CN118528675A - 光学防伪元件和防伪产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学防伪元件和防伪产品，光学防伪元件，包括基底，基底的至少一侧表面具有能够解码成预设信息的编码图形，编码图形和基底能够对部分光线进行反射，以在反射光方向再现一线防伪特征，编码图形包括第一特征部和第二特征部，第一特征部与第二特征部相互交织，当一束光线同时照射第一特征部和第二特征部时，第一特征部的透光率与第二特征部的透光率不同，同时再现预设信息。本发明解决现有技术中光学防伪元件存在一线防伪特征和二线防伪特征无法同时存在的问题。

Description

光学防伪元件和防伪产品

技术领域

本发明涉及光学防伪设备技术领域，具体而言，涉及一种光学防伪元件和防伪产品。

背景技术

目前，钞票、证卡等各类高安全以及高附加价值印刷品种广泛采用了光学防伪技术，并且取得了非常好的效果。比如，新版欧元和加拿大塑料钞采用了衍射光变图像宽条，100元券美元采用了称为的微透镜安全线，新版100元人民币采用了光变安全线，Visa信用卡、MasterCard万事达卡和我国的银联信用卡采用了衍射光变图像烫印标识，部分国家的身份证、驾驶证、护照等重要证件采用了衍射光变图像防伪技术。到目前为止，世界上的大多数钞票、信用卡、护照等安全证卡采用了光学防伪技术。

光学防伪技术一般采用某种光学微结构产生特殊光学效果，呈现特殊的难以伪造的视觉效果，达到一线大众防伪的目的。但是，单单只具有大众防伪的视觉效果是不能满足现有的市场需求。

点光源或激光再现的隐藏图像能够提供独特的防伪特征，但是这些隐藏图像特征均需投射到指定的屏幕上，观察条件受限从而不利于识别。如果强行使用人眼直接观察，则会因能量过强而灼伤人眼，这是难以被用户接受的。在一般的防伪结构中，一线防伪特征和二线防伪特征无法同时存在。

也就是说，现有技术中光学防伪元件存在一线防伪特征和二线防伪特征无法同时存在的问题。

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防伪产品，以解决现有技术中光学防伪元件存在一线防伪特征和二线防伪特征无法同时存在的问题。

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，包括基底，基底的至少一侧表面具有能够解码成预设信息的编码图形，编码图形和基底能够提供人眼可见的反射光方向及其附近的一线防伪特征，编码图形包括第一特征部和第二特征部，第一特征部与第二特征部相互交织，当一束光线同时照射第一特征部和第二特征部时，第一特征部的透光率与第二特征部的透光率不同，同时再现预设信息。

进一步地，第一特征部的透光率大于第二特征部的透光率，第一特征部具有叠置的第一结构层和第一镀层，第二特征部具有叠置的第二结构层和第二镀层，第一结构层的表面积与表观面积的比值大于第二结构层的表面积与表观面积，第一镀层的厚度小于第二镀层的厚度。

进一步地，第一结构层及第一镀层和/或第二结构层及第二镀层提供人眼可见的反射光方向及其附近的一线光学防伪特征。

进一步地，第一结构层具有第一微结构，第二结构层具有第二微结构，当光束以某一入射角照射第一微结构和/或第二微结构时，光束中某一波长或某一波长范围的光在反射光方向上干涉相长。

进一步地，第一微结构和/或第二微结构的至少一部分的深度满足：当光束以某一入射角照射第一微结构和/或第二微结构的至少一部分时，光束通过第一微结构和/或第二微结构的至少一部分后，光束中某一波长或某一波长范围的光在反射光方向上干涉相长，且光学防伪元件的至少一部分在反射光方向上呈现第一颜色。

进一步地，第一微结构和第二微结构具有微结构单元，第一微结构和/或第二微结构的至少部分微结构单元随机或伪随机分布。

进一步地，随机或伪随机分布的微结构单元的尺寸大于等于0.3μm且小于等于6μm，随机或伪随机分布的微结构单元的深度满足：当光束以某一入射角照射随机或伪随机分布的微结构单元时，随机或伪随机分布的微结构单元在散射光方向上呈现第二颜色。

进一步地，第一微结构和/或第二微结构的至少部分微结构单元在第二方向上随机或伪随机分布。

进一步地，在第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元在第二方向上的尺寸大于等于0.3μm且小于等于6μm，在第一方向上的尺寸大于6μm，在第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元的深度满足：当光束以某一入射角照射在第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元时，如果光束在与基底所在平面垂直并包含第二方向的第一平面内，则在第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元在第一平面内散射光方向呈现第二颜色。

进一步地，第一微结构和/或第二微结构的至少部分微结构单元在第一方向上周期分布，在第二方向上随机或伪随机分布。

进一步地，在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元在第一方向上的尺寸大于等于0.3μm且小于等于6μm，在第二方向上的尺寸大于等于0.3μm且小于等于6μm，在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元的深度满足：当光束以某一入射角照射在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元时，如果光束在与基底所在平面垂直并包含第二方向的第一平面内，则在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元在第一平面内呈现第二颜色，如果光束在与基底所在平面垂直并包含第一方向的第二平面内，则在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元在第二平面内的衍射光方向上呈现随角度变化的+1级或-1级衍射光颜色。

进一步地，第一结构层具有第一微结构，第二结构层具有第二微结构，第一微结构和/或第二微结构包括亚波长微结构。

进一步地，亚波长微结构为一维光栅，亚波长微结构的槽型为正弦型形、矩形、锯齿形中的至少一种；或者亚波长微结构为二维光栅，亚波长微结构的槽型为正弦型形、矩形、锯齿形中的至少一种。

进一步地，亚波长微结构的槽深大于等于10nm且小于等于500nm；和/或亚波长微结构在二维平面内的特征尺寸大于等于50nm且小于等于500nm。

进一步地，亚波长微结构的槽深大于等于50nm且小于等于300nm；和/或亚波长微结构在二维平面内的特征尺寸大于等于200nm且小于等于400nm。

进一步地，第一结构层具有第一微结构，第二结构层具有第二微结构，第二微结构为平坦的表面。

进一步地，第一结构层具有第一微结构，第二结构层具有第二微结构，第一微结构为非衍射微结构、衍射微结构中的至少一种；第二微结构为非衍射微结构、衍射微结构中的至少一种。

进一步地，非衍射微结构的周期大于5微米；和/或衍射微结构的周期大于0.1微米且小于5微米。

进一步地，第一结构层与基底连接，第一镀层设置在第一结构层远离基底的一侧表面，第二结构层与基底连接，第二镀层设置在第二结构层远离基底的一侧表面。

进一步地，第一镀层和第二镀层是在同一工序中一次性完成。

进一步地，第一镀层和第二镀层为单层镀层。

进一步地，单层镀层包括金属反射层、半导体材料层、介质层中的一种。

进一步地，第一镀层和第二镀层为多层镀层。

进一步地，多层镀层形成法布里-泊罗谐振腔。

进一步地，编码图形包括傅立叶变换图案、菲涅耳变换图案、莫尔编码图形、条形码、二维码、希尔伯特变换图案、阿贝尔变换图案、梅林变换图案或各种自定义的变换图案中的一种。

