Защитное устройство и способ изготовления такого устройства

Защитное устройство и способ изготовления такого устройства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к защитному устройству, например для использования в изделиях, обладающих ценностью, таких, в частности, как денежные знаки (банкноты), чеки, паспорта, идентификационные карты, сертификаты аутентичности, гербовые марки и другие документы для подтверждения ценности или идентификации личности. Предлагается также способ изготовления подобных защитных устройств.

Уровень техники

Ценные объекты, особенно ценные документы, такие как банкноты, чеки, паспорта, идентификационные документы, сертификаты и лицензии, часто являются мишенью фальсификаторов и лиц, желающих изготовить поддельные копии таких документов и/или изменить какие-либо из содержащихся в них данных. Как правило, подобные объекты снабжаются рядом визуальных защитных устройств для проверки аутентичности объекта. Некоторые из этих устройств (такие как микротекст, рисунки из тонких линий, латентные изображения, устройства типа "венецианских жалюзи", лентикулярные устройства, устройства на эффекте муара, устройства увеличения муара), создающие защитный визуальный эффект, основаны на использовании одного или более паттернов. Другие известные защитные устройства содержат голограммы, водяные знаки, тиснения, перфорации или используют изменения цвета или люминесцентные/флуоресцентные краски. Общим для всех таких устройств является то, что визуальный эффект, создаваемый устройством, крайне трудно или невозможно скопировать, используя доступные технологии репродуцирования, например фотокопирование. Могут применяться и защитные устройства, реализующие невидимые эффекты, например, с использованием магнитных материалов.

Один класс защитных устройств образуют устройства, создающие изменяющийся оптический эффект, в соответствии с которым вид устройства является различным при различных углах наблюдения. Такие устройства особенно эффективны, поскольку прямые копии (например фотокопии) не будут создавать изменяющийся оптический эффект и, как следствие, их легко отличить от подлинных устройств. Подобные эффекты могут генерироваться с использованием различных средств, включая голограммы и другие дифракционные устройства, а также устройств, использующих фокусирующие элементы, такие как линзы, устройства с увеличением за счет муарового эффекта (moire magnifiers), интегральных устройств формирования изображений и так называемых лентикулярных устройств.

Устройства с увеличением за счет муарового эффекта (примеры которых описаны в ЕР 1695121 A, WO 94/27254 A, WO 2011/107782 А и WO 2011/107783 А) используют растр (массив) микрофокусирующих элементов (таких как линзы или зеркала) и соответствующий массив микроэлементов изображения. При этом шаги (периодичность) массива микрофокусирующих элементов и массива микроэлементов изображения, а также их относительные положения выбраны такими, что массив микрофокусирующих элементов взаимодействует с массивом микроэлементов изображения, чтобы сгенерировать увеличенную версию микроэлементов изображения в результате эффекта муара. Каждый микроэлемент изображения представляет собой полную миниатюрную копию изображения, которое будет наблюдаться, а растр фокусирующих элементов обеспечивает выбор и увеличение небольшой части каждого расположенного под ним микроэлемента изображения. Все эти части объединяются в человеческом глазу с визуализацией полного увеличенного изображения. Этот принцип иногда именуется "синтетическим увеличением".

Интегральные устройства формирования изображений сходны с устройствами с увеличением за счет муарового эффекта в том, что под соответствующим линзовым растром находится массив микроэлементов изображения, каждый из которых является миниатюрной версией демонстрируемого изображения. Однако в этом случае между линзами и микроизображениями нет рассогласования. Вместо этого визуальный эффект создается за счет того, что все микроизображения являются видами одного и того же объекта, но из различных точек. При наклоне устройства линзы увеличивают различные изображения, так что создается впечатление трехмерного изображения.

