具有成角度的反射段的物品的制作方法

本申请要求2016年8月31日提交的且标题为“articlewithangledreflectivesegments”、序列号为62/382,187的美国临时专利申请的优先权利益，该临时专利申请的公开内容特此通过引用以其整体并入。本申请还包含同此在同一日期提交的序列号待定(tbd)(代理人案卷号1095.0061pct1)的共同未决的美国专利申请类似的主题，该专利申请的公开内容特此通过引用以其整体并入。

背景

光学可变设备用在装饰性和实用性的各种应用中。可以以多种方式制造光学可变设备以实现多种效果。光学可变设备的例子包括印在信用卡和真实软件文件上的全息图、印刷在钞票上的变色(color-shifting)图像以及诸如摩托车头盔和车轮罩的物品的增强的表面外观。

光学可变设备可以被制造为被压按、压印、粘贴或以其他方式附着到物体的膜或箔，且也可以用嵌入到有机粘合剂中的光学可变颜料制造，该有机粘合剂被印刷或涂覆到硬或柔性基板上。一种类型的光学可变颜料通常被称为变色颜料，因为用这种颜料适当地印刷的图像的表观颜色随着观察角度的变化而变化。一个常见的例子是用变色颜料印刷在美国的二十美元钞票的右下角中的“20”，其用作防伪手段。

附图简述

本公开的特征作为例子被示出，并且不被限制在下面的附图(多个附图)中，其中相同的数字指示相同的元件，其中:

图1a和1b分别示出了根据本公开的两个例子的展示所产生的光学效应的正交视差运动的螺旋反射镜的图示；

图2示出了螺旋反射镜配置的例子；

图3a-3c分别描绘了在悬挂在参考平面上方以模拟螺旋微反射镜的表面的条带上的假想段的微反射镜阵列；

图4a-4e分别描绘了根据本公开的例子的物品的透视图；

图4f-4i分别描绘了根据本公开的例子的在相对于彼此不同的旋转处示出的物品的示意图；

图5a和5b分别示出了在不同倾斜角下的钞票的安全线的分段；

图6描绘了根据本公开的例子的展示正交视差光学效应的物品的透视图；

图7a、7c和7e分别示出了根据本公开的例子的具有在不同倾斜角下的安全元件的有价值的物品；

图7b、7d和7f分别示出了根据本公开的例子的对应于图7a、7c和7e之一所示的安全元件的亮度曲线图；

图8a-8c分别示出了根据本公开的例子的在各种倾斜角下的安全元件；

图8d示出了根据本公开的例子的对应于图8a-8c所示的安全元件的亮度曲线图；

图9示出了根据本公开的例子的具有反射对称性的反射段的阵列；

图10示出了根据本公开的例子的由设置在具有反射对称性的基底层上的反射条带的阵列形成的物品的透视图；

图11示出了根据本公开的例子的包含以反射对称性被定向的磁性可定向薄片的物品的透视图；

图12a、12c和12e分别描绘了根据本公开的例子的具有在不同倾斜角下的安全元件的有价值的物品；

图12b、12d和12f分别示出了根据本公开的例子的对应于图12a、12c和12e之一所示的安全元件的亮度曲线图；

图13示出了根据本公开的例子的具有相对于彼此的旋转对称性的反射表面的简单布局的透视图；

图14a示出了根据本公开的例子的具有以对彼此的旋转对称性被定向的第一组反射表面和第二组反射表面的物品的透视图；

图14b和14c分别示出了根据本公开的例子的在不同倾斜角下的在图14a中描绘的物品的视图；

图15示出了根据本公开的例子的具有相对于彼此的旋转对称性的弯曲反射表面的布局的透视图；

图16a示出了根据本公开的例子的具有以对彼此的旋转对称性被定向的第一组磁性可定向薄片和第二组磁性可定向薄片的物品的透视图；

图16b和16c分别示出了根据本公开的例子的在不同倾斜角下的在图16a中描绘的物品的视图；

图17a和17c分别描绘了根据本公开的例子的具有在不同倾斜角下的安全元件的有价值的物品；

图17b和17d分别示出了根据本公开的例子的对应于图17a和17c之一所示的安全元件的亮度曲线图；以及

图18是根据本公开的例子的用于为磁性可定向薄片定向的装置的示意图。

详细描述

为了简单性和说明性目的，本公开通过主要参考其例子来被描述。在下面的详细描述中，阐述了很多具体的细节，以便提供本公开的彻底理解。然而容易明显，本公开可以被实践而不限制到这些具体的细节。在其他实例中，没有详细描述一些方法和结构，以便不会没有必要地使本公开模糊。如在本文所使用的，术语“a”和“an”意欲表示特定元件中的至少一个，术语“includes(包括)”意指包括但不限于，术语“including(包括)”意指包括但不限于，以及术语“basedon(基于)”意指至少部分地基于。如在本文所使用的，术语“基本上”、“近似”和“大约”指示在规定值的+/-5％内的值的范围。

此外，在附图中描绘的元件可以包括附加的部件，并且在这些附图中描述的一些部件可以被移除和/或修改而不偏离本公开的范围。此外，在附图中描绘的元件可以不按比例绘制，且因此元件可以具有与在附图中所示的尺寸和/或配置不同的尺寸和/或配置。如在本文所使用的，术语“正交观察角”可以被定义为从正交(垂直)于表面的角度的观察。