进一步地，基底为板状结构，板状结构包括聚氯乙烯PVC板、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET板、聚碳酸酯PC板或玻璃板中的一种。

进一步地，光学防伪元件还包括功能层，功能层设置在基底与编码图形之间；或者功能层设置在编码图形远离基底的一侧。

进一步地，功能层包括剥离层、增强层、保护层、磁性层、荧光层、红外层中的至少一种。

进一步地，第一特征部和第二特征部的透光率均小于80％；和/或第一特征部的透光率与第二特征部的透光率的差值大于10％。

进一步地，第一特征部和第二特征部的透光率均小于40％；和/或第一特征部的透光率与第二特征部的透光率的差值大于20％。

进一步地，一束光线来自于点光源。

进一步地，一束光线来自于单色点光源。

根据本发明的另一方面，提供了一种防伪产品，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底，基底的至少一侧表面具有能够解码成预设信息的编码图形，编码图形和基底能够提供人眼可见的反射光方向及其附近的一线防伪特征，编码图形包括第一特征部和第二特征部，第一特征部与第二特征部相互交织，当一束光线同时照射第一特征部和第二特征部时，第一特征部的透光率与第二特征部的透光率不同，同时再现预设信息。

通过将编码图形划分为第一特征部和第二特征部，能够对第一特征部和第二特征部的光学性质进行设计，在保证编码图形能够解码的情况下，降低编码图形的透光率，以保证人眼在看光学防伪元件时不会被灼伤。而将第一特征部和第二特征部的透光率设置成不同的，可以起到不同的吸收、反射的作用使得不同的区域透过的光强不同，以减少灼烧人眼。通过对第一特征部和第二特征部的透光率的控制，使得编码图形的亮度可以进行任意调整，使得编码图形的透射光能够被裸眼接收，不会造成灼伤，保护了用户的健康。此外这样使得裸眼直接观察到解码后的预设信息，而不再需要借助于屏幕接收解码后的预设信息，实现了更易于大众识别的二线防伪特征。同时编码图形和基底能够提供人眼可见的反射光方向及其附近的一线防伪特征，使得一个光学防伪元件既能够实现一线防伪特征，又能实现二线防伪特征，大大减少了在载体上设置的光学防伪元件的数量，减少了载体的制作难度。

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的结构示意图；以及

图2示出了图1中编码图形的局部放大图；

图3示出了图2中编码图形的一个角度的剖视图；

图4示出了图3中第一结构层上的第一微结构的俯视图；

图5示出了图4中的第一微结构的截面图；

图6示出了本发明的实施例二的编码图形的一个角度的剖视图；

图7示出了本发明的实施例三的编码图形的一个角度的剖视图；

图8示出了本发明的实施例四的第一微结构的俯视图；

图9示出了图8中的第一微结构的截面图；

图10示出了本发明的实施例五的第一微结构的俯视图；

图11示出了图10中的第一微结构在zy平面的截面图；

图12示出了图10中的第一微结构在zx平面的截面图；

图13示出了本发明的一个可选实施例的第一微结构的截面图；

图14示出了本发明的另一个可选实施例的第一微结构的截面图；

图15示出了本发明的另一个可选实施例的第一微结构的截面图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、基底；2、编码图形；3、第一特征部；4、第二特征部；5、第一结构层；6、第一镀层；7、第二结构层；8、第二镀层；9、功能层；10、一束光线；11、第一微结构。

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一线防伪特征和二线防伪特征无法同时存在的问题，本发明提供了一种光学防伪元件和防伪产品。

如图1至图15所示，光学防伪元件包括基底1，基底1的至少一侧表面具有能够解码成预设信息的编码图形2，编码图形2和基底1能够提供人眼可见的反射光方向及其附近的一线防伪特征，编码图形2包括第一特征部3和第二特征部4，第一特征部3与第二特征部4相互交织，当一束光线10同时照射第一特征部3和第二特征部4时，第一特征部3的透光率与第二特征部4的透光率不同，同时再现预设信息。

通过将编码图形2划分为第一特征部3和第二特征部4，能够对第一特征部3和第二特征部4的光学性质进行设计，在保证编码图形2能够解码的情况下，降低编码图形2的透光率，以保证人眼在看光学防伪元件时不会被灼伤。而将第一特征部3和第二特征部4的透光率设置成不同的，可以起到不同的吸收、反射的作用使得不同的区域透过的光强不同，以减少灼烧人眼。通过对第一特征部3和第二特征部4的透光率的控制，使得编码图形2的亮度可以进行任意调整，使得编码图形2的透射光能够被裸眼接收，不会造成灼伤，保护了用户的健康。此外这样使得裸眼直接观察到解码后的预设信息，而不再需要借助于屏幕接收解码后的预设信息，实现了更易于大众识别的二线防伪特征。编码图形2和基底1能够提供人眼可见的反射光方向及其附近的一线防伪特征，使得一个光学防伪元件既能够实现一线防伪特征，又能实现二线防伪特征，大大减少了在载体上设置的光学防伪元件的数量，减少了载体的制作难度。

如图2所示，编码图形2包括相互交织在一起的第一特征部3和第二特征部4。换句话说，第一特征部3和第二特征部4位阴阳互补的关系。

如图3所示，第一特征部3的透光率大于第二特征部4的透光率，第一特征部3具有叠置的第一结构层5和第一镀层6，第二特征部4具有叠置的第二结构层7和第二镀层8，第一结构层5的表面积与表观面积的比值大于第二结构层7的表面积与表观面积，第一镀层6的厚度小于第二镀层8的厚度。通过在第一特征部3上设置第一结构层5和第一镀层6，使得光在通过第一结构层5和第一镀层6时光线传播的路径是不同的，以达到对透光率的控制，使得第一特征部3的透光率和第二特征部4的透光率不同。同理，在第二特征部4上设置第二结构层7和第二镀层8能够对第二特征部4上的透光率进行控制，以使得第二特征部4的透光率与第一特征部3的透光率不同，更确切的说，是控制第一特征部3的透光率大于第二特征部4的透光率。

在本文中，术语“表观面积”指的是某一区域中在与该区域平行的平面内的正投影的面积，即无视该区域中的起伏结构造成的实际影响的投影面积；术语“表面积”指的是考虑了某一区域中的起伏结构的实际面积。显然，某一区域的表面积与其表观面积之比为不小于1的数值。可以这样理解，在平坦的区域上，表面积与表观面积的比值等于1。而在具有起伏结构的区域上，表面积与表观面积的比值大于1。而在本申请中，由于第一结构层5的表面积与表观面积的比值大于第二结构层7的表面积与表观面积的比值，而第二结构层7可以是平坦的结构，这样就使得第一结构层5的表面积与表观面积的比值大于1。也就是说，第一结构层5必然是具有起伏结构的。当然，第二结构层7也可以是有这种起伏结构的，但是第一结构层5的起伏程度要大于第二结构层7的起伏程度。

