CN117485046A - 光学防伪元件和光学防伪产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学防伪元件和光学防伪产品，包括基材和多个反射面镜片段；反射面镜片段按预设规律设置在基材的一侧表面，多个反射面镜片段间隔设置形成间隙，反射面镜片段和/或间隙提供宏观图像的像素，从而形成宏观的动感图像、立体图像。本发明解决了现有技术中光学防伪元件存在成品率低的问题。

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，具体而言，涉及一种光学防伪元件和光学防伪产品。

背景技术

具有微透镜阵列的光学防伪元件具有独特的视觉效果和易识别性，所以被广泛应用于钞票、信用卡、护照和有价证券等高安全产品以及其它高附加值产品中。

CN200480040733、CN200680026431公开了在基材的两个表面上分别带有微透镜阵列和微图文阵列的防伪元件，其中微图文阵列位于微透镜阵列的焦平面附近，通过微透镜阵列对微图文阵列的莫尔放大作用来再现具有一定景深或呈现动态效果的图案。

专利CN200480040733中所公开的光学微结构防伪元件中，微透镜阵列和微图文阵列分别位于各自的平面内，因此在制作过程中，首先需要对微图文阵列和微透镜阵列分别进行原版制备，然后在生产中在薄膜基材的两侧上分别对微图文阵列和微透镜阵列进行批量复制。这种结构的防伪元件的缺陷在于：(1)该结构要求微透镜阵列、微图文阵列均为周期性排列，在制作原版时其周期误差在亚微米级，因此制作难度高；(2)在生产过程中，需要在基材的两个表面上依次进行加工，因此工艺流程复杂；(3)在生产过程中，需要解决微透镜阵列和微图文阵列的对位问题，因此工艺可控性低；(4)由于生产过程中无法保证微图文阵列和微透镜阵列的严格对位，所以一些防伪效果无法达到预期甚至无法实现。

也就是说，现有技术中光学防伪元件存在成品率低的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光学防伪元件和光学防伪产品，以解决现有技术中光学防伪元件存在成品率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光学防伪元件，包括：基材；多个反射面镜片段，反射面镜片段按预设规律设置在基材的一侧表面，多个反射面镜片段间隔设置形成间隙，反射面镜片段和/或间隙提供宏观图像的像素，从而形成宏观的动感图像、立体图像。

进一步地，反射面镜片段的厚度小于等于1微米。

进一步地，间隙至少在平面内的某一维度上贯通，在垂直于该维度方向的另一维度内，间隙的宽度大于1微米且小于100微米。

进一步地，反射面镜片段远离基材的一侧表面为平面或曲面。

进一步地，反射面镜片段的纵剖面包括圆形、椭圆形、多边形、锯齿形、抛物线形、正弦形中的至少一种；和/或反射面镜片段呈周期性或非周期性排列；和/或反射面镜片段为二维结构或三维结构。

进一步地，至少一部分反射面镜片段上具有结构层，结构层同形覆盖在反射面镜片段远离基材的一侧的表面，并在反射光方向提供预设颜色的光。

进一步地，结构层包括：微结构层，微结构层具有多个微结构，多个微结构同形覆盖在反射面镜片段远离基材的一侧的表面上；镀层，镀层设置在微结构层远离反射面镜片段的一侧。

进一步地，微结构包括边壁陡直的微结构、亚微米结构中的至少一种。

进一步地，微结构包括亚微米结构时，亚微米结构为一维结构或二维结构。

进一步地，镀层包括单层镀层或多层镀层；优选地，镀层包括金属镀层和介质镀层叠置形成的镀层、单层金属镀层、单层介质镀层、多层金属镀层、多层介质镀层中的一种；优选地，介质镀层包括低折射率介质层、高折射率介质层中的一种。

进一步地，结构层提供结构色。

进一步地，间隙内填充微浮雕结构，微浮雕结构形成具有第二光学特征的图像。

进一步地，微浮雕结构包括亚波长光栅，亚波长光栅的周期大于0.2微米且小于0.7微米，优选地，亚波长光栅为一维结构或二维结构。

进一步地，微浮雕结构远离基材的一侧表面设置有镀膜。

进一步地，镀膜包括单层镀膜或多层镀膜；优选地，镀膜包括单层金属镀膜、单层介质镀膜、多层金属镀膜、多层介质镀膜、金属镀膜和介质镀膜堆叠形成的镀膜中的一种；优选地，介质镀膜包括低折射率介质膜、高折射率介质膜中的一种。

