光学防伪元件及具有该光学防伪元件的防伪产品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光学防伪元件及具有该光学防伪元件的防伪产品。
【背景技术】
[0002] 为了防止利用扫描和复印等手段产生的伪造，钞票、证卡和产品包装等各类高安 全或高附加值印刷品中广泛采用了全息防伪技术作为光学防伪技术的解决方案，并且取得 了非常好的效果。
[0003] 上世纪末，随着计算机科学和图像处理技术的发展，全息防伪技术进入了数字化 发展的时代，其中最重要的成果之一，就是数字技术成功的应用于合成全息图的制作。全 息摄影技术、计算机控制系统、空间光调制设备、图像处理技术等多种技术和设备的综合利 用，使得自动化拍摄"点阵"全息图成为可能，数字合成全息图应运而生，如何制作大视场、 全视差的数字全息图成为世界各国全息防伪技术研究的热点之一。
[0004] 在制作大视场、全视差的数字全息图的过程中，涉及到将多幅图像合成送一步骤。 合成的过程通常为将多幅图像重叠或将它们W点阵网格的形式分割并穿插在同一区域，其 中后者在制作大视场、全视差"点阵"全息图时较为常用，但是在合成的过程中不可避免地 会因必须将各幅图像"分割"才能共同"穿插"在同一区域，因此存在图像信息的丢失，从而 影响最终合成的大视场、全视差"点阵"全息图的图像清晰度、对比度，进而影响产品的防伪 能力。
[0005] 如果将现有的合成全息图中主题图案与其背景分开来分析，郝么现有的合成全息 图中常采用将主题图及背景整体赋予相同亮度而采用不同的颜色，或将图案赋予一定亮度 而背景空白，然而不论采用W上两种处理办法中的任何一种，主题图案都无法避免在多幅 含有主题图案的图像的"分割"、"穿插"合成的过程中一定程度上丧失清晰度和对比度。送 一缺陷带来的影响在将被合成图像的幅数增加的过程中会愈发严重。因此，在实际应用中 常常只在一个维度上制作合成的立体全息图（例如类似现行的万事达信用卡上的全息烫 印标志的全息文字），W避免上述问题。
【发明内容】
[0006] 为克服上述的技术缺陷，本发明的目的是采用特定的方法将全视差合成"点阵"全 息图的图像及其背景的区域分别进行优化，使所得图像具有较高的清晰度和对比度，从而 形成具有高防伪能力的光学防伪元件。如果进一步讲本发明所述光学防伪元件增加单层或 多层锥层，将使本发明的光学防伪元件具有更丰富的颜色特征和更高的防伪能力。
[0007] 为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种光学防伪元件，包括；基材；位于 所述基材上的表面浮雕结构层；W及位于所述表面浮雕结构层上的锥层；其中，所述表面 浮雕结构层由多个组元叠加形成，每一个组元包括平坦区和由多个光栅单元形成的浮雕结 构区，任意两个组元中的任意光栅单元不共位，任意两个组元中的光栅单元的参数不相同， W及任意两个组元中的平坦区不完全重叠，从而实现全视差图像。
[0008] 本发明的另一个方面提供一种具有上述光学防伪元件的防伪产品。
[0009] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予W详细说明。
【附图说明】
[0010] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，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，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0011] 图1(a)为根据本发明的一个实施方式的光学防伪元件的剖面图；
[0012] 图l(b)-(j)为特定光源下各角度观察到的光学防伪元件的图像、组元和光栅单 元的情况；
[0013] 图2(a)-(i)为根据本发明的另一个实施方式的光学防伪元件在特定光源下各角 度观察到的光学防伪元件的图像、组元和光栅单元的情况；
