一种全息防伪元件及制备装置的制作方法

本实用新型涉及全息防伪技术领域，特别涉及一种全息防伪元件及制备装置。

背景技术：

随着世界范围内新防伪技术的不断涌现，以及大众对防伪产品防伪水平的需求不断提高，防伪技术正不断从传统的静态、单一与二维平面视觉效果向动态变化、三维立体、色彩丰富的效果延伸。体积反射全息不但能够提供一种动态变化与立体的视觉效果，其高技术含量的制作工艺，独特的感光材料、复制设备等更增加伪造的难度，正逐渐成为未来全息防伪技术的发展方向之一。

彩虹全息图可以通过假彩色编码的方法实现彩色化，在白光下能够观察到明亮的、色彩丰富的立体像，随着角度改变，像的颜色连续红绿蓝的变化，像雨后的彩虹一样，彩虹全息也因此而得名。彩虹全息不仅有色彩丰富的视觉效果，是一种能够实现白光再现的平面全息图，而且处理工艺简单，易于复制。基于这些优点使其在商标防伪，钞票防伪，信息安全等领域得到了很大的应用，这些应用反过来也促进了彩虹全息技术的极大发展。

光聚合物作为一种新型的光记录介质，具有高衍射率、高灵敏度、高分辨率、光谱响应宽、信息容度大、存贮稳定等优点，适用于制作反射型的具有全视差、立体效果的防伪标签。

然而，目前市场上主要有两种全息防伪产品，透射型彩虹全息防伪产品和反射型全息防伪产品。然而，仍存在一些问题，如下：

1、反射型防伪产品具有全视差、三维立体效果的优点，但是白光再现只能观察到单色的现象，没有彩色效果。

2、透射型彩虹全息防伪产品，具有色彩丰富的特点，但这是在牺牲一个方向上的视差为代价，只有水平视差。

3、光致聚合物由于其自身的性质，只能进行一次曝光。

技术实现要素：

有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种既实现体积全息图的全视差、三维立体效果，又实现了彩虹全息的明亮彩虹效果的全息防伪元件。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种全息防伪元件，包括从上至下依次层叠设置的薄膜基材、感光聚合物防伪层和保护层，其特征在于，所述感光聚合物防伪层记录有体积反射全息图和透射型彩虹全息图，所述体积反射全息图具有全视差及三维立体效果，所述彩虹全息图具有彩色及水平立体视差效果。

在一些较佳的实施例中，所述薄膜基材为聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯中的一种或几种共混合物或共聚物。

在一些较佳的实施例中，所述感光聚合物防伪层为全息光记录材料，所述全息光记录材料为光致聚合物。

在一些较佳的实施例中，所述薄膜基材厚度为6-30微米。

在一些较佳的实施例中，所述感光聚合物防伪层可通过涂布方式设置于所述薄膜基材表面，所述薄膜基材的厚度为5-50微米。

此外，本实用新型还提供了一种全息防伪元件的制备装置，包括菲涅尔全息图母版的菲涅尔全息图拍摄光路、包括彩虹全息图母版的彩虹全息图拍摄光路；其中：

所述彩虹全息图拍摄光路及菲涅尔全息图拍摄光路分别由两侧照射在所述感光聚合物防伪层上，并于参考光同时汇射到所述感光聚合物防伪层上发生干涉，在所述感光聚合物防伪层形成记录有体积反射全息图和透射型彩虹全息图。

在一些较佳的实施例中，所述菲涅尔全息图拍摄光路及所述彩虹全息图拍摄光路形成透反射一体全息图光路系统，所述透反射一体全息图光路系统包括：激光器、第一平面反射镜、第二平面反射镜、第三平面反射镜、第四平面反射镜、第五平面反射镜、第一分束器、第二分束器、第一扩束器、第二扩束器、第三扩束器、第一准直透镜、第二准直透镜、菲涅尔全息母版、彩虹全息母版及光致聚合物全息记录材料，其中：

所述激光器出射的激光光束依次经所述第一平面反射镜、第二平面反射镜、第一分束器、第四平面反射镜、第一扩束器、第一准直透镜准直于所述彩虹全息母版上形成彩虹全息图拍摄光路；

所述激光器出射的激光光束依次经所述第一平面反射镜、第二平面反射镜、第一分束器、第二分束器、第五平面反射镜、第三扩束器、第二准直透镜准直于所述菲涅尔全息母版上形成菲涅尔全息图拍摄光路；