当表面积与表观面积的比值互不相同时，在同样的沉积过程中，单位表观面积上的表面积大的结构中所形成的镀层的平均厚度要小于单位表观面积上的表面积小的结构中所形成的镀层的平均厚度。

通过将第一结构层5的表面积与表观面积的比值设置成大于第二结构层7的表面积与表观面积的比值形式，就使得第一结构层5处的起伏程度更大，第一结构层5处对光的作用更强。而第一镀层6的厚度小于第二镀层8的厚度，使得光在第一镀层6处透过的光更多，以使得第一特征部3的透光率大于第二特征部4的透光率。

需要说明的是，光学防伪元件是极其轻薄、且极其小的结构，在光线通过第一结构层5和第二结构层7时，二者的透光率差别并不是特别明显，但是通过厚度不同的第一镀层6和第二镀层8时，导致了极其明显的透光率的差别。

具体的，防伪产品包括上述的光学防伪元件。具有上述光学防伪元件的防伪产品可以用人眼直接看到二线防伪特征，而不会灼伤人眼，使得防伪元件易于识别，同时在反射光方向上能够观察到一线防伪特征，实现了双向防伪的功能。

实际应用中，透光率的差异可以通过调节第一结构层5和第二结构层7的结构参数以调节表面积与表观面积的比值，以及调节第一镀层6和第二镀层8的镀层厚度和种类来实现。

需要说明的是，附图中第一微结构11可以等同于第二微结构，为了避免重复，仅仅本申请仅仅示意出了第一微结构11的图，第二微结构可以等同。但是第一微结构11与第二微结构的起伏程度不同。

图15中的第一微结构11为亚波长微结构。

实施例一

如图1至图5所示，第一结构层5具有第一微结构11，第二结构层7具有第二微结构，当光束以某一入射角照射第一微结构11和第二微结构时，光束中某一波长或某一波长范围的光在反射光方向上干涉相长。这样在反射光方向上干涉相长，以便于用户在反射光方向上看到一线防伪特征，便于用户对一线防伪特征的识别。

具体的，第一微结构11和第二微结构的至少一部分的深度满足：当光束以某一入射角照射第一微结构11和第二微结构的至少一部分时，光束通过第一微结构11和第二微结构的至少一部分后，光束中某一波长或某一波长范围的光在反射光方向上干涉相长，且光学防伪元件的至少一部分在反射光方向上呈现第一颜色。在具体的操作中对第一微结构11和第二微结构的深度进行设计，以对特定波段范围内的反射光实现干涉相长的作用，以便于形成第一颜色的一线防伪特征，实现了特定颜色的一线防伪特征。

需要说明的是，某一波长是可以根据具体的需求来进行设计的，比如第一颜色是红光，则某一波长是红光波段范围内的某一个波长就可以。而某一波长范围是在同一颜色中的波段范围内的，而不是不同颜色的波段范围内的光。当然还可以是某一大波段范围内的一个小波段范围的光。例如，红光波段范围是600-700nm，则某一波段范围的光可以是630-670nm范围内的光。

可选地，第一微结构11和第二微结构均具有微结构单元，第一微结构11和第二微结构的至少部分微结构单元随机或伪随机分布。将第一微结构11和第二微结构的至少部分微结构单元随机或伪随机分布，可以实现不同位置对光的作用效果不同，以降低第一结构层5和第二结构层7对光的透光率，以使得人的裸眼可以直接看到预设信息。

需要说明的是，随机分布是指没有任何规律可循的分布。而伪随机分布是看起来是没有规律的分布，而实际上是按照一定的规律进行排布的，但是不是周期分布。

具体的，第一微结构11和第二微结构的至少部分微结构单元随机或伪随机分布时，随机或伪随机分布的微结构单元的尺寸大于等于0.3μm且小于等于6μm，随机或伪随机分布的微结构单元的深度满足：当光束以某一入射角照射随机或伪随机分布的微结构单元时，随机或伪随机分布的微结构单元在散射光方向上呈现第二颜色。将微结构单元的尺寸限制在0.3μm至6μm之间，在保证微结构单元易于制作的同时还可以保证微结构单元的数量，以保证对光的作用效果。同时在散射光方向上呈现第二颜色，以与反射光方向及其附近呈现的第一颜色进行区别，便于对反射光方向及其附近的一线防伪特征进行识别。

当然，还可以是第一微结构11或第二微结构的至少部分微结构单元随机或伪随机分布。可以根据具体的需求来对第一微结构11和第二微结构进行设计。

具体的，第一微结构11和第二微结构包括亚波长微结构。通过选用亚波长微结构，可以实现防伪所需的文字、标识等图案。

当然，还以是第一微结构11和第二微结构中的一个为亚波长微结构。

可选地，亚波长微结构为一维光栅，亚波长微结构的槽型为正弦型形、矩形、锯齿形中的至少一种；或者亚波长微结构为二维光栅，亚波长微结构的槽型为正弦型形、矩形、锯齿形中的至少一种。当亚波长微结构为二维光栅时，二维光栅的栅格分布可以是正交结构、蜂窝结构、二维布拉维点阵结构、随机结构等。应当理解的是，亚波长微结构的结构并不局限于以上描述的结构，而且实际的光学防伪元件中可以采用这些结构的组合。通过对亚波长微结构进行设计，会实现防伪所需的文字、标识等图案。

具体的，亚波长微结构的槽深大于等于10nm且小于等于500nm。若亚波长微结构的槽深小于10nm就使得亚波长微结构的槽深过浅，对光的影响较小。若亚波长微结构的槽深大于500nm就使得亚波长微结构的槽深过大，就使得整个光学防伪元件的厚度过大，不易隐藏。而将亚波长微结构的槽深限制在10nm至500nm的范围内，可以保证亚波长微结构对光的作用效果的同时还不会导致光学防伪元件的厚度过大。优选地，亚波长微结构的槽深大于等于50nm且小于等于300nm。

具体的，亚波长微结构在二维平面内的特征尺寸大于等于50nm且小于等于500nm。若亚波长微结构在二维平面内的特征尺寸小于50nm就使得亚波长微结构的特征尺寸过小，不利于亚波长微结构的识别制作。若亚波长微结构在二维平面内的特征尺寸大于500nm，就使得亚波长微结构的尺寸过大，使得相同面积下亚波长微结构的数量过少，不利于对光的作用。而将亚波长微结构在二维平面内的特征尺寸限制在50nm至500nm的范围内，在便于亚波长微结构制作的同时保证对光的作用效果。优选地，亚波长微结构在二维平面内的特征尺寸大于等于200nm且小于等于400nm。

需要说明的是，亚波长微结构当一个方向上的特征尺寸满足要求时，另一个方向上的特征尺寸可以不受限制。

需要说明的是，亚波长微结构的周期和槽深二者之间存在着一定的匹配关系，这种匹配关系可以用深宽比(即槽深与周期的比值)表示，深宽比可以是根据具体的再现效果通过严格耦合波理论设计计算得到，优选地，深宽比的范围通常为0.3-2，优选为0.4-1。这样设置可以保证预设信息的再现效果，以便于人能够准确识别。

