CN102914810A - 一种基于莫尔条纹技术的全息母版制作方法及全息图 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学全息防伪领域，具体地说，涉及一种基于动态莫尔技术生成的具有特殊光学防伪效果的全息图以及其全息母版的制作方法。本发明产生的莫尔条纹是基于动态莫尔技术原理通过计算机处理手段将条纹光栅信息制作成光刻颜色图和光刻灰度图，再利用激光光刻设备将动态莫尔条纹信息转移到光刻胶母版上。此方法制作得到的动态莫尔效果在自然光下就能鉴别，并且其莫尔条纹动态效果是可控的，因而在进行产品防伪检验时会更准确和方便。

Description

一种基于莫尔条纹技术的全息母版制作方法及全息图

技术领域

本发明涉及光学全息防伪领域，具体地说，涉及一种基于动态莫尔技术实现的具有特殊光学防伪效果的全息图及其全息母版的制作方法。

技术背景

基于光的衍射原理的光学可变图像称之为衍射光学可变图像 （Diffractive Optically Variable Image Devices, DOVID），其光学结构是浮雕型透射光栅，当照明光由某一方向照明它时，其一级衍射光形成预先设计的图像。当观察方向改变时图像会按设计效果发生变化。由于它可以采用模压的方法大批量生产，因而是目前应用最广泛的光学防伪技术，已形成了相对成熟的全息产业。

随着模压全息技术的迅速普及使得普通制作全息标识的技术很快失去了它有效的防伪能力。为了能更有效地防止全息标识被同行伪造，提高全息标识的防伪能力，各种提高防伪性能的新技术应运而生。而作为DOVID技术的莫尔条纹技术就是其中的一种。

目前基于莫尔条纹原理的防伪技术主要有两种，即动态莫尔技术和莫尔条纹编码技术。按其显示手段来区分，可以分为显现型莫尔条纹和隐蔽型莫尔条纹两种。显现型莫尔条纹即在记录条纹结构时同时记录了两组条纹光栅的信息，观察时其莫尔条纹效果直观可见，适合于市场上出售的商品；隐蔽型莫尔条纹是指产品中只记录了含有隐藏信息的光栅文件，而这些隐藏的信息表面上是看不到的，必须通过特定的有着解码条纹信息的钥匙版才能看到隐藏的密码。这种密码适合于制作身份证、护照、银行卡等必须经过某一部门审查的重要证件上。

中国发明专利《利用光莫尔效应制作隐蔽型全息密码的装置》（申请号CN96100427.4）公开了一种利用光莫尔效应制作隐蔽型全息密码的装置。该装置方法是利光路的形式分别制作信息片和解码片，其中一个图样制作成模压全息图烫印在证件上作为隐藏密码，另一个图样也用全息的方法记录在一块透明版上作为解码版。两个图样都是通过单束光将信息拷贝到光刻胶版上，肉眼并看不到图案的存在，只有当两个图样重叠时才能看到莫尔图。

上面专利给出了隐蔽型莫尔加密效果，但是对于和大众紧密联系、用量大、使用频率高的诸多产品，那些让使用者方便识别的防伪手段才是最首要的。显现型莫尔条纹效果它是将两组光栅条纹信息都转移到的承载物上，运用动态莫尔技术和光的动态衍射原理，观察时无需携带钥匙版即可观察、识别图像，将莫尔条纹技术扩展到公众防伪领域，从而得到更广泛的应用。

中国发明专利《用莫尔技术制作显现型全息密码的装置》（申请号CN96102653.7）公开了一种用莫尔技术制作显现型全息密码的装置。它是一种应用激光取得全息图加密的装置。将包含有事先设计好的周期性图案的两片黑白透明片相叠加放置，当用激光照射它们时产生的莫尔图作为费涅尔全息图的物，物光与另一束参考光相干涉就能将莫尔条纹信息以全息记录的方式记录在全息干版上。这时看到的莫尔条纹就是显现型的全息密码条纹。

中国发明专利《一种基于莫尔条纹技术的全息图及其制版和鉴别方法》（申请号：CN200910014699.6）公开了一种基于莫尔条纹技术的全息图及其制版和鉴别方法。它的制版方法包括两个用于产生莫尔条纹的格栅，将两格栅重叠并保持一定距离以产生莫尔条纹。它是以光学全息记录的方法把动态莫尔条纹记录到全息图中制成，所形成的为白光再现全息图，在点光源下显现出图文信息与动态莫尔条纹。