[0014] 图3为根据本发明的光学防伪元件的表面浮雕结构为衍射级别的闪耀光栅时的 元件剖面图；
[0015] 图4(a)示出了根据本发明的光学防伪元件中表面浮雕结构为非衍射闪耀光栅时 的元件剖面图；
[0016] 图4(b)-(j)为特定光源下各角度观察到的光学防伪元件的图像、组元和光栅单 元的情况；
[0017] 图5(a)是为获得同向动感而设定的光学防伪元件在特定光源下各角度观察到的 光学防伪元件的图像、组元和光栅单元的情况；
[0018] 图5(b)是为了获得反向动感而设定的光学防伪元件在特定光源下各角度观察到 的光学防伪元件的图像、组元和光栅单元的情况；
[0019]图6为当采用物体的各个角度下的侧面的图像信息作为所述组元的各个图像内 容时，所形成的具有全视差的立体特征图案的实施方式；
[0020] 图7是为获得的具有放缩特征的全视差图案特征的实施方式中光学防伪元件在 特定光源下各角度观察到的光学防伪元件的图像、组元和光栅单元的情况；
[0021] 图8是为获得的具有旋转特征的全视差图案特征的实施方式中光学防伪元件在 特定光源下各角度观察到的光学防伪元件的图像、组元和光栅单元的情况；
[0022] 图9(a)、9化）为根据本发明的光学防伪元件W开窗安全线产品形式在钞票上应 用的实施方式；
[0023] 图9(c)、9(d)为在开窗安全线中使用的本发明的光学防伪元件的两种形式；
[0024]图10(a)为根据本发明的光学防伪元件W宽条及防伪标的产品形式在钞票上应 用的实施方式；
[0025]图10化）、10(c)为在宽条及防伪标中使用的本发明的光学防伪元件的两种形式；
[0026] 图10(d)为本发明的光学防伪元件W剥离结构在宽条及防伪标产品中使用的实 施方式。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图来详细说明根据本发明的实施方式的光学防伪元件，W及具有该光 学防伪元件的产品。应当理解，所述附图和详细描述只是对本发明优选实施方式的描述，并 非w任何方式来限制本发明的范围。为方便描述和解释本发明的实施方式，附图并未按照 真实比例描绘。
[0028] 图1 (a)为根据本发明的一种实施方式的光学防伪元件的剖面图。如图1 (a)所示， 根据本发明的实施方式的光学防伪元件1可W包括基材2,所述基材2具有上表面21和下 表面22,位于所述上表面21上的表面浮雕结构层，所述表面浮雕结构层包括表面浮雕结构 区3, W及与表面浮雕结构区3相邻的平坦区（未示出）；位于所述表面浮雕结构层上的锥 层4。
[0029] 所述表面浮雕结构区3的结构可W是正弦光栅。但本领域人员应当理解，所述表 面浮雕结构区3可W采用其它各种形式的光栅结构。优选地，所述表面浮雕结构区3可W 由银齿光栅、正弦光栅、矩形光栅中的一种和/或多种的组合构成。
[0030] 优选地，所述表面浮雕结构区3可W通过光学曝光、电子束曝光等微纳加工方式 获得，通过紫外德铸、模压、纳米压印等加工方式进行批量复制。
[0031] 所述锥层4可W为A1层，其厚度可W例如为40纳米。在实际应用中所述锥层4 并不限于A1层，其范围可W包括下述各种锥层中的任意一种或其组合：单层金属锥层；多 层金属锥层；由吸收层、低折射率介质层和反射层依次堆叠形成的锥层，其中该反射层或吸 收层与所述表面浮雕结构层相接触；由高折射率介质层、低折射率介质层和高折射率介质 层依次堆叠形成的多介质层锥层；W及由吸收层、高折射率介质层和反射层依次堆叠形成 的锥层，其中，该反射层或吸收层与所述表面浮雕结构层相接触。所述锥层4的结构可W称 之为干涉型多层膜结构，该干涉型多层膜结构可W形成法布里-泊罗谐振腔，其对入射的 白光具有选择作用，使得出射光线只包含某些波段，从而形成特定的颜色；当入射角度变化 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，从而形成光变效果。在根据本发明的实施方式中，高折射率介质层指的是折射率大 于或等于1. 7的介质层，其材料可W是aiS、TiN、Ti〇