所述激光器出射的激光光束依次经所述反射镜、第二平面反射镜、第一分束器、第二分束器、第三平面反射镜、第二扩束器聚集于所述光致聚合物全息记录材料上，以形成参考光；

所述彩虹全息图拍摄光路及菲涅尔全息图拍摄光路分别由两侧照射在所述感光聚合物防伪层上，并于所述参考光同时汇射到所述光致聚合物全息记录材料上发生干涉，在所述感光聚合物防伪层形成记录有体积反射全息图和透射型彩虹全息图。

本实用新型采用上述技术方案的优点是：

本实用新型提供的全息防伪元件，包括：从上至下依次层叠设置的薄膜基材、感光聚合物防伪层和保护层，所述感光聚合物防伪层记录有体积反射全息图和透射型彩虹全息图，所述体积反射全息图具有全视差及三维立体效果，所述彩虹全息图具有彩色及水平立体视差效果，本实用新型提供的全息防伪元件将体积反射全息与彩虹全息的特征相结合，由此制作的透反射一体全息防伪元件，在视觉效果上既实现体积全息图的全视差、三维立体效果，又实现了彩虹全息的明亮彩虹效果且还解决了光聚合物只能一次曝光的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的全息防伪元件的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的全息防伪元件的制备方法步骤流程图。

图3为本实用新型实施例提供的全息防伪元件的制备装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1，为本实用新型实施例提供的一种全息防伪元件的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下。

本实用新型提供的全息防伪元件100，包括从上至下依次层叠设置的薄膜基材110、感光聚合物防伪层120和保护层130，所述感光聚合物防伪层120记录有体积反射全息图和透射型彩虹全息图，所述体积反射全息图具有全视差及三维立体效果，所述彩虹全息图具有彩色及水平立体视差效果。

在一些较佳的实施例中，所述薄膜基材110为聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯中的一种或几种共混合物或共聚物。

可以理解，薄膜基材采用上述材料具有较高的光学透过率，表面平整易于进行涂布、印刷加工。

在一些较佳的实施例中，所述薄膜基材厚度为6-30微米。

在一些较佳的实施例中，所述感光聚合物防伪层120为全息光记录材料，所述全息光记录材料为光致聚合物。

可以理解，由于所述感光聚合物防伪层120为全息光记录材料选用具有高灵敏度、高分辨率、高衍射效率、光谱响应范围宽、信息容度大、储存稳定的感光高分子材料作为稳定的全息光记录材料。

进一步地，全息记录材料优选为光聚合型，即光致聚合，亦可根据需要选用光交联型或光分解型。光致聚合物全息记录材料可选择基本组成包括成膜树脂、活性单体、光引发剂或光复合引发体系的固相型和液相型感光聚合物，其辅助成分还可包括链转移剂、增塑剂等相关组分。

可以理解，在光致聚合物成像曝光的过程中，在激光曝光区域引发活性单体的聚合，从而产生感光聚合物的体积收缩，使未曝光区域的单体向曝光区域迁移，因此形成曝光区域非曝光区域的折射率差异。在感光层内部形成的折射率调制，产生了记录在感光层内的干涉条纹，并形成全息图像。

在一些较佳的实施例中，感光聚合物防伪层120可通过涂布方式设置于基材薄膜表面，厚度为5-50微米。

可以理解，保护层130为目前全息防伪元件中采用的常规设计。

本实用新型提供的全息防伪元件将体积反射全息与彩虹全息的特征相结合，由此制作的透反射一体全息防伪元件，在视觉效果上既实现体积全息图的全视差、三维立体效果，又实现了彩虹全息的明亮彩虹效果。

实施例2

请参阅图2，为本实用新型实施例提供的一种全息防伪元件的制备方法步骤流程图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下。

本实用新型提供的一种全息防伪元件的制备方法，包括下述步骤：

步骤s110：根据菲涅尔全息图母版，搭建菲涅尔全息图拍摄光路。

在实际中，通过选择合适实物模型，例如骷颅头，制作菲涅尔全息母版，搭建菲涅尔全息图拍摄光路，用于透反射一体中的体积反射全息图的拍摄制作。

步骤s120：根据彩虹全息图母版，搭建彩虹全息图拍摄光路。

在实际中，可选择合适三维数字模型，例如字样“nosmoking”，字样的排布可以是任意凹陷或者凸出的字母，字母的颜色也可以任意搭配，在三维建模软件中构建字样“nosmoking”三维模型，然后将该三维模型间隔一定角度(例如0.5度)输出一定角度范围(例如正负30度)的二维序列图像，在图像处理软件(例如ps)中对二维序列图像输出红绿蓝三个通道图像，最终得到红(绿、蓝)通道的二维序列图像，用于拍摄，再根据彩虹全息母版，搭建彩虹全息拍摄光路用于透反射一体透射型彩虹全息图的拍摄制作。