进一步地，微浮雕结构提供光学反射、衍射图像，即形成动感、立体的图像；和/或微浮雕结构包括衍射光栅、闪耀光栅、随机散射结构中的至少一种。

进一步地，衍射光栅的周期大于0.5微米且小于5微米；和/或闪耀光栅的周期大于3微米且小于30微米。

进一步地，反射面镜片段还包括具有衍射光变特征、干涉光变特征、微纳结构特征、印刷特征、部分金属化特征、荧光特征、用于机读的磁、光、电、放射性特征的结构中的至少一种；和/或基材包括由聚对苯二甲酸二醇酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、金属、玻璃、纸张中的一种材料形成的有色薄膜或无色薄膜中的一种。

根据本发明的另一方面，提供了一种光学防伪产品，光学防伪产品包括上述的光学防伪元件。

应用本发明的技术方案，光学防伪元件包括基材和多个反射面镜片段；反射面镜片段按预设规律设置在基材的一侧表面，多个反射面镜片段间隔设置形成间隙，反射面镜片段或间隙或反射面镜片段和间隙共同提供宏观图像的像素，从而形成宏观的动感图像、立体图像。

通过在基材的一侧表面设置多个反射面镜片段，能够使到达光学防伪元件上的入射光线被反射面镜片段反射进入人眼，而间隔设置的反射面镜片段形成的间隙对光线的反射作用较弱，从而使反射面镜片段和间隙提供的像素在观察时具有亮暗的光学特征差异。而将反射面镜片段按预设规律设置，使得观察到亮暗差异的像素形成预设的宏观图像，提供防伪信息。本发明的光学防伪元件可用于钞票、信用卡、护照和有价证券等高安全产品以及其它高附加值产品中。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例一的光学防伪元件纵向剖面图；

图2示出了本发明的实施例一的反射面镜片段设计过程示意图；

图3示出了本发明的实施例一的微图文阵列设计过程示意图；

图4示出了本发明的实施例二的光学防伪元件纵向剖面图；

图5示出了本发明的实施例三的宏观图像变换方式；

图6示出了本发明的实施例三的微图文阵列设计过程示意图；

图7示出了本发明的实施例四的光学防伪元件纵向剖面图；

图8示出了本发明的实施例五的光学防伪元件纵向剖面图；

图9示出了本发明的实施例六的光学防伪元件纵向剖面图；

图10示出了本发明的实施例七的光学防伪元件纵向剖面图；

图11示出了本发明的实施例八的光学防伪元件纵向剖面图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、基材；2、反射面镜片段；30、结构层；31、微结构层；32、镀层；40、微浮雕结构；41、镀膜；5、间隙。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中光学防伪元件存在成品率低的问题，本发明提供了一种光学防伪元件和光学防伪产品，通过按预设规律设置反射面镜片段2，使得反射面镜片段2或间隙5提供宏观图像的像素，从而形成宏观的动感图像、立体图像。

如图1至图11所示，光学防伪元件包括基材1和多个反射面镜片段2；反射面镜片段2按预设规律设置在基材1的一侧表面，多个反射面镜片段2间隔设置形成间隙5，反射面镜片段2或间隙5或反射面镜片段2和间隙5共同提供宏观图像的像素，从而形成宏观的动感图像、立体图像。

通过在基材1的一侧表面设置多个反射面镜片段2，能够使到达光学防伪元件上的入射光线被反射面镜片段2反射进入人眼，而间隔设置的反射面镜片段2形成的间隙5对光线的反射作用较弱，从而使反射面镜片段2和间隙5提供的像素在观察时具有亮暗的光学特征差异。而将反射面镜片段2按预设规律设置，使得观察到亮暗差异的像素形成预设的宏观图像，提供防伪信息。

需要说明的是，当某一部分的反射面镜片段2或间隙5提供宏观图像的像素时，其余部分的反射面镜片段2或间隙5将作为背景提供亮度特征。具体来说，通过对反射面镜片段2按预设规律进行设置，宏观图像的像素可以是由反射面镜片段2提供的，此时间隙5提供背景像素，也就是说在人眼观察时会得到高亮度的宏观图像和亮度较暗的背景；当然宏观图像的像素也可以是由间隙5提供的，此时反射面镜片段2提供背景像素，也就是在人眼观察时宏观图像的亮度较暗而背景呈现高亮度的光学特征；当然还可以是反射面镜片段2和间隙5共同提供宏观图像的像素，此时观察到的宏观图像具有亮暗交替分布的特征，同时没有提供宏观图像像素的位置将提供亮暗交替分布的背景。