Лентикулярные устройства, напротив, не используют синтетическое или иное увеличение. Растр фокусирующих элементов, как правило в виде цилиндрических линз, накладывается на соответствующий массив элементов ("секций") изображения, каждый (каждая) из которых представляет собой только часть изображения, которое должно быть воспроизведено. Секции двух или более различных изображений чередуются, и, при рассматривании через фокусирующие элементы, при каждом угле наблюдения (рассматривания) к наблюдателю будет направляться свет (видимое излучение) только от выбранного набора секций изображения. В результате при рассматривании под различными углами можно будет видеть различные составные изображения. Следует, однако, отметить, что в типичном варианте какое-либо увеличение отсутствует, и наблюдаемое результирующее изображение будет иметь, по существу, тот же размер, что и изображение, составленное непосредственно из секций изображения. Некоторые примеры лентикулярных устройств описаны в US 4892336 A, WO 2011/051669 A, WO 2011051670 A, WO 2012/027779 А и US 6856462 В. Лентикулярные устройства имеют то преимущество, что позволяют отображать различные изображения при различных углах наблюдения, обеспечивая, тем самым, возможность анимации и других впечатляющих визуальных эффектов, которые недостижимы при применении технологии увеличения за счет муарового эффекта.

Большинство известных лентикулярных устройств являются одномерными устройствами (т.е. устройствами, которые демонстрируют изменяющийся оптический эффект при наклоне вокруг только одной оси). Однако известны также двумерные лентикулярные устройства. В US 6483644 А описаны примеры таких устройств, направленных на достижение результатов, визуально сопоставимых с результатами, достигаемыми интегральными устройствами, за счет создания двумерного массива элементов изображения, содержащего чередующиеся друг с другом выбранные пиксели по меньшей мере двух изображений. Такой массив рассматривается через просмотровый линзорастровый экран типа "мушиный глаз" (образованный полусферическими линзами), так что при наклоне устройства видны различные изображения. Такое выполнение создает двумерное лентикулярное устройство.

С известными лентикулярными устройствами (одномерными и двумерными), включая описанные выше, связана следующая проблема: при определенных углах наблюдения область массива элементов изображения, видимая наблюдателем, не соответствует единственному элементу изображения, а может включать зону стыковки между двумя или, возможно, более элементами изображения, относящимися к различным изображениям. Эта ситуация может ухудшиться, если устройство сформировано на гибкой подложке (что типично для области защиты документов), поскольку устройство в момент его рассматривания может не быть вполне плоским, что вызовет дополнительное искажение геометрии воспроизведения изображения. Демонстрирование смеси двух или более изображений, в типичном случае наложенных одно на другое, приводит к визуальной путанице (неупорядоченности), что ослабляет визуальный эффект, создаваемый защитным устройством.

Раскрытие изобретения

Изобретение предлагает защитное устройство, содержащее:

растр фокусирующих элементов, каждый из которых способен фокусировать свет по меньшей мере в первом направлении, причем фокусирующие элементы размещены в соответствии с регулярной, по меньшей мере одномерной, сеткой, и

массив элементов изображения, расположенный точно напротив растра фокусирующих элементов и построенный на основе повторяющихся ячеек, задающих позиции для элементов изображения. При этом периодичность ячеек, по существу, равна периодичности сетки, в соответствии с которой размещен растр фокусирующих элементов. Каждая ячейка задает набор (группу) позиций для находящихся внутри нее элементов изображения, а каждая из указанных позиций в ячейке ассоциирована с элементом соответствующего изображения.

Растр фокусирующих элементов способен направлять к наблюдателю свет от позиций для элементов изображения, выбранных в зависимости от угла наблюдения, с обеспечением возможности последовательного демонстрирования при наклоне устройства различных указанных изображений посредством комбинации элементов изображения, находящихся в выбранных позициях для элементов изображения.

Центральный участок каждой ячейки, который содержит одну или более позиций для элементов изображения, предназначенную (предназначенных) для несения элемента (элементов) соответствующего центрального изображения, выполнен более крупным, чем каждый внешний участок ячейки, расположенный снаружи центрального участка и предназначенный для несения элемента (элементов) другого из указанных изображений. В результате интервал углов наблюдения, в пределах которого наблюдателю демонстрируется центральное изображение, превышает интервал углов наблюдения, в котором демонстрируется каждое другое изображение.