步骤s130：所述彩虹全息图拍摄光路及菲涅尔全息图拍摄光路分别由两侧照射在所述感光聚合物防伪层上，并于参考光同时汇射到所述感光聚合物防伪层上发生干涉，在所述感光聚合物防伪层形成记录有体积反射全息图和透射型彩虹全息图。

请参阅图2，所述菲涅尔全息图拍摄光路及所述彩虹全息图拍摄光路形成透反射一体全息图光路系统，所述透反射一体全息图光路系统包括：激光器4、第一平面反射镜51、第二平面反射镜52、第三平面反射镜53、第四平面反射镜54、第五平面反射镜55、第一分束器61、第二分束器62、第一扩束器71、第二扩束器72、第三扩束器73、第一准直透镜81、第二准直透镜82、菲涅尔全息母版9、彩虹全息母版10及光致聚合物全息记录材料11，其中：

所述激光器4出射的激光光束依次经所述第一平面反射镜51、第二平面反射镜52、第一分束器61、第四平面反射镜54、第一扩束器61、第一准直透镜81准直于所述彩虹全息母版10上形成彩虹全息图拍摄光路；

所述激光器4出射的激光光束依次经所述第一平面反射镜51、第二平面反射镜52、第一分束器61、第二分束器62、第五平面反射镜55、第三扩束器71、第二准直透镜82准直于所述菲涅尔全息母版上形成菲涅尔全息图拍摄光路；

所述激光器4出射的激光光束依次经所述第一平面反射镜51、第二平面反射镜52、第一分束器61、第二分束器62、第三平面反射镜53、第二扩束器72聚集于所述光致聚合物全息记录材料上，以形成参考光。

所述彩虹全息图拍摄光路及菲涅尔全息图拍摄光路分别由两侧照射在所述感光聚合物防伪层上，并于所述参考光同时汇射到所述光致聚合物全息记录材料上发生干涉，在所述感光聚合物防伪层形成记录有体积反射全息图和透射型彩虹全息图。

本实用新型提供的全息防伪元件的制备方法，其制作难度加大与复杂性提高，进一步提高了防伪性能。

实施例3

请参阅图3，本实用新型还提供了一种全息防伪元件的制备装置，包括菲涅尔全息图母版的菲涅尔全息图拍摄光路、包括彩虹全息图母版的彩虹全息图拍摄光路；其中：

所述彩虹全息图拍摄光路及菲涅尔全息图拍摄光路分别由两侧照射在所述感光聚合物防伪层上，并于参考光同时汇射到所述感光聚合物防伪层上发生干涉，在所述感光聚合物防伪层形成记录有体积反射全息图和透射型彩虹全息图。

所述菲涅尔全息图拍摄光路及所述彩虹全息图拍摄光路形成透反射一体全息图光路系统，所述透反射一体全息图光路系统包括：激光器4、第一平面反射镜51、第二平面反射镜52、第三平面反射镜53、第四平面反射镜54、第五平面反射镜55、第一分束器61、第二分束器62、第一扩束器71、第二扩束器72、第三扩束器73、第一准直透镜81、第二准直透镜82、菲涅尔全息母版9、彩虹全息母版10及光致聚合物全息记录材料11，其中：

所述激光器4出射的激光光束依次经所述第一平面反射镜51、第二平面反射镜52、第一分束器61、第四平面反射镜54、第一扩束器61、第一准直透镜81准直于所述彩虹全息母版10上形成彩虹全息图拍摄光路；

所述激光器4出射的激光光束依次经所述第一平面反射镜51、第二平面反射镜52、第一分束器61、第二分束器62、第五平面反射镜55、第三扩束器71、第二准直透镜82准直于所述菲涅尔全息母版上形成菲涅尔全息图拍摄光路；

所述激光器4出射的激光光束依次经所述第一平面反射镜51、第二平面反射镜52、第一分束器61、第二分束器62、第三平面反射镜53、第二扩束器72聚集于所述光致聚合物全息记录材料上，以形成参考光。

所述彩虹全息图拍摄光路及菲涅尔全息图拍摄光路分别由两侧照射在所述感光聚合物防伪层上，并于所述参考光同时汇射到所述光致聚合物全息记录材料上发生干涉，在所述感光聚合物防伪层形成记录有体积反射全息图和透射型彩虹全息图。

本实用新型提供的全息防伪元件的制备方法，其制作难度加大与复杂性提高，进一步提高了防伪性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

当然本实用新型的全息防伪元件还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本实用新型的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。