一種基於莫爾條紋技術的全息母版製作方法及全息圖的製作方法
2023-05-21 03:25:16
專利名稱：一種基於莫爾條紋技術的全息母版製作方法及全息圖的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學全息防偽領域，具體地說，涉及一種基於動態莫爾技術實現的具有特殊光學防偽效果的全息圖及其全息母版的製作方法。
背景技術：
基於光的衍射原理的光學可變圖像稱之為衍射光學可變圖像(DiffractiveOptically Variable Image Devices, DOVID),其光學結構是浮雕型透射光柵，當照明光由某一方向照明它時，其一級衍射光形成預先設計的圖像。當觀察方向改變時圖像會按設計效果發生變化。由於它可以採用模壓的方法大批量生產，因而是目前應用最廣泛的光學防偽技術，已形成了相對成熟的全息產業。隨著模壓全息技術的迅速普及使得普通製作全息標識的技術很快失去了它有效 的防偽能力。為了能更有效地防止全息標識被同行偽造，提高全息標識的防偽能力，各種提高防偽性能的新技術應運而生。而作為DOVID技術的莫爾條紋技術就是其中的一種。目前基於莫爾條紋原理的防偽技術主要有兩種，即動態莫爾技術和莫爾條紋編碼技術。按其顯示手段來區分，可以分為顯現型莫爾條紋和隱蔽型莫爾條紋兩種。顯現型莫爾條紋即在記錄條紋結構時同時記錄了兩組條紋光柵的信息，觀察時其莫爾條紋效果直觀可見，適合於市場上出售的商品；隱蔽型莫爾條紋是指產品中只記錄了含有隱藏信息的光柵文件，而這些隱藏的信息表面上是看不到的，必須通過特定的有著解碼條紋信息的鑰匙版才能看到隱藏的密碼。這種密碼適合於製作身份證、護照、銀行卡等必須經過某一部門審查的重要證件上。中國發明專利《利用光莫爾效應製作隱蔽型全息密碼的裝置》(申請號CN96100427. 4)公開了一種利用光莫爾效應製作隱蔽型全息密碼的裝置。該裝置方法是利光路的形式分別製作信息片和解碼片，其中一個圖樣製作成模壓全息圖燙印在證件上作為隱藏密碼，另一個圖樣也用全息的方法記錄在一塊透明版上作為解碼版。兩個圖樣都是通過單束光將信息拷貝到光刻膠版上，肉眼並看不到圖案的存在，只有當兩個圖樣重疊時才能看到莫爾圖。上面專利給出了隱蔽型莫爾加密效果，但是對於和大眾緊密聯繫、用量大、使用頻率高的諸多產品，那些讓使用者方便識別的防偽手段才是最首要的。顯現型莫爾條紋效果它是將兩組光柵條紋信息都轉移到的承載物上，運用動態莫爾技術和光的動態衍射原理，觀察時無需攜帶鑰匙版即可觀察、識別圖像，將莫爾條紋技術擴展到公眾防偽領域，從而得到更廣泛的應用。中國發明專利《用莫爾技術製作顯現型全息密碼的裝置》(申請號CN96102653. 7)公開了一種用莫爾技術製作顯現型全息密碼的裝置。它是一種應用雷射取得全息圖加密的裝置。將包含有事先設計好的周期性圖案的兩片黑白透明片相疊加放置，當用雷射照射它們時產生的莫爾圖作為費涅爾全息圖的物，物光與另一束參考光相干涉就能將莫爾條紋信息以全息記錄的方式記錄在全息幹版上。這時看到的莫爾條紋就是顯現型的全息密碼條紋。中國發明專利《一種基於莫爾條紋技術的全息圖及其製版和鑑別方法》(申請號CN200910014699.6)公開了一種基於莫爾條紋技術的全息圖及其製版和鑑別方法。它的製版方法包括兩個用於產生莫爾條紋的格柵，將兩格柵重疊並保持一定距離以產生莫爾條紋。它是以光學全息記錄的方法把動態莫爾條紋記錄到全息圖中製成，所形成的為白光再現全息圖，在點光源下顯現出圖文信息與動態莫爾條紋。理論上，將兩個空間頻率相同或相近的周期性光柵圖形疊加形成的光學條紋就是莫爾條紋。想要呈現顯現型莫爾條紋效果，正如以上兩篇專利中介紹的，一般都是通過光路將兩組條紋光柵結構轉移到承載物上，以全息製版的方式記錄在全息圖中，同時，若想要莫爾條紋產生動態效果，在進行全息記錄時兩光柵片之間會有距離要求，並且在拍攝過程中需要移動記錄材料的位置。因而這樣的製版過程會存在明顯的缺陷就是製版效果對實驗平臺以及外界環境要求非常的敏感，可能會影響產品效果的穩定性。