Изобретение предлагает также способ изготовления защитного устройства, включающий получение описанного растра фокусирующих элементов и формирование описанного массива элементов изображения.

Выполнение элементов изображения на основе ячеек, в которых увеличенный (центральный) участок выделен для демонстрирования центрального изображения, уменьшает или устраняет визуальную неупорядоченность и усиливает, тем самым, визуальное впечатление, создаваемое устройством. Это достигается за счет того, что для демонстрирования центрального изображения выделена доля ячейки, увеличенная по сравнению с долей, выделенной для демонстрирования любого другого изображения. В результате фокусирующие элементы будут направлять свет от центрального участка к наблюдателю для большего количества позиций наблюдения, чем в случае любого внешнего участка. Никакой контакт между позициями для элементов изображения, соответствующих различным изображениям, не будет иметь места, пока устройство не будет наклонено настолько, что часть поверхности ячейки, свет от которой направляется к наблюдателю фокусирующим элементом, не достигнет периметра центрального участка. В результате будет получено устройство, создающее четкое и яркое статическое изображение в пределах малых углов наклона и генерирующее изменяющийся оптический эффект, когда рассматривается при больших наклонах.

Должно быть понятно, что здесь важен интервал углов наблюдения, в пределах которого непрерывно демонстрируется каждое изображение, причем интервал углов, в пределах которого наблюдателю непрерывно демонстрируется центральное изображение, больше, чем интервал углов наблюдения, соответствующий непрерывному демонстрированию любого другого изображения. В одном примере центральное изображение может демонстрироваться при рассматривании вдоль нормали и вдоль направлений, образующих с ней с каждой стороны углы в пределах ±5° при наклоне (повороте) вокруг одной оси (т.е. в пределах 10°), тогда как два идентичных внешних изображения могут быть видимыми в интервалах от -15° до -10° и от +10° до +15°. Таким образом, одно внешнее изображение, которое будет видимым при -15° и +15°, не будет наблюдаться непрерывно в пределах промежуточных углов наклона. Таким образом, интервал углов наблюдения (10°), в пределах которого наблюдателю непрерывно демонстрируется центральное изображение, больше, чем аналогичный интервал углов (5°) для внешнего изображения.

Следует отметить, что защитное устройство - это пример лентикулярного устройства, т.е. каждый элемент изображения является частью (например индивидуальным пикселем или группой пикселей) соответствующего изображения, а не его миниатюрной версией (как это было бы в случае устройства с увеличением за счет муарового эффекта). Каждая группа элементов изображения (заполняющая одну ячейку) формирует одну часть каждого изображения и соответствует одному фокусирующему элементу, который обеспечивает выбор элемента изображения данной группы для демонстрирования наблюдателю в зависимости от угла наблюдения. Все элементы изображения находятся, по существу, в одной плоскости, и фокусирующие элементы способны направлять свет от любого из них в зависимости только от угла наблюдения. Выбранные в пределах растра фокусирующих элементов элементы изображения и соответствующие ячейки комбинируются, чтобы демонстрировать полностью одно из доступных изображений, выбор которого зависит от угла наблюдения. Фокусирующие элементы предпочтительно не обеспечивают никакого увеличения. Должно быть также понятно, что, в зависимости от конкретного изображения, которое должно демонстрироваться устройством, не все позиции для элементов изображения в каждой ячейке массива элементов изображения могут нести элемент изображения. Если этого требует характер изображения, некоторые позиции для элементов изображения могут быть пустыми.

