息的情况下产生图像的至少一部分。
16.根据权利要求1所述的光学产品，其中所述图像是非彩色的。
17.根据权利要求1所述的光学产品，其中非全息特征不提供衍射或干涉色彩。
18.根据权利要求1所述的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有4.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供晕彩。
19.根据权利要求1所述的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有5.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供晕彩。
20.根据权利要求1所述的光学产品，其中非全息特征包括着色剂、油墨、染料、或颜料。
21.根据权利要求20所述的光学产品，其中漫射特征和镜面反射特征提供图像中的色调的亮度或暗度。
22.根据权利要求1所述的光学产品，其中所述多个部分中的一个或多个的尺寸与在所述多个部分中的所述一个或多个中所包括的非全息特征的倾斜度或倾角相关。
23.根据权利要求1所述的光学产品，其中所述多个部分中的一个或多个的尺寸与在所述多个部分中的所述一个或多个中所包括的非全息特征的间距相关。
24.根据权利要求1所述的光学产品，其中3D对象包括不规则形对象。
25.根据权利要求1所述的光学产品，其中3D对象包括一个或多个字母数字字符。
26.根据权利要求1所述的光学产品，其中所述光学产品被配置为在用于安全性的物品上提供真实性验证。
27.根据权利要求26所述的光学产品，其中所述物品是货币、信用卡、借记卡、护照、驾驶执照、身份证、文件、防篡改货箱或包装、或药瓶。
28.根据权利要求1所述的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有4.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供色彩变化。
29.根据权利要求1所述的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有5.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供色彩变化。
30.根据权利要求18所述的光学产品，其中角度范围为3度。
31.根据权利要求19所述的光学产品，其中角度范围为3度。
32.根据权利要求28所述的光学产品，其中角度范围为3度。
33.根据权利要求29所述的光学产品，其中角度范围为3度。
34.根据权利要求18所述的光学产品，其中观看方向在相对于光学产品的表面的法线的10度与60度之间。
35.根据权利要求19所述的光学产品，其中观看方向在相对于光学产品的表面的法线的10度与60度之间。
36.根据权利要求28所述的光学产品，其中观看方向在相对于光学产品的表面的法线的10度与60度之间。
37.根据权利要求29所述的光学产品，其中观看方向在相对于光学产品的表面的法线的10度与60度之间。
38.一种照明产品，包括根据权利要求1所述的光学产品。
39.根据权利要求38所述的照明产品，其中照明产品是基于发光二极管的照明系统。
40.根据权利要求38或39所述的照明产品，其中光学产品被配置为控制照明产品。
41.一种光学产品，其被配置为当被照射时通过反射或透射光再现3D对象的至少一部分的3D图像，所述光学产品包括：
第一表面；以及
与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面包括多个部分，每个部分对应于所述3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述3D对象的所述3D图像的至少一部分的非全息特征，
其中所述非全息特征包括提供所述3D图像中的灰阶的镜面反射特征和漫射特征，
其中所述非全息特征中的倾斜角与所述3D对象的表面在所述对应点处的倾角相关，
其中所述非全息特征的定向与所述3D对象的表面在所述对应点处的定向相关，并且
其中所述光学产品在位于24英寸的距离处的具有4.0mm或5.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供色彩变化。
42.根据权利要求41所述的光学产品，其中镜面反射特征和漫射特征每个具有尺寸并且被分布在所述多个部分内以提供用于产生所述3D图像的所述灰阶。
43.根据权利要求42所述的光学产品，其中尺寸包括镜面反射和漫射特征的顶表面的宽度。
44.根据权利要求41所述的光学产品，其中镜面反射特征和漫射特征按照提供用于产生所述3D图像的所述灰阶的量和分布而被包括在所述多个部分中。
45.根据权利要求41所述的光学产品，其中所述第二表面被配置为当被照射时通过反射或透射光在第一视角处再现所述3D对象的至少一部分的3D图像，并且在第二视角处再现第二3D对象的至少一部分的第二3D图像，所述第二表面还包括：
多个第二部分，所述多个第二部分中的每个部分对应于所述第二3D对象的表面上的点，每个部分包括被配置为产生所述第二3D对象的所述第二3D图像的至少一部分的第二非全息特征，
其中所述第二非全息特征包括在所述第二3D图像中提供灰阶的镜面反射特征和漫射特征。
