一种动态3d全息元件及其制作方法
【专利说明】
[技术领域]
[0001]本发明涉及全息防伪技术领域，具体地说是一种动态3D全息元件及其制作方法。
[【背景技术】]
[0002]现今国内的商品市场品牌繁多，品质参次不齐，其中更不乏有很多的假冒商品。尤其是一些高端品牌，极其容易被仿冒。然而由于目前缺乏一定的监管手段，加之对造假的处罚力度偏轻等原因，致使市场上假货泛滥，真假难辨。
[0003]如，烟、酒、药等行业是假货的重灾区，正规厂家为避免产品被仿，通常会加大在产品包装上的投入，因此全息防伪就广泛的应用到了这些行业。采用激光全息技术制作产品包装，既能起到美观的效果，又兼具防伪的作用。
[0004]因此，国内具备实力的全息防伪公司已加大在防伪技术上的开发力度，力争有独立自主的防伪技术，甚至一些国外的防伪公司也开始拓展中国市场。近几年一些新的全息防伪技术不断出现，防伪能力正在逐渐提高。比如国外的激光直写技术和e-beam技术等。这些先进的技术都是需要借助于高度的数字化计算和精密的操控平台。但以目前国内的工业发展水平，几乎难以达到如此程度。同时，一些运用数字防伪技术所产生的图案效果存在表观特征不明显，需要借助显微镜等仪器才能辨别真伪的问题，从而不利于公众防伪。
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【发明内容】
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[0005]本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种动态3D全息元件及其制作方法，不仅能够产生明显的立体效果，具有明显的外观特征，而且难以复制仿冒，适做高等级的全息防伪。
[0006]为实现上述目的设计一种动态3D全息元件，包括自上而下依次复合的信息层12和基材层11，所述信息层12上制作有全息透镜I和全息图文2，所述全息图文2位于全息透镜I内部，所述全息透镜I内的全息图文2随视场角度变化产生相应位移，其位移方向为全方位。
[0007]所述全息透镜的像面9位于信息层12之上，所述全息图文的像面8位于信息层12之下，所述全息透镜的像面9与全息图文的像面8之间距离为0.2mm-3mm。
[0008]所述全息透镜的像面9与全息图文的像面8之间距离为0.5mm-2mm,所述全息透镜I的数值孔径为0.15-0.6。
[0009]所述基材层11为PET或PC有机薄膜，所述基材层11的厚度为15um_75um，所述基材层11作为载体之用。
[0010]所述信息层12为PET片材、PC片材或固化后的UV油墨，所述信息层12的厚度为5um_10umo
[0011]还包括介质层13，所述介质层13复合于信息层12上，所述介质层13、信息层12、基材层11自上而下依次复合为一体。
[0012]所述介质层13为ZnS层或Al层，所述介质层13用于增强光线反射效率。
[0013]所述全息元件的直径为Imm-lOmm，所述全息元件所处平面与其垂轴的夹角变化小于60°，所述全息元件的观察角度为60° -120°。
[0014]所述全息元件的直径为2mm-5mm。
[0015]—种动态3D全息元件的制作方法为:所述3D全息元件基于激光全息技术制作而成，其光路固定于隔震平台之上，其全息透镜与全息图文经一次曝光成型，其中，所述光路所使用的激光器为氦镉激光器或氦氖激光器，激光器采用单纵模激光，其相干光程大于1cm ;所述光路中的光学器件包括全反镜、扩束镜、分束镜、三维控制平台以及大口径的光学镜头，该光学镜头的数值孔径大于0.8，畸变小于0.4%;所述全息图文由掩膜版经上述光学镜头成像而成，全息图文尺寸取决于掩膜版上的图文大小及成像比例；所述三维控制平台的托板的平面垂直于物光的中心轴线，并与参考光保持一定的锐角夹角。
