CN110001234A - 光学防伪元件和光学防伪产品 - Google Patents

光学防伪元件和光学防伪产品 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种光学防伪元件和光学防伪产品，属于防伪领域。该光学防伪元件包括：基材；微浮雕结构，覆盖所述基材的至少一个表面的至少部分区域上；以及光变镀层，与所述微浮雕结构相互重叠；其中，所述微浮雕结构将照射到所述至少部分区域的入射光分散到预定区域内，所述预定区域为以所述入射光照射到所述至少部分区域的镜面反射光为中心的预设立体角度内的区域；所述微浮雕结构带有隐藏信息，所述隐藏信息被解码时再现预设图像。该光学防伪产品采用上述光学防伪元件。藉此，实现了减弱或消除镜面反射，呈现柔和的光变视觉效果，使得光学防伪元件具有二线防伪的隐藏信息。

Description

光学防伪元件和光学防伪产品
技术领域
本发明涉及防伪领域，具体地涉及一种光学防伪元件和光学防伪产品。
背景技术
当今，光可变(optically variable)技术广泛用于钞票等高防伪有价证券的公众防伪，该技术具有裸眼可观察的动态图像和颜色变化等特征，且无法利用照相机、扫描仪、打印机等电子设备模仿或复制。
利用真空蒸镀工艺制作的多层干涉结构是一种适合在钞票上使用的防伪结构，该结构在改变观察角度时具有明确可辨识的颜色变化特征，也就是通常所说的光变效果(因为是在反射光方向上观察，改变观察角度时需要同时配合改变照明光的角度)。美国专利US4779898A公开的“金属/介质层/半透明金属层”简单的三层光变结构因其容易制造而被广泛采用。由于防伪产品基材基本都是平整的，在平整基材上制作镀层体现为明显的镜面反射。具有这种镜面反射特性的防伪产品在一个窄的立体角内反射光很强，形成眩光，而在该窄立体角之外基本没有反射光，这种情况并不利于公众对防伪特征的识别。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种光学防伪元件和光学防伪产品，其可实现消除镜面反射，呈现柔和的光变视觉效果，同时使得光学防伪元件具有二线防伪的隐藏信息。
为了实现上述目的，本发明实施例的一个方面提供一种光学防伪元件，该光学防伪元件包括：基材；微浮雕结构，覆盖所述基材的至少一个表面的至少部分区域上；以及光变镀层，与所述微浮雕结构相互重叠；其中，所述微浮雕结构将照射到所述至少部分区域的入射光分散到预定区域内，所述预定区域为以所述入射光照射到所述至少部分区域的镜面反射光为中心的预设立体角度内的区域；所述微浮雕结构带有隐藏信息，所述隐藏信息被解码时再现预设图像。
可选地，所述预设立体角度为0.0003π-0.03π，优选地，所述预设立体角度为0.002π-0.008π。
可选地，所述微浮雕结构包括凹陷和凸起。
可选地，所述微浮雕结构形成于所述基材上，所述光变镀层形成于所述微浮雕结构上。
可选地，所述光变镀层形成于所述基材上；该光学防伪元件还包括微浮雕结构形成层，位于所述光变镀层上；所述微浮雕结构形成于所述微浮雕结构形成层上。
可选地，所述微浮雕结构形成于所述基材上；该光学防伪元件还包括涂层，位于所述微浮雕结构上；所述光变镀层形成于所述涂层上；优选地，所述涂层的折射率与所述基材的折射率不同。
可选地，所述基材为带有多个微反射镜的基材，所述微反镜的方位角和闪耀角按照预定方式排布，所述镜面反射光为所述入射光入射到所述微反镜的镜面反射光，优选地，所述微反镜的特征尺寸为5μm-100μm，优选地，所述微反镜的特征尺寸为7μm-25μm。
可选地，所述光变镀层为单层介质层，优选地，所述单层介质层的折射率大于1.7，优选地，所述单层介质层的厚度为50nm-800nm，优选地，所述单层介质层为以下任意一者：硫化锌、氧化钛、氧化锆。