另外，宏观图像是一个或多个图像的组合，每个图像对应一个光源的入射角度，当环境中具有多个照射光源时，则会出现多个反射图像，而仅有一个反射图像是预设位置的原图像，其余的反射图像则是对原图像的负面叠加，也就是说观察到的其余的反射图像会造成原图像的模糊，从而降低了原图像的清晰度和对比度。

具体的，光学防伪元件形成的动感图像、立体图像呈现的光学效果包括平移、双通道、多通道、动画、立体中的任意一种。想要得到动感图像、立体图像，需要将反射面镜片段2按照预设规律设置，也就是需要对宏观图像在光学防伪元件上对应的微图文阵列进行设计，微图文阵列的设计方法分为以下三个步骤：

1)确定各个观察角度下所看到的宏观图像θ和/>分别为一帧图像以y轴转动的倾角和以x轴转动的倾角，i和j分别为一帧图像以y轴转动和以x轴转动的动画帧的序号，设i和j范围为1、2、3……M。即在x和y方向各取M帧，总帧数即为M*M帧。

2)将每一张宏观图像按照宏观图像的实际尺寸和微采样工具的尺寸进行像素化，每个像素对应一个微采样工具。举例来说，设宏观图像为正方形，边长为L，微采样工具的间距为p，那么在L的长度内包括的微采样工具数目为N＝L/p。将宏观图像/>缩放为N*N像素即可实现每个像素对应一个微采样工具。

3)按照观察角度将每个像素投影到微采样工具所对应的微图文区域。遍历所有宏观图像和所有微采样工具后即完成微图文阵列的设计。

根据上述的微图文阵列设计方法，可设计出空间所有位置处的对宏观图像有贡献作用的反射面镜片段2或间隙5，其中每一个反射面镜片段2或间隙5包含了一个或多个像素。

具体的，反射面镜片段2的厚度小于等于1微米。反射面镜片段2的厚度小于等于1微米在产品工艺中更容易实现，也可集成多种反射面镜片段2实现多种光学特征效果的集成。同时，反射面镜片段2的厚度较小有利于提升宏观图像的清晰度，因为厚度较小的反射面镜片段2可以将反射光线和入射光线的角度限制在较小的范围内，在这种较小范围的有限空间内通常只能设置一个、最多几个数量的光源，避免了多光源环境照射下观察宏观图像时出现图像模糊的问题，保证了防伪信息的清晰易识别。也就是说，只有一个、最多几个数量的光源发出的光才能在反射面镜片段2上被反射。

具体的，间隙5至少在平面内的某一维度上贯通，在垂直于该维度方向的另一维度内，间隙5的宽度大于1微米且小于100微米。间隙5至少在平面内的某一维度上贯通，有利于对光线的反射方向进行控制，避免杂乱光线对防伪信息的识别产生影响，同时间隙5可消除多光源产生的重影影响，使得宏观图像具有高对比度，保证了防伪信息的清晰易识别。通过控制间隙5的宽度大于1微米，避免间隙5的宽度过窄导致光线被过多地反射使光学防伪元件的亮度过高，避免影响人眼对防伪信息的观察。通过控制间隙5的宽度小于100微米，避免亮度低的暗区域过多影响对防伪信息的识别。同时将间隙5的宽度设置在合理的范围内也有利于宏观图像的像素化，有利于合理设计反射面镜片段2的排列规律。

可选地，反射面镜片段2可以是柱透镜形成的。

具体的，反射面镜片段2远离基材1的一侧表面为平面或曲面。由于反射面镜片段2的功能在于反射光线进入人眼，因此反射面镜片段2远离基材1的一侧表面的形貌是光滑的、连续的，避免杂乱的散射光线影响对防伪信息的识别。反射面镜片段2远离基材1的一侧表面为平面时，反射面镜片段2对光线的反射作用更集中，经反射面镜片段2呈现的画面亮度更高。优选地，反射面镜片段2远离基材1的一侧表面为曲面。

