粒的漏斗形排列的横截面图。
[0051]图21A和21B是图20A所示的颗粒排列所得到的图像的照片。
[0052]图22是在轴对称锥形磁场中衍射磁性颗粒排列的局部剖开的透视图。
[0053]图23和24是包含磁性衍射颗粒并朝观察者倾斜的轴对称印刷图的照片。
[0054]图25是示出当置于磁场时衍射薄片定向的图，其中薄片的凹槽示出与磁场线平行。
[0055]图26是分散在油墨薄层中的磁性颗粒的轴对称半球状排列的图，其形成印刷的凸面菲涅耳镜。
[0056]图27是图26所示的菲涅耳镜的横截面图，其中显示垂直于薄片的线沿线向点汇聚。
[0057]图28A和28B是半球凸面镜的照片。
[0058]图29是沿施加的半球形磁场的磁力线分散在油墨层中的磁性颗粒的轴对称排列的图，其形成印刷的非补偿凸面菲涅耳反射镜。
[0059]图30是分散在油墨层中的衍射颗粒的排列图。
[0060]图31是在黑色背景上用稀释油墨制成的印刷凸面菲涅耳镜的照片。
[0061]图32是示出分散在基底上印刷的油墨薄层中的磁性颗粒轴对称半球形排列的图。
[0062]图33是示出在其中具有凹槽形状光栅的磁性衍射颗粒333的凹面形排列的图，磁性衍射颗粒分散在油墨运载体332的薄层中，线垂直于颗粒表面334。
[0063]图34A、34B和34C是半球形排列的图的照片。
[0064]图35是分散在油墨层中的衍射磁性颗粒的轴对称凹面形排列的平面图，其在许多方面与图29类似。
[0065]图36是示出分散在油墨层中的颗粒的单个径向线中的衍射颗粒的位置和排列的图。
[0066]图37A是磁铁的透视图，该磁铁构成图37C所示的磁铁结构，用于提供如图37C所示的拱顶形磁场。
[0067]图37B是当绕其垂直轴旋转时具有一些图37A所示的磁铁的透视图。出于说明目的，在其旋转的两个不同的时刻示出了该磁铁，以便理解半球磁场如何形成。
[0068]图37C是在磁铁沿垂直轴完成一转后相同磁铁在旋转的三个角度的透视图。
[0069]图37D是图37C的磁铁排列的透视图，其中将具有油墨薄片的板被设置在拱顶形场中，并且其中在连续的两个图中板和场按箭头所示相对旋转。
[0070]图37E是类似于图37D的透视图，其中将板设置成靠近拱顶形场的顶部，并且其中在油墨中形成的半球图像的尺寸小于图37D。
[0071]图37F和37G是使用图37E的磁铁制成的滚动3D半球的图像，示出了当图像从一个位置倾斜到另一个位置时的不同位置的图像。
[0072]图37H是具有设置在盾的图像中的拱顶形薄片的半球的印刷图像。
[0073]图371是具有沿其轴形成的具有滚动条的盾的印刷图像。
[0074]图37J是图37H和371中形成的图像的复合图像，其中在多个步骤中施加油墨和磁场，由此在图37H上应用图371，并且其中当形成滚动半球时中心区域仅涂覆一次。
[0075]图38A是用于形成图38C的图像的碗形场的横截面图。
[0076]图38B是在图38A所示的磁场中排列的载体中的颜料薄片的横截面图。
[0077]图38C是在倒过来的半球的图38A中所示的场中用磁性薄片形成的图像，该半球看起来是滚动碗凹陷在页面中。
[0078]图39是微观结构的磁性颜料的单个颗粒的平面图。
[0079]图40是微观结构的磁性颜料的单个颗粒的横截面图。
[0080]图41是MgF2/Al/Ni/Al/MgF2#层磁性微观结构颜料的结构图。
[0081]图42a和42b是示出在沿凹槽的测量方向低调制(low-modulated)低频矩形光栅
(I)和高频正弦光栅(2)的多角度色彩轨迹图。
[0082]图43示出在低调制(SOnm)低频(140线/mm)矩形光栅的顶部上沉积的光学膜堆MgF2/Al/Ni/Al/MgF^光谱反射率。
[0083]图44示出在低频(140线/mm)顶部上沉积的光学膜堆MgF2/Al/Ni/Al/MgF2的光谱反射率。
【具体实施方式】
[0084]在本发明的各种实施例中提供了新颖和有创造性的磁场结构，其用于防伪和包装以及标签的应用中。通常，当在表面印刷或着色时，分散在液体涂料或油墨运载体中的光学可变颜料的颗粒一般使其本身被定向平行于表面。平行于表面的定向具有对来自涂覆表面的入射光的高反射率。当在液体介质中施加磁场时，磁性薄片可以相对于基底倾斜。薄片通常以这种方式排列，使得反射薄片的最长对角线和衍射薄片的凹槽的定向跟随磁场线。根据磁铁的位置和强度，磁场线可以以不同角度穿过基底，并将磁场薄片倾斜到这些角度。倾斜薄片对入射光的反射不同于平行于印刷基底表面的薄片。反射率和色彩都可以不同。在正常的视角观察，倾斜的薄片通常比平行于表面的薄片看起来更暗并具有不同的颜色。
[0085]印刷虚幻图像的例子
