[发明专利]一种用于卡证的防伪结构及其识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及卡证防伪技术和公众安全领域，具体涉及一种利用光栅图像实现的用于卡证的防伪结构，具有颜色转换视觉效果，可适用于公众视读识别防伪，特别适用于国家法定证件或者证卡防伪安全。

背景技术

目前，涉及公共安全的有效证件的假冒伪造现象日益明显，如有价证券、认证标识、法律证件及各种行业内证书等缺乏有效的、高技术的防伪与视读识别手段。

众多企业和相关部门正采用一些防伪技术，如二维条码、激光全息标识、防伪油墨印刷等，但是，随着这些技术的普及与广泛应用，制作方法公开化，出现了仿制相对容易，上述技术的防伪功能明显下降的问题。此外，由于射频集成电路芯片技术的发展，部分卡证采用了智能射频芯片技术，有效提高了卡证的安全性。但是，采用芯片技术的卡证的真伪需要由专业检测仪器和掌握专业技术的人员进行鉴定，防伪成本较高，检测时间长。尤其对于在流动性场合使用的通用证件，需要工作人员在普通工作环境下，快速辨别证件真伪，仅采用芯片防伪技术，显然不合适。因此，对于机动性强的证件和重要文件，需要采用识别方法简易，技术含量高的视读识别方案。

从视读防伪识别的功能要求看，用于视读图形的技术应具有如下几个重要特点：1、易识别，尤其适合公众视觉识别；2、高技术，具有专有性、工艺难度高、专业性强，增加仿制的技术门槛；3、工业化，视读防伪的基本要求是，相对乘载物的价值，应具有较低的费用，必须是采用工业化的制造方法；4、具有隐形二线功能，有利于管理部门的鉴定和认证。

因而，寻求一种新的符合上述功能要求的视读识别防伪方案，是本领域技术人员普遍关注的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有特殊视觉效果的图案，制作难度高，用于类似机动性应用的证件等公共安全证件的防伪，能够在普通环境下进行快速视读识别的防伪结构。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于卡证的防伪结构，在待防伪的卡证本体上，设置有由光栅结构构成的标识图案，所述标识图案至少包括两种图形区域，该两种图形区域中的光栅结构的取向正交排列，构成双视觉通道；所述光栅结构的光栅周期为300～500纳米，槽形深度为50～150纳米，在光栅结构上填充有透明高折射率介质层，所述介质层的厚度为20～30纳米，介质的折射率大于1.6。

上述技术方案中，所述两种图形区域相互不重叠。

进一步的技术方案，设有第三种图形区域，该图形区域由具有定向散射特性的微结构图形组成，构成所述微结构图形的光栅结构的线宽在0.25～10微米范围内随机变化，结构浮雕深度范围为0.15～0.35微米。

上述技术方案中，采用了具有波长选择特性的微纳光栅周期结构和具有波长复合特性的微结构作为图案的基本单元，用于制作卡证上的个性化视读识别图案。对于正交排列的两种光栅结构，通过控制光栅周期、槽形深度和填充介质的折射率，可在亚微米光栅的镜面反射(0级光)方向上获得选择性窄带宽颜色光。对于具有定向散射特性的微结构图形，图形上的微结构(定向散斑)具有波长复合特性，根据光栅衍射理论，当入射光线方向平行于散斑取向方向时，其视觉特征为透明色；当入射光线方向垂直于散斑取向方向时，其视觉特征为金属银色。改变定向散射散斑的微结构取向，可以观察到的图形随着观察角度的变化而产生变化。由此，在白光入射光下，在其图案镜面反射方向观察时，不同微结构图形呈现出橙黄色或蓝绿色、金属银色视觉效果，极易识别；同时，不同微结构的制作技术先进，工艺难度高，安全性高。

上述技术方案中的微结构，可以采用电子束或激光束光刻技术制作，所述高折射率介质采用真空镀膜技术制作。

上述技术方案中，所述具有波长选择特性的微纳周期光栅结构，是指具有亚微米结构的光栅填充高折射率介质后的产物，具有薄膜晶体特性，这种微纳周期光栅结构对白光入射时，仅对满足布拉格衍射角条件(镜面反射)的、白光(从紫色到红色)中某一窄带光波段形成选择反射衍射。所述微纳周期光栅结构包括基层、光栅结构和介质填充层，如附图1所示。衍射(反射)光波的波长与光栅结构的条纹间距T(见附图2)、入射光在光栅峰值面上的投影与栅线面的夹角θ(见附图2)、填充介质的厚度d₁(见附图1)、填充介质折射率n₁、光栅结构槽深d₂(见附图1)等参数有关。