Центральный участок может быть задан в ячейке различными способами. В первом предпочтительном варианте центральный участок содержит единственную центральную позицию для элемента изображения, более крупную, чем любая другая позиция для элементов изображения, заданная ячейкой. Таким образом, центральное изображение будет разделено на большее количество частей (элементов изображения) в составе массива элементов изображения, чем любое другое изображение, демонстрируемое устройством. Такое выполнение эффективно, поскольку, хотя размеры некоторых или всех позиций для элементов изображения снаружи центрального участка могут быть уменьшены (по сравнению с известными схемами), не требуется уменьшать количество этих позиций. Соответственно, количество различных изображений, которые могут демонстрироваться устройством, сохраняется. В этом случае каждый внешний участок ячейки (т.е. участок, соответствующий любому изображению, кроме центрального) предпочтительно содержит единственную позицию для элемента изображения, которая меньше центральной позиции.

Любое увеличение размеров центральной позиции для элемента изображения относительно размеров позиций снаружи центрального участка улучшит визуальное впечатление от устройства, как это описано выше. Однако желательно, чтобы размер центральной позиции для элемента изображения по меньшей мере на 10%, предпочтительно по меньшей мере на 25% превышал средний размер других позиций для элементов изображения, заданных ячейкой. Под "размером" здесь понимается расстояние от одной стороны позиции для элемента изображения до другой ее стороны по меньшей мере вдоль первого направления и, предпочтительно, также вдоль второго, ортогонального направления. Желательно также, чтобы центральный элемент изображения был больше, чем другие элементы изображения в терминах площади. Если позиции для элементов изображения снаружи центрального участка варьируют по размерам, центральная позиция должна иметь размеры, большие, чем размеры самой крупной из остальных позиций. Было установлено, что описанное соотношение обеспечивает хороший баланс между улучшенной визуальной стабильностью (обеспечиваемой увеличением размеров центральной позиции для элемента изображения) и сохранением в ячейке достаточного пространства для несения других изображений, требуемых для создания желательного изменяющегося оптического лентикулярного эффекта.

В более общем виде, в одномерных устройствах, в которых элементы изображения являются продолговатыми полосками, различные размеры позиций для элементов изображения реализуются, как различные значения ширины этих полосок, которая в этом случае соответствует размеру вдоль первого направления. Лентикулярный эффект и описанная визуальная стабилизация будут наблюдаться при наклоне устройства в первом направлении. В двумерных устройствах элементы изображения предпочтительно будут не продолговатыми, а, например, квадратными или прямоугольными. В этом случае увеличенный центральный элемент изображения будет реализован путем увеличения (по сравнению с другими позициями для элементов изображения) размера между сторонами по меньшей мере в одном (первом) направлении, но предпочтительно также во втором, ортогональном направлении, что обеспечит визуальную стабилизацию в обоих направлениях наклона.

В некоторых вариантах увеличенный размер центральной позиции для элемента изображения может соответствовать уменьшению размеров только для непосредственно примыкающих к нему позиций для элементов изображения. Как следствие, в некоторых вариантах позиции для элементов изображения, непосредственно примыкающих снаружи к центральной позиции предпочтительно меньше окружающих их позиций для элементов изображения, расположенных ближе к периферии ячейки. Это дает преимущество, состоящее в том, что остальные позиции для элементов изображения могут сохранить свои исходные размеры. Однако в этом случае изображения, соответствующие самым малым позициям для элементов изображения, будут демонстрироваться в пределах относительно малого интервала углов наклона. С учетом этого для создания увеличенной центральной позиции для элемента изображения может оказаться желательным изменить размеры всех позиций снаружи центрального участка. В этом случае все элементы изображения в ячейке, за исключением центрального, могут иметь, по существу, одинаковые размеры.