需要说明的是，相对于曲面，反射面镜片段2远离基材1的一侧表面为平面时对于制版工艺要求更加严苛，否则会在反射面镜片段2上出现散射现象，导致在多光源下观察光学防伪元件时，多帧图像叠加导致宏观图像模糊不清，影响防伪信息的识别。优选地，反射面镜片段2远离基材1的一侧表面为曲面。

具体的，反射面镜片段2的纵剖面包括圆形、椭圆形、多边形、锯齿形、抛物线形、正弦形中的至少一种。通过设置反射面镜片段2的纵剖面为不同的形状，也就是反射面镜片段2的结构不同，能够更加丰富地选择宏观图像和设计防伪信息，提升了光学防伪元件的防伪特性。

具体的，反射面镜片段2呈周期性或非周期性排列。优选地，反射面镜片段2是从凹、凸反射面镜中选取，凹、凸反射面镜的排列规律是预设的，可以为周期性排列或非周期性排列。优选地，反射面镜采用矩形排列方式，排列周期优选为大于20微米且小于150微米，沿着基材1的任意对称轴方向一维排列或二维排列。当反射面镜沿着某一方向进行一维排列时，所采用的反射面镜在垂直于对称轴方向上是无限延伸的。

具体的，反射面镜片段2为二维结构或三维结构。通过设置反射面镜片段2为二维或三维结构可以更加灵活地控制反射光线的方向，设计更丰富的防伪信息，提高光学防伪元件的防伪特性。

需要说明的是，二维结构指的是平的台阶。通过控制台阶之间的间距与人眼的瞳距相匹配，实现人眼在不同观察角度下的反射图像，有点类似于早期的3D电影，通过在银幕前添加窄光栅片，形成3D电影。

具体的，至少一部分反射面镜片段2上具有结构层30，结构层30同形覆盖在反射面镜片段2远离基材1的一侧的表面，并在反射光方向提供预设颜色的光。通过在反射面镜片段2上设置结构层30，可以使特定颜色的光被反射，因此在点光源或者自然光环境下能够观察到具有亮暗特征和颜色特征的防伪信息，提高光学防伪元件的防伪特性。

具体的，结构层30包括微结构层31和镀层32。微结构层31具有多个微结构，多个微结构同形覆盖在反射面镜片段2远离基材1的一侧的表面上；镀层32设置在微结构层31远离反射面镜片段2的一侧。通过微结构层31与镀层32的配合，可以使反射光线呈现预设的颜色特征，同时与反射面镜片段2配合，也就是使高亮度的宏观图像或背景同时具有颜色特征，便于对防伪信息进行识别，提高了光学防伪元件的防伪特性。

具体的，微结构包括边壁陡直的微结构、亚微米结构中的至少一种。将微结构设置不同的结构特征可以更加灵活地控制反射光线的方向，同时配合镀层32对反射光线的颜色进行调制，有利于设计更丰富的防伪信息。

需要说明的是，边壁陡直的微结构是指侧壁为竖直方向的微结构，例如为矩形微结构。

需要说明的是，亚微米结构的槽型可以是正弦型、锯齿形等。亚微米结构为特征尺寸小于1微米的结构，光学防伪元件可以采用各种亚微米结构的拼接或组合。

具体的，微结构包括亚微米结构时，亚微米结构为一维结构或二维结构。通过选择不同的亚微米结构可以灵活地控制反射光线的方向，同时配合镀层32对反射光线的颜色进行调制，利于设计更丰富的防伪信息。

需要说明的是，亚微米结构为二维结构时，亚微米结构的周期是可变的，在x方向或y方向或x方向和y方向上(即横向特征尺寸)的周期大于50纳米且小于700纳米。优选地，亚微米结构的周期大于200纳米且小于400纳米；亚微米结构的沟槽深度大于10纳米且小于500纳米。优选地，亚微米结构的沟槽深度大于50纳米且小于200纳米。

优选地，亚微米结构可以选择一维光栅或二维光栅，二维光栅的栅格分布可以是正交结构、蜂窝结构、二维布拉格点阵结构、随机结构等。优选地，亚微米结构为二维光栅。

具体的，镀层32包括单层镀层或多层镀层。单层镀层的设置便于镀层32镀设在微结构层31上。多层镀层能够对入射光线更好地吸收、反射，但多层镀层在工艺镀设上会更加困难。

