專利名稱：雙重保險防偽辨?zhèn)喂庾V設(shè)碼解碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種防偽裝置，特別涉及一種利用光學干涉原理進行設(shè)碼解碼的光學防偽辯偽裝置，屬于光學技術(shù)領(lǐng)域。
所謂“魔高一尺，道高一丈”，針對現(xiàn)在越來越猖獗的商品和證照假冒，有關(guān)的防偽技術(shù)也在迅速發(fā)展和提高。
目前市場上常用的防偽技術(shù)有很多種，如采用激光全息成像、水印、熱敏、特殊顏料印刷、化學試劑、紫外紅外探測和計算機辯識碼數(shù)據(jù)庫等等技術(shù)，但這些技術(shù)都有各自不同的問題。例如現(xiàn)在使用較多的激光全息成像技術(shù)成本較低，但很容易被偽造，而防偽效果較好的紫外紅外探測技術(shù)則價格昂貴，操作復(fù)雜，并受到場地及設(shè)備的限制，難以大面積推廣使用。市場急待出現(xiàn)新的成本低廉而防偽效果好的新技術(shù)出現(xiàn)。
為實現(xiàn)上述的目的，本實用新型采用下述的技術(shù)方案一種雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼裝置，其特征在于它由設(shè)碼片和解碼片組成；所述設(shè)碼片和解碼片中具有多層干涉膜系；所述多層干涉膜系由多層的具有不同折射率的介電材料疊合而成，其膜層厚度為可見光波長四分之一的倍數(shù)；
設(shè)碼片包括設(shè)碼鍍膜和背景鍍膜兩種不同的多層干涉膜系，設(shè)碼膜鍍制在基板的表面，在基板表面的其余位置為背景鍍膜，設(shè)碼圖標的鍍系和背景膜系的顏色相同；所述解碼片基板的表面有與設(shè)碼鍍膜相對應(yīng)的解碼鍍膜，所述解碼鍍膜的光譜內(nèi)有一峰值與所述設(shè)碼鍍膜光譜的一個峰值重合，所述背景鍍膜中沒有任一個峰值與所述解碼鍍膜光譜中的一個峰值重合。
本實用新型所述的雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼裝置具有如下特點(1)本防偽裝置可以通過改變觀察設(shè)碼片的角度和將解碼片和設(shè)碼片配合使用來實現(xiàn)雙重防偽辯偽。由于多層膜系的設(shè)計可保密，加之設(shè)碼片和解碼片必須——對應(yīng)，偽造本裝置幾乎是不可能的。
(2)本防偽裝置使用時不用任何復(fù)雜儀器，只需用人的肉眼即可識別，十分簡單方便。
(3)本防偽裝置使用時不受地點和環(huán)境的限制，隨處可用。
(4)本防偽裝置如果大規(guī)模生產(chǎn)，制造和使用的成本相當?shù)土?br>

圖1為光的干涉光譜的示意圖。
圖2為解碼片原理的示意圖。
圖3為設(shè)碼片和解碼片的剖視圖。
圖4為設(shè)碼片干涉光譜的示意圖。
圖5為人位于零角度時觀察設(shè)碼片的使用狀態(tài)圖。
圖6為人改變角度觀察設(shè)碼片的使用狀態(tài)圖。
圖7為設(shè)碼片和解碼片組合使用時的使用狀態(tài)圖。
mλ＝2dcosθ. (2)在可見光的范圍，也就是在375nm～800nm范圍內(nèi)，光會因相干現(xiàn)象會產(chǎn)生一個干涉光譜，如
圖1所示。這一干涉光譜在人的肉眼觀測下表現(xiàn)為特定的顏色。
當改變多層膜結(jié)構(gòu)時，也就是說改變多層膜系的膜層順序，膜層厚度或膜層材料的折射率，都將改變光線透射或反射的干涉光譜。這樣，透射或反射光的干涉譜將象指紋一樣有著自己不可混淆的獨特性。由于這些光譜在人的肉眼下都顯示為固定的顏色，可以被人們所察覺，所以由這些多層光學膜干涉所形成的光譜可以用來作為密碼。多層膜的設(shè)計本身也就可以看成是在設(shè)置密碼。
經(jīng)過特殊膜系設(shè)計的濾光片可以是一個帶通濾光片。這種特殊膜系的特征在于使一個厚度為可見光波長1/4的膜系內(nèi)的某一層厚度加倍，變?yōu)榭梢姽獠ㄩL1/2λ時，這樣可以實現(xiàn)帶通濾波的功能。它可以有選擇地使某些波段的光通過，而讓其它波段的光因發(fā)生干涉而消失，如圖2所示。這種功能可以被稱為解碼，該功能可以被利用來進行防偽辯偽的工作。