在本文公开了提供正交视差光学效应的物品。在一些例子中，这些物品可以被放置在另一物品(诸如有价值的文件、安全标签或类似物品)中。可以描述正交视差效应，由此，使物品的上边缘远离或朝着观察者倾斜，他或她可以感知到从左向右或从右向左移动的反射光的明亮形状。作为另一个例子，通过使左边缘远离或朝着观察者倾斜，他或她可以感知到从顶部到底部或从底部到顶部移动的反射光的明亮形状。在一些例子中，效应是否以及如何被感知可取决于安全设备如何放置在物品上或内、上边缘是否远离或朝着观察者倾斜、和/或光源的位置、强度和/或距离。可替代地，可以描述正交视差光学效应，由此，存在旋转轴(位于物品中的轴)，使得围绕该轴旋转物品的观察者根据光源来观察沿着旋转轴移动的反射形状或图像。正交视差光学效应可以进一步被描述为这样的光学效应：其中光学特征(诸如看起来比物品的其它区段更亮或更暗的形状)看起来在与物品的倾斜方向正交的方向上穿过物品移动。因此，例如，当物品围绕水平轴倾斜时，光学特征可能看起来在纵向方向上移动。应当注意，本文描述的移动的形状可以是任何图像，包括但不限于带(如至少在图5a-b、7a-f、8a-c等中所示的)、徽标、符号、图形等。此外，观察者可以包括照相机、观察设备(例如显微镜、双筒望远镜等)或动物(包括人类)的物理眼睛。

在例子中，反射条带例如通过基底层的凹凸压印而在基底层上形成。在这个例子中，基底层可以被凹凸压印以具有条带，其中条带的表面可以是扭曲的或有平坦刻面的。条带可以具有相对于基底层的角度，其中角度的值可以不同或者随着沿着轴的距离的变化而改变。例如，条带的角度的值可以随着沿着轴的距离的变化而持续增加。在其他例子中，条带的角度的值可以沿着轴逐步增加。该增加可以是线性的或非线性的，并且可以导致反射条带或一系列反射条带具有螺旋或螺旋状结构。

在一些例子中，反射性磁性可定向薄片可用于产生正交视差光学效应。在这些例子中，每个磁性可定向薄片可以具有相对于基板的平面的相应二面角，其中磁性可定向薄片的相应二面角根据在流体载体暴露于固化辐射时(经历)的磁场的方向而被设置在给定值处。在例子中，薄片的相应二面角的值可以随着沿着轴的距离(以及因此的位置)的变化而不同。例如，磁性可定向薄片被定向的角度的值可以随着沿着轴的距离的变化而持续增加。该增加可以是线性的或非线性的，并且可以导致角度具有螺旋或螺旋状结构。二面角可以被定义为在第三平面中的两个平面之间的角度，该第三平面以直角切割相交线。

可以等效地被称为光学元件或安全元件的、本文公开的物品可以例如设置在金融文件(诸如钞票、货币、股票等)上或其他产品(诸如软件文件、安全封条和与认证和/或防伪设备类似的物体)上。

首先参考图1a和1b，分别示出了根据本公开的两个例子的展示所产生的光学效应的正交视差运动的螺旋反射镜100的示意图。具体地，图1a和1b所示的螺旋反射镜100可以被描述为扭曲的反射表面。在图1a中，表面102被描绘为具有在xy参考平面104上的点a、b和c，而点d在方向106上升高。具有点abcd的表面102的ad边缘在表面102和参考平面104之间形成角度α。可替代地，表面102的两个或更多个点可以在参考平面104之外，如图1b所示。

在图1b中，沿着边缘ad定位的点d被升高到参考平面104上方，定义角度α。沿着边缘bc的点b被升高到参考平面之上，与参考平面104形成角度β。在这个说明性例子中，角度α和β的值可以在从0°到90°的范围内变化。在参考平面104上方的点b和/或点d的升高产生螺旋反射镜100的表面102的扭曲。螺旋反射镜100通常沿着线gh(图1b)的扭曲可以是顺时针或逆时针的。

螺旋反射镜100的扭曲在反射镜的整个长度上可以是均匀的。可替代地，扭曲在螺旋反射镜100的长度上可能是不均匀的。例如，图2示出了可能的条带结构。本公开的螺旋反射镜可以基本上与例子200、202、204和/或206中的任一个对准。然而，图2仅仅是示例性的，并且本公开不限于此。如同任何反射镜一样，螺旋反射镜反射从光源到达它们的光。从螺旋反射镜反射的光不同于从平面或球面反射镜反射的光。当由点光源照射的螺旋反射镜绕其轴旋转时，观察者观察反射光斑沿它的轴的移动，如图3a-3c示意性所示的。

具体地，图3a-3c分别描绘了在条带302上的假想段的微反射镜阵列，该条带302由首尾相连地布置的、被标记为#1-7的一串七个正方形假想段组成，以模拟螺旋微反射镜的表面。图3a、3b和3c各自示出了在参考平面300上方围绕ab轴的三个不同旋转位置处的假想段的同一螺旋微反射镜阵列。光源304和观察者308被定位成使得平行于参考平面300定位的假想段将来自光源304的光反射到观察者308，观察者308在本文示意性地被表示为照相机。当假想段的微反射镜阵列绕ab轴旋转时，光源304由在平行于参考平面300的条带302上的特定假想段#1-7反射到观察者308。应该注意，条带302的表面可以是光滑的，并且为了说明的目的，假想段被描绘。

在图3a的例子中，在条带302上的假想段的微反射镜阵列绕ab轴旋转-50度。在这个位置上，现在平行于参考平面300被定向的白色假想段#7在方向306上朝着观察者308(照相机)发送光。在图3b中，与图3a相比，在条带302上的假想段的螺旋微反射镜阵列绕ab轴旋转+25度。在图3b中，假想段#4平行于参考平面300，并将光反射到观察者308。在图3c中，与图3b相比，假想段的螺旋微反射镜阵列绕ab轴旋转了另一+25度。在图3c中，假想段#1平行于参考平面300，并将光反射到观察者308。因为假想段#1-7在假想段的微反射镜阵列302绕ab轴旋转时顺序地反射光，所以绕ab轴旋转螺旋微反射镜条带302可给出沿着ab轴移动的照亮的(或明亮)段的错觉。