具体的，亚波长微结构的占宽比(即光栅峰宽与周期的比值)也是影响光学效果的一个重要参数，其主要影响光学防伪元件的亮度及对比度，通常要求占宽比为0.3-0.7，优选为0.4-0.6。这样设置可以保证光学防伪元件的亮度和对比度，以便于人能够准确识别。

关于亚波长微结构与第一镀层6和第二镀层8结合获得的光学特征，其参数匹配关系、具体原理和光学特征由专利CN102514443具体定义，其说明书内容均纳入本申请。总之，亚波长微结构与第一镀层6、第二镀层8结合，从而形成了随观察角度改变而出现的变色特征的颜色，且其区别于单纯由平坦或光滑的表面的镀层提供的颜色特征，进而形成独特的随观察角度的变色特征。

例如，选取亚波长微结构为正弦槽型、周期为300nm、深度为100nm并呈正交的二维网格分布，选取第一镀层6和第二镀层8依次包含Al(40nm)/SiO₂(370nm)/Cr(5nm)(在平坦表面，该参数的多层结构镀层具有正面观察为金黄色，倾斜观察为绿色的特征)。那么，亚波长微结构与第一镀层6、第二镀层8将共同形成了红变黄的颜色特征。

优选地，亚波长微结构与第一镀层6、第二镀层8通过配合还能够实现在反射光方向或反射光方向附近的偏振特征、或透射光方向的透射可观察的颜色特征。

可选地，第一微结构11和第二微结构可以分别选择非衍射微结构、衍射微结构中的至少一种。第一微结构11和第二微结构可以均是非衍射微结构，也可以均是衍射微结构，还可以一个是衍射微结构，另一个是非衍射微结构。

当然还可以是，第一微结构11中可以部分为非衍射微结构，另一部分为衍射微结构。第二微结构中可以部分为非衍射微结构，另一部分为衍射微结构。具体的选择形式可以根据实际需要来进行选择，只需要保证第一微结构11的表面积与表观面积的比值大于第二微结构的表面积与表观面积的比值即可。

当第一微结构11和第二微结构中具有非衍射微结构时，非衍射微结构的周期大于5微米，以保证不产生明显的彩虹色彩，避免影响对预设信息的观察，保证预设信息能够被人眼准确识别。

当第一微结构11和第二微结构中具有衍射微结构时，衍射微结构的周期大于0.1微米且小于5微米。若衍射微结构的周期小于0.1微米，就使得衍射微结构的周期过小，不利于衍射微结构的制作。若衍射微结构的周期大于5微米，就使得衍射微结构的周期过大，容易对预设信息产生影响。将衍射微结构的周期限制在0.1微米至5微米的范围内，能够保证预设信息的准确性的同时有利于衍射微结构的制作。

当第一微结构11和/或第二微结构选择为衍射微结构时，其能够提供衍射全息特征。当第一微结构11和/或第二微结构选择为非衍射微结构时，其能够提供反射特征。

如图3所示，第一结构层5与基底1连接，第一镀层6设置在第一结构层5远离基底1的一侧表面，第二结构层7与基底1连接，第二镀层8设置在第二结构层7远离基底1的一侧表面。由于第一结构层5的起伏程度大于第二结构层7的起伏程度，第一结构层5和第二结构层7远离基底1的一侧表面是不平整的，在第一结构层5和第二结构层7的表面极易形成厚度不同的第一镀层6和第二镀层8，简化了工艺的操作。

需要说明的是，第一镀层6和第二镀层8可以是完全相同的材料，但是其厚度不同。而第一镀层6和第二镀层8是在同一工序中一次性完成的，而并非分别再各自区域中分别加工，这样大大简化了操作流程。由于第一结构层5的起伏程度大于第二结构层7的起伏程度，可以在同一工序中一次性形成厚度不同的第一镀层6和第二镀层8，或者说可以在同一工序中一次性形成厚度较小的第一镀层6和厚度较大的第二镀层8。

当然，第一镀层6可以设置在第一结构层5与基底1之间，但是由于第一镀层6的厚度在微米层级，对其厚度无法进行精准的控制，固一般不会将第一镀层6设置在第一结构层5与基底1之间。同理第二镀层8也是。此外，在本实施例中，还需要单独对第一镀层6和第二镀层8进行镀设，操作难度极大，一般不会分别加工第一镀层6和第二镀层8。但是在工艺条件允许的情况下，也是可以实现的。

第一镀层6和第二镀层8可以通过物理沉积形成，也可以通过化学沉积形成，还可以通过物理沉积与化学沉积共同作用形成。具体可以采用热蒸发、磁控溅射、MOCVD(金属有机化合物化学气相沉积)、分子束外延等方法形成。

可选地，第一镀层6和第二镀层8可以选择单层镀层。采用单层镀层的形式便于第一镀层6和第二镀层8的加工，加工效率高。单层镀层具体可以是金属反射层、半导体材料层、介质层中的一种。也就是说，单层镀层可以是单层的金属反射层、单层的半导体层、单层的介质层。

需要说明的是，金属反射层的材料可以是纯金属材料、多种金属的混合物形成的合金材料。具体可以是Al、Cu、Ni、Cr、Ag、Fe、Sn、Au、Pt等形成的纯金属材料或多种金属的混合物形成的合金材料。

可选地，第一镀层6和第二镀层8为多层镀层。采用多层镀层的形式更有利于对透光率进行控制，但是不易制作。多层镀层可以包括：多层介质膜结构，即由具有高、低折射率的不同介质层构成。这种结构通常采用λ/4膜系设计。而且，各个介质层所采用的材料可以为MgF₂、SiO₂、Al₂O₃、MgO、HfO₂、TiO₂、ZnS、ZnO等无机镀膜材料中的一种或多种，当然也可以采用高分子聚合物，或者无机镀膜材料与高分子聚合物的组合。

多层镀层的结构还可以是金属层和介质层形成的多层膜结构，通常采用三层结构或五层结构。例如，多层镀层可以包括以下中的至少一者：

a、形成于第一微结构11和第二微结构上的第一反射层、形成于反射层上的第一介质层和形成于第一介质层上的第一吸收层，以上三层顺序可颠倒。

b、形成于第一微结构11和第二微结构上的第二吸收层、形成于第二吸收层上的第二介质层和形成于第二介质层上的第三吸收层，以上三层顺序可颠倒；

c、形成于第一微结构11和第二微结构上的第四吸收层、形成于第四吸收层上的第三介质层、形成于第三介质层上的第二反射层、形成于第二反射层上的第四介质层和形成于所述第四介质层上的第五吸收层，以上五层顺序可颠倒；

d、形成于第一微结构11和第二微结构上的第六吸收层、形成于第六吸收层上的第四介质层、形成于第四介质层上的第七吸收层、形成于第七吸收层上的第五介质层和形成于第五介质层上的第八吸收层，以上五层顺序可颠倒。