[0016]本发明同现有技术相比，公开了一种动态3D全息元件，该全息元件包括自上而下依次复合为一体的介质层、信息层和基材层，其中，信息层上制作有特定尺寸的全息透镜和任意形状的全息图文，全息透镜内的图文可随观察角度的改变而产生相应的位移，同时，透镜与图文上下保持一定的距离，从而产生明显的立体效果，该全息元件具有明显的外观特征，难以复制仿冒，适做高等级的全息防伪；此外，本发明是在不需要高度的数字计算和精密控制平台的基础上完成的，从而既降低了对设备的要求，又达到了高等级的防伪功能，并具备显著的外观特征，是一项具备高度性价比的成熟技术，适用于钞票、证卡、标签以及有价证券的防伪，值得推广应用。
[【附图说明】]
[0017]图1为本发明中全息元件基础结构的平面示意图；
[0018]图2为以不同角度观察该全息元件时的效果示意图；
[0019]图3为该全息元件视觉特征的效果示意图；
[0020]图4为该全息元件在普通光线下的观察角度范围说明图；
[0021]图5为该全息元件的层状结构示意图；
[0022]图6为由该全息元件为基础扩展出的其他形式全息结构图一；
[0023]图7为由该全息元件为基础扩展出的其他形式全息结构图二 ；
[0024]图中:1、全息透镜2、全息图文3、正视效果4、右上斜视效果5、左向斜视效果6、右向斜视效果7、下向斜视效果8、全息图文的像面9、全息透镜的像面10、全息元件层膜结构11、基材层12、信息层13、介质层14、图文阵列。
[【具体实施方式】]
[0025]下面结合附图对本发明作以下进一步说明:
[0026]本发明所述的一种动态3D全息元件，包括自上而下依次复合的信息层12和基材层11，信息层12上制作有全息透镜I和全息图文2，全息图文2位于全息透镜I内部，全息透镜I内的全息图文2随视场角度变化产生相应位移，其位移方向为全方位。其中，全息透镜的像面9位于信息层12之上，全息图文的像面8位于信息层12之下，全息透镜的像面9与全息图文的像面8之间距离为0.2mm-3mm，优选为0.5mm-2mm，全息透镜I的数值孔径为
0.15-0.6o
[0027]本发明中，基材层11为PET或PC有机薄膜，基材层11的厚度为15um_75um，基材层11作为载体之用。信息层12为PET片材、PC片材或固化后的UV油墨，信息层12的厚度为5um-10um。还包括介质层13，介质层13复合于信息层12上，介质层13、信息层12、基材层11自上而下依次复合为一体，介质层13为ZnS层或Al层，介质层13用于增强光线反射效率。全息元件的直径为Imm-lOmm，优选为2mm-5mm，全息元件所处平面与其垂轴的夹角变化小于60°，全息元件的观察角度为60° -120°。
[0028]本发明所述的动态3D全息元件的制作方法为:该3D全息元件基于激光全息技术制作而成，其光路固定于隔震平台之上，其全息透镜与全息图文经一次曝光成型，其中，光路所使用的激光器为氦镉激光器或氦氖激光器，激光器采用单纵模激光，其相干光程大于1cm ;光路中必须的光学器件包括全反镜、扩束镜、分束镜、三维控制平台以及大口径的光学镜头，该光学镜头的数值孔径大于0.8，畸变小于0.4%;全息图文由一定尺寸和厚度的掩膜版经上述光学镜头成像而成，对于掩膜版上面的图文大小以及成像的比例决定了元件中的全息图文尺寸；三维控制平台的托板的平面须垂直于物光的中心轴线，并与参考光保持一定的锐角夹角。
[0029]本发明在具备特殊的外观效果的同时，更兼具高等级的防伪作用。通常情况下，该全息元件在结构上分为三层:基材层、信息层和介质层。本发明主要阐述位于信息层上的透镜和图文结构，并着重介绍其外观效果和防伪能力。同时会对其制作方案加以阐述。
[0030]本发明中所述全息元件为模拟全息，区别于数字合成全息。其模拟的特征表现为，在高倍率显微镜下观察该元件，无法检测到规则并按一定规律排列的像素单元。其模拟像素尺寸及形状基本取决于感光材料中的颗粒密度等因素。从另一角度说明，感光材料的颗粒大小处于分子量级，以纳米为单位。然数字全息中的像素最小量级在微米级别。进而说明模拟全息在图像分辨率