螺旋微反射镜条带302可以被复制以提供螺旋微反射镜的二维阵列，其中1-d螺旋平行于彼此被定位，并且可以形成为如图5a所示的安全线。在其他例子中，如图4a-4c所示，多个串(或列)的反射条带的可以在基底层上以阵列的方式设置。图4a-4c分别描绘了根据本公开的例子的物品400的透视图。在这些图中的物品400被描绘为包含反射条带402，其被显示为设置在基底层404的上表面上。换句话说，基底层404的上表面可以被刻面以形成多串406(或等效地，列)反射条带402，条带402沿着第一方向410彼此大致平行地布置，并且在第二正交方向412上延伸。此外，在每行406中的反射条带402可以与410-412平面具有角度，该角度的值随着沿着条带402的距离(例如在第二方向412上的距离)的变化而变化。根据例子，当物品400围绕由箭头412表示的轴旋转时，光可以从反射条带402的相邻区段反射，使得反射光看起来在平行于方向412的方向上移动。换句话说，反射光看起来在横向于物品400倾斜的方向上移动。

在图4b-4c的例子中，串402的条带402是有刻面的，并且对于在沿着第一方向410延伸的各行中的条带，在各个条带402和410-412平面之间形成的二面角的值被描绘为是近似相等的。然而，在图4b-4c的例子中，在给定行中的条带的二面角的值被描绘为不同于在相邻的或平行的行中的条带的二面角的值。类似地，在图4a的例子中，在第二方向410上在给定和共同的值处取的平行条带402的二面角的值被描绘为是大致相同的。同时，当取第二方向412上的不同的给定和共同的值时，获得平行条带402的二面角的第二值，其中第二值不同于第一值。换句话说，在图4a的例子中，各个条带402的二面角的值随着沿着412方向的位置的变化而变化。此外，条带402的角度的变化可以遵循螺旋结构、几乎螺旋结构、双螺旋结构或诸如此类。在其他例子中，条带402可以具有弯曲的反射表面。在另外的其它例子中，沿着公共平面或轴定位的条带402中的至少一些可以沿着第二方向412相对于彼此具有关于第一方向410和/或第三方向414的不同角度。在图4b的例子中，条带是有平坦刻面的，而图4c的例子利用刻面，刻面的顶表面包含周期性微结构，诸如衍射光栅、全息图和诸如此类。

反射条带402可以通过凹凸压印基底层404的上表面来形成。图4a-4c所示的基底层404可以由聚合物材料、塑料材料、金属材料和/或其组合形成。作为特定例子，采用辊的形式的凹凸压印模具可以在升高的温度下被压在移动的基板上，以将凹凸压印模具的表面的浮雕复制到基板的表面上。在另一个例子中，将微浮雕凹凸压印到基板的表面上可以在涂覆在基板的表面上的一层uv敏感清漆中被执行，以及后面是清漆的固化。在基底层404由聚合物和/或塑料材料形成的例子中，反射材料可以被涂敷到基底层404的上表面上，以在上表面的凹凸压印之后形成反射条带402。在基底层404由金属材料形成的例子中，基底层404的上表面可以被抛光，例如以使上表面是光反射的并因而形成反射条带402。除了上述的例子之外或对上述例子替代地，基底层404的上表面可以被涂覆有滤色材料和/或变色材料，诸如薄膜干涉光学可变设备。

根据例子，由相邻反射条带402形成的二面角的值可以以均匀的方式改变。在这些例子中，反射条带402中的每个相邻反射条带402可以在类似的相对于基底层的二面角下被定向。在其他例子中，反射条带402可以形成为使得反射条带402中的邻近反射条带402具有这样的二面角：该二面角的值相对于基底层是不均匀的。在这些例子中，相邻反射条带402的二面角的值可以以不均匀的方式变化，即，当与相邻反射条带402的角的值相比时，可以非线性地扩展。

在图4a中，反射条带402的行被描绘为由相对平滑的连续表面形成，使得沿着每个列406连续地形成反射条带402。如所示，反射条带402的二面角的值可以沿着每个相应的列406以平滑和连续的方式变化。在图4b中，反射条带402被描绘为由沿着各个相应列406的有平坦刻面的条带形成，而在图4c中，反射条带402被描绘为由基底层404的微结构化区段形成。在图4b和4c的每一个中，反射条带402的尺寸可以在从大约1x1μm到大约250x250μm的宽范围内变化。此外，物品400也可以具有在宽范围内变化的其它尺寸。此外，可以根据光学效应的外观和安全元件的尺寸来控制物品400的尺寸。

现在参考图4d，示出了包含四个反射条带402(a-d)的物品400的示意图，每个反射条带具有螺旋反射表面。第一反射条带402(a)被显示为具有棋盘格图案，以更好地展示反射表面可以如何弯曲。在图4e中示出了第一反射条带402(a)的放大版本。如所示，条带402的反射表面可以被弯曲或扭曲到相对于轴420的角度α和β。轴420可以平行于方向412。此外，在物品400中的每个剩余反射条带402(b-d)可以类似于第一反射条带402(a)。为了简单性的目的，物品400被描绘为具有相对少的数量的反射条带402，且因此应当理解，物品400可以包括任何数量的反射条带402。

通过创建安全特征以生成合成运动图像，可以使运动明亮(或发亮)条带402在安全特征上变得更有吸引力或吸引人，该合成运动图像相对于物品400移动的方向在物品400的边缘内横向移动。作为例子，合成运动图像可以是物体的轮廓、符号、数字、字母、其组合等。

在图4f中描绘了包含合成运动图像的物品400的例子，其中多个数字被凹凸压印在物品400的表面上。物品400被描绘为包括五个数字422-430和被凹凸压印有不同纹理的周围区域432。数字422-430中的每一个可以表示具有螺旋表面的微反射镜的阵列，该螺旋表面在方向412上被复制并且被成形为数字5。数字422-430中的每一个的轮廓被描绘为：沿着微反射镜的表面在方向412上的旋转，是相同的。然而，在数字422-430上的微反射镜的表面围绕平行于方向410的轴434的旋转角度可以不同于其它数字422-430的旋转角度。例如，在412-414平面中的数字422的表面的右侧的旋转角度被描绘为40°。在412-414平面中的相同数字422的左侧的旋转角度被描绘为20°。剩余数字的旋转角度也可以沿着方向410变化，并且对于在数字422-432的表面中的不同旋转角度的趋势可以追溯到图4f。