可选地，所述光变镀层为多层介质层，优选地，所述多层介质层中的任意一层的厚度为50nm-1000nm，优选地，所述多层介质层由折射率大于1.8的介质和折射率小于1.8的介质交替组成，优选地，所述折射率大于1.8的介质为以下任意一者：硫化锌、氧化钛、氧化锆，优选地，所述折射率小于1.8的介质为以下任意一者：氟化镁、氧化铝、氧化硅。
可选地，所述光变镀层为金属反射层、介质层、金属吸收层三层结构。
可选地，所述光变镀层为金属吸收层、介质层、金属反射层、介质层、金属吸收层五层结构。
可选地，所述金属吸收层的厚度为3nm-10nm，所述金属反射层的厚度为10nm-50nm，所述介质层的厚度为50nm-1000nm。
可选地，所述基材为薄膜。
可选地，所述薄膜表面涂有功能涂层，所述微浮雕结构形成于所述功能涂层上，优选地，所述功能涂层包括以下至少一者：微浮雕结构形成层、剥离层、增强层、磁性层、荧光层。
可选地，该光学防伪元件还包括覆盖层，所述覆盖层形成于所述微浮雕结构或所述光变镀层上。
此外，本发明实施例的另一方面提供一种光学防伪产品，该光学防伪产品采用上述的光学防伪元件。
通过上述技术方案，在光学防伪元件中设置微浮雕结构，该微浮雕结构可以将照射到微浮雕结构所在区域的入射光学分散到以镜面反射光为中心的预设立体角度内的区域中，从而减弱或消除了镜面反射。光学防伪元件中的光变镀层对入射光产生作用，使得光变镀层所在区域随着观察者观察角度的变化呈现光变效果，结合微浮雕结构可减弱或消除镜面反射，实现了观察者裸眼观察光学防伪元件时，光学防伪元件可呈现出柔和的光变视觉效果。此外，微浮雕结构带有隐藏信息，该隐藏信息被解码时可再现预设图像，如此，使得光学防伪元件具有二线防伪的隐藏信息。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的光学防伪元件的结构示意图；
图2是图1所示的区域101的局部放大图；
图3是本发明另一实施例提供的图1所示的区域101的剖面局部放大图；
图4是本发明又一实施例提供的图1所示的区域101的剖面局部放大图；
图5是本发明又一实施例提供的图1所示的区域101的剖面局部放大图；以及
图6是本发明又一实施例提供的光学防伪元件的部分结构示意图。
附图标记说明
101 区域 102 可选区域
201 凸起部分 202 凹陷部分
301 基材 302 微浮雕结构
303 光变镀层 304 微浮雕结构形成层
305 涂层 3031 金属反射层
3032 介质层 3033 金属吸收层
1 光学防伪元件
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
本发明实施例的一个方面提供一种光学防伪元件。该光学防伪元件包括基材，微浮雕结构和光变镀层。微浮雕结构覆盖基材的至少一个表面的至少部分区域，如图1所示。图1是本发明一实施例提供的光学防伪元件的结构示意图。如图1所示，光学防伪元件1包括区域101和可选区域102。其中，微浮雕结构覆盖区域101，不覆盖可选区域102。区域101包括微浮雕结构以及与微浮雕结构相互重叠的光变镀层。微浮雕结构将照射在区域101的入射光分散到以镜面反射光为中心的预设立体角度δ内的区域。该镜面反射光为入射光照射到区域101的镜面反射光。此外，光变镀层对入射光产生的作用，使得所述区域101随着观察者观察角的变化呈现颜色变化，即通常所说的光变效果。结合微浮雕结构可以减弱或消除镜面反射，裸眼观察光学防伪元件时，可以观察到较柔和的光变视觉效果。其中，为了得到好的视觉效果，预设立体角度δ不宜过大，也不宜过小，预设立体角度δ过大，使得光变效果减弱甚至消失，预设立体角度δ过小，镜面反射效果不能消除。可选地，预设立体角度δ可以为0.0003π-0.03π。优选地，预设立体角度δ可以为0.002π-0.008π。另外，微浮雕结构带有隐藏信息，该隐藏信息被解码时可再现预设图像。例如，解码方式可有光学解码，以某种观察方式观察光学防伪元件时再现预设图像。或者，通过计算机解码的方式，使光学防伪元件再现预设图像。