通常情況下產生的莫爾條紋周期比兩個光柵圖形周期大的多，也就是說光柵稍微的移動就會產生明顯的莫爾條紋動態效果。這些動態莫爾條紋的動態模式都是隨機且難以控制的，因而它很難被仿製，但是也正因如此，當需要根據其表觀效果來判斷其真偽時會對產品的認定有一定的影響。本發明利用動態莫爾技術結合光刻製版原理設計製作在自然光下無需任何輔助手段就可以直接顯現的明顯的動態可控的莫爾條紋效果全息圖。
發明內容
針對背景技術的不足，本發明提供了一種製作方法更簡便、產品效果更穩定的動態莫爾條紋效果製版方法。本發明產生的莫爾條紋是基於動態莫爾技術原理由兩組周期性條紋光柵疊加而成，將條紋光柵轉換成光刻顏色圖和光刻灰度圖再利用雷射光刻設備將莫爾條紋信息轉移到光刻膠母版上。此方法製作得到的全息圖其動態莫爾效果在自然光下就能鑑別，並且其莫爾條紋動態效果是規律可控的，因而在進行產品防偽檢驗時會更準確和方便。本發明具體採用如下技術方案
一種基於莫爾條紋技術的全息母版製作方法，其特徵在於包括步驟一、製作兩組周期性條紋光柵；
步驟二、將兩組條紋光柵製作成光刻顏色圖和光刻灰度 步驟三、通過雷射光刻的方式將莫爾條紋記錄到全息母版中。如上所述的全息母版製作方法，其特徵在於步驟一和步驟二都是通過計算機軟體完成的。如上所述的全息母版製作方法，其特徵在於所述的條紋光柵是指按一定周期分布的明暗相間的條紋。如上所述的全息母版製作方法，其特徵在於所述光刻顏色圖和光刻灰度圖的製作方法包括如下三個步驟
Si:在計算機上用製圖軟體產生兩組一定周期的明暗相間的條紋光柵結構，兩組條紋的周期相同或相近，相疊加能產生特殊的莫爾條紋效果；S2:將兩組條紋中的一組作為光刻顏色圖，對明條紋和暗條紋分別進行顏色處理，使其明暗紋有色彩的區分，光刻顏色圖決定了幹涉條紋的疏密度，即不同角度觀察時圖案的顏色分布；
S3:將兩組條紋中的另一組作為光刻灰度圖，基於動態莫爾技術並結合光的衍射原理設計合理的動態變化規律，利用光刻機的製版工藝原理設計光刻灰度圖，光刻灰度圖決定了幹涉條紋的方向，即決定了不同角度觀察時圖像呈指定規律的動態變化。一種具有可控動態莫爾條紋效果的全息圖，其特徵是
所述全息圖的製作方法，其對應的全息母版是通過雷射光刻的方式將莫爾條紋信息記錄到光刻膠上製成的；
所述具有動態莫爾條紋效果的全息圖是白光再現全息圖，在自然光下無需任何輔助手段就可以直接顯現出明顯的動態規律可控的莫爾條紋效果。 本發明所產生的光學防偽效果可應用於身份證、護照、商業票據、入場券等各種證件以及煙、酒等商品包裝的防偽。與現有技術和生產手段相比，本發明方法有以下一些優點
I)本發明涉及的防偽效果其製作方法簡單，製作過程受外界環境影響極小，易於生產，穩定性好。2 )本發明方法製成的莫爾圖案可以是無規則的也可以是特定圖案，莫爾條紋動態變化可以是事先設定可控的，在觀察時可以通過莫爾條紋圖案及其動態變化情況來判斷其真偽，也可以是隨機的無規則的動態變化。這樣方法設計的產品效果在保證其防偽功能的同時也具備了很強的靈活性和美觀性。3)本發明方法製作的莫爾條紋效果容易很好地與其他防偽手段、防偽效果相結合使用，從而進一步提升產品的防偽性能。
圖I示意給出了莫爾條紋形成原理；
圖2對應了條紋光柵I結構示意 圖3對應了條紋光柵2結構示意 圖4對應的是光刻顏色 圖5對應的是光刻灰度 圖6在兩種不同角度下觀察莫爾條紋的效果；
圖7在兩種不同角度下觀察莫爾條紋的效果。
具體實施例方式 如圖I所示，兩組直線光柵相疊加就可以形成新的莫爾條紋，下面我們將基於這個原理結合實際案例具體說明本發明的實施方法。實例
I)製版
利用CorelDRAW軟體設計製作兩組一定周期分布的明暗相間的條紋光柵結構，形成如圖2中所示的條紋光柵I和圖3中所示的條紋光柵2。條紋光柵I和條紋光柵2要求條紋周期相同或者相近，相疊加能產生特殊的莫爾條紋效果。
