具有防伪性能的三维载体 【技术领域】
本发明涉及防伪领域，特别是涉及一种具有防伪性能的三维载体以及三维立体模型的隐性防伪技术。
背景技术
随着社会主义市场经济的快速发展，人们的物质生活水平有了很大的提高。但是由于人们的观念意识、消费层次以及不法分子受利益驱使，使得造假和销假活动在我国几乎所有地区都存在着，而且，这种市场经济竞争的产物有着愈演愈烈之势。制假成为当今世界上增长最快的经济犯罪之一，它对正当的商务和就业活动、公共卫生与健康和安全秩序等带来了极大的危害。伪造者通过伪造证件、产品及其外包装，甚至伪造“防伪”标签等方式来混淆商品真伪，消费者在琳琅满目的商品海洋里，不时被假货坑骗，利益受到了极大的伤害。据有关资料统计，全世界每年因仿冒各类高档名牌商品和伪造票证等，给世界经济和工业造成损失达1000亿美元之多，更令人担忧的是，在医药、食品、烟酒、饮料等领域，假冒包装更为猖獗，使消费者防不胜防，这不仅造成巨大的经济损失，还直接危机了人们的健康和生命。
至此，研究和发展新的防伪技术迫在眉睫，尤其是研发难以复制、易于辨认的安全防伪技术尤为重要。防伪技术是一个古老的研究课题，随着市场经济的日益繁荣和科学技术的不断发展，现已经成为一个崭新的并在不断变化的研究领域，它是综合了化学、生物学、物理学、材料学、核技术、通讯技术、计算机科学等多门学科的新兴边缘技术，并通过学科协作形成了一个特殊门类的完整体系。如今，国内外比较成熟的防伪技术种类繁多，特点各异，防伪效果各有优劣，其评价指标主要包括防伪技术的仿制难度、防伪技术的类别、检测手段的先进程度、保持防伪性能的最低时间等。
目前常用的防伪技术包括全息防伪、油墨防伪、纸张防伪、数码防伪等，它们把图案(包括图形、文字或数字等)作为防伪标识，通过技术处理或加密处理以达到标的物防伪的目的。在现有的图案防伪技术研究中，全息防伪逐渐向大视角、多变换、立体感强烈等方向发展，防伪效果好，但开发周期比较长，而低水平的全息技术容易被仿制；纸张防伪和油墨防伪产生的防伪图案易于辨析，但其伪造难度主要局限在原材料和制作工艺上，造假者有可能通过多种渠道获取原材料和制作工艺而使防伪图案失效；数码防伪技术利用加密技术、编码技术、通讯技术等为每个商品产生一个唯一的防伪查询码，消费者通过查询(电话或网络等)来辨别真伪，解决了易于伪造的问题，但它的辨析不是直接辨析，而是需要进行查询，这给消费者带来了不便，并且很多消费者不愿意去查证，这也给造假者提供了可乘之机。
随着科技的进步，高质量且低价格的彩色影印机、高分辨率的扫描仪、数码照相机和台式出版系统的诞生，使得造假者能伪造出相当逼真的物品，给防伪领域带来极大的困难和挑战，亟待需要引入新的不会显著增加证件或商品的成本的更多安全性元素，设计出易识别、难仿造的防伪方案，具有着重要的实际意义和应用价值。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种防伪效果好、易识别、难仿造的具有防伪性能的三维载体。
为达到上述目的，提供一种依照本发明实施方式的具有防伪性能的三维载体，其包括以等间隔规则排列的若干相同的立体单元块，和印制于所述立体单元块的倾斜侧面上的防伪信息，其中所述立体单元块为具有彼此平行的上、下表面和位于上、下表面之间的若干倾斜侧面的对称结构，所述印制有防伪信息的倾斜侧面设置为与下表面垂直的侧面。
优选地，所述立体单元块为四棱柱结构，其横截面为等腰梯形。
优选地，所述立体单元块为正四棱台结构。形成为上表面具有带状或点块状结构。
优选地，在所述上表面的带状或点块状结构上地图案印刷有缩微文字。
优选地，所述上表面的带状或点块状结构上的图案采用全息印刷。
优选地，所述立体单元块的部分或全部侧面涂有防伪油墨。
优选地，所述防伪油墨为光变油墨、温变油墨、荧光油墨、磁性油墨、红外油墨中的任意一种或几种。
本发明通过构造出易于实现信息隐藏的三维背景，利用所述三维背景产生遮挡效果，从而将不期望被看到的信息遮盖。通过将所述立体单元块印制有防伪信息的侧面设置为与底面背景垂直，使得倾斜的光线入射后，照射到垂直的部分，只有很少部分的光线会被反射回去，因此这一部分就会比周围的要暗一些，也就能观察到隐藏于三维模型侧面的信息。该方案能够实现从正面垂直观察载体只能看到印制于上表面的条状图案或者点块状图案，以及底面背景图案；从侧面观察时，在某个角度可清晰看到隐藏在其中的图案；从不同的侧面可观察到不同的图案。具有防伪效果好、易识别、难仿造的优点。
【附图说明】
图1是根据本发明实施例的一种三维立体载体模型；
图2是图1中所示三维立体载体模型的剖面图；
图3是光线照射到图1中所示模型的四棱柱侧面的反射示意图；
图4是图1中所示模型的侧面隐藏了信息后的示意图；
图5是图4在B部分处的剖面图；