Вместо создания, с целью формирования центрального участка, увеличенной позиции для элемента изображения, в других предпочтительных вариантах центральный участок содержит подгруппу из по меньшей мере двух позиций для элементов изображения, заданных ячейкой. При этом каждая позиция для элемента изображения в подгруппе несет один и тот же элемент центрального изображения. Благодаря созданию в центре каждой ячейки нескольких позиций для элементов изображения (образующих "центральную подгруппу"), предназначенных для несения копий одного и того же элемента общего ("центрального") изображения, центральный участок не содержит никаких контактов между различными элементами изображения. Как следствие, от какой бы части подгруппы (в зависимости от угла наблюдения) свет не направлялся наблюдателю посредством фокусирующего массива, он будет видеть, без помех, одно (центральное) изображение. Только при таком наклоне устройства, при котором фокусирующими элементами будут выбраны позиции для элементов изображения снаружи подгруппы, будет наблюдаться изменяющийся оптический эффект. Данное выполнение может быть предпочтительным, если в каждой ячейке задано относительно большое количество позиций для элементов изображения, так что довольно много позиций может быть отнесено к центральной подгруппе при сохранении достаточного количества позиций для элементов изображения вне этой подгруппы для несения частей изображений, отличающихся от центрального изображения (должно быть понятно, что "центральная подгруппа" не включает все позиции для элементов изображения в ячейке).

Описанное решение может быть применено к одномерным или двумерным устройствам. При этом в случае двумерного устройства, даже если различные эффекты реализуются при наклонах устройства в двух различных направлениях, центральная подгруппа, тем не менее, может быть выполнена протяженной только вдоль одного направления. Однако ячейка предпочтительно задает двумерную группу позиций для элементов изображения, содержащую позиции для элементов изображения, расположенные вдоль первого и второго ортогональных направлений, а центральная подгруппа содержит двумерную подгруппу (двумерный набор) позиций для элементов изображения. Например, эта подгруппа может являться группой позиций для элементов изображения размерностью m×n, где m и n - целые числа, большие или равные 2. Таким образом, подгруппа может содержать по меньшей мере две смежные позиции для элементов изображения, расположенные вдоль первого направления, и по меньшей мере две смежные позиции, расположенные вдоль второго направления. В результате визуальная неупорядоченность уменьшается для углов наклона в обоих ортогональных направлениях. В особенно предпочтительном варианте подгруппа содержит, по существу, одинаковые количества позиций для элементов изображения, расположенных вдоль первого направления и вдоль второго направления, т.е. представляет собой группу из m×m позиций для элементов изображения. Такое соотношение является желательным, поскольку визуальная путаница может быть уменьшена по обеим осям, по существу, в равной степени. В этом варианте все заданные в ячейке позиции для элементов изображения имеют предпочтительно, по существу, одинаковые размеры.

Снаружи центрального участка позиции для элементов изображения можно выполнить во многих различных вариантах. Например, каждому изображению может соответствовать одна позиция для элемента изображения или подгруппа, содержащая более одной такой позиции. Таким образом, каждый внешний участок ячейки предпочтительно содержит либо единственную позицию для элемента изображения, либо подгруппу с меньшим количеством позиций, чем в центральной подгруппе. В последнем случае каждая позиция для элемента изображения в одной подгруппе будет, как правило, нести копию одного и того же элемента соответствующего изображения.

Независимо от его выполнения, центральный участок включает в себя центр ячейки (например пересечение диагоналей в квадратной/прямоугольной ячейке или пересечение двух линий, соединяющих противоположные углы гексагональной ячейки). Это нужно для того, чтобы элемент(ы) центрального изображения находился (находились) у центра каждого фокусирующего элемента, т.е. чтобы центральное изображение демонстрировалось при рассматривании устройства вдоль оси и/или вдоль близкого к ней направления. Центральная подгруппа предпочтительно центрирована относительно центра ячейки, т.е. ее центр совпадает с центром ячейки.

Независимо от того, содержит ли центральный участок единственную увеличенную позицию для элемента изображения или подгруппу таких позиций, по рассмотренным выше причинам желательно выполнить его по меньшей мере на 10%, предпочтительно по меньшей мере на 25% больше, чем средний размер внешних участков ячейки. Как уже было упомянуто, термин "размер" относится к расстоянию от одной стороны центрального участка до другой его стороны вдоль по меньшей мере первого направления. Если внешние участки варьируют по размерам, центральный участок должен иметь размер, больший, чем размер самого крупного из внешних участков. В двумерных устройствах центральный участок предпочтительно имеет большие размеры (расстояния между сторонами), чем любой из внешних участков как в первом, так и во втором ортогональных направлениях.