周围区域432的结构可以不同于形成数字422-430的表面的结构。例如，周围区域432可以具有金字塔形纹理、不规则或栅格纹理或诸如此类。周围区域432的目的可以是散射入射光或者在不同于数字422-430中的微反射镜的反射方向的方向上反射入射光。根据例子，周围区域432的纹理可以用闪耀光栅并通过在方向410上复制光栅436来制造。光栅436可以具有角度γ，角度γ在周围区域432中在整个物品400上保持相同。在这点上，周围区域432可以用作数字422-430的背景，例如以使数字422-430更容易可见。

现在参考图4g，示出了在图4f中描绘的物品400的示意图。具体地，图4g描绘了当物品400在第一旋转位置时来自光源440的光照射物品400的例子。在图4g所示的旋转位置，来自光源440的光可以从第一数字422如由箭头442所指示地反射到观察者444，使得观察者444看到第一数字422的合成图像446。此外，光可能不从周围区域432反射到观察者444。

现在转向图4h，其示出了在图4g中描绘的物品400的示意图，其中物品400被旋转。如所示，物品400被描绘为围绕轴450旋转，如由箭头452所描绘的。物品400的旋转可以使来自光源440的光如由箭头442所指示的从第三数字426朝向观察者444反射，使得观察者444看到第三数字426的合成图像446。此外，第一数字422现在可以在由箭头454指示的方向上反射光，该方向是远离观察者444的方向。因此，例如，合成图像446现在沿着由箭头456指示的方向向左移动，这可以对观察者444产生数字446的运动的错觉。

现在转到图4i，其示出了在图4g和4h中描绘的物品400的示意图，其中物品400进一步旋转。如所示，物品400被描绘为围绕轴450旋转，如由箭头452所描绘的。如图4i所示，物品400的进一步旋转可以使来自光源440的光如由箭头442所指示的从第五数字430朝向观察者444反射，使得观察者444看到第五数字430的合成图像446。此外，第一数字422现在可以在由箭头454指示的方向上反射光，且第三数字426现在可以在由箭头458指示的方向上反射光，该方向是远离观察者444的方向。因此，合成图像446现在沿着由箭头456指示的方向进一步向左移动，这可以进一步对观察者444产生数字446的运动的错觉。

根据例子，包含如图4a-4i所示的反射条带402和/或微反射镜的阵列的物品400可以在钞票和/或其他有价值的文件(诸如信用卡、真实软件文件等)的光学安全元件的制造中实现。作为例子，在具有在本文公开的反射条带402的阵列的光学安全元件与其它光学安全元件之间的差异是，当光学安全元件向上或向下(或从一侧到另一侧、对角地等)倾斜时，在本文公开的光学安全元件可以产生光学效应的正交视差运动。通过凹凸压印技术产生的反射条带402的阵列可用于安全线的制造。在图5a和5b中展示了这种线的片段。

如图5a和5b所示，安全线500被描绘为放置在钞票502的顶部上。图5a描绘了在接近垂直的观察角下的安全线500。如图5a所示，光的反射形状504相邻于安全线500的右侧。当如图5b所示钞票502在方向506上远离观察者倾斜时，明亮的形状移动到安全线500的左边缘508。

根据例子，安全线500可以包括包含反射条带402的物品400，反射条带402以图4a-4i所示的任何方式布置。安全线500也可以通过在安全线500的顶部上涂敷一层着色清漆、通过沉积薄膜干涉结构或诸如此类来被着色，以使安全线500变成变色的。在例子中，螺旋反射段的阵列可以被制造为携带凹凸压印的微结构的像素化结构，该凹凸压印的微结构产生以图像(例如徽标、符号、形状)或另一类型的图像(当物品相对于观察者倾斜时，该图像垂直地移动，如上面参考图4f-4i所讨论的)的形式的反射光。另外或在其他例子中，螺旋反射段的阵列可以被制造为携带凹凸压印的平面条带的像素化结构，凹凸压印的平面条带产生图像(例如徽标、符号、形状)或另一类型的图像(当物品围绕所述旋转轴前后倾斜时，该图像沿着旋转轴垂直地移动)的形式的反射光。

根据其他例子，本文公开的物品(例如光学安全元件)可以包括在外部磁场中排成一列的磁性可定向薄片，以形成展示具有反射光的正交视差运动的光学效应的微反射镜的阵列。在图6中描绘这种物品600的一个例子。物品600被描绘为包括基板602，基板602可以是纸、塑料或其他类型的材料。通过应用合适的技术，基板602可以被涂覆有印刷在基板602上的安全油墨的层604。例如，可以通过使用喷墨打印机、经由油墨辊或诸如此类来将层604涂覆到基板602上。在任何方面中，层604可以包括分散在层604中的磁性可定向薄片606，其中磁性可定向薄片606可以是反射性的。

根据例子，当层604处于液体状态时，物品600可以穿过磁场，并且当磁性可定向薄片606的区段位于具有期望磁场方向的磁场的部分内时，辐射可以施加到层604上以固化或干燥液体层604。也就是说，当层604处于液体状态时，磁性可定向薄片606可以变得基本上与期望磁场方向排成一列，并且层604的固化可以将磁性可定向薄片606锁定在磁性可定向薄片606已经变得被定向的角度处。可通过使用具有位于辐射源和物品600之间的至少一个开口的辐射阻挡掩模来将在层604中的各种位置处的磁性可定向薄片606锁定到期望的取向上。也就是说，辐射可以选择性地被施加到层604上，以选择性地将磁性可定向薄片606锁定在期望的取向上，而不锁定没有被定向到期望角度的其它磁性可定向薄片606。

根据例子，当层604相对于磁场被定位时，层604可以被固化，使得层604中的至少大部分磁性可定向薄片606如图6所示的排成一列。也就是说，例如，层604可以沿着第一维度610和第二维度612延伸，其中第二维度612垂直于第一维度610。此外，磁性可定向薄片606可以分散在层604中，并且沿着公共平面定位的在第二维度612中延伸的磁性可定向薄片606中的至少大部分磁性可定向薄片具有相对于基板602的平面的二面角，其遵循沿着第二维度612的螺旋布置。