在光学防伪元件中设置微浮雕结构，该微浮雕结构可以将照射到微浮雕结构所在区域的入射光学分散到以镜面反射光为中心的预设立体角度内的区域中，从而减弱或消除了镜面反射。光学防伪元件中的光变镀层对入射光产生作用，使得光变镀层所在区域随着观察者观察角度的变化呈现光变效果。结合微浮雕结构可减弱或消除镜面反射，实现了观察者裸眼观察光学防伪元件时，光学防伪元件可呈现出柔和的光变视觉效果。如此，使得光学防伪元件具有一线大众防伪的视觉特征。此外，微浮雕结构带有隐藏信息，该隐藏信息被解码时可再现预设图像，如此，使得光学防伪元件具有二线防伪的隐藏信息。
可选地，在本发明实施例中，微浮雕结构可以包括凹陷和凸起。图2是图1所示的区域101的局部放大图。如图2所示，白色区域和黑色区域分别代表微浮雕结构的凸起部分201和凹陷部分202。
下面举例介绍本发明实施例提供的光学防伪元件，示意性的显示微浮雕结构和光变镀层相互重叠的几种方式。
图3是本发明另一实施例提供的图1所示的区域101的剖面局部放大图。如图3所示，区域101包括基材301、形成在基材301第一表面上的微浮雕结构302、形成在微浮雕结构302上的光变镀层303。其中，微浮雕结构302包括相互交织在一起的凸起部分201和凹陷部分202。在该实施例中，光变镀层303可以是金属反射层3031、介质层3032、金属吸收层3033三层结构。需要说明的是，在本发明实施例中，光变镀层302不仅限于在此示出的三层结构。
图4是本发明另一实施例提供的图1所示的区域101的剖面局部放大图。如图4所示，区域101包括基材301、形成在基材301第一表面上的光变镀层303，微光变镀层303上涂覆微浮雕结构形成层304，微浮雕结构形成层304上形成微浮雕结构302。微浮雕结构302包括相互交织在一起的凸起部分201和凹陷部分202。
图5是本发明另一实施例提供的图1所示的区域101的剖面局部放大图。如图5所示，区域101包括基材301、形成在基材301第一表面上的微浮雕结构302，微浮雕结构302上涂覆涂层305，涂层305上形成光变镀层303。微浮雕结构302包括相互交织在一起的凸起部分201和凹陷部分202。其中，涂层305的折射率可以不同于基材301的折射率。
在本发明实施例中，基材可以是平坦的，也可以是带有结构的。图6是本发明又一实施例提供的光学防伪元件的部分结构示意图。如图6所示，基材301带有多个微反镜3011。基材301上可以按照上述实施例中所述的方式形成微浮雕结构和光变镀层。微反镜的方位角和闪耀角按照预定方式排布，即按照方位角和闪耀角的变化排布。这种情况下，入射光照射到光学防伪元件的镜面反射光指的是入射光照射到微反镜的镜面反射光，预设立体角度δ通常指的是以微反镜的镜面反射光为中心的预设立体角。微反镜使得光学防伪元件可以产生动感、变换、立体等视觉效果。可选地，在该实施例中，微反镜的特征尺寸可以为5μm-100μm。优选地，微反镜的特征尺寸可以为7μm-25μm。
可选地，在本发明实施例中，光变镀层可以是单层介质层。其中，该单层介质层可以为折射率大于1.7的高折射率材料。此外，该单层介质层的厚度可以为50nm-800nm。例如，该单层介质层可以采用硫化锌、氧化钛、氧化锆等。
可选地，在本发明实施例中，光变镀层可以是多层介质层。其中，该多层介质层中各层的厚度可以为50nm-1000nm。此外，该多层介质层由高折射率介质和低折射率介质交替组成。其中，该高折射率介质可以是折射率大于1.8的介质，该低折射率介质可以是折射率小于1.8的介质。例如，高折射率介质可以是硫化锌、氧化钛、氧化锆等。该低折射率介质可以是氟化镁、氧化铝、氧化硅等。