优选地，镀层32包括金属镀层和介质镀层叠置形成的镀层、单层金属镀层、单层介质镀层、多层金属镀层、多层介质镀层中的一种。

其中，金属镀层的材料可以是金、银、铜、铝、铁、锡、锌、镍、铬等金属中的至少一种。介质镀层的材料可以是MgF₂、SiO₂、Al₂O₃、MgO、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、TiO₂、ZnS、ZnO等材料中的至少一种。

优选地，介质镀层包括低折射率介质层、高折射率介质层中的一种。其中，高折射率介质层材料为折射率高于1.7的介质材料，低折射率介质层材料为折射率小于等于1.7的材料。

需要说明的是，多层介质镀层多采用高折射率介质层、低折射率介质层、高折射率介质层的堆叠方式。

需要说明的是，镀层32还可以选择法布里-珀罗干涉器，从而精确控制反射光线的颜色。

具体的，结构层30提供结构色。结构色可以显示出更丰富的防伪信息，提升光学防伪元件的防伪特性。

需要说明的是，结构色与色素沉着无关，是亚显微结构导致的一种光学效果。结构层30提供结构色是指结构层30可以产生结构色这种光学效果。

具体的，间隙5内填充微浮雕结构40，微浮雕结构40形成具有第二光学特征的图像。微浮雕结构40的设置提高了光学防伪元件的空间利用率，使得间隙5处提供的防伪信息更加丰富，形成的第二光学特征的图像也有利于对防伪信息的观察识别，但同时微浮雕结构40的设置也增加了工艺制作的难度。

具体的，微浮雕结构40包括亚波长光栅，亚波长光栅的周期大于0.2微米且小于0.7微米。优选地，亚波长光栅为一维结构或二维结构。

需要说明的是，亚波长光栅的周期小于1微米。

具体的，微浮雕结构40远离基材1的一侧表面设置有镀膜41。微浮雕结构40与镀膜41的配合能够使反射光线具有颜色特征，也就是经过微浮雕结构40和镀膜41反射的光线能够形成具有第二光学特征的图像，丰富了光学防伪元件的防伪信息，提高光学防伪元件的防伪特性。

需要说明的是，镀膜41与镀层32是在同一工序中完成的，也就是说，镀膜41与镀层32材料相同且同时镀设在光学防伪元件上。当然镀膜41与镀层32的材料可以是不同的，可以分别进行镀设。

具体的，镀膜41包括单层镀膜或多层镀膜。单层镀膜的设置便于镀膜41镀设在微浮雕结构40上。多层镀膜能够对入射光线更好地吸收、反射，但多层镀膜在工艺镀设上会更加繁琐。

优选地，镀膜41包括单层金属镀膜、单层介质镀膜、多层金属镀膜、多层介质镀膜、金属镀膜和介质镀膜堆叠形成的镀膜中的一种。

其中，金属镀膜的材料可以是金、银、铜、铝、铁、锡、锌、镍、铬等金属中的至少一种。介质镀膜的材料可以是MgF₂、SiO₂、Al₂O₃、MgO、PMMA、TiO₂、ZnS、ZnO等材料中的至少一种。

优选地，介质镀膜包括低折射率介质膜、高折射率介质膜中的一种。其中，高折射率介质膜材料为折射率高于1.7的介质材料，低折射率介质膜材料为折射率小于等于1.7的材料。

需要说明的是，镀膜41还可以选择法布里-珀罗干涉器，从而精确控制反射光线的颜色。

具体的，微浮雕结构40提供光学反射、衍射图像，即形成动感、立体的图像。当然也可以提供结构色，结构色可以使具有第二光学特征的图像显示出更丰富的防伪信息，提升光学防伪元件的防伪特性。

具体的，微浮雕结构40包括衍射光栅、闪耀光栅、随机散射结构中的至少一种。通过设置微浮雕结构40不同的结构可以更加灵活地控制反射光线的方向，使具有第二光学特征的图像包含更丰富的防伪信息，提升光学防伪元件的防伪特性。

优选地，衍射光栅的周期大于0.5微米且小于5微米，闪耀光栅的周期大于3微米且小于30微米。

具体的，反射面镜片段2还包括具有衍射光变特征、干涉光变特征、微纳结构特征、印刷特征、部分金属化特征、荧光特征、用于机读的磁、光、电、放射性特征的结构中的至少一种。用户可以根据所需的防伪效果选择具有不同的光学特征的反射面镜片段2，便于获取更丰富的防伪信息，有利于对防伪信息的识别与观察。

具体的，基材1包括由聚对苯二甲酸二醇酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、金属、玻璃、纸张中的一种材料形成的有色薄膜或无色薄膜中的一种。