在图6中，磁性可定向薄片606被描绘为沿着在区域608中的磁性可定向薄片606的阵列的纵向行布置在层604中。如所示，在行“a-g”中的每行中的所有磁性可定向薄片606可以在相对于基板602的主平面相同的二面角下被定向。也就是说，在行“a”中的所有磁性可定向薄片606可以相对于基板602的主平面和基板运动方向616在相同的角度αa下被定向，其中角度αa在大约90°＜αa＜180°之间。同样，在行“b”中的磁性可定向薄片606可以相对于基板602的主平面和基板运动方向616在相同的角度αb下被定向，其中角度αb不同于角度αa。在其余行c-g中的磁性可定向薄片606的倾斜角也可以不同于在其他行中的磁性可定向薄片606的倾斜角。

在图6中，磁性可定向薄片606也被描绘为沿着在区域608中的阵列的横向列布置在层604中。磁性可定向薄片606沿横向列“a”-“h”中的每列的倾斜角的值逐步变化。例如，在横向列“a”-“h”中的倾斜角的值从角度δ1(在图6中被显示为在范围180°>δ1>90°内)的值变化到角度δn(在图6中被显示为在范围90°>δn>0°内)。由于沿着在单个横向列“a”中的一串磁性可定向薄片606的倾斜角的值的这种变化，磁性可定向薄片606可以沿着垂直于运动方向616的方向并且在位于基板602的平面内形成螺旋取向。

根据例子，包含磁性可定向薄片606的物品600可以在钞票和其他有价值的文件(诸如信用卡、真实软件文件等)的光学安全元件的制造中实现。

一般来说，本文公开的物品400和600可产生正交视差光学效应。当包含安全元件的有价值的物品(诸如物品400、600)以某种方式倾斜(并因此绕所选择的轴旋转)时，正交视差光学效应提供反射光沿所选择的轴的表观移动。在图4a-4i的例子中，有价值的物品围绕412轴倾斜(通过在410-414平面中的前后运动而倾斜)，朝着第一方向410观看的观察者看到正交视差光学效应从左向右或从右向左移动。在下面的附图中展示了具有正交视差光学效应的安全元件的例子。安全元件可以包括上面讨论的物品400、600中的一个。

参考图7a，示出了具有矩形安全元件702的有价值的物品700，在这种情况下物品700是钞票。应当注意，安全元件702仅仅是示例性的，并不限于矩形的或与钞票一起使用或作为安全元件。例如，安全元件702可用在任何物品(包括但不限于标签、包装、广告等)上，并且可以具有任何形状。如图703所示，可以用以“扭曲条带”705的方式排成一列的磁性可定向薄片示意性地表示安全元件702，其中条带705的旋转轴706平行于安全元件702的下侧。安全元件702可以是上面讨论的物品400、600中的一个。如所示，安全元件702的左侧区域看起来很暗，以及右侧区域看起来很亮。在图7b中描绘的亮度曲线图710中表示在安全元件702中的亮区和暗区的位置。如图7b所示，安全元件702的亮度具有对应于特征的反射形状的峰。

在例子中，如图7c所示的有价值的物品700的倾斜(其中上边缘远离观察者地倾斜约2°-25°)(有价值的物品700围绕其水平轴703的旋转，如箭头705所表示的)可以将反射形状或图像704从安全元件702的右边缘移动到如图7c所示的中心。在图7d中的亮度曲线图720和图7b中的亮度曲线图710之间的比较中示出这个移动。在一些例子中，这个移动可能看起来是连续的。

倾斜角(围绕水平轴的旋转角)的进一步增加使明亮的反射形状或图像704横越到安全元件702的左边缘，如在图7e中展示的。图7f中的亮度曲线图730示出了当在该特定倾斜角下观看有价值的物品700时亮度的峰位于安全元件702的左边缘附近。

参考在图8a-8c中描绘的图像800，概述了在不同图像倾斜角下的正交视差光学效应的例子的动态特性。图8a中的图像800可以对应于与图像800近似正交(垂直)的观察角度。如所示，明亮的形状或带802可以在图像800的右侧处是可见的。图8b示出了图像800的上边缘远离观察者倾斜10°，而图8c示出了图像800的上边缘远离观察者倾斜25°(图像800围绕水平轴旋转)。如图8b和8c所示，当图像800的上边缘远离观察者倾斜时，明亮的形状或带802可能看起来从图像800的右侧行进到图像800的左侧。明亮的形状或带802因此可以遵循相对于图像800围绕特定轴的旋转的正交视差轨迹。在图8a-8c所示的图像800中的明亮形状或带802的正交视差右到左行进在图8d中描绘的亮度曲线图810中图形展示。

使用布置在相对简单的阵列中的反射条带402、606产生在图3、图5、图7和图8的例子中展示的正交视差光学效应。在其他例子中，不同的正交视差光学效应可以由其他类型的反射条带阵列(诸如反射条带402、606的两个螺旋阵列，螺旋阵列的螺旋行为关于分割平面是对称的)产生。关于平面的对称可以类似于物体和物体的平面反射，这可以被称为反射或镜像对称。图9示意性地示出了具有反射对称性的反射条带402、606的阵列900的例子。具有图9所示的反射对称性的反射段402、606的阵列900包括两个部分902和904。第一部分902填充有棋盘格图案，以及第二部分904填充有斑马图案，以更好地将这些部分彼此区分开来。部分902和904被描绘为相对于平面906是对称的。部分902和904的、相邻于平面906的边缘被显示为在平面906中在方向908上逆时针旋转。部分902和904的外边缘被描绘为在方向910上顺时针旋转。部分902和904在方向910上的相应旋转角度可以彼此相同或可以彼此不同。