简言之，三层结构的多层结构镀层可以为反射层、介质层和吸收层的组合，这种形式只能在一面观察光变效果，三层结构的多层结构镀层可以为吸收层、介质层和吸收层的组合，这种形式可以在两面观察光变效果。五层结构的多层结构可以为吸收层、介质层、反射层、介质层和吸收层的组合，吸收层、介质层、吸收层、介质层和吸收层的组合，这两种形式可以在两面观察光变效果，两面观察到的光变效果可以设计为相同的效果，也可以设计为不同的效果，这由各个反射层、介质层、吸收层的参数和材料决定。

上述的各个反射层一般为厚度较大的金属层，其厚度通常大于20nm，其所采用的材料可以为金、银、铜、铝、铁、锡、锌、镍、铬等中的一者或多者。上述的各个介质层可以是单层介质层，其所采用的介质材料可以选自MgF₂、SiO₂、Al₂O₃、MgO、PMMA、HfO₂、TiO₂、ZnS、ZnO等无机镀膜材料以及高分子聚合物，其厚度由要实现的光学效果及材料的折射率决定，一般厚度可以为10nm-1000nm，优选为50nm-800nm。当然，上述的各个介质层也可以是多层介质层，其所采用的介质材料可以选自MgF₂、SiO₂、Al₂O₃、MgO、PMMA、HfO₂、TiO₂、ZnS、ZnO等常见的无机镀膜材料，并且多层介质膜通常采用高、低折射率λ/4膜系设计。上述的各个吸收层所采用的材料可以为金、银、铜、铝、铁、锡、锌、镍、铬等金属或者金属化合物中的一者或多者，厚度通常不超过20nm，优选为5-10nm，其作用是使照明光部分反射、部分透射和部分吸收。

应当理解的是，根据本发明的多层镀层的结构并不局限于上面描述的结构，例如，二层结构(即反射层和介质层)、四层结构(即吸收层、介质层、反射层和介质层)等结构也是可取的。

具体的，多层镀层形成法布里-泊罗谐振腔，法布里-泊罗谐振腔对入射的白光具有选择性的吸收及反射作用，使得出射光线只包含某些波段，从而形成特定的颜色；当光入射或出射角度变化时，与之相对的光程发生变化，干涉波段也发生变化，从而导致呈现给观测者的颜色也随之变化，从而形成特定颜色的光变效果。

可选地，编码图形2包括傅立叶变换图案、菲涅耳变换图案、莫尔编码图形、条形码、二维码、希尔伯特变换图案、阿贝尔变换图案、梅林变换图案或各种自定义的变换图案中的一种。需要保证的是编码图形2能够实现光学变换解码，即一束光(通常为激光)照在编码图形2上，在适当的距离上能够再现隐藏的预设信息。并以此限定第一特征部3和第二特征部4的相互交织在一起的具体关联与分布情况。从而编码图形2的透射光场进一步再现出预设信息。

当然，还可以在编码图形2实现光学变化解码的基础上的同时还可以具有其他解码手段。例如可以通过计算机解码、钥匙版解码。

其中，计算机解码是在计算机屏幕上再现预设信息，或者说是原始图案。钥匙版解码是将钥匙版重叠在其上面调整方位并对齐即可再现隐藏的原始图像。钥匙版解码可以在计算机中存储虚拟钥匙版，将编码图形2读入计算机利用程序解码。

通过解码，编码图形2呈现隐藏的原始图像。解码过程实际上是编码过程的逆运算过程。不同的编码方式，有不同的具体解码手段。

以下举例说明编码图形2的几种解码形式。

具体的，编码图形2可以为傅里叶变换图案，即原始图案经过傅立叶变换后得到的傅立叶图案。傅里叶变换图案的解码手段可以是计算机解码、也可以是光学变化解码。

编码图形2可以是菲涅耳变换图案，即原始图案经过菲涅耳变换变换后得到的菲涅耳变换图案。菲涅耳变换图案的解码手段可以是计算机解码、也可以是光学变化解码。

编码图形2可以是莫尔编码图形，即设计钥匙版和原始图案，经过莫尔编码得到的莫尔编码图形。莫尔编码图形的解码手段可以是计算机解码、也可以是光学变化解码，还可以是钥匙版解码。

编码图形2可以是条形码、二维码、希尔伯特变换图案、阿贝尔变换图案、梅林变换图案以及各种自定义的变换图案。只需要保证这些图案可以通过光学变化解码即可。通常情况下还可通过计算机解码。

具体的，基底1为板状结构，板状结构包括聚氯乙烯PVC板、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET板、聚碳酸酯PC板或玻璃板中的一种。对于基底1的选取需要保证基底1上能够承载编码图形2，同时保证基底1与编码图形2之间不易分离即可。

具体的，第一特征部3和第二特征部4的透光率均小于80％。将第一特征部3和第二特征部4的透射光的比例控制在小于80％的范围内，可以减少编码图形2透过的光强，以减少对人眼的灼烧。优选地，第一特征部3和第二特征部4的透光率均小于40％。

具体的，第一特征部3的透光率与第二特征部4的透光率的差值大于10％。这样可以保证第一特征部3与第二特征部4之间的透光率的差异，以便于对整个编码图形2的透光率的控制，使得编码图形2的整个透光率在合理的范围内。优选地，第一特征部3的透光率与第二特征部4的透光率的差值大于20％。

实际应用中，透光率的差异可以通过调节第一结构层5和第二结构层7的结构参数以调节表面积与表观面积的比值，以及调节第一镀层6和第二镀层8的镀层厚度和种类来实现。

一束光线10可以来自于其它种类的面光源、线光源、平行光源或点光源，例如LED照明灯、白炽灯、手机闪光灯等光源，还可以变更为单色光源，例如气体激光器、半导体激光器、激光笔等。

优选地，一束光线10来自于点光源。

更优选地，一束光线10来自于单色点光源。

需要说明的是，当采用单色点光源时，人眼所看到的再现隐藏防伪图像，也即预先信息的清晰度最佳，而当采用非单色点光源时，由于不同波长的光之间的色散，会对应不同波长地出现多个不同颜色的图像，产生多个颜色重叠的图像，在实际应用中发现，这种不同颜色的图像构成的重影是可以接受的。由于实际应用中单色光源的获得远比非单色光源的获得更难，这一发现也使得本发明的光学防伪元件具备更强的易识别性能，更有利于实际推广应用，这也是传统再现隐藏编码图像所不具备的。

另外，非点光源相当于多个不同位置的点光源的叠加，对应地，会被人眼接收到多个不同位置的图像，这将使预设信息无法被准确识别，可以利用这一特点在通常的环境光下有效隐藏防伪图像，同时在需要识别隐藏防伪图像时尽可能选择点光源。

第一微结构11和第二微结构可以通过激光刻蚀、电子束刻蚀、离子刻蚀等方式制成母版，然后通过电铸、模压、UV复制等工艺复制到基底1上。更为常用的工艺是在基底1的表面涂布成像层，将光学微结构复制在成像层上，目的是提高光学微结构的复制质量和提高复制效率。