实施例一

如图1至图3所示，光学防伪元件包括基材1和反射面镜片段2，至少一部分反射面镜片段2上同形覆盖有结构层30，结构层30包括微结构层31和镀层32，微结构层31同形覆盖在反射面镜片段2远离基材1的一侧，镀层32设置在微结构层31远离反射面镜片段2的一侧。

本实施例的光学防伪元件的纵向剖面图如图1所示。反射面镜片段2和间隙5共同提供宏观图像的像素，结构层30对反射光线进行颜色调制，形成具有颜色特征的宏观的动感图像、立体图像。

图2中的左右两幅宏观图像为宏观图像数字“5”在不同观察角度下的静态图像，即两个动态帧。左侧第1帧的宏观图像的像素由间隙5提供，当光源垂直入射时，光线的出射方向与入射方向平行，即基材1表面的间隙5在垂直方向上提供了第1帧的宏观图像的像素，呈现出暗色的宏观图像数字“5”和高亮度的背景。当倾斜或者旋转光学防伪元件时，光源与反射面镜之间的相对位置发生改变，则相对入射角发生改变，相应的光线出射的位置发生改变，从而提供不同位置处的宏观图像，即如图2中右侧第2帧的宏观图像数字“5”，此时宏观图像数字“5”的笔画内的像素通过反射面镜片段2提供，而背景像素由间隙5提供，也就是观察到高亮度的宏观图像数字“5”和亮度较暗的背景。根据如图3所示的微图文阵列的设计过程，在不同的观察角度的每一帧图像的叠加可以得到本实施例的宏观动感图像、立体图像。

当然，宏观图像的像素还可以由反射面镜片段2提供，呈现为高亮度的宏观图像，以及暗色的背景。

需要说明的是，在本实施例中，反射面镜片段2为非周期性排列。图3的微图文阵列的设计过程中采用反射面镜排列的最简单规律，本发明中的反射面镜并不局限于周期性的排列方式。

优选地，微结构选择二维亚微米结构，周期大于200纳米且小于400纳米，其沟槽深度大于50纳米且小于200纳米。

在本实施例中，在微结构层31上蒸镀或者溅射镀层材料形成镀层32，镀层32为金属镀层。因此结构层30和反射面镜片段2结合可形成等离子体反射面镜片段。利用等离子体反射面镜片段的等离子体共振吸收特性，使得反射光线呈现特定的颜色特征，也就是使宏观图像或背景呈现特定的颜色特征。

其中，镀层32的预设厚度小于50纳米。优选地，镀层32的厚度小于20纳米。

优选地，镀层32为采用蒸镀方式形成的铝层，镀层32的厚度为30纳米。

需要说明的是，在镀设镀层32时还可以蒸镀介质镀层，优选地，介质镀层采用SiO₂，蒸镀三层镀层32后，呈现的光变颜色为红色变绿色；反射面镜片段2远离基材1的一侧表面为平面时，也就是反射面镜片段2上没有微结构的区域的颜色是固定的，光变颜色随着观察角度的改变而改变，呈现的光变颜色为黄色变绿色。

需要说明的是，在基材1上由于微结构层31的存在会存在二维光栅区域和无二维光栅区域。实施例二

与实施例一的区别是，本实施例去掉了反射面镜片段2。

如图4所示，基材1表面的反射面镜片段2的柱状高度消失，结构层30提供了所需宏观图像的所有像素，形成了曲面型闪耀光栅。

需要说明的是，反射面镜片段2的柱状高度不具有反射作用，去掉反射面镜片段2的柱状高度，仅保留形貌的变化趋势，不会改变出射光的角度，但是会影响出射光的位置，需要重新计算其平移位置，否则不能呈现预设的宏观图像。

需要说明的是，反射面镜片段2的排列规则不能从凹、凸面镜上简单直接截取，需要计算其平移后的位置，重新排布，才能取得预设的宏观图像。实施例三至实施例八中的实施方式都可以依照该计算规律设计，得到无反射面镜片段2的柱状高度的实施例，本发明中不再一一进行画图说明。

实施例三

如图5和图6所示，在本实施例中，微图文阵列为柱图文阵列，也就是数字“5”沿着反射面镜的某一对称轴方向无限延伸排列的二维微图文排列，柱图文阵列嵌入在曲面透镜阵列中。排列方式如图6所示。