[0086]图1A是根据本发明一个实施例的印刷图像20A的简化的横截面图，出于讨论目的，它被称为“切换”光学效果图像或“翻转”图像。翻转图像包括第一印刷部分22和第二印刷部分24，并由过渡部分25分开。由例如油墨运载体或涂料运载体的载体28包围的颜料薄片26，在第一部分中平行于第一平面排列，在第二部分中的颜料薄片26’平行于第二平面排列。在横截面图中将薄片表示为短线。所述薄片是磁性薄片，即可以使用磁场排列颜料薄片。它们可以保留剩磁或可以不保留剩磁。在每部分中不是所有的薄片都彼此准确的平行或平行于各自的排列面，但总体效果本质上如图所示。这些图并未按比例画出。一般的薄片可以是20微米宽，大约I微米厚，因此这些图仅用于示出目的。在例如纸、塑料薄膜、薄板、卡片或其它表面的基底29上印刷或着色图像。为了讨论的方便，术语“印刷”通常用于描述将载体中的颜料施加到表面，它可以包括其它的技术，包括的其它技术可以称为“着色”。
[0087]通常，薄片沿垂直于薄片平面看是亮的，而沿薄片边缘看是暗的。例如，来自照射源30的光在第一区域从薄片反射到观察者32。如果图像按箭头34所示的方向倾斜，将会在端部(on-end)观察第一区域22的薄片，而光从第二区域24的薄片反射。这样，在第一观察位置，第一区域是亮的，第二区域是暗的，而在第二观察位置所述场将翻转，第一区域变暗，第二区域变亮。这提供了明显的视觉效果。同样，如果颜料薄片是变色的，一部分可以呈现第一颜色，另一部分可以呈现另一种颜色。
[0088]载体一般是透明的，可以是清澈或带色彩的，薄片通常具有相当的反射性。例如，载体可以被染成绿色，薄片可以包括金属层，例如铝、金、镍、铂或金属合金的薄膜，或者是金属薄片，例如镍或合金薄片。从金属层反射的光通过染成绿色的载体可以呈现亮绿色，而具有薄片的另一部分在端部看将呈现暗绿或另一颜色。如果薄片在清澈的载体中仅是金属薄片，那么一部分图像可以呈现亮金属色，而另一部分是暗的。作为选择，可以用染色的层涂覆金属薄片，或者薄片可以包括光干涉结构，例如吸收器-间隔器-反射器法布里一珀罗(Fabry-Perot)型结构。而且，在反射表面上形成衍射结构，以便提供增强的和附加的防伪特征。衍射结构可以具有在反射表面中形成的简单的线性光栅，或者具有更复杂的预定图案，仅当放大时该图案才可以辨别，但当观看时具有总体效果。通过提供衍射反射层，通过简单地旋转纸张、钞票或具有衍射薄片的结构，观察者可以看见颜色变化或亮度变化。
[0089]在美国专利N0.6，692，830中具体描述了制造衍射薄片的工艺。美国专利申请20030190473描述了彩色衍射薄片的制造。生产磁性衍射薄片类似于生产衍射薄片，然而要求有一层是磁性的。实际上，可以利用将其夹在铝层之间来掩饰磁性层；以这种方式，磁层基本上没有影响薄片的光学设计；或者同时作为吸收器、电介质或反射器对薄膜干涉光学设计起到光学上的积极作用。
[0090]图1B是以第一选择视角观看的在基底29上的印刷图像20的简化的平面图，它可以是例如钞票或股票证书的文件。印刷图像可以作为防伪和/或鉴定特征，因为虚幻图像不能影印，也不能利用传统印刷技术制造。第一部分22是亮的，第二部分24是暗的。剖面线40表示图1A所示的横截面。第一和第二部分之间的过渡部分25是相对明显的(sharp)。所述文件可以是例如钞票、股票证书或其它贵重的印刷制品。
[0091]图1C是以第二选择视角观看的在基底29上的印刷图像20的简化的平面图，该平面图是通过将所述图象相对于视点倾斜而获得的。现在第一部分22’是暗的，而第二部分24’是亮的。图像翻转的倾斜角取决于在图像的不同部分中的薄片的排列平面之间的角度。在一个例子中，当倾斜大约15度时图像从亮突然变暗。
[0092]图2A是根据本发明另一个实施例的运动的光学图案的印刷图像42的简化的横截面图，出于讨论目的它被定义为微观排列的柱状菲涅耳反射器或称为“滚动条”。所述图像包括由在基底29上印刷的透明载体28包围的颜料薄片26。颜料薄片排列成曲线方式。随着翻转，将光从颜料薄片的面反射到观察者的滚动条区域比没有直接将光反射到观察者的区域更亮。该图像具有菲涅耳聚焦线，它看起来非常象光带或光条，当图像相对于视角(假设固定照射源)倾斜时它们看起来沿图像移动(“滚动”)。
[0093]图2B是以第一选择视角观看滚动条图像42的简化平面图。亮条44出现在两个对比区域46、48之间的图像中的第一位置。图2D是以第二选择视角观看滚动条图像的简化平面图。亮条44’显示出已经“移动”到图像中的第二位置，对比区域46’、48’的尺寸也已经变化。随着图像倾斜(在固定视角和固定照明下)，颜料薄片的排列产生光条向图像下面“滚动”的虚幻效果。以另一方向倾斜图像时，光条呈现出以相反的方向(向上)滚动的效果。
[0094]光条也可以看起来具有深度，即使它印刷在平面中。实际的深度可能看起来显著大于印刷图像的物理厚度。发生这种现象的原因是光条是柱状凸面菲涅耳反射器虚幻的聚焦线