可选地，在本发明实施例中，光变镀层还可以是金属反射层、介质层、金属吸收层三层结构。此外，光变镀层也可以是金属吸收层、介质层、金属反射层、介质层、金属吸收层五层结构。其中，金属吸收层、介质层和金属反射层的厚度可以根据光学防伪元件要显示的颜色以及要显示的颜色随观察角度的变化进行设计。可选地，金属吸收层的厚度可以是3纳米至10纳米，金属反射层的厚度可以是10纳米至50纳米，介质层的厚度可以50纳米至1000纳米。
可选地，在本发明实施例中，基材可以是薄膜。例如，基材可以是PET、PVC等。
可选地，在本发明实施例中，还可以在薄膜表面涂有一层或多层功能涂层材料，。例如，功能涂层包括以下至少一者：微浮雕结构形成层、剥离层、增强层、磁性层、荧光层、保护层。微浮雕结构形成于功能涂层上。
可选地，在本发明实施例中，该光学防伪元件还可以包括覆盖层，覆盖层形成于微浮雕结构或光变镀层上。当微浮雕结构为光学防伪元件的最外层时，覆盖层形成于微浮雕结构上，当光变镀层是光学防伪元件的最外层时，覆盖层形成于光变镀层上。覆盖层可以是一层，也可以是多层，可以具有保护、粘结等功能，还可以带有荧光、磁性等技术特征。
此外，在本发明实施例中，微浮雕结构可以通过傅立叶变换或者菲涅耳变换进行设计。首先设计原始图案A，要求原始图像A的再现图像在立体角δ内，并且充满立体角δ的10％-100％的范围。然后经过傅立叶变换或者菲涅耳变换后得到微浮雕结构。其中，制作微浮雕结构包括以下步骤：
步骤一，将原始图案A进行傅里叶变换或者菲涅耳变换，得到结果B；
步骤二，将结果B的振幅赋值为1，保留位相，得到新的结果C；
步骤三，将C进行傅里叶逆变换或菲涅尔逆变换，得到再现图像D；
步骤四，比较再现图像D和原始图像A，得到误差E；
步骤五，若E小于设定值，则输出结果C，否则将D的位相赋值给A，保留A的振幅，得到新的再现像A，返回步骤一；
步骤六，得到输出结果C后，利用结果C控制制版设备制作出微浮雕结构，然后，通过电铸、模压/UV复制等工艺制作在相应的基材上。
用一束光(通常为激光)照明微浮雕结构，在适当的距离上再现隐藏的原始图像A。
本发明实施例中提供的光学防伪元件可以标识、烫印宽条、贴条、安全线等形式转移或粘贴到承载物上。这些承载物可以是钞票、证券、信用卡、护照等高安全产品，也可以是高附加值商品。
另外，本发明实施例的另一方面提供一种光学防伪产品，该光学防伪产品采用上述实施例中所述的光学防伪元件。
综上所述，在光学防伪元件中设置微浮雕结构，该微浮雕结构可以将照射到微浮雕结构所在区域的入射光学分散到以镜面反射光为中心的预设立体角度内的区域中，从而减弱或消除了镜面反射。光学防伪元件中的光变镀层对入射光产生作用，使得光变镀层所在区域随着观察者观察角度的变化呈现光变效果。结合微浮雕结构可减弱或消除镜面反射，实现了观察者裸眼观察光学防伪元件时，光学防伪元件可呈现出柔和的光变视觉效果。如此，使得光学防伪元件具有一线大众防伪的视觉特征。此外，微浮雕结构带有隐藏信息，该隐藏信息被解码时可再现预设图像。如此，使得光学防伪元件还具有二线防伪的隐藏信息。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (16)

1.一种光学防伪元件，其特征在于，该光学防伪元件包括：
基材；
微浮雕结构，覆盖所述基材的至少一个表面的至少部分区域；以及
光变镀层，与所述微浮雕结构相互重叠；
其中，所述微浮雕结构将照射到所述至少部分区域的入射光分散到预定区域内，所述预定区域为以所述入射光照射到所述至少部分区域的镜面反射光为中心的预设立体角度内的区域；所述微浮雕结构带有隐藏信息，所述隐藏信息被解码时再现预设图像。
2.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，所述预设立体角度为0.0003π-0.03π，优选地，所述预设立体角度为0.002π-0.008π。
