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_2

文档序号:9536544阅读:来源:国知局
2、TiO、Ti2〇3、Ti3〇5、了曰2〇5、佩2〇5、Ce〇2、 Bi2〇3、化203、Fe203、Hf?2、Zn0等,低折射率介质层指的是折射率小于1.7的介质层,其材料可W是MgF2、Si化等。反射层的材料可W是Al、化、化、化、Ag、化、Sn、Au、Pt等金属或其混合 物和合金;吸收层材料可W是A1、化、Ni、化、Co、Ti、V、W、Sn、Si、Ge等金属或其混合物和合 金。所述锥层的作用是增强表面浮雕结构的衍射和/或反射强度并提供所述锥层自身的颜 色特征,从而使得本发明的光学防伪元件具有更丰富的颜色选择,并具有更高的防伪能力。
[0032] 可W通过物理和/或化学沉积的方法在表面浮雕结构层上形成所述锥层,例如包 括但不限于热蒸发、磁控瓣射、M0CVD、分子束外延等。优选地,所述锥层可同形覆盖地 形式形成在所述表面浮雕结构层上。
[0033] 图l(b)-(j)示出了光学防伪元件1中在特定的光源下,能够观察到图像信息 的立体角范围内分别取各个角度611-633及其附近的范围作为观察角时的图像信息 511-533, W及对应的表面浮雕结构层的组元311-333及每个组元中的光栅单元的分布情 况,31Γ -333'分别为对应组元中的任意一个光栅单元。
[0034] 应当指出,为了便于描述光栅单元中的表面浮雕结构的情况,图l(b)-(j)中对于 组元311-333中的光栅单元的数量W及选取的组元311-333数量(共9个)仅为示意。下 面通过数学语言描述将所述组元合成为所述表面浮雕结构层的过程。矩阵
[0035] V.

[0036] 代表r个组元,其中叫,北(1《i《r,1《j《p,1《k《q)为第i个组元中的第 j行k列位置的光栅单元。郝么矩阵
[0037]
[003引为由组元Ml,P。. .. 合成得到所述表面浮雕结构层抽象而成的矩阵。其中
[0039] nil E {??ι,ιι,η?2,ιι,. · .,m"i},
[0040] .
[0041] .
[0042] .
[0043] ΠυνE咕,…,η?2,υν,. ..,,
[0044] .
[0045] .
[0046] .
[0047] Hpq E {mi,pq,m2,pq,. . .,mr,qp},
[004引 即Πυν(1《u《p,1《V《q)包含于由叫,…,η?2,υν,. . .,mr,…构成的集合中。且选 择叫,υν,π?2,υν,. . .,πν,υν中的哪一个光栅单元作为Πυν将是任意的。
[0049] 本领域人员应当理解,W上仅为对所述组元合成为所述表面浮雕结构层的过程进 行的一种解释,而并非对本发明的光学防伪元件的限制。
[0050] 对于图l(b)-(j)中的组元311-333,选取各组元中的部分光栅单元通过W上的过 程进行合成即可形成表面浮雕结构层。
[0051] 换句话说,表面浮雕结构层可W由多个组元叠加构成,每一个组元可W包括平坦 区和由多个光栅单元形成的浮雕结构区,任意两个组元中的光栅单元不相互重叠,也就是 说,一个组元中的光栅单元之间的间隙由其他组元中的光栅单元和/或间隙来填充。
[0052]当定义所述表面浮雕层所在二维平面的法线方向为水平观察角度及垂直(俯仰) 观察角度的0度方向时,所述各个角度611 (62U631),612化22、632),及613 (623、633)分别 对应水平观察角度的-20度、ο度及+20度。所述各个角度611 (612、613),621化22、623), 及631 (632、633)分别对应垂直观察角度的负角度、0度及正角度。也就是说,不同组元中的 光栅单元的光栅如果取向不同,则对应不同的水平观察角度。
[0053] 图像信息511-533分别对应组元311-333,每个组元中的光栅单元分布情况决定 了该组元所表达的图案信息,例如图l(b)-Ci)中的图案"1"。所述图案"1"中为不包含表 面浮雕结构的平坦区,而其背景为表面浮雕结构区3。任意两个组元中的平坦区不完全重 叠。