在图10中描绘了由设置在基底层1004上的反射条带1002的阵列形成的物品1000的例子，该反射条带1002具有关于平面1006的反射对称性。物品1000可以类似于在图4a中描绘的物品400。在图11在描绘了包含分散在层1104中的磁性可定向薄片1102的物品1100的例子，该层1104可以是有机粘合剂。如所示，通过将物品1100放置在具有期望矢量力角的磁场的部分中并且通过在磁性可定向薄片1102基本上与期望矢量力角排成一列(例如在+/-1°内)时施加辐射，磁性可定向薄片1102可以被定向为处于关于平面1106的反射对称性中。在物品1100的区域1108和1110中的磁性可定向薄片1102被描绘为相对于平面1106处于相对于彼此的反射对称性中，平面1106垂直于层1104的主表面。物品1100的区域1110可以类似于在图6描绘的物品600。

由具有反射对称性的物品1000和1100产生的正交视差光学效应可以不同于图7a-7f所示的正交视差光学效应。在视觉上，正交视差光学效应的外观在垂直观察角下可以表现为在印刷特征的中间的反射形状或图像。参考图12a-12f示出并描述了这个正交视差光学效应的例子。在图12a中，示出了具有矩形安全元件1202的有价值的物品1200，其在这种情况下是钞票。安全元件1202可以包括上面讨论的物品1000、1100中的一个。如所示，当在垂直于表面的观察角下观察时，明亮的形状或图像1204在安全元件1202上是可见的。在图12b中描绘的亮度曲线图1210中表示在安全元件1202中的明亮形状或图像1204的位置。如在该图中所示的，安全元件1202的亮度在横跨安全元件1202的宽度的曲线上展示宽度最大值(例如，安全元件1202的宽度的至少50％)。在例子中，形状或图像1204可以比图7a、7c和7e所示的形状或带704相对更宽。

图12c示出了有价值的物品1200的10°倾斜，其中有价值的物品1200的上边缘远离观察者移动。如所示，以这种方式倾斜可以产生在安全元件1202的中间观察到的明亮形状或图像1204到较小宽度的两个明亮形状或图像1204的分裂，这两个明亮形状或图像1204分别同时移动到安全元件1202(其可以等效地被称为光学元件)的左边缘和右边缘。在图12c中所示的安全元件1202的亮度的曲线图1220在图12d中被描绘，并且展示在这个倾斜角下在曲线上的两个峰的出现。

如图12e所示，有价值的物品1200的上边缘远离观察者进一步倾斜到更高角度，可以引起明亮形状相对彼此的更宽扩展，并且可以使明亮形状1204在安全元件1202的左边缘和右边缘附近变得更窄，伴随着在安全元件1202的中间的暗区域的加宽。图12e所示的安全元件1202在该特定倾斜角下的亮度的曲线图1230在图12f中被描绘，并且示出了这个光学效应。如果有价值的物品1200的上边缘朝着观察者倾斜返回，则例如当倾斜角接近0°时，它可能使图12e所示的两个明亮形状或图像1204塌缩成单个形状，如图12a所示。在图12a-12f的例子中，通过围绕水平轴旋转有价值的物品1200，来使上边缘前后倾斜。

如可以从图7a-7f和12a-12f看到的，明亮形状或图像的形式的从物品400、600、1000、1100反射的光的区域的移动的特性是从物品400、600、1000、1100的一个边缘的平滑移动，或者是单个明亮形状到两个明亮形状的平滑分裂。然而，对于具有不同特征的物品，物品400、600、1000、1100中的反射率的即时on和off切换是可能的。在简单的布局中，物品400、600、1000、1100可以表现为螺旋反射镜的极端版本，其中反射镜的预定百分比的面积由在第一二面角下倾斜到基板的平面条带覆盖(第一区域)，并且第二百分比的表面由在第二且不同的角下倾斜到基板的平面条带覆盖(第二区域)。在一个例子中，这些区域展示关于笛卡尔坐标的z轴(垂直于表面的线)的旋转对称性。在图13中示意性地描绘这个简单布局1300的例子。图13中的第一平坦表面1302围绕z轴旋转180°，以便对第二平面1304是旋转对称的。

如图13所示，来自光源1306的光可以沿着方向1308照射第一平坦表面1302。第一平坦表面1302可能看起来是明亮的，因为第一平坦表面1302将朝向观察者反射光。相反，偏离光源1306的反射角的第二平坦表面1304可能在同一观察者看来是暗的。

现在转到图14a，其示出了物品1400，物品1400具有包围第一组反射条带1402的第一区域和包围第二组反射条带1404的第二区域，这两组反射条带以对彼此的旋转对称性被定向。反射条带1404可产生on和off正交视差光学效应。在给定的照明条件下，在物品1400的左侧区域中的反射条带1402可能看起来很亮，而在物品1400的右侧区域中的反射条带1404在物品1400的垂直观察角下可能看起来很暗，这在图14b中进行了描绘。物品1400(其上边缘远离观察者)的倾斜切换在如图14c所示的区域中的反射条带1402和1404的亮度。

尽管在物品400、1000和1400中的反射条带的表面(或等效地，反射表面)和在物品600和1100中的磁性可定向薄片常常被描绘为平面的，但是反射条带和/或磁性可定向薄片的表面可能不是平面的。替代地，如在图15中的布局1500中所示的，可以表示本文公开的反射条带402和磁性可定向薄片606中的任一个或两个的第一反射表面1502和第二反射表面1504被描绘为相对于平面1506是旋转对称的。第一反射表面1502和第二反射表面1504也被描绘为是杯状的，以便形成具有抛物面反射镜的特性的反射器。当来自光源1508的光照射第一反射表面1502时，第一反射表面1508可以将光线1510集中在焦点f1处。指向与第一反射表面1502相反的方向的第二反射表面1504可以不反射来自光源1508的光。然而，当物品1500倾斜时，第二反射表面1504可以开始反射从光源1508入射的光。

当第一反射表面1502和第二反射表面1504被组装在光学元件(诸如安全元件)的阵列中时，第一反射表面1502可以在由第一反射表面1502形成的阵列的区段上的中间中将光反射为明亮的形状。从图15所示的第一反射表面1502和第二反射表面1504组装的光学元件的倾斜，可以在用光照射的区域的中心产生明亮的形状。与在图14a-14c中描绘的光学元件相反，在图14a-14c中，当光学元件在相对于光源的正确角下倾斜时，在整个区域中的亮度被切换，如图15中所示的装配有抛物面或圆柱形反射表面1502、1504的光学元件可以仅反射聚焦光作为明亮的形状。