3.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，所述微浮雕结构包括凹陷和凸起。
4.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，所述微浮雕结构形成于所述基材上，所述光变镀层形成于所述微浮雕结构上。
5.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，所述光变镀层形成于所述基材上；
该光学防伪元件还包括微浮雕结构形成层，位于所述光变镀层上；
所述微浮雕结构形成于所述微浮雕结构形成层上。
6.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，所述微浮雕结构形成于所述基材上；
该光学防伪元件还包括涂层，位于所述微浮雕结构上；
所述光变镀层形成于所述涂层上；
优选地，所述涂层的折射率与所述基材的折射率不同。
7.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，所述基材为带有多个微反镜的基材，所述微反镜的方位角和闪耀角按照预定方式排布，所述镜面反射光为所述入射光入射到所述微反镜的镜面反射光，优选地，所述微反镜的特征尺寸为5μm-100μm，优选地，所述微反镜的特征尺寸为7μm-25μm。
8.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，所述光变镀层为单层介质层，优选地，所述单层介质层的折射率大于1.7，优选地，所述单层介质层的厚度为50nm-800nm，优选地，所述单层介质层为以下任意一者：硫化锌、氧化钛、氧化锆。
9.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，所述光变镀层为多层介质层，优选地，所述多层介质层中的任意一层的厚度为50nm-1000nm，优选地，所述多层介质层由折射率大于1.8的介质和折射率小于1.8的介质交替组成，优选地，所述折射率大于1.8的介质为以下任意一者：硫化锌、氧化钛、氧化锆，优选地，所述折射率小于1.8的介质为以下任意一者：氟化镁、氧化铝、氧化硅。
10.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，所述光变镀层为金属反射层、介质层、金属吸收层三层结构。
11.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，所述光变镀层为金属吸收层、介质层、金属反射层、介质层、金属吸收层五层结构。
12.根据权利要求10或11所述的光学防伪元件，其特征在于，所述金属吸收层的厚度为3nm-10nm，所述金属反射层的厚度为10nm-50nm，所述介质层的厚度为50nm-1000nm。
13.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，所述基材为薄膜。
14.根据权利要求13所述的光学防伪元件，其特征在于，所述薄膜表面涂有功能涂层，所述微浮雕结构形成于所述功能涂层上，优选地，所述功能涂层包括以下至少一者：微浮雕结构形成层、剥离层、增强层、磁性层、荧光层。
15.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，该光学防伪元件还包括覆盖层，所述覆盖层形成于所述微浮雕结构或所述光变镀层上。
16.一种光学防伪产品，其特征在于，该光学防伪产品采用根据权利要求1至15中任意一项权利要求所述的光学防伪元件。
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