如图5所示，宏观图像数字“5”在水平方向上宽度不变，在垂直方向上进行拉伸，拉伸长度为宏观尺寸，与实际光学效果大小一致。

需要说明的是，采用二维微图文排列方式时，微图文的排列方式与曲面镜一致，只有图文周期和角度在微观上有一些改变。另外二维微图文排列方式对观察光源有要求，在点光源条件下，观察到的光学效果最好。当环境中存在多个光源时，则会形成多个图像，多个图像重叠显示使得观察到的宏观图像是模糊的。在本实施例中采用的柱图文阵列的排列方式仅在一个方向上存在放大效果，另一个方向即微图文无限延伸排列的方向上不会受到观察光源的影响，使得观察时的宏观动感图像、立体图像更清晰可变。

优选地，曲面透镜阵列周期大于5微米且小于200微米。反射面镜片段2的周期大于5微米且小于200微米。优选地，柱图文阵列的排列周期大于5微米且小于200微米，微图文线条宽度大于0.2微米且小于100微米。在本实施例中，曲面透镜阵列周期为25微米，柱图文阵列的排列周期为24.9微米，微图文线条宽度为2微米。

实施例四

与实施例一的区别是，反射面镜片段2远离基材1的一侧表面为平面。也就是说，反射面镜片段2在平面棱镜上截取。

如图7所示，反射面镜片段2远离基材1的一侧表面为无曲率变化的平滑斜面。

需要说明的是，反射面镜片段2在棱镜上截取时，由于反射面镜片段2的尺寸较大，基本避免了衍射现象的发生，因此在平面波入射时满足菲涅尔反射公式和菲涅尔透射公式。反射面镜片段2的倾斜角和方位角可由菲涅尔公式确定，按照设计的倾斜角和方位角，反射面镜片段2可呈现一个像素，按照特定的排布规律设置多组反射面镜片段2，多组反射面镜片段2满足同一菲涅尔公式，可呈现宏观的图文信息。按照特定规律排列的所有反射面镜片段2可以呈现宏观的动感图像、立体图像。

优选地，反射面镜片段2的周期大于3微米且小于30微米。

优选地，镀层32为蒸镀的三层镀层，中间镀层的材料为SiO₂，呈现的光变颜色为黄色变绿色。

实施例五

与实施例一的区别是，反射面镜片段2的结构不同。

在本实施例中，反射面镜片段2是在远离基材1的一侧表面为凹面的曲棱镜中截取的。

光学防伪元件的纵向剖面图如图8所示，在本实施例中，反射面镜片段2远离基材1的一侧表面凹向基材1。

实施例六

与实施例一的区别是，反射面镜片段2的结构不同。

在本实施例中，反射面镜片段2是在远离基材1的一侧表面为凸面的曲棱镜中截取的，在间隙5中填充了微浮雕结构40，微浮雕结构40上设置有镀膜41。微浮雕结构40和镀膜41共同作用下，反射的光线形成具有包含颜色特征的第二光学特征的图像。

如图9所示，微浮雕结构40为闪耀光栅。优选地，闪耀光栅的周期大于5微米且小于20微米。

优选地，反射面镜片段2的厚度小于1微米，周期大于3微米且小于30微米。

实施例七

与实施例六的区别是，微浮雕结构40的结构不同。

在本实施中，微浮雕结构40为亚波长光栅。光学防伪元件纵向剖面图如图10所示。

优选地，反射面镜片段2的厚度小于1微米，周期大于3微米且小于30微米。

实施例八

与实施例六的区别是，微浮雕结构40的结构不同。

在本实施中，微浮雕结构40为闪耀光栅与亚波长光栅的组合。光学防伪元件纵向剖面图如图11所示。

优选地，反射面镜片段2的厚度小于1微米，周期大于3微米且小于30微米。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、将反射面镜片段2按预设规律设置在基材1的一侧表面，多个反射面镜片段2间隔设置形成间隙5，反射面镜片段2或间隙5或反射面镜片段2和间隙5共同提供宏观图像的像素，从而形成宏观的动感图像、立体图像。

2、在至少一部分反射面镜片段2上设置结构层30，结构层30同形覆盖在反射面镜片段2远离基材1的一侧的表面，能够在反射光方向提供预设颜色的光。

3、在间隙5内填充微浮雕结构40，微浮雕结构40可以形成具有第二光学特征的图像。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种光学防伪元件，其特征在于，包括：

