專利名稱：具有信息隱藏功能的激光燙金膜的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種信息攜帶和防偽產品，具體涉及一種以隱藏方式攜帶信息的激光燙金膜。
背景技術：
產品的防偽，一直是人們非常關心的問題。近年來，激光全息技術在激光防偽與激光防偽包裝上獲得了成功的推廣，由于具有激光圖像，可以同時起到防偽與裝飾的效果，激光燙金材料獲得了廣泛的應用，逐步產生了一個新興的行業。現有的激光燙金膜，通常由PET基材、分離層、信息轉移層、反射層和熱熔膠層構成，其中的信息轉移層上，模壓了具有浮雕結構的激光直線干涉條紋，這種干涉條紋是通過兩束相干激光干涉形成的，浮雕結構為正弦型結構，干涉條紋周期在0.8～1.5微米。這種結構的激光燙金膜中，信息轉移層上的干涉條紋的作用是色散，即將不同波長的光衍射開來，在圖像表面上形成彩虹效果。這種技術曾一度起到良好的防偽作用，但隨著技術的發展，仿冒者開始能夠制作假的激光防偽標記，使得其防偽功能有所下降。
防止假冒的較好想法是，在上述包裝材料中進行信息隱藏，而要獲得推廣應用，則不能改變原有包裝印刷的方法，從而避免成本的過度上升。在激光全息學中，基于Fresnel全息圖能進行信息的記錄(隱藏)和激光下的再現，Fresnel全息圖是用漫反射物光與平面參考光干涉而成的，由于記錄方式的限制，Fresnel全息圖有幾個缺點，第一，由于需要共軛參考光再現，隱藏圖像只有在指定的角度下才能再現，使用不方便，第二，由于Fresnel全息圖干涉條紋很淺，衍射效率很低(＜5％)，同時，再現象是空間定域的，經過燙金處理后，很難形成隱藏信息的再現，第三，Fresnel全息圖是采用傳統的干涉方法制作的，是一種模擬式的光學技術，目前，還不能有效地與數字技術相結合，信息隱藏的靈活性較差。因而，基于Fresnel全息圖難以獲得具有較好信息隱藏功能的激光燙金膜。只有改變現有激光燙金材料中的信息轉移層的結構，才有可能獲得具有信息隱藏功能的材料，從而實現較好的防偽。
發明內容
本實用新型目的是提供一種具有信息隱藏功能的激光燙金膜，以適合用于產品包裝，實現防偽功能。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種具有信息隱藏功能的激光燙金膜，為多層結構，包括基材層、分離層、信息轉移層、反射層和熱熔膠層，所述信息轉移層上模壓有二元位相結構的位相單元陣列。
上述技術方案中，所述“信息轉移層”由于模壓有二元位相結構的位相單元陣列，實際上構成了一種二元光學元件。激光整形的二元光學元件是一種位相型器件，直接用眼睛不能看到器件中隱藏的信息，必須通過激光波面轉換的方式，才能將信息在空間再現出來，由于其具有衍射效率高、體積小、設計靈活、便于集成等優點，成為光束的空間整形技術的重要研究領域，而目前二元光學元件主要用于光束整形，沒有見到將二元光學元件用于激光燙金材料的報道。
制作本實用新型的上述材料，可以將需要隱藏的圖形文字信息作為已知輸出光場，通過逆向求解方式求出二元位相分布，將信息隱藏在二元位相結構中，制作成浮雕分布，最后利用模壓技術將浮雕分布制作在燙金材料上。用激光束，例如用發紅光的半導體激光器照明燙金膜，在遠場處可以看到再現的圖像。
上述技術方案中，所述二元位相結構的最小位相單元尺寸為3～20微米。
上述技術方案中，所述位相單元可以是用單光束激光直寫或電子束直寫形成的臺階式結構，包括兩臺階結構，4臺階結構，或者是8臺階結構。
進一步的技術方案，可以在所述二元位相結構上調制有干涉條紋。
或者，所述信息轉移層上部分區域模壓有干涉條紋，另一部分區域模壓有二元位相結構的位相單元陣列。
由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點
1.由于本實用新型信息轉移層上模壓有二元位相結構的位相單元陣列，因而具備了信息隱藏功能，增強了防偽效果；2.本實用新型的二元位相結構是浮雕型的，不改變激光燙金材料的生產過程，因而不會增加生產成本；3.本實用新型只需要采用激光筆或類似的激光器照射即可實現隱藏圖像或文字的再現，信息解碼簡便；4.再現圖像的亮度高，衍射效率＞20％，在燙金過程之后，再現圖像可以在普通的照明環境下觀察；5.由于二元位相結構本質上是一種位相全息圖，即使在圖像上損毀比例達到整個圖像的50％，仍然可以再現出隱藏信息，僅僅是再現信息的亮度隨作面積的減小而下降。
附圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖；附圖2為圖1中信息轉移層的俯視示意圖；附圖3為圖1中信息轉移層的局部放大浮雕效果圖；附圖4為實施例一的產品使用時的衍射方式示意圖；附圖5為實施例一中信息隱藏與再現的示意圖；附圖6為實施例一中被隱藏圖像的類型示意圖；附圖7為實施例二中信息再現示意圖。