更进一步地，第一微结构11和第一镀层6，以及第二微结构和第二镀层8能够提供人眼可见的反射光方向及其附近的一线防伪特征。

在本文中“特征尺寸”是指第一微结构11和第二微结构中取其表面高度最低点和最高点的平均值将表面分割，从而形成包围凸起或凹下部分的轮廓在任意方向的尺寸。

“微结构单元”是指第一微结构11和第二微结构中取其表面高度最低点和最高点的平均值，将表面分割形成的单个的凸起或凹下的部分，其特征尺寸在微米量级。

“第一微结构11和第二微结构的深度”是指微结构中表面高度最高点和最低点的高度差，用深度d来表示。

为了便于描述，第一微结构11和第二微结构统称为微结构，

定义x-y-z空间坐标系，其中xoy平面与光学防伪元件所在的平面平行，z方向与该平面垂直。如图4所示，微结构可以位于xoy平面(或与xoy平面平行的平面)，且在x轴、y轴方向的特征尺寸可以例如是0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm，且微结构的图案(即微结构单元)可以是随机或伪随机分布的。微结构中凸起部分可以占微结构总面积的20％-80％，优选为35％-65％。

如图5所示，微结构单元的剖面形状可以是正弦形。

需要说明的是，微结构单元的剖面形状还可以是其他形状。微结构的深度d可以满足以下条件，即当自然光(白光)以入射角α照射微结构时，光束通过微结构后，波长为λ(或者一波长范围)的光在反射光方向上干涉相长，从而使得在反射光方向观察光学防伪元件时，呈现第一颜色，而在散射光方向上观察时，呈现第二颜色(如图5所示)。

微结构的深度d通常在100nm-5μm之间，优选为200nm-3μm。可以通过以下的方法来确定深度d。

①表示出微结构的复振幅透过率τ_g，τ_g为深度d、设计波长λ、微结构的槽型、材料折射率分布n以及位置(x,y)的函数；②对复振幅透过率τ_g进行傅利叶变换；③找出波长为λ的反射光(即零级衍射光)最大的条件；④根据反射光最大的条件计算深度d。

举例来说，设计波长λ＝600nm，微结构材料的折射率n＝1.5，微结构的剖面形状为正弦形，外部介质为空气，则d＝1528.8nm时，在反射光方向上呈现红色，在散射光方向呈现蓝绿色。若d＝2668.8nm，由于此时波长为410.8nm的光也满足反射光干涉相长条件，所以其在反射光方向上呈现洋红色，散射光方向上呈现绿色。

优选地，所述第一镀层6和第二镀层8可以选择为单层镀层，其中包括：金属反射层、半导体材料层、介质层或其组合；

通过上述实施例中的技术方案，光学防伪元件能够通过控制第一特征部3和第二特征部4的第一微结构11和第二微结构的类型及其参数结合其表面的第一镀层6和第二镀层8实现编码图形具备在反射光或反射光附近的全息衍射特征、反射特征、干涉特征、散射特征、光变特征等一线大众光学防伪特征。并通过控制第一特征部3和第二特征部4的第一微结构11和第二微结构的表面积与表观面积的比值，来控制第一镀层6和第二镀层8的平均厚度，进而控制第一特征部3和第二特征部4的透射光比例。编码图形2通过解码再现预先设定的信息，并且编码图形2的亮度可通过透射光的比例进行任意调整，使透射光能够被裸眼接收，不会造成灼伤，保护了用户的健康，从而实现了裸眼直接观察，而不再需要借助于屏幕接收预先设定的信息，实现了更加易于大众识别的二线隐藏防伪特征，增加了防伪功效。

以上结合附图详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

本发明的防伪元件可以标识、烫印宽条、贴条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。

实施例二

与实施例一的区别是，第二微结构不同。

在图6所示的具体实施例中，第二微结构为平坦的表面。在本实施例中第二微结构并不是起伏结构，而是平坦的表面，这样就使得第一微结构11的起伏程度大于第二微结构的起伏程度，在同样的沉积过程中东，起伏程度大的第一微结构11上同形覆盖的第一镀层6的平均厚度要小于平坦的表面上同形覆盖的第二镀层8的平均厚度。

实施例三

与实施例一的区别是，在本实施例中还有功能层9。

在图7所示的具体实施例中，光学防伪元件包括两个功能层9，一个功能层9设置在基底1与编码图形2之间，另一个功能层9设置在编码图形2远离基底1的一侧。

光学防伪元件还包括功能层9，功能层9设置在基底1与编码图形2之间；或者功能层9设置在编码图形2远离基底1的一侧。

当然，还可以是仅包括一个功能层9，且该功能层9设置在基底1与编码图形2之间。或者是仅包括一个功能层9，且该功能层9设置在编码图形2远离基底1的一侧。

还可以是多个功能层9，所有的功能层9都设置在基底1与编码图形2之间。或者是所有的功能层9设置在编码图形2远离基底1的一侧。或者是几个功能层9设置在基底1与编码图形2之间，另外几个功能层9设置在编码图形2远离基底1的一侧。

功能层9的设置可以根据产品的具体使用要求来决定如何设置，功能层9包括但不限于剥离层、增强层、保护层、磁性层、荧光层、红外层、粘接层等

当然，可以根据实际的需要在基底1远离编码图形2的一侧设置功能层9。此处不再进行一一列举。

以一个的具体例子进行说明，基底1为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)601，以及设置在基底1与编码图形2的第一个功能层9，第一个功能层9为剥离层。以及设置在编码图形2远离基底1的一侧的第二个功能层9，第二个功能层9为粘接层。以使得本例子中的光学防伪元件具备剥离转移的功能，即可利用例如热烫印工艺和粘接层的粘接功能，将编码图形2烫印粘贴到钞票、证券、信用卡、护照等高安全产品载体上，并将PET601剥离除去，从而保证被烫印在目标载体上的结构整体厚度较薄。优选地，所述高安全产品载体至少部分区域透明，并且所述透明区域与编码图形2至少部分重叠。

实施例四

与实施例一的区别是，第一微结构11和第二微结构的微结构单元的分布不同。

在图8所示的具体实施例中，第一微结构11和第二微结构的至少部分微结构单元在第二方向上随机或伪随机分布。将第一微结构11和第二微结构的至少部分微结构单元在第二方向上随机或伪随机分布，可以实现不同位置对光的作用效果不同，以降低第一结构层5和第二结构层7对光的透光率，以使得人的裸眼可以直接看到预设信息。

第一微结构11和第二微结构的至少部分微结构单元在第二方向上随机或伪随机分布时，在第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元在第二方向上的尺寸大于等于0.3μm且小于等于6μm，在第一方向上的尺寸大于6μm，在第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元的深度满足：当光束以某一入射角照射在第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元时，如果光束在与基底1所在平面垂直并包含第二方向的第一平面内，则在第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元在第一平面内散射光方向呈现第二颜色。这样设置使得光学防伪元件在特定的方向才能看到第二颜色，也可以作为一个小的防伪特征，保证防伪元件的防伪性能。同时也不会影响对一线防伪特征的识别。