46.根据权利要求45所述的光学产品，
其中所述第二非全息特征中的倾斜度与所述第二3D对象的表面在所述对应点处的倾角相关，并且
其中所述第二非全息特征的定向与所述第二3D对象的表面在所述对应点处的定向相关。
47.根据权利要求45所述的光学产品，其中所述第二非全息特征中的镜面反射特征和漫射特征每个具有尺寸并且被分布在所述多个第二部分内以提供用于产生所述第二3D图像的所述灰阶。
48.根据权利要求47所述的光学产品，其中尺寸包括所述第二非全息特征中的镜面反射和漫射特征的顶表面的宽度。
49.根据权利要求45所述的光学产品，其中所述第二非全息特征中的镜面反射特征和漫射特征按照提供用于产生所述第二3D图像的所述灰阶的量和分布而被包括在所述多个第二部分中。
50.根据权利要求41所述的光学产品，还包括在镜面反射特征和漫射特征上方的金属化涂层。
51.根据权利要求41所述的光学产品，其中光学产品被配置为提供3D对象的右侧视图和左侧视图。
52.根据权利要求51所述的光学产品，其中光学产品被配置为提供从相对于对象的不同角度看到的附加侧视图。
53.根据权利要求52所述的光学产品，其中附加侧视图包括就像围绕对象旋转的不同透视图。
54.根据权利要求41所述的光学产品，其中非全息特征被配置为在不依赖衍射的情况下产生图像的至少一部分。
55.根据权利要求41所述的光学产品，其中非全息特征被配置为在不依赖相位信息的情况下产生图像的至少一部分。
56.根据权利要求41所述的光学产品，其中所述图像是非彩色的。
57.根据权利要求41所述的光学产品，其中非全息特征不提供衍射或干涉色彩。
58.根据权利要求41所述的光学产品，其中非全息特征包括着色剂、油墨、染料或颜料。
59.根据权利要求58所述的光学产品，其中漫射特征和镜面反射特征提供图像中的色调的亮度或暗度。
60.根据权利要求41所述的光学产品，其中所述多个部分中的一个或多个的尺寸与在所述多个部分中的所述一个或多个中所包括的非全息特征的倾斜度或倾角相关。
61.根据权利要求41所述的光学产品，其中所述多个部分中的一个或多个的尺寸与在所述多个部分中的所述一个或多个中所包括的非全息特征的间距相关。
62.根据权利要求41所述的光学产品，其中3D对象包括不规则形对象。
63.根据权利要求41所述的光学产品，其中3D对象包括一个或多个字母数字字符。
64.根据权利要求41所述的光学产品，其中所述光学产品被配置为在用于安全性的物品上提供真实性验证。
65.根据权利要求64所述的光学产品，其中所述物品是货币、信用卡、借记卡、护照、驾驶执照、身份证、文件、防篡改货箱或包装、或药瓶。
66.根据权利要求41所述的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有4.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供色彩变化。
67.根据权利要求41所述的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有5.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供色彩变化。
68.根据权利要求41所述的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有4.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供晕彩，其中所述角度范围为3度。
69.根据权利要求41所述的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有5.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供晕彩，其中所述角度范围为3度。
70.根据权利要求66所述的光学产品，其中角度范围为3度。
71.根据权利要求67所述的光学产品，其中角度范围为3度。
72.根据权利要求41所述的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有4.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供晕彩，其中所述观看方向在相对于光学产品的表面的法线的10度与60度之间。
73.根据权利要求41所述的光学产品，其中光学产品在位于24英寸的距离处的具有5.0mm的尺寸的收集瞳孔上方围绕观看方向的角度范围上不提供晕彩，其中所述观看方向在相对于光学产品的表面的法线的10度与60度之间。
74.根据权利要求66所述的光学产品，其中观看方向在相对于光学产品的表面的法线的10度与60度之间。
75.根据权利要求67所述的光学产品，其中观看方向在相对于光学产品的表面的法线的10度与60度之间。
76.一种照明产品，包括根据权利要求41所述的光学产品。
77.根据权利要求76所述的照明产品，其中照明产品是基于发光二极管的照明系统。
78.根据权利要求76或77所述的照明产品，其中光学产品被配置为控制照明产品。
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