其中[1]、基材層；[2]、分離層；[3]、信息轉移層；[4]、反射層；[5]、熱熔膠層；[6]、包裝材料；[7]、入射激光束；[8]、再現信息；[9]、位相密鑰。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一參見附圖1至附圖6所示，一種具有信息隱藏功能的激光燙金膜，為多層結構，包括基材層1、分離層2、信息轉移層3、反射層4和熱熔膠層5，所述信息轉移層3上模壓有二元位相結構的位相單元陣列，其最小位相單元尺寸為3～20微米，所述位相單元是用單光束激光直寫形成的兩臺階式結構。
附圖4是本實施例粘合在包裝材料6上使用時的結構示意圖，其中的包裝材料可以是紙張，也可以是塑料。
本實施例制作時，先將需要隱藏的圖形文字信息作為已知輸出光場，如附圖5之a，通過逆向求解的方式，求出二元位相分布，如附圖5之b，將信息隱藏在二元位相結構中；再用數字激光直寫光刻技術和電鑄方法，最終制成具有浮雕結構的金屬鎳板，將浮雕結構(以下簡稱為P)模壓在燙金材料上；用激光束照射在位相結構P上，經過光的衍射，在遠場輸出的再現信息8(兩臺階結構)，如附圖5之c所示。本實施例中，也可以采用具有4、8臺階的位相結構，則圖c中的圖像僅有一個。
隱藏圖像再現后的大小尺寸，取決于位相編碼圖像最小單元的尺寸和使用的激光的波長，例如，用256×256點構成位相編碼圖，單元點為10微米，這樣位相結構尺寸為2.56mm×2.56mm，用650nm波長的紅光照明，在離開燙金材料1000毫米處的圖像大小為79mm。如果用位相單元為5微米，則在500mm的觀察距離下，再現圖像的尺寸為79mm。
本發明對二值文字具有最好的隱藏與再現效果，對于灰度圖像在經過抖動(Dithering)處理后變成二值圖像后，再進行隱藏也具有較好的再現效果。原理上，在激光燙金材料上，可以隱藏各類圖像和文字信息，如灰度圖像等。但是，從圖像的再現質量來評價，對灰度圖像的直接隱藏后的再現質量要低于二值圖像或文字的隱藏質量。附圖6中給出了文字和灰度圖像的再現例子。
實施例二一種具有信息隱藏功能的激光燙金膜，為多層結構，包括基材層1、分離層2、信息轉移層3、反射層4和熱熔膠層5，所述信息轉移層3上模壓有二元位相結構的位相單元陣列，其最小位相單元尺寸為3～20微米，所述位相單元是用電子束直寫光刻形成的4臺階式結構。
本實施例在設計時，增加有解碼密鑰，再現信息時，如附圖7所示，將位相密鑰9置于燙金膜之前，可以實現信息再現8，從而具有更好的隱藏和防偽效果。
實施例三一種具有信息隱藏功能的激光燙金膜，為多層結構，包括基材層1、分離層2、信息轉移層3、反射層4和熱熔膠層5，所述信息轉移層3上模壓有二元位相結構的位相單元陣列，在所述二元位相結構上調制有干涉條紋，形成互調制結構。本實施例的產品既能在材料表面形成彩虹圖像，同時，在用激光束照明圖像時，在遠場形成再現出隱藏信息。
實施例四一種具有信息隱藏功能的激光燙金膜，為多層結構，包括基材層1、分離層2、信息轉移層3、反射層4和熱熔膠層5，所述信息轉移層3上部分區域模壓有干涉條紋，另一部分區域模壓有二元位相結構的位相單元陣列，形成并列組合結構。這樣，在燙金材料的信息轉移層3上，不僅有可以制作干涉條紋，形成普通激光燙金材料，還可具有二元光學位相分布的浮雕結構，形成具有信息隱藏功能的燙金材料。將兩者結合在一起，通過眼睛觀察，可以看到在激光燙金材料表面上的激光衍射圖像，通過激光束照明，在離開燙金材料的遠處，可以看到隱藏的圖形或文字。
權利要求1.一種具有信息隱藏功能的激光燙金膜，為多層結構，包括基材層[1]、分離層[2]、信息轉移層[3]、反射層[4]和熱熔膠層[5]，其特征在于所述信息轉移層[3]上模壓有二元位相結構的位相單元陣列。
2.根據權利要求1所述的激光燙金膜，其特征在于所述二元位相結構的最小位相單元尺寸為3～20微米。
3.根據權利要求2所述的激光燙金膜，其特征在于所述位相單元是用單光束激光直寫或電子束直寫形成的臺階式結構。
4.根據權利要求3所述的激光燙金膜，其特征在于所述位相單元為兩臺階結構。
5.根據權利要求3所述的激光燙金膜，其特征在于所述位相單元為4臺階結構。
6.根據權利要求3所述的激光燙金膜，其特征在于所述位相單元為8臺階結構。
7.根據權利要求2所述的激光燙金膜，其特征在于所述二元位相結構上調制有干涉條紋。
8.根據權利要求1所述的激光燙金膜，其特征在于所述信息轉移層[3]上部分區域模壓有干涉條紋，另一部分區域模壓有二元位相結構的位相單元陣列。
專利摘要一種具有信息隱藏功能的激光燙金膜，為多層結構，包括基材層、分離層、信息轉移層、反射層和熱熔膠層，其特征在于所述信息轉移層上模壓有二元位相結構的位相單元陣列。本實用新型具備信息隱藏功能，信息解碼簡便，再現圖像的亮度高，增強了防偽效果；同時不改變激光燙金材料的生產過程，因而不會增加生產成本。
文檔編號G09F3/02GK2692772SQ20042002497
公開日2005年4月13日 申請日期2004年2月24日 優先權日2004年2月24日
發明者陳林森, 陸志偉, 解劍峰, 王雪輝, 汪振華, 胡元, 孫菁 申請人:蘇州蘇大維格數碼光學有限公司