理论上，将两个空间频率相同或相近的周期性光栅图形叠加形成的光学条纹就是莫尔条纹。想要呈现显现型莫尔条纹效果，正如以上两篇专利中介绍的，一般都是通过光路将两组条纹光栅结构转移到承载物上，以全息制版的方式记录在全息图中，同时，若想要莫尔条纹产生动态效果，在进行全息记录时两光栅片之间会有距离要求，并且在拍摄过程中需要移动记录材料的位置。因而这样的制版过程会存在明显的缺陷就是制版效果对实验平台以及外界环境要求非常的敏感，可能会影响产品效果的稳定性。 

通常情况下产生的莫尔条纹周期比两个光栅图形周期大的多，也就是说光栅稍微的移动就会产生明显的莫尔条纹动态效果。这些动态莫尔条纹的动态模式都是随机且难以控制的，因而它很难被仿制，但是也正因如此，当需要根据其表观效果来判断其真伪时会对产品的认定有一定的影响。 

本发明利用动态莫尔技术结合光刻制版原理设计制作在自然光下无需任何辅助手段就可以直接显现的明显的动态可控的莫尔条纹效果全息图。

发明内容

针对背景技术的不足，本发明提供了一种制作方法更简便、产品效果更稳定的动态莫尔条纹效果制版方法。本发明产生的莫尔条纹是基于动态莫尔技术原理由两组周期性条纹光栅叠加而成，将条纹光栅转换成光刻颜色图和光刻灰度图再利用激光光刻设备将莫尔条纹信息转移到光刻胶母版上。此方法制作得到的全息图其动态莫尔效果在自然光下就能鉴别，并且其莫尔条纹动态效果是规律可控的，因而在进行产品防伪检验时会更准确和方便。

本发明具体采用如下技术方案：

一种基于莫尔条纹技术的全息母版制作方法，其特征在于：包括步骤一、制作两组周期性条纹光栅；

步骤二、将两组条纹光栅制作成光刻颜色图和光刻灰度图；

步骤三、通过激光光刻的方式将莫尔条纹记录到全息母版中。

如上所述的全息母版制作方法，其特征在于：步骤一和步骤二都是通过计算机软件完成的。

如上所述的全息母版制作方法，其特征在于：所述的条纹光栅是指按一定周期分布的明暗相间的条纹。

如上所述的全息母版制作方法，其特征在于：所述光刻颜色图和光刻灰度图的制作方法包括如下三个步骤:

S1：在计算机上用制图软件产生两组一定周期的明暗相间的条纹光栅结构，两组条纹的周期相同或相近，相叠加能产生特殊的莫尔条纹效果；

S2：将两组条纹中的一组作为光刻颜色图，对明条纹和暗条纹分别进行颜色处理，使其明暗纹有色彩的区分，光刻颜色图决定了干涉条纹的疏密度，即不同角度观察时图案的颜色分布；

S3：将两组条纹中的另一组作为光刻灰度图，基于动态莫尔技术并结合光的衍射原理设计合理的动态变化规律，利用光刻机的制版工艺原理设计光刻灰度图，光刻灰度图决定了干涉条纹的方向，即决定了不同角度观察时图像呈指定规律的动态变化。

一种具有可控动态莫尔条纹效果的全息图，其特征是：

所述全息图的制作方法，其对应的全息母版是通过激光光刻的方式将莫尔条纹信息记录到光刻胶上制成的；

所述具有动态莫尔条纹效果的全息图是白光再现全息图，在自然光下无需任何辅助手段就可以直接显现出明显的动态规律可控的莫尔条纹效果。

本发明所产生的光学防伪效果可应用于身份证、护照、商业票据、入场券等各种证件以及烟、酒等商品包装的防伪。

与现有技术和生产手段相比，本发明方法有以下一些优点：

1）本发明涉及的防伪效果其制作方法简单，制作过程受外界环境影响极小，易于生产，稳定性好。

2）本发明方法制成的莫尔图案可以是无规则的也可以是特定图案，莫尔条纹动态变化可以是事先设定可控的，在观察时可以通过莫尔条纹图案及其动态变化情况来判断其真伪，也可以是随机的无规则的动态变化。这样方法设计的产品效果在保证其防伪功能的同时也具备了很强的灵活性和美观性。

3）本发明方法制作的莫尔条纹效果容易很好地与其他防伪手段、防伪效果相结合使用，从而进一步提升产品的防伪性能。 

附图说明

图1示意给出了莫尔条纹形成原理；

图2对应了条纹光栅1结构示意图；

图3对应了条纹光栅2结构示意图；

图4对应的是光刻颜色图；

图5对应的是光刻灰度图；

图6在两种不同角度下观察莫尔条纹的效果；

图7在两种不同角度下观察莫尔条纹的效果。

具体实施方式：

如图1所示，两组直线光栅相叠加就可以形成新的莫尔条纹，下面我们将基于这个原理结合实际案例具体说明本发明的实施方法。

实例：

　　1）制版

利用CorelDRAW软件设计制作两组一定周期分布的明暗相间的条纹光栅结构，形成如图2中所示的条纹光栅1和图3中所示的条纹光栅2。条纹光栅1和条纹光栅2要求条纹周期相同或者相近，相叠加能产生特殊的莫尔条纹效果。