Изображение, соответствующее центральному участку ячейки, и изображения, соответствующие каждому ее внешнему участку, предпочтительно будут отличаться одно от другого. Альтернативно, некоторые изображения могут быть одинаковыми; однако, желательно, чтобы никакие два или более смежных участков массива элементов изображения (центрального и/или внешних) не были выделены для создания одного и того же изображения, поскольку это непредумышленно увеличило бы эффективные размеры соответствующих участков и, тем самым, привело к созданию большего непрерывного внешнего участка, чем участок, выделенный для центрального изображения. Данное требование справедливо независимо от того, находятся ли эти участки в одной ячейке или в смежных ячейках.

В зависимости от желательного визуального эффекта может оказаться необязательной установка растра фокусирующих элементов точно напротив массива элементов изображения: вследствие одинаковой периодичности данных растра и массива изменяющийся оптический эффект может быть получен без указанного согласования по положению. Однако управляемость этим эффектом будет ослаблена. Поэтому в предпочтительных вариантах растр фокусирующих элементов и массив элементов изображения расположены точно напротив друг друга, предпочтительно таким образом, что центральный участок каждой ячейки расположен точно напротив центра соответствующего фокусирующего элемента с обеспечением возможности демонстрирования центрального изображения при рассматривании защитного устройства по нормали к плоскости защитного устройства. Благодаря согласованию двух массивов изменяющимся оптическим эффектом можно управлять, например задавая, какое именно изображение будет видимым при каких углах наклона. В сочетании с описанной конфигурацией ячейки это обеспечит особенно сильный эффект. Действительно, в случае описанного согласования по положению "центральное" изображение будет наблюдаться при рассматривании устройства вдоль нормали к нему и вдоль направлений, близких к нормали. Поскольку документы обычно рассматриваются именно таким образом (по меньшей мере сначала), такое выполнение гарантирует, что устройство создает хорошо различимое изображение именно в своем исходном и легко идентифицируемом положении. В дополнение, требование согласования по положению повысит уровень защиты устройства, увеличивая трудность изготовления приемлемой поддельной версии.

Растр фокусирующих элементов и массив элементов изображения целесообразно сконфигурировать с обеспечением возможности демонстрирования центрального изображения при рассматривании защитного устройства по меньшей мере вдоль первого направления в пределах порогового угла между направлением рассматривания и нормалью, составляющего 2°-10°, предпочтительно 2,5°-5°. За пределами данного порогового угла центральное изображение больше не является видимым, оно сменяется изображением, соответствующим участку, находящемуся снаружи центрального участка. Полный набор изображений, демонстрируемых устройством, предпочтительно может наблюдаться в пределах угла наклона относительно нормали в интервале примерно от +15° до -15°. Интервал углов наблюдения, в пределах которого демонстрируется каждое изображение, может быть измерен, например, путем помещения устройства на стол и позиционированием камеры так, чтобы наблюдать изображение, демонстрируемое устройством. Затем измеряют угол между столом и камерой, который можно изменять либо наклоном стола, либо поворотом камеры на соответствующем штативе. Чтобы измерить интервал наблюдения любого изображения, камеру позиционируют так, чтобы она регистрировала желательное изображение, после чего стол или камеру наклоняют до тех пор, пока изображение не перестанет регистрироваться камерой. При этом измеряют и регистрируют угол, на который камера развернется относительно стола.