与有具有即时on和off跳动的光学特征的凹凸压印的反射条带相反，反射表面也可以用反射性磁性可定向薄片(例如磁性颜料的小片)产生。可以分散在有机粘合剂(等效地被称为流体载体、液体涂层、湿油墨、有机载色剂、油漆和诸如此类)中并印刷在一卷纸或一片纸的顶部上的可磁性定向薄片可以与预定磁场排成一列，并且可以通过经由uv或ir辐射进行的粘合剂的凝固而固定在它们的成角度状态中，该成角度状态可以对应于磁场方向。在图16a中描绘的物品1600中示出了磁性可定向薄片的排成一列的例子。如在这个图中所示的，包括一层流体载体1604的基板1602可以在方向1606上移动，该流体载体1604可以是油墨、有机粘合剂等。层1604被描绘为包含第一组磁性可定向薄片1608(图16a中用白色填充)和第二组磁性可定向薄片1610(图16a中用黑色填充)。基板1602与层1604的连续移动可引起的两个连续区域1612和1614的形成，其中在区域1612中的磁性可定向薄片1608相对于基板1602和行进方向1606在二面角α下排成一列，并且在区域614中的磁性可定向薄片1610相对于基板1602和与行进方向1606相反的方向在二面角β下排成一列。

图16b示出了在垂直观察角下来自磁性可定向薄片1608和1610的光的反射率。如所示，在给定的照明条件下，如果磁性可定向薄片1608是非彩色的和反射性的，则在左侧区域中的磁性可定向薄片1608可能看起来很亮，而在右侧区域中的类似磁性可定向薄片1610可能看起来很暗。如图16c所示，以在其上角度远离观察者的情况下倾斜，可以使在左侧区域中的磁性可定向薄片1608看起来很暗以及在右侧区域中的磁性可定向薄片1610看起来很亮。然而，如果磁性可定向薄片1608、1610属于干涉变色颜料的家族，则这些区域的颜色可以对应于磁性可定向薄片1608、1610在油墨中倾斜的角度下的颜料的颜色特性。

现在转到图17a，其示出了具有光学安全元件1702的有价值的物品1700，在这种情况下是钞票。可以使用在图14a-14c所描绘的物品1400或在图16a-16c所描绘的物品1600来产生光学安全元件1702。为了说明的目的，光学安全元件1702被描绘为设置在有价值的物品1700的左侧上。如所示，光学安全元件1702被描绘为包括第一区域1704和第二区域1706。此外，在给定照明条件下的垂直观察角度下，第一区域1704可能看起来是明亮的，而第二区域1706可能看起来是暗的。可以在如图17b所示的亮度曲线图1710中用图形表示在第一区域1704和第二区域1706之间的表观差异。光学安全元件1702的左到右扫描可以显示亮度从黑色到明亮的瞬时变化。

如图17c所示，当有价值的物品1700(其上边缘远离观察者)倾斜时，第一区域1704可能看起来是暗的，而第二区域1706可能看起来是明亮的。在图17d中描绘的亮度曲线图1720展示了当有价值的物品1700倾斜时在第一区域1704和第二区域1706中的亮度如何交换。有价值的物品1700(其上边缘返回朝着观察者)的倾斜可以恢复在图17a中展示的光学安全元件1702的外观。

现在转到图18，其示出了根据本公开的例子的用于为磁性可定向薄片定向的装置1800的示意图。装置1800可被实现以为如图4a、图11和图16a所示的磁性可定向薄片定向。装置1800可以包括具有第一磁极1804和第二磁极1806的磁体1802。第一磁极1804可以具有第一极性，以及第二磁极1806可以具有相反的第二极性。例如，第一磁极1804可以是磁体1802的南极，以及第二磁极1806可以是磁体1802的北极。在其他例子中，第一极1804可以是北极，以及第二极1806可以是南极。如下面在本文更详细讨论的，磁体1802的相对磁极可以施加具有从磁体1802发出的磁场线的磁场。磁矢量力(也可以被称为“磁感应”)可以被定义为由磁场在从磁体1802发出的各种方向上施加的力。例如，磁体1802的磁极之一可以面向基板的底表面。

装置1800还被描绘为包括成对的辊的形式的进给机构1810，辊布置成在进给方向1814上使基板1816进给。尽管基板1816被描绘为由辊直接进给，但是基板1816可以替代地被支撑在支持架(未示出)上。如果被采用，支持架可以是皮带、平台、一排或更多排夹具、框架或诸如此类，并且可以支撑基板1816，使得当进给机构1810的辊旋转时，基板116可以连同支持架一起在进给方向1814上移动。在各种例子中，装置1800可以包括设置在进给机构1810的上游和/或下游的附加进给机构(未示出)。

基板1816可以由纸、塑料膜、层压板、卡片材料或诸如此类形成。在特定例子中，基板1816是可以被切割成货币的钞票。基板1816也可以在连续的卷中，或者是一系列基板薄片，或者具有任何分立或连续的形状。此外，基板1816的上表面的至少一部分可以被涂覆有流体载体1818，磁性可定向颗粒或薄片分散在该流体载体1818中。流体载体1818也可以被称为油墨、湿油墨或诸如此类。流体载体1818可以通过印刷技术(诸如凹版印刷、喷墨印刷、苯胺印刷、凹刻印刷、丝网印刷、油漆等)被涂敷。流体载体1818可以采用油墨或油漆的形式，并且可以保持处于流体形式至少一段预定长度的时间或者直到足够数量的能量被施加到流体载体1818上为止。例如，流体载体1818可以是液体或糊状载体，并且可以通过以紫外(uv)光、电子束、热、激光等的形式接收能量而可固化。作为特定例子，流体涂层1818可以是光聚合物、基于溶剂的载体、基于水的载体或诸如此类。此外，流体涂层1818可以是透明的、清澈的、无色的或着色的。