选取条纹光栅1作为光刻颜色图结构，利用Photoshop软件对明条纹和暗条纹分别进行颜色处理，通过不同彩色将明暗条纹区域分开来从而形成光刻颜色图，如图4所示。

选取条纹光栅2作为光刻灰度图结构，灰度值0到255分别表示不同的观察视角，其中128对应的是正视角，根据所需要的动态变化情况来调和条纹的灰度值从而形成光刻灰度图，即光刻灰度图中条纹灰度的变化决定了最终形成莫尔条纹全息图的动态变化情况。如图5所示。将图4和图5导入光刻程序软件中，利用光刻机就可以在光刻胶版上制成本发明所涉及的具有动态可控莫尔条纹效果的全息图。

利用本发明生产制作的显型动态莫尔条纹可以根据效果需要对条纹光栅进行进一步加密处理。在其中一组条纹光栅内嵌入（或隐藏）图文信息，所述的图文信息包括文字、字母、数字、图案、标识等，即相当于在动态莫尔图案中置入了“隐型”密码。置入“隐型”密码的方式主要有两种：

1）置入了“隐型”密码的条纹直接作为两组条纹光栅中的一组，它与另一组条纹光栅相叠加形成显现型莫尔条纹图案的同时也会显现出隐型加密的图文信息；

2）将动态莫尔条纹作为背景，将“隐型”密码置入图像设计中，这样就需要根据置入密码的周期用特定的解码片来读取加密的图文信息。

以上两种方式都同时应用了动态莫尔技术与莫尔条纹编码技术，只是前者是无钥匙再现加密信息，后者需要特定解码片来实现加密信息的再现。

2）鉴别

图6、图7分别给出了在两种不同观察角度下的莫尔图案效果。

采用本发明方法获得的莫尔图案在自然光下就可以观察到，通过转换观察视角或者任意角度晃动观察时，可以看到明显的、有规律的动态变化效果。

3）应用

本发明得到的光学防伪效果可以与莫尔条纹编码技术以及其他各种防伪手段、防伪效果相结合使用，从而更进一步提高产品的防伪性能，达到综合防伪的效果。产品的防伪效果可应用于身份证、护照、商业票据、入场券等各种证件以及烟、酒等商品包装的防伪。

Claims (7)

1.一种基于莫尔条纹技术的全息母版制作方法，其特征在于：包括步骤一、制作两组周期性条纹光栅；

步骤二、将两组条纹光栅制作成光刻颜色图和光刻灰度图；

步骤三、通过激光光刻的方式将莫尔条纹记录到全息母版中。

2.如权利要求1所述的全息母版制作方法，其特征在于：步骤一和步骤二都是通过计算机软件完成的。

3.如权利要求1所述的全息母版制作方法，其特征在于：所述的条纹光栅是指按一定周期分布的明暗相间的条纹。

4.如权利要求1、2或3所述的全息母版制作方法，其特征在于：所述光刻颜色图和光刻灰度图的制作方法包括如下三个步骤:

S1：在计算机上用制图软件产生两组一定周期的明暗相间的条纹光栅结构，两组条纹的周期相同或相近，相叠加能产生特殊的莫尔条纹效果；

S2：将两组条纹中的一组作为光刻颜色图，对明条纹和暗条纹分别进行颜色处理，使其明暗纹有色彩的区分，光刻颜色图决定了干涉条纹的疏密度，即不同角度观察时图案的颜色分布；

S3：将两组条纹中的另一组作为光刻灰度图，基于动态莫尔技术并结合光的衍射原理设计合理的动态变化规律，利用光刻机的制版工艺原理设计光刻灰度图，光刻灰度图决定了干涉条纹的方向，即决定了不同角度观察时图像呈指定规律的动态变化。

5.如权利要求1所述的全息母版制作方法生成的全息图，其特征在于：所述的全息母版是模压全息母版。

6.一种具有动态莫尔条纹效果的全息图，其特征是：

所述全息图的制作方法，其对应的全息母版是通过激光光刻的方式将莫尔条纹信息记录到光刻胶上制成的；

所述具有动态莫尔条纹效果的全息图是白光再现全息图，在自然光下无需任何辅助手段就可以直接显现出明显的动态可控的莫尔条纹效果。

7.如权利要求6所述的动态莫尔条纹全息图，其特征在于：显现出的莫尔条纹其动态变化是有规律的，可控的，相应的动态变化包括上下、左右移动以及放缩变换等效果。

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