Должно быть понятно, что центральный участок не включает все позиции для элементов изображения в ячейке, т.е. ячейка содержит также участки, внешние по отношению к центральному участку и выделенные для несения частей изображений, отличающихся от центрального изображения. Как было пояснено выше, каждый из этих "внешних участков" может содержать единственную позицию для элемента изображения или подгруппу таких позиций. Ячейка предпочтительно содержит внешние участки, имеющие протяженность по меньшей мере в первом направлении, поскольку фокусирующие элементы способны фокусировать излучение по меньшей мере в этом направлении. В простейшем случае снаружи центрального участка, на каждой его стороне, может находиться единственный внешний участок. Однако на каждой стороне центрального участка предпочтительно находятся по меньшей мере два внешних участка, расположенных вдоль первого направления. В результате при наклоне устройства может демонстрироваться несколько различных изображений. В особенно предпочтительных вариантах на каждой стороне центрального участка вдоль первого направления находятся одинаковые количества внешних участков. Это обеспечивает демонстрирование одинакового количества различных изображений при наклонах устройства вдоль одного направления в любую сторону. Такое выполнение может быть особенно эффективно, когда визуальный эффект является анимацией или эффектом трехмерности, поскольку зависимость кажущейся скорости (визуальных) изменений от угла наклона может быть сделана одной и той же для обеих сторон.

Уже упоминалось, что предлагаемая конфигурация элементов изображения применима и к одномерным, и к двумерным устройствам. Поэтому в некоторых предпочтительных вариантах фокусирующие элементы фокусируют свет только в первом направлении и предпочтительно являются полуцилиндрическими линзами или зеркалами. Такое выполнение дает одномерное лентикулярное устройство.

В других предпочтительных примерах каждый фокусирующий элемент способен фокусировать излучение по меньшей мере в первом направлении и во втором, ортогональном направлении (примером являются сферические линзы - другие примеры будут рассмотрены далее), а фокусирующие элементы размещены в соответствии с регулярной двумерной сеткой. Такие двумерные фокусирующие элементы могут быть использованы с массивом элементов изображения того же типа, что и используемые с одномерными фокусирующими элементами, когда позиции для элементов изображения расположены в ячейке только вдоль первого направления. В таком случае будет снова получено одномерное лентикулярное устройство. Однако желательно, чтобы в этом случае ячейка задавала двумерную группу позиций для элементов изображения, в которой эти позиции расположены вдоль первого и второго направлений, предпочтительно вдоль всех направлений. В результате может быть достигнут двумерный изменяющийся оптический эффект.

В двумерном устройстве центральный участок может доходить до края ячейки в одном или более (но не во всех) направлениях. Однако в предпочтительных вариантах ячейка содержит внешние участки, расположенные снаружи центрального участка вдоль по меньшей мере первого и второго направлений, предпочтительно вдоль всех направлений. Такое выполнение желательно, чтобы генерировать изменяющийся оптический эффект при наклоне устройства в первом и втором, предпочтительно во всех направлениях. Целесообразно разместить на каждой стороне центрального участка вдоль первого и второго направлений, предпочтительно вдоль всех направлений, по меньшей мере два внешних участка. При этом ячейка предпочтительно содержит одинаковые количества внешних участков, расположенных снаружи центрального участка вдоль первого и второго направлений, предпочтительно вдоль всех направлений. Как и в случае одномерного устройства, такие варианты позволяют демонстрировать по нескольку различных изображений при наклоне в каждом направлении, причем в каждом случае предпочтительно демонстрируется одно и то же количество различных изображений.

Конкретная конфигурация массива элементов изображения будет зависеть, по меньшей мере частично, от конфигурации растра фокусирующих элементов, но желательно, чтобы каждая ячейка, по существу, соответствовала (в терминах размера и/или формы) основанию одного фокусирующего элемента. Следует отметить, что основание фокусирующего элемента может не определяться формой фокусирующей поверхности элемента. Например, сферическая или асферическая линза может иметь не круглое, а прямоугольное или квадратное основание (примеры этого будут приведены далее).