[0054] 所述同一个组元中的各个光栅单元内部的光栅参数大致相同,参数可W包括例如 光栅的取向、形状、周期、深度中的至少一者。例如图l(b)-(j)中各光栅单元31Γ-333' 内的光栅参数分别保持一致。其中光栅单元31Γ(32Γ、33Γ),312' (322'、332'),及 313' (323'、333')中分别具有排列一致的-20度、0度及+20度方位角(光栅取向)的周 期性的正弦光栅;光栅单元 311'(312'、313'),32Γ(322'、323'),33Γ(332'、333')中分 别具有频率为900线/毫米、1200线/毫米、1500线/毫米的正弦光栅。优选地,所述相同 参数也可W存在微扰,例如使光栅的周期、方位角在一定范围内发生摆动。
[00巧]每个组元可W由参数大致相同的多个光栅单元所组成,因此各组元内部的光栅参 数也大致相同,例如光栅的形状、周期、深度、取向。例如图l(b)-(j)中组元311-333内的 光栅参数分别保持一致。组元311(321、331),312(322、332),及313(323、333)中分别具有 排列一致的-20度、0度及+20度方位角(光栅取向)的周期性的正弦光栅;组元311 (312、 313),321 (322、323),331 (332、333)中分别具有频率为 900 线 / 毫米、1200 线 / 毫米、1500 线/毫米的正弦光栅。优选地,所述相同参数也可W存在微扰,例如使光栅的周期、方位角 在一定范围内发生摆动。
[0056] 下面结合图1说明本发明的实施方式所述的光学防伪元件所提供的图案具有较 高的清晰度和对比度的原因。由于各组元所提供的图像中的图案"1"为平坦区,其背景为表 面浮雕结构区3,在上文所述合成过程前后,任选多个组元中的一个进行分析可知;①其背 景的一部分表面浮雕结构被合成过程中的其它组元中的表面浮雕结构或平坦区域所覆盖, 从而使得该组元的背景信息量减少;②对于图案"1"所在的平坦区域,首先,其本身结合锥 层4提供了暗色/黑色,其次,在合成的过程中,其它组元中的表面浮雕结构和平坦区域均 无法在该组元的观察角度上提供衍射或反射光,而仍提供暗色/黑色,因此合成过程对于 图案"1"的平坦区域没有影响,不减少该组元的图案信息,反之,仍W图1为例,在当前本 领域常用的其它合成全息的方法中,对于图案"1"多利用衍射结构形成,其受合成过程的 影响程度将随着所述组元数量的增加而显著增强,进而严重减弱图案与背景在颜色或明暗 方面的对比度W及图案本身的清晰度。结合①和②可知,由于本发明所述的光学防伪元件 的图像采用了平坦表面而其背景采用了特定的表面浮雕结构,因此其具有较高的图案清晰 度和对比度,与其它的合成全视差全息方法所形成的光学防伪元件相比具有更高的防伪能 力。
[0057] 优选地,所述光栅的取向(方位角)在-180度-+180度范围。
[0058] 优选地,所述光栅周期在衍射范围;0. 5微米-3微米,再优选地,所述光栅周期范 围为0. 6微米-2微米。
[0059] 优选地,当所述光栅周期在衍射范围时,所述光栅在所述任意组元中覆盖一定的 频率范围。选择所述组元中的光栅频率为一定范围内的频率段或选择其中多个频率能够 减小衍射光栅的彩化色特征,使得所得的图像更加容易描述,有利于光学防伪元件易被大 众识别。例如,图2(a)-(i)示出了光学防伪元件1中在特定的光源下,能够观察到图像 信息的立体角范围内分别取各个角度611-633及其附近的范围作为观察角时的图像信息 511-533,W及对应的表面浮雕结构的组元311-333及光栅单元31Γ-333'的分布情况。组 元 311 (312、313),321 (322、323),及 331
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