当然，还可以是第一微结构11或第二微结构的至少部分微结构单元在第二方向上随机或伪随机分布。可以根据具体的需求来对第一微结构11和第二微结构进行设计。

如图8所示，微结构可以位于xoy平面(或与xoy平面平行的平面)，且在x轴方向的特征尺寸可以大于6μm，优选大于10μm，由此微结构在该方向上没有衍射效果，微结构在y轴方向上的特征尺寸可以为0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm，且图案可以是随机或伪随机分布的。微结构中凸起部分可以占微结构总面积的20％-80％，优选为35％-65％。

如图9所示，微结构单元在yoz平面的剖面形状可以是正弦形。但是本领域技术人员可以理解，微结构单元的剖面形状可以是锯齿形、矩形或者其他形状。微结构的深度d可以满足下述条件，即自然光(白光)以入射角α照射微结构时，光束通过微结构后，波长为λ(或者一波长范围)的光在反射光方向上干涉相长，从而使之在反射光方向上观察到第一颜色。此外，如果光束在yoz平面(或与yoz平面平行的平面)内，在yoz平面(或与yoz平面平行的平面)内散射光方向上观察到第二颜色。

微结构深度d通常在100nm-5μm之间，优选为200nm-3μm。确定深度d的方法与实施例一的相同，这里不再赘述。

实施例五

与实施例一的区别是，第一微结构11和第二微结构分布不同。

在图10所示的具体实施例中，第一微结构11和第二微结构的至少部分微结构单元在第一方向上周期分布，在第二方向上随机或伪随机分布。将第一微结构11和第二微结构的至少部分微结构单元在第二方向上随机或伪随机分布，可以实现不同位置对光的作用效果不同，以降低第一结构层5和第二结构层7对光的透光率，以使得人的裸眼可以直接看到预设信息。同时这样设置是使得一线防伪特征具有多种的防伪效果，或者是多角度的防伪效果。

具体的，第一微结构11和/或第二微结构的至少部分微结构单元在第一方向上周期分布，在第二方向上随机或伪随机分布时，则在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元在第一方向上的尺寸大于等于0.3μm且小于等于6μm，在第二方向上的尺寸大于等于0.3μm且小于等于6μm，在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元的深度满足：当光束以某一入射角照射在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元时，如果光束在与基底1所在平面垂直并包含第二方向的第一平面内，则在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元在第一平面内呈现第二颜色，如果光束在与基底1所在平面垂直并包含第一方向的第二平面内，则在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元在第二平面内的衍射光方向上呈现随角度变化的+1级或-1级衍射光颜色。这样设置不仅在反射光的方向上观察的第一颜色，在一个特定的方向上能够观察到第二颜色、在另一个特定的方向上能够观察到+1级或-1级衍射光颜色，大大增加了防伪性能。

当然，还可以是第一微结构11或第二微结构的至少部分微结构单元在第一方向上周期分布，在第二方向上随机或伪随机分布。可以根据具体的需求来对第一微结构11和第二微结构进行设计。

如图10所示，微结构可以位于xoy平面(或与xoy平面平行的平面)，在y轴方向上的特征尺寸可以例如是0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm，图案可以是随机或伪随机分布的，在x轴方向上的特征尺寸可以例如是0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm，图案可以例如是周期性结构。微结构中凸起部分可以占微结构总面积的20％-80％，优选为35％-65％。

图11是微结构在yoz平面(或与yoz平面平行的平面)的剖面示意图。

图12是微结构在xoz平面(或与xoz平面平行的平面)的剖面示意图。微结构单元的剖面形状可以是正弦形、锯齿形、矩形或者其他形状。微结构的深度d可以满足下述条件，即自然光(白光)以入射角α照射微结构时，光束通过微结构后，波长为λ(或者一波长范围)的光在反射光方向上干涉相长，从而使之在反射光方向上观察到第一颜色。此外，如果光束在yoz平面(或与yoz平面平行的平面)内，在yoz平面(或与yoz平面平行的平面)内散射光方向观察到第二颜色；如果光束在xoz平面(或与xoz平面平行的平面)内，在衍射光方向上观察到光栅的+1或-1级衍射光颜色随观察角度变化。

微结构的深度d通常在100nm-5μm之间，优选为200nm-3μm。确定深度d的方法与实施例一的相同，这里不再赘述。

实施例六

与实施例一的区别是，第一微结构11的形状不同。

如图13所示，微结构单元的剖面形状可以是锯齿形。

实施例七

与实施例一的区别是，第一微结构11的形状不同。

如图14所示，微结构单元的剖面形状可以是矩形。

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、该光学防伪元件能够通过控制第一特征部3和第二特征部4的第一微结构11和第二微结构的表面积与表观面积的比值，来控制第一镀层6和第二镀层8的平均厚度，进而控制第一特征部3和第二特征部4的透光率。

2、编码图形2通过解码再现预设信息，编码图形2的亮度可通过透射光的比例进行任意调整，使透射光能够被裸眼接收，不会造成灼伤，保护了用户的健康，从而实现了裸眼直接观察，而不再需要借助于屏幕接收预设信息，实现了更加易于大众识别的二线隐藏防伪特征，增加了防伪功效。

3、通过控制第一微结构11和第二微结构的深度，以使得光学防伪元件能够在反射光方向能够有一线防伪特征。

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 (33)

1.一种光学防伪元件，其特征在于，包括基底(1)，所述基底(1)的至少一侧表面具有能够解码成预设信息的编码图形(2)，所述编码图形(2)和所述基底(1)能够对部分光线进行反射，以在反射光方向再现一线防伪特征，所述编码图形(2)包括第一特征部(3)和第二特征部(4)，所述第一特征部(3)与所述第二特征部(4)相互交织，当一束光线(10)同时照射所述第一特征部(3)和所述第二特征部(4)时，所述第一特征部(3)的透光率与所述第二特征部(4)的透光率不同，同时再现所述预设信息。

2.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一特征部(3)的透光率大于所述第二特征部(4)的透光率，所述第一特征部(3)具有叠置的第一结构层(5)和第一镀层(6)，所述第二特征部(4)具有叠置的第二结构层(7)和第二镀层(8)，所述第一结构层(5)的表面积与表观面积的比值大于所述第二结构层(7)的表面积与表观面积，所述第一镀层(6)的厚度小于所述第二镀层(8)的厚度。

3.根据权利要求2所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一结构层(5)及所述第一镀层(6)和/或所述第二结构层(7)及所述第二镀层(8)提供人眼可见的反射光方向及其附近的一线光学防伪特征。

4.根据权利要求2所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一结构层(5)具有第一微结构(11)，所述第二结构层(7)具有第二微结构，当光束以某一入射角照射所述第一微结构(11)和/或所述第二微结构时，所述光束中某一波长或某一波长范围的光在反射光方向上干涉相长。

5.根据权利要求4所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一微结构(11)和/或所述第二微结构的至少一部分的深度满足：当光束以某一入射角照射所述第一微结构(11)和/或所述第二微结构的至少一部分时，所述光束通过所述第一微结构(11)和/或所述第二微结构的至少一部分后，所述光束中某一波长或某一波长范围的光在反射光方向上干涉相长，且所述光学防伪元件的至少一部分在反射光方向上呈现第一颜色。