图6是根据本发明实施例隐藏了信息后的四棱柱正面垂直观察结果示意图；
图7是从侧面倾斜观察图6的结果图；
图8是根据本发明实施例正面垂直观察三维立体模型的结果图；
图9是根据本发明实施例从正面左侧倾斜某个角度观察的结果图；
图10是根据本发明实施例从正面右侧倾斜某个角度观察的结果图；
图11是根据本发明实施例的另外一种三维模型的单元块示意图；
图12是采用图11为单元、规则排列的一种三维立体载体模型。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明是利用三维物体的光照模型实现隐性，被隐藏的图案随着视觉的变化逐渐变得清晰可见。立体的三维模型一共有六个观察角度，除去作为底版的背面，还有正面和上下左右五个观察角度，对于双隐性来说利用其中两个角度即可实现，为方便介绍原理，以双隐性为例子进行说明，模型设置考虑利用正面和左右两面来实现隐性。
基于上述考虑，模型的设置原则如下：从正面观察只能看见立体模型上表面的图案及背景图案，此外不能看见其他任何信息；从左面观察能够看见所隐藏的两个信息中的一个信息，另一个信息被完全隐藏；从右面观察能够看见另一个信息，左面的信息被完全隐藏。
本发明实施例中采用截面为等腰梯形的四棱柱为三维模型单元块，具体的设置如图1中所示。图1是根据本发明实施例设计的三维立体载体模型，由等间隔的相同四棱柱排列而成，其中每个四棱柱的截面为等腰梯形。图2是图1中三维立体载体模型的剖面图。
人眼能够比较容易的感知到所看物体的明暗变化，基于这一点，本发明所采用的隐性技术考虑利用倾斜面对光线的反射和垂直面对相同入射光线的反射进入人眼的光束有很大差异这一事实，隐性的具体设置原则为：整个背景为明亮的条纹，字符经过的地方明显变暗。
根据上述原则，为了产生不同的反射效果，需要对三维模型的单元块的倾斜侧面进行改造。由于要产生不同的明暗效果，侧面对光线的反射情况应该不一样，在作为背景的部分不需要做任何改变，而在隐藏信息的地方需要将反射的光线减弱，这样可以考虑将隐藏信息的侧面进行一些处理。本发明实施例将隐藏信息的原来倾斜的部分进行切除，使得其与背景垂直，这样倾斜的光线入射后，照射到垂直的部分，只有很少部分的光线会被反射回去，因此这一部分就会比周围的要暗一些，也就能观察到隐藏于三维模型侧面的信息。
当从正面左侧倾斜某个角度进行观察模型，如图3所示，光线入射到棱柱的倾斜表面上后，大部分的光线会反射回去，进而人眼能够观察到斜面上的信息。
将信息隐藏到棱柱的侧面时，对隐藏信息的部分进行切除处理，如图4，侧面有A、B、C三个区域，隐藏信息需要出现在B区域，则将区域B进行切除，使得此处与下表面垂直。图5为B处的剖面图。
图6是在棱柱倾斜侧面隐藏了信息后的结果，这里是将棱柱单独抽取出来进行显示，可以比较明显的看到左侧隐藏信息处有一大块的缺失，而在实际中，因为棱柱会融入到背景色中，所以正面垂直观察时，看不出有缺失的迹象。当对棱柱进行旋转，或是观察视角进行左侧倾斜，在某个角度可以清楚的看到，缺失的部分与周围部分有明显的明暗差异，如图7所示，这样就可根据明暗的不同，观察到隐藏在棱柱侧面的信息。
如图8为根据本发明的具有防伪性能的三维载体的效果图。当正面垂直观察时，仅仅能看到如图8所示的条状图案。当从左侧倾斜观察时，在某个角度可清晰的观察到隐藏在左侧斜面上的图案A，如图9所示。当从右侧倾斜观察时，在某个角度可清晰的观察到隐藏在右侧斜面上的图案B，如图10所示。
本发明中对载体的四棱柱单元的间隔可适当选取，为了更为容易的观察到侧面的隐藏信息，间隔可根据实际效果适当进行设置。这样，从载体的正面垂直角度观察，因为背景色彩的缘故，人眼较难观察到棱柱侧面的切除变化，仅看到明暗相间的条纹图案，而从左右两侧倾斜观察时，能够随着观察角度的变化，逐渐观察到隐藏在棱柱侧面的图案。
除了采用四棱柱作为单元块来进行三维立体模型设计以外，也可以采用其他的单元块来设计，如图11所示的正四棱台。以此来进行模型的设计，进行规则排列形成如图12所示的三维模型。因为每个正四棱台都有四个侧面，按照在三维模型的排列次序，相同视角方向上的棱台侧面可共同来隐藏一个信息，这样在这种模型中就可用本发明方法隐藏四种不同的信息。
不管采用何种模型来作为三维载体的单元模块，都可在正面垂直观察到的带状图案或点块状图案上施加以其他的防伪手段，诸如，进行缩微文字的印刷，或者是制作成全息防伪图案。在三维立体载体的某些表面上可涂以各种防伪油墨，诸如光变油墨、温变油墨、荧光油墨、磁性油墨、红外油墨等，以提高载体的防伪力度。若所隐形的图案内容为一些隐私信息，则此方法可用于进行隐私保护功能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。