基材(1)；

多个反射面镜片段(2)，所述反射面镜片段(2)按预设规律设置在所述基材(1)的一侧表面，多个所述反射面镜片段(2)间隔设置形成间隙(5)，所述反射面镜片段(2)和/或所述间隙(5)提供宏观图像的像素，从而形成宏观的动感图像、立体图像。

2.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，

所述反射面镜片段(2)的厚度小于等于1微米；和/或

所述反射面镜片段(2)远离所述基材(1)的一侧表面为平面或曲面；和/或

所述反射面镜片段(2)的纵剖面包括圆形、椭圆形、多边形、锯齿形、抛物线形、正弦形中的至少一种；和/或

所述反射面镜片段(2)呈周期性或非周期性排列；和/或

所述反射面镜片段(2)为二维结构或三维结构。

3.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，所述间隙(5)至少在平面内的某一维度上贯通，在垂直于所述某一维度的另一维度内，所述间隙(5)的宽度大于1微米且小于100微米。

4.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，至少一部分所述反射面镜片段(2)上具有结构层(30)，所述结构层(30)同形覆盖在所述反射面镜片段(2)远离所述基材(1)的一侧的表面，并在反射光方向提供预设颜色的光。

5.根据权利要求4所述的光学防伪元件，其特征在于，所述结构层(30)包括：

微结构层(31)，所述微结构层(31)具有多个微结构，多个所述微结构同形覆盖在所述反射面镜片段(2)远离所述基材(1)的一侧的表面上；

镀层(32)，所述镀层(32)设置在所述微结构层(31)远离所述反射面镜片段(2)的一侧。

6.根据权利要求5所述的光学防伪元件，其特征在于，所述微结构包括边壁陡直的微结构、亚微米结构中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的光学防伪元件，其特征在于，所述微结构包括亚微米结构时，所述亚微米结构为一维结构或二维结构。

8.根据权利要求5所述的光学防伪元件，其特征在于，所述镀层(32)包括单层镀层或多层镀层；优选地，所述镀层(32)包括金属镀层和介质镀层叠置形成的镀层、单层金属镀层、单层介质镀层、多层金属镀层、多层介质镀层中的一种；优选地，所述介质镀层包括低折射率介质层、高折射率介质层中的一种。

9.根据权利要求4所述的光学防伪元件，其特征在于，所述结构层(30)提供结构色。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学防伪元件，其特征在于，所述间隙(5)内填充微浮雕结构(40)，所述微浮雕结构(40)形成具有第二光学特征的图像。

11.根据权利要求10所述的光学防伪元件，其特征在于，所述微浮雕结构(40)包括亚波长光栅，所述亚波长光栅的周期大于0.2微米且小于0.7微米，优选地，所述亚波长光栅为一维结构或二维结构。

12.根据权利要求10所述的光学防伪元件，其特征在于，所述微浮雕结构(40)远离所述基材(1)的一侧表面设置有镀膜(41)。

13.根据权利要求12所述的光学防伪元件，其特征在于，所述镀膜(41)包括单层镀膜或多层镀膜；优选地，所述镀膜(41)包括单层金属镀膜、单层介质镀膜、多层金属镀膜、多层介质镀膜、金属镀膜和介质镀膜堆叠形成的镀膜中的一种；优选地，所述介质镀膜包括低折射率介质膜、高折射率介质膜中的一种。

14.根据权利要求10所述的光学防伪元件，其特征在于，

所述微浮雕结构(40)提供光学反射、衍射图像，即形成动感、立体的图像；和/或

所述微浮雕结构(40)包括衍射光栅、闪耀光栅、随机散射结构中的至少一种。

15.根据权利要求14所述的光学防伪元件，其特征在于，

所述衍射光栅的周期大于0.5微米且小于5微米；和/或

所述闪耀光栅的周期大于3微米且小于30微米。

16.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，

所述反射面镜片段(2)还包括具有衍射光变特征、干涉光变特征、微纳结构特征、印刷特征、部分金属化特征、荧光特征、用于机读的磁、光、电、放射性特征的结构中的至少一种；和/或

所述基材(1)包括由聚对苯二甲酸二醇酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、金属、玻璃、纸张中的一种材料形成的有色薄膜或无色薄膜中的一种。

17.一种光学防伪产品，其特征在于，所述光学防伪产品包括权利要求1至16中任一项所述的光学防伪元件。