6.根据权利要求5所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一微结构(11)和所述第二微结构具有微结构单元，所述第一微结构(11)和/或所述第二微结构的至少部分所述微结构单元随机或伪随机分布。

7.根据权利要求6所述的光学防伪元件，其特征在于，随机或伪随机分布的所述微结构单元的尺寸大于等于0.3μm且小于等于6μm，随机或伪随机分布的所述微结构单元的深度满足：

当光束以某一入射角照射随机或伪随机分布的所述微结构单元时，随机或伪随机分布的所述微结构单元在散射光方向上呈现第二颜色。

8.根据权利要求6所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一微结构(11)和/或所述第二微结构的至少部分所述微结构单元在第二方向上随机或伪随机分布。

9.根据权利要求8所述的光学防伪元件，其特征在于，在第二方向上随机或伪随机分布的所述微结构单元在所述第二方向上的尺寸大于等于0.3μm且小于等于6μm，在第一方向上的尺寸大于6μm，在第二方向上随机或伪随机分布的所述微结构单元的深度满足：

当光束以某一入射角照射在第二方向上随机或伪随机分布的所述微结构单元时，如果所述光束在与所述基底(1)所在平面垂直并包含所述第二方向的第一平面内，则在第二方向上随机或伪随机分布的所述微结构单元在所述第一平面内散射光方向呈现第二颜色。

10.根据权利要求6所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一微结构(11)和/或所述第二微结构的至少部分所述微结构单元在第一方向上周期分布，在第二方向上随机或伪随机分布。

11.根据权利要求10所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一微结构(11)和/或所述第二微结构的至少部分所述微结构单元在第一方向上周期分布，在第二方向上随机或伪随机分布时，则在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元在第一方向上的尺寸大于等于0.3μm且小于等于6μm，在所述第二方向上的尺寸大于等于0.3μm且小于等于6μm，在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元的深度满足：

当光束以某一入射角照射在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元时，如果所述光束在与所述基底(1)所在平面垂直并包含所述第二方向的第一平面内，则在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元在所述第一平面内呈现第二颜色，如果所述光束在与所述基底(1)所在平面垂直并包含所述第一方向的第二平面内，则在第一方向上周期分布、第二方向上随机或伪随机分布的微结构单元在所述第二平面内的衍射光方向上呈现随角度变化的+1级或-1级衍射光颜色。

12.根据权利要求2所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一结构层(5)具有第一微结构(11)，所述第二结构层(7)具有第二微结构，所述第一微结构(11)和/或所述第二微结构包括亚波长微结构。

13.根据权利要求12所述的光学防伪元件，其特征在于，

所述亚波长微结构为一维光栅，所述亚波长微结构的槽型为正弦型形、矩形、锯齿形中的至少一种；或者

所述亚波长微结构为二维光栅，所述亚波长微结构的槽型为正弦型形、矩形、锯齿形中的至少一种。

14.根据权利要求12所述的光学防伪元件，其特征在于，

所述亚波长微结构的槽深大于等于10nm且小于等于500nm；和/或

所述亚波长微结构在二维平面内的特征尺寸大于等于50nm且小于等于500nm。

15.根据权利要求12所述的光学防伪元件，其特征在于，

所述亚波长微结构的槽深大于等于50nm且小于等于300nm；和/或

所述亚波长微结构在二维平面内的特征尺寸大于等于200nm且小于等于400nm。

16.根据权利要求2所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一结构层(5)具有第一微结构(11)，所述第二结构层(7)具有第二微结构，所述第二微结构为平坦的表面。

17.根据权利要求2所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一结构层(5)具有第一微结构(11)，所述第二结构层(7)具有第二微结构，

所述第一微结构(11)为非衍射微结构、衍射微结构中的至少一种；

所述第二微结构为非衍射微结构、衍射微结构中的至少一种。

18.根据权利要求17所述的光学防伪元件，其特征在于，

所述非衍射微结构的周期大于5微米；和/或

所述衍射微结构的周期大于0.1微米且小于5微米。

19.根据权利要求2所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一结构层(5)与所述基底(1)连接，所述第一镀层(6)设置在所述第一结构层(5)远离所述基底(1)的一侧表面，所述第二结构层(7)与所述基底(1)连接，所述第二镀层(8)设置在所述第二结构层(7)远离所述基底(1)的一侧表面。

20.根据权利要求19所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一镀层(6)和所述第二镀层(8)是在同一工序中一次性完成。

21.根据权利要求2所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一镀层(6)和所述第二镀层(8)为单层镀层。

22.根据权利要求21所述的光学防伪元件，其特征在于，所述单层镀层包括金属反射层、半导体材料层、介质层中的一种。

23.根据权利要求2所述的光学防伪元件，其特征在于，所述第一镀层(6)和所述第二镀层(8)为多层镀层。

24.根据权利要求23所述的光学防伪元件，其特征在于，所述多层镀层形成法布里-泊罗谐振腔。

25.根据权利要求1至24中的任一项所述的光学防伪元件，其特征在于，所述编码图形(2)包括傅立叶变换图案、菲涅耳变换图案、莫尔编码图形、条形码、二维码、希尔伯特变换图案、阿贝尔变换图案、梅林变换图案或各种自定义的变换图案中的一种。

26.根据权利要求1至24中的任一项所述的光学防伪元件，其特征在于，所述基底(1)为板状结构，所述板状结构包括聚氯乙烯PVC板、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET板、聚碳酸酯PC板或玻璃板中的一种。

27.根据权利要求1至24中的任一项所述的光学防伪元件，其特征在于，所述光学防伪元件还包括功能层(9)，

所述功能层(9)设置在所述基底(1)与所述编码图形(2)之间；或者

所述功能层(9)设置在所述编码图形(2)远离所述基底(1)的一侧。

28.根据权利要求27所述的光学防伪元件，其特征在于，所述功能层(9)包括剥离层、增强层、保护层、磁性层、荧光层、红外层中的至少一种。

29.根据权利要求1至24中的任一项所述的光学防伪元件，其特征在于，

所述第一特征部(3)和所述第二特征部(4)的透光率均小于80％；和/或

所述第一特征部(3)的透光率与所述第二特征部(4)的透光率的差值大于10％。

30.根据权利要求1至24中的任一项所述的光学防伪元件，其特征在于，

所述第一特征部(3)和所述第二特征部(4)的透光率均小于40％；和/或

所述第一特征部(3)的透光率与所述第二特征部(4)的透光率的差值大于20％。

31.根据权利要求1至24中的任一项所述的光学防伪元件，其特征在于，所述一束光线(10)来自于点光源。

32.根据权利要求1至24中的任一项所述的光学防伪元件，其特征在于，所述一束光线(10)来自于单色点光源。

33.一种防伪产品，其特征在于，所述防伪产品包括权利要求1至32中任一项所述的光学防伪元件。