本實用新型所述的雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼裝置就是依據(jù)上述原理制成的。它由設(shè)碼片和解碼片組成。如圖3所示，設(shè)碼片和解碼片的核心在于多層干涉膜2，多層干涉膜2通過鍍膜或者印刷的方式與基板3表面相結(jié)合，光線1照射在多層干涉膜2之上。多層干涉膜為由兩層或兩層以上的具有不同折射率的介電材料疊合而成的多層膜系，其組成可以采用諸如Ti2O5/SiO2，[Ta2O5/SiO2]M，[Hf2O5/SiO2]M或任何其它的[nh/n1]M和[nh/nm/n1]M多層膜結(jié)構(gòu)。這里的M是自然數(shù)，nh是高折射率膜層，nm是中等折射率膜層，n1是低折射率膜層。多層干涉膜的膜層厚度在可見光波長的四分之一或者其倍數(shù)。在制作反射型的設(shè)碼片時，其膜系除了上述的膜系結(jié)構(gòu)外，還可以用介電材料和金屬材料組合成的膜系結(jié)構(gòu)，如(SiO2/MT/SiO2)M。這里MT可以是過渡金屬Al，Cr，Ag，Cu等的任意一種，它的膜層數(shù)根據(jù)防偽所需要的光譜復(fù)雜程度而有所不同，可以從2層到300層之間不等。這種多層干涉膜可以通過各種膜層厚度精確可控的真空鍍膜技術(shù)制成，比如濺射，電子槍蒸發(fā)，離子槍間接濺射，化學反應(yīng)鍍膜，無電電鍍等等。
設(shè)碼片和解碼片的基板為一片狀體，其材料可以為玻璃、晶體、塑料、金屬、陶瓷、化學纖維、人工合成材料等多種。
設(shè)碼片表面上的多層干涉膜分為兩部分，分別稱為設(shè)碼鍍膜和背景鍍膜。設(shè)碼鍍膜根據(jù)實際需要制作成特定的文字或者圖樣，鍍制在空白基板的表面。在基板表面的其余位置為背景鍍膜。這可以通過蒙罩分步鍍膜或者印刷技術(shù)來實現(xiàn)。背景鍍膜的顏色與設(shè)碼鍍膜的顏色完全相同，但不同之處在于設(shè)碼鍍膜的干涉光譜透射率分布具有彼此分離的峰值，就如圖4所示的那樣。因此，在改變觀測角度時，具有這種特性的干涉光譜顏色會發(fā)生明顯變化。而背景如果采用印刷力式制成，它自身不存在多層膜系；背景鍍膜如果采用直接鍍制的方法制成，其上也會有與設(shè)碼鍍膜顏色相同的多層膜系，但這個背景鍍膜干涉光譜的峰值分布與設(shè)碼鍍膜的峰值分布不同。這樣，如圖5所示，當人處于零角度(即膜平面的法線方向)觀察時，設(shè)碼片中設(shè)碼鍍膜的圖樣淹沒在背景鍍膜中，很難被識別出來；而當人們改變觀察角度時，由于發(fā)生干涉的光線波長有所變化，相對應(yīng)的光譜顏色也發(fā)生明顯變化，而背景鍍膜則不會發(fā)生與之完全相同的顏色變化，這種設(shè)碼鍍膜明顯的顏色變化與峰值分布不同的背景鍍膜不同的顏色變化或者不變化形成鮮明的對比，從而使設(shè)碼鍍膜的圖樣從背景鍍膜中析出，如圖6所示的那樣，能為人們清楚辨識。
解碼片是利用光干涉譜來濾光通光的一個帶通濾波器。解碼膜系鍍制在透明的基板上，如玻璃、晶體或透明塑料片制成的基板上，根據(jù)設(shè)碼片上設(shè)碼鍍膜和背景鍍膜兩種不同的膜系所出現(xiàn)波峰的不同位置來設(shè)計這解碼片上的帶通位置。如圖7所示，當將解碼片罩在設(shè)碼片上時，只有設(shè)碼片上的設(shè)碼鍍膜的光譜內(nèi)上有一峰值與解碼片上的一個峰值重合，而背景鍍膜中沒有任一個峰值與解碼片上的一個峰值重合。因此，解碼片就象一個帶通濾波器那樣將設(shè)碼鍍膜以一種顏色顯現(xiàn)出來，同時將背景完全過濾掉。這個過程就是本專利的解碼過程。我們把這個多層干涉膜稱為解碼膜，相應(yīng)的碼片即為解碼片。
本實用新型在使用時，設(shè)碼鍍膜被制作成特定的商標或者文字圖樣，和背景鍍膜分步鍍制在基板上，而基板本身可以通過熱壓傳遞的方式貼附在所要防偽的商品或者文件上。由于設(shè)碼鍍膜的波譜特性，當人在零度角觀測時，設(shè)碼鍍膜圖樣極難或者不能被識別出來。這時，有兩種力法可以將設(shè)碼鍍膜圖樣識別出。一是將設(shè)碼片沿設(shè)碼膜面內(nèi)任意一軸線轉(zhuǎn)動，也就是說改變觀測的角度。在觀測角度變化時，多層的設(shè)碼鍍膜的有效膜厚度發(fā)生變化，這時設(shè)碼片干涉譜整體向短波方向移動，所以設(shè)碼鍍膜的顏色也會發(fā)生變化，并且這種變化不同于背景鍍膜顏色的變化。這種現(xiàn)象可以被用來作為我們防偽辯偽的第一步，我們稱之為自檢。另外，將具有上述膜層結(jié)構(gòu)的解碼片放置在設(shè)碼片上，根據(jù)光干涉和上面陳述的原理，即使是在零角度的觀測下，同樣可以將設(shè)碼鍍膜的圖樣從背景鍍膜中分離識別出來，從而使設(shè)碼鍍膜的圖樣能夠被識別出來。這就是本裝置防偽辯偽的第二步，我們稱之為輔檢。通過這兩個步驟，本防偽裝置可以具有很好的防偽性能，這也就是本實用新型被稱為雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼裝置的原因。
根據(jù)商品防偽的具體需要，本雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼裝置中的設(shè)碼片可以是透射型也可以是反射型，但解碼片一定是透射型。