根据例子，具有磁性可定向薄片的流体载体1818可以在基板1816在磁体1802之上即将被进给之前被涂敷到基板1816上，使得当流体载体1818在磁体1802之上移动时，流体载体1818保持处于流体状态。在该例子中，当基板1816在进给方向1814上被进给时，装置1800的进给机构110或另一机构(未示出)可以将具有磁性可定向薄片的流体载体1818涂敷到基板1816上。在流体载体1818被涂敷到基板1816上之前或之后，磁性可定向薄片可以被混合到流体载体1818中。根据例子，磁性可定向薄片是非球形的和平面的薄片，即，可以使用磁场排成一列的颜料薄片，并且可以是反射性的和/或可以是变色的，例如，一个部分可以看起来是一种颜色而另一可以看起来是另一种颜色。磁性可定向薄片可以保持或可以不保持剩余磁化。作为例子，磁性可定向薄片可以在约1至约500微米宽之间和约0.1至约100微米厚之间。此外，磁性可定向薄片可以包括金属层(诸如铝、金、镍、铂、金属合金等的薄膜)，或者可以是金属薄片(诸如镍、铁或合金薄片)。可替代地，磁性可定向薄片可以被涂覆有着色层，或者可以包括光学干涉结构，诸如吸收体-隔板-反射体法布里-珀罗型结构。

垂直于磁性可定向薄片的平面观察到的磁性可定向薄片可能看起来是明亮的，而沿平面的边缘观察的磁性可定向薄片可能看起来是暗的。例如，当磁性可定向薄片在垂直于观察者的位置上时，来自照明源(未示出)的光可以从磁性可定向薄片反射到观察者。然而，如果磁性可定向薄片相对于垂直于观察者的平面倾斜，则磁性可定向薄片可以在边缘上被观察到，且因此可能看起来是暗的。类似地，如果磁性可定向薄片是变色的，则磁性可定向薄片可能看起来当沿着法线平面被观看时是一种颜色，而当沿着倾斜平面被观看时是另一种颜色或更暗的。尽管在本文特别提到磁性可定向薄片被促使与至少一个磁体的磁场的方向排成一列，但是应当理解，在实例中，少于全部的磁性可定向薄片可以变得与磁场的方向排成一列，同时仍然导致期望光学效应。

根据例子，在流体载体1818凝固或干燥之前，基板1816可以移动而通过磁体1802的磁场，以使磁性可定向薄片能够在磁场的方向上被定向。也就是说，进给机构1810可以使基板1816沿着进给方向1814进给，使得流体载体1818中的磁性可定向薄片通过由磁体1802的第一磁极1804和第二磁极1806施加的磁场被进给。磁场可以被描绘为具有从磁体的磁极发出的磁场线(磁通密度)。可替代地，磁场可以被描述为由矢量力组成，并且磁性可定向薄片可以变得与矢量力紧密地排成一列。此外，因为矢量力在整个磁体102上是不均匀的，磁性可定向薄片的取向可以根据磁性可定向薄片相对于第一磁极1804和第二磁极1806的位置而变化。因此，当基板1816被进给而通过由第一磁极1804和第二磁极1806施加的磁场时，磁性可定向薄片的取向可以改变。换句话说，磁性可定向薄片的二面角可以相对于基板1816的平面改变(二面角被定义为在第三平面中的两个平面之间的角度，该第三平面以直角切割相交线)。

如也在图1a中所示的，装置1800可包括辐射源1820(或辐射源1820的阵列)，当基板1816在进给方向1814被进给时，辐射源1820可将辐射施加到流体载体1818上以固化流体载体1818或以其他方式使流体载体1818凝固。辐射源1820可以施加紫外(uv)光、电子束、热、激光或诸如此类的形式的辐射。具有至少一个开口1824的掩模1822也被描绘为位于辐射源1820和流体载体1818之间，以控制当基板1816由辐射源1820经过时流体载体1818的哪个或哪些部分接收来自辐射源1820的辐射。辐射通过至少一个开口发射到基板1816的位置可以被认为是辐射覆盖区。掩模1822可以具有在约0.25mm至2.5mm(0.01”至约0.1”)的范围内的厚度。根据例子，至少一个开口1824相对于磁体1802巧妙地被定位，以使磁性可定向薄片至少部分地固定在预定取向处，同时防止磁性可定向薄片至少部分地固定在其它取向处。一个或更多个开口1824可以被定位成将磁性可定向薄片至少部分地沿着垂直(或等效地，正交或横向)于进给方向1814的方向上以相对于彼此的螺旋或双螺旋布置的方式并且基本上位于基板1816的平面内被固定。例如，掩膜1822可以具有两个或更多个分立的开口1824、连续变化的前缘、逐步变化的前缘等。此外，当基板1816正在进给通过磁场和辐射覆盖区时，磁性可定向薄片可以以特定布置的方式被固定。

在图18中还示出了第二辐射源1826，其也可以将紫外(uv)光、电子束、热或诸如此类的形式的辐射施加到流体载体1818上。与辐射源1820相比，第二辐射源126可以施加相同类型的能量或不同类型的能量。在任何方面中，第二辐射源1826可以是可选的，并且可以被实现以使流体载体1818进一步凝固。

尽管上面提到具有特定配置的装置1800，但是应当理解，装置1800可以具有各种其他配置而不偏离本公开的范围。例如，装置1800可以包括任何数量的磁体、辊等。此外，当基板围绕圆柱形辊或表面弯曲时，装置1800可以将磁性可定向薄片固定在期望的取向上。

尽管在整个本公开中被特别描述，但是本公开的代表性例子在各种应用中具有效用，并且上述讨论并没有被规定且不应被解释为限制性的，但作为对本公开的方面的说明性讨论被提供。

在本文描述和示出的是本公开连同其一些变形的例子。在本文使用的术语、描述和附图仅仅作为例证被阐述，且并不意欲作为限制。在被规定为由下面的权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围内，许多变化是可能的，其中所有术语在其最广泛的合理意义上被传导意思，除非另有指示。