[发明专利]图案反射光学结构

说明书

本申请是申请日为2004年9月16日、申请号为2004800258037，以及发明名称为“图 案反射光学结构”的中国申请的分案申请。

发明背景

1.技术领域

[001]本发明通常涉及一种表面浮雕装置。特别的，本发明涉及与图案反射结构相关的 装置，如全息图或衍射光栅。

2.背景技术

[002]衍射图、浮雕和相关领域的全息图因其美观实用而得到了广泛应用。一般来说， 衍射光栅本质上是由材料中的许多线或槽构成的重复结构，以形成凹凸结构。如果衍射 光栅在反射面每毫米的成百上千的线的范围内有隔开的槽，则可在可见光谱区内得到期 望的光学效果。装饰效果就是由衍射光栅得到的一种彩虹视觉效果。

[003]在二维全息图的构建中采用衍射光栅技术，观察者视觉上将产生三维图形的幻 觉。通过使用交叉激光束，基于聚合物折射率的不同也可生成三维全息图，所述交叉激 光束包括一束参考光束和一束物光束。这样的全息图被称为体积全息图或3D全息图。 而且，在各种目标物上使用全息图形以防止伪造也得到了广泛应用。

[004]目前，表面浮雕全息图也有多种应用，应用范围包括应用于礼物的装饰性包装、 银行票据和信用卡等防伪文档。二维全息图通常是利用在塑料表面形成的衍射图形。在 某些情况下，浮雕于这种表面的全息图形无需进一步处理即肉眼可见；然而，为得到最 好的光学效果，通常需要加一层反射膜，典型的是在浮雕表面加一层薄金属(如铝)。 反射层可以明显提高衍射图案浮雕的可视性。

[005]即使被封装在硬质塑料中，各种第一级衍射结构都存在一个明显缺陷，所述第一 级衍射结构包括全息图和光栅图。当使用漫射光源(如普通的室内灯光或阴天的日光) 来照射全息图时，所有的衍射级都将会扩展、重叠，从而使得衍射色彩丢失，全息图中 包含的很多视觉信息也不会被显示。在这样的观测条件下，浮雕表面通常只能看见银色 反射，并且所有这些图案看起来像银色或至多是淡而柔和的色彩。因此，为了看见图案， 一般要求使用直接高光照射全息图。这意味着为了得到最好的观测效果，照射光必须按 与观测角度相同的角度入射。

[006]由于防伪全息图已得到广泛的应用，因此造假者也非常渴望复制信用卡、银行票 据及类似物上经常使用的全息图。因此，防伪全息图要真正安全，必须克服的困难是防 止这样的全息图很容易被伪造。一步和两步光学复制、直接机械复制和甚至重组已在互 联网上得到广泛的讨论。人们已经采用各种方法来阻止这些措施，但在反措施中，没有 发现任何一种对策单独采用时具有有效的威慑。

[007]防伪全息图的另一个问题是对于大多数人来说，辨认和记住用于验证目的的全息 图所生成的各种图像是困难的。由于其特征的复杂性和装饰性衍射包装的混乱，一般人 最终辨认防伪全息图的能力大打折扣。因此，大多数人习惯于确认这种安全图案的存在 与否而不是验证其图像的真实性。这为低级的伪造品和真正的防伪全息图的商业全息图 替代品的使用提供了可趁之机。

[008]为了打击伪造者，全息图公司已借助于更复杂的图像，如当防伪图案旋转时，可 以生成多种图案。这些增强图案可为观众提供高水平的“flash”或美的吸引力。不幸的是， 这种增加的复杂性并不能相应地增加安全性，因为这种复杂的图案很难被理解，即使可 能的话，回忆起这些图案也是一件很困难的事。

[009]因此，开发在各种光线条件下可增强观测性能的改进的防伪产品具有明显的优势， 并且所述防伪产品能够应用到各种防伪应用中以使伪造更加困难。

发明摘要

[010]本发明涉及一种可显示表面浮雕图案的效果的光学结构，所述表面浮雕图案如全 息图或衍射光栅，所述表面浮雕图案带有文字数字符号、条形码或图解或绘画图案和在 所述图案周围的辅助光学效果。

[011]特别的是本发明中的光学结构包含了带表面浮雕图案的光透射基片，所述表面浮 雕图案位于所述光透射基片上，以提供全息图或其它表面浮雕结构。反射材料图案层被 应用在所述表面浮雕图案的部分区域，以形成图案或结构，如文字数字符号、条形码或 图解或绘画图案。所述反射材料图案层的应用可使所述表面浮雕图案的其他部分不被反 射体遮盖，或者称之为“暴露”。光学活性涂层被应用于所述反射材料图案层和表面浮 雕图案的暴露部分，以使暴露于所述光学活性涂层的表面浮雕图案部分显示期望的光学 效果。