選取條紋光柵I作為光刻顏色圖結構，利用Photoshop軟體對明條紋和暗條紋分別進行顏色處理，通過不同彩色將明暗條紋區域分開來從而形成光刻顏色圖，如圖4所示。選取條紋光柵2作為光刻灰度圖結構，灰度值O到255分別表示不同的觀察視角，其中128對應的是正視角，根據所需要的動態變化情況來調和條紋的灰度值從而形成光刻灰度圖，即光刻灰度圖中條紋灰度的變化決定了最終形成莫爾條紋全息圖的動態變化情況。如圖5所示。將圖4和圖5導入光刻程序軟體中，利用光刻機就可以在光刻膠版上製成本發明所涉及的具有動態可控莫爾條紋效果的全息圖。利用本發明生產製作的顯型動態莫爾條紋可以根據效果需要對條紋光柵進行進一步加密處理。在其中一組條紋光柵內嵌入(或隱藏)圖文信息，所述的圖文信息包括文字、字母、數字、圖案、標識等，即相當於在動態莫爾圖案中置入了「隱型」密碼。置入「隱型」密碼的方式主要有兩種
1)置入了「隱型」密碼的條紋直接作為兩組條紋光柵中的一組，它與另一組條紋光柵相疊加形成顯現型莫爾條紋圖案的同時也會顯現出隱型加密的圖文信息；· 2)將動態莫爾條紋作為背景，將「隱型」密碼置入圖像設計中，這樣就需要根據置入密碼的周期用特定的解碼片來讀取加密的圖文信息。以上兩種方式都同時應用了動態莫爾技術與莫爾條紋編碼技術，只是前者是無鑰匙再現加密信息，後者需要特定解碼片來實現加密信息的再現。2)鑑別
圖6、圖7分別給出了在兩種不同觀察角度下的莫爾圖案效果。採用本發明方法獲得的莫爾圖案在自然光下就可以觀察到，通過轉換觀察視角或者任意角度晃動觀察時，可以看到明顯的、有規律的動態變化效果。3)應用
本發明得到的光學防偽效果可以與莫爾條紋編碼技術以及其他各種防偽手段、防偽效果相結合使用，從而更進一步提高產品的防偽性能，達到綜合防偽的效果。產品的防偽效果可應用於身份證、護照、商業票據、入場券等各種證件以及煙、酒等商品包裝的防偽。
權利要求
1.一種基於莫爾條紋技術的全息母版製作方法，其特徵在於包括步驟一、製作兩組周期性條紋光柵； 步驟二、將兩組條紋光柵製作成光刻顏色圖和光刻灰度圖； 步驟三、通過雷射光刻的方式將莫爾條紋記錄到全息母版中。
2.如權利要求I所述的全息母版製作方法，其特徵在於步驟一和步驟二都是通過計算機軟體完成的。
3.如權利要求I所述的全息母版製作方法，其特徵在於所述的條紋光柵是指按一定周期分布的明暗相間的條紋。
4.如權利要求1、2或3所述的全息母版製作方法，其特徵在於所述光刻顏色圖和光刻灰度圖的製作方法包括如下三個步驟 51:在計算機上用製圖軟體產生兩組一定周期的明暗相間的條紋光柵結構，兩組條紋的周期相同或相近，相疊加能產生特殊的莫爾條紋效果； 52:將兩組條紋中的一組作為光刻顏色圖，對明條紋和暗條紋分別進行顏色處理，使其明暗紋有色彩的區分，光刻顏色圖決定了幹涉條紋的疏密度，即不同角度觀察時圖案的顏色分布； 53:將兩組條紋中的另一組作為光刻灰度圖，基於動態莫爾技術並結合光的衍射原理設計合理的動態變化規律，利用光刻機的製版工藝原理設計光刻灰度圖，光刻灰度圖決定了幹涉條紋的方向，即決定了不同角度觀察時圖像呈指定規律的動態變化。
5.如權利要求I所述的全息母版製作方法生成的全息圖，其特徵在於所述的全息母版是模壓全息母版。
6.一種具有動態莫爾條紋效果的全息圖，其特徵是 所述全息圖的製作方法，其對應的全息母版是通過雷射光刻的方式將莫爾條紋信息記錄到光刻膠上製成的； 所述具有動態莫爾條紋效果的全息圖是白光再現全息圖，在自然光下無需任何輔助手段就可以直接顯現出明顯的動態可控的莫爾條紋效果。
7.如權利要求6所述的動態莫爾條紋全息圖，其特徵在於顯現出的莫爾條紋其動態變化是有規律的，可控的，相應的動態變化包括上下、左右移動以及放縮變換等效果。
全文摘要
本發明涉及光學全息防偽領域，具體地說，涉及一種基於動態莫爾技術生成的具有特殊光學防偽效果的全息圖以及其全息母版的製作方法。本發明產生的莫爾條紋是基於動態莫爾技術原理通過計算機處理手段將條紋光柵信息製作成光刻顏色圖和光刻灰度圖，再利用雷射光刻設備將動態莫爾條紋信息轉移到光刻膠母版上。此方法製作得到的動態莫爾效果在自然光下就能鑑別，並且其莫爾條紋動態效果是可控的，因而在進行產品防偽檢驗時會更準確和方便。
文檔編號G02B27/60GK102914810SQ20121038258
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月11日 優先權日2012年10月11日
發明者劉暢, 葛宏偉 申請人:武漢華工圖像技術開發有限公司