Количество и расположение позиций для элементов изображения (предпочтительно по меньшей мере трех и пяти позиций соответственно для одномерного и двумерного устройств) в каждой ячейке будут зависеть от ряда факторов, в том числе от желательного количества различных воспроизводимых изображений и от того, должно ли устройство использоваться как одномерное или двумерное. Однако в каждой ячейке предпочтительно задается целое нечетное количество позиций для элементов изображения. В этом случае центральная точка ячейки будет, как правило, находиться внутри одной позиции для элемента изображения, а не на стыке позиций. Таким образом, каждая ячейка может задавать, например, 5, 7, 9, 11, 13.… различных позиций для элементов изображения. В теории верхний предел количества элементов изображения в ячейке отсутствует. Однако на практике по мере увеличения количества изображений разрешение будет уменьшаться, для отображения каждого изображения будет использоваться все меньшая часть площади ячейки (и, следовательно, устройства в целом). Кроме того, при практической реализации количество элементов изображения, которые могут быть образованы в одной ячейке, будет ограничиваться разрешением, с которым формируются эти элементы.

Например, если для формирования элементов изображения используется метод печати с минимальным размером печатного элемента 15 мкм, в ячейке шириной 45 мкм по ширине ячейки можно разместить максимум 3 изобразительных полоски. В сходном двумерном устройстве в ячейку 60×60 мкм можно включить до 16 (=4×4) позиций для элементов изображения. Предположим, однако, что указанный минимальный размер может быть уменьшен примерно до уровня 1 мкм (например, путем использования при формировании элементов изображения, вместо печатных элементов, рельефных структур). Тогда количество элементов изображения будет, скорее всего, ограничиваться желательным визуальным эффектом и объемом файла данных по изображениям, с которым можно работать на стадии конструирования печатающего инструмента. Типы эффектов, которые требуют большого количества положений в составе матрицы положений, включают анимационные эффекты и особенно эффекты непрерывного и горизонтального параллакса. Но даже в этом случае не достигается существенного выигрыша от формирования более одного элемента изображения на градус наклона, поскольку меньшие угловые приращения практически не могут быть разрешены наблюдателем. Поскольку на практике устройства, как правило, будут рассматриваться в пределах углов наблюдения примерно 30°-35° по каждой ортогональной оси, практический верхний предел количества элементов, которое может использоваться для достижения плавного эффекта параллакса или анимации изображения, составляет примерно 30×30 (т.е. 900). Однако для фокусирующего элемента и для ячейки с размерами 30 мкм это потребует способности формировать элемент данных с размерами 1 мкм.

На практике, однако, даже угловые шаги 2°-3° могут быть достаточно малыми, чтобы не создавать зернистость в изображении; следовательно группа 9×9 или 11×11 элементов изображения на ячейку может обеспечить хорошее качество при условии, что эти элементы могут быть сформированы с размерами около 3 мкм. Еще одним фактором является то, что фокальное пятно (т.е. часть массива элементов изображения, которая направляется в сторону наблюдателя каждым фокусирующим элементом) для линзы с размером основания 30 мкм на практике будет в типичном случае иметь эффективную ширину или диаметр не менее 1,5-2 мкм. Как следствие, элементы изображения с размером меньше 2 мкм не будут разрешаться. Таким образом, для фокусирующего элемента с размером 30 мкм предпочтительное максимальное количество изобразительных полосок на ячейку находится вблизи 15, 11 или 9 (для одномерного устройства) и 225 (=15×15), 121 (11×11) или 81 (9×9) (для двумерного устройства).

Центральный участок может иметь или не иметь ту же форму, что и ячейка. В двумерном устройстве центральный участок предпочтительно не является продолговатым, а может быть, например, по существу, квадратным, прямоугольным, круглым или гексагональным. В результате эффект, создаваемый центральной подгруппой в двумерном устройстве, будет, по существу, симметричным.

Как было отмечено выше, если этого требует характер изображения, некоторые позиции для элементов изображения в пределах устройства могут оставаться пустыми. Кроме того, в пределах устройства одно или более изображений также могут быть пустыми. В особенно предпочтительном варианте по меньшей мере в той области устройства, в которой изображения, соответствующие внешним участкам, содержат знаки, центральное изображение является пустым и, соответственно, элементы изображения в пределах центрального участка во всех ячейках ук