由于多層干涉膜的結(jié)構(gòu)稍有不同，其對應(yīng)的光譜就會有明顯的不同，而且解碼片干涉譜內(nèi)峰值和設(shè)碼片內(nèi)圖標譜上的峰值必須完全對應(yīng)才能達到解碼目的，因此本設(shè)碼片和解碼片具有唯一性的特點。另外，多層干涉膜的結(jié)構(gòu)幾乎不可能由研究干涉譜而反向解析出來，因此，本防偽裝置具有極好的防偽性能。本防偽裝置如果進行大規(guī)模生產(chǎn)，成本可以降得很低，適合大規(guī)模推廣使用。
需要聲明的是，本實用新型的特定實施例已經(jīng)對本實用新型的發(fā)明內(nèi)容做了詳盡的說明。對本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，在不背離本實用新型精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，特別是對若干部件的等同替換，都構(gòu)成對本實用新型專利權(quán)的侵犯，將承擔相應(yīng)的法律責任。
權(quán)利要求1.一種雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼裝置，其特征在于它由設(shè)碼片和解碼片組成；所述設(shè)碼片和解碼片中具有多層干涉膜系；所述多層干涉膜系由多層的具有不同折射率的介電材料疊合而成，其膜層厚度為可見光波長四分之一的倍數(shù)；設(shè)碼片包括設(shè)碼鍍膜和背景鍍膜兩種不同的多層干涉膜系，設(shè)碼膜鍍制在基板的表面，在基板表面的其余位置為背景鍍膜，設(shè)碼圖標的鍍系和背景膜系的顏色相同；所述解碼片基板的表面有與設(shè)碼鍍膜相對應(yīng)的解碼鍍膜，所述解碼鍍膜的光譜內(nèi)有一峰值與所述設(shè)碼鍍膜光譜的一個峰值重合，所述背景鍍膜中沒有任一個峰值與所述解碼鍍膜光譜中的一個峰值重合。
2.如權(quán)利要求1所述的雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼裝置，其特征在于所述解碼片的基板為透明介質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1所述的雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼裝置，其特征在于所述設(shè)碼片上設(shè)碼鍍膜的干涉光譜具有彼此分離可調(diào)的峰值。
4.如權(quán)利要求1所述的雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼轉(zhuǎn)置，其特征在于反射型設(shè)碼片中設(shè)碼鍍膜為介電材料和過渡型金屬疊合成的多層膜。
5.如權(quán)利要求1所述的雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼裝置，其特征在于所述多層干涉膜的膜層數(shù)在2層到300層之間。
6.如權(quán)利要求1所述的雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼裝置，其特征在于所述設(shè)碼片上的設(shè)碼鍍膜為特定的文字或者圖樣。
7.如權(quán)利要求1所述的雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼裝置，其特征在于所述設(shè)碼片上背景鍍膜的光譜峰值分布與所述圖標設(shè)碼鍍膜的光譜峰值分布不同。
8.如權(quán)利要求1所述的雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼裝置，其特征在于所述設(shè)碼片的基板貼附在所要防偽的物體上。
9.如權(quán)利要求1所述的雙重保險防偽辯偽光譜設(shè)碼解碼裝置，其特征在于所述基板為一個片狀體。
專利摘要本實用新型公開了一種雙重保險防偽辨?zhèn)喂庾V設(shè)碼解碼裝置，它由設(shè)碼片和解碼片組成。設(shè)碼片和解碼片中具有多層干涉膜，多層干涉膜由兩層以上的具有不同折射率的介電材料疊合而成，其膜層厚度為可見光波長四分之一的倍數(shù)。本雙重保險防偽辨?zhèn)喂庾V設(shè)碼解碼裝置可以通過改變觀察設(shè)碼片的角度和將解碼片和設(shè)碼片配合使用來實現(xiàn)雙重防偽辨?zhèn)巍Ｔ谑褂脮r不用任何復(fù)雜儀器，只需用人的肉眼即可識別，十分簡單方便；使用也不受地點和環(huán)境的限制，隨處可用。如果大規(guī)模生產(chǎn)，制造和使用的成本相當?shù)土?br> 文檔編號G02B5/30GK2580454SQ0228864
公開日2003年10月15日 申請日期2002年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月22日
發(fā)明者高川 申請人:硅谷光學科技公司