专题研讨会，讨论光学在安全、加密和防伪中的作用，使得这一领域的研究空前活跃。 我国的光学防伪研究，也在这种国际大环境中，得到了快速的发展。
2 光学防伪专利技术的整体情况
2.1 专利申请量趋势分析
下图1为光学防伪专利申请量在全球的趋势图。由图可见，自20世纪60年代起，已出现了对于光学防伪技术的专利申请，但直至20世纪80年代，发展一直较为缓慢，自20世纪90年代起，随着防伪技术的广泛使用，有关光学防伪技术的专利申请量开始迅速增长，到了21世纪申请量基本保持震荡上升的发展趋势。
为了比较国内外光学防伪技术的发展趋势，对光学防伪专利申请量在国内的发展趋势也做了相应的统计。下图2为光学防伪专利申请量在国内的趋势。由图中可见，国内光学防伪专利申请基本上于20世纪90年代起步，随后一直处于快速增长的阶段，到21世纪初期到达小的高峰，随后也处于震荡上升的趋势，2013年之后的申请量的下降可能是近两年申请的专利还有大量未公开的原因。从图中的数据比较也可以看出，国内光学防伪技术的发展起源滞后于国外，但发展速度和上升趋势强劲，这与我国经济的快速发展有着密不可分的关系。
由图1、图2可以看出，中国的光学防伪技术的发展趋势与国际范围内的相关技术的发展趋势相比，有以下特点：
（1）起步较晚。中国首次出现相关的光学防伪的专利申请比全球范围内的首次专利申请晚了大约20年，这一方面与我国的专利制度的形成时间较晚有一定的关系，另一方面也说明了，我国对于光学防伪的早期技术的研究比较滞后。
（2）发展的趋势大致相同。从图1、图2中可以看出，从20世纪90年代开始，中国有关光学防伪的相关专利申请的申请量，伴随着国际范围内对于防伪技术研究的持续升温，也出现了一段持续快速的增长期，可见，国内光学防伪技术的研究逐步与国际相接轨。
（3）发展势头强劲。中国有关光学防伪技术的研究和相关专利申请的起步较晚，但发展势头强劲，并且有持续震荡升高的趋势，可见，在国内对于光学防伪的应用范围和研究范围在不断发展和扩大，对于专利技术的创新性研究也在不断发展。
2.2 专利申请产出国和目标国分布
专利申请产出国通常是指一项技术的原创技术国，通常来说，一个国家拥有的原创技术越多，说明其在该技术领域的研发能力和技术实力也越强。
通过对所检索到的专利文献产出国进行统计分析（如图3所示），排名靠前的国家依次为中国、美国、德国、日本和英国，并且排名第一的中国的申请量远远高于其他国家，显示出极度的开发研究活跃度。
专利申请目标国通常是指一项技术的专利申请地国家，通常来说，一个国家的相关专利的申请量越大，说明该项技术的该国家的市场份额及发展价值越大。
通过对所检索到的专利文献目标国进行统计分析（如图4所示），排名靠前的国家依次为中国、美国、日本、德国，并且排名第一的中国的申请量高于其他国家，显示出极高的市场关注度。
由图3、图4可以看出，中国有关光学防伪的专利技术的发展势头强劲，无论是申请量还是技术原创度都排在世界前列。
这一方面说明了，国内对于防伪技术的研究活跃度较高，另一方面也说明了，防伪相关技术在中国的市场发展前景广阔。
形成这样的局面的原因一方面是由于国家对于发展原创性发明的大力支持，另一方面也体现了中国市场对于防伪技术的高关注度和技术的渴求度。
2.3 国内主要申请人的构成
既然中国有关光学防伪的专利申请量在国际范围内排名第一，那么对于在中国申请的相关技术的主要申请人的构成的分析是必不可少的。
通过对所检索到的专利文献的申请人进行统计分析（如图5所示），中国印钞造币总公司的申请量最高，中国人民印刷印制科学技术研究所排名第4，由此不难看出，我国对于光学防伪技术的研究主要依靠国家相关银行部门，这也从一个侧面反映了，虽然我国已有的从事防伪的企事业单位有上千家，但光学防伪的主要应用领域还是在于货币、票据、证券等领域。
2.4 国内外主要研究方向
由图6、图7可以看出，国内外对于光学防伪的则重点主要在于：C09D、C09K油墨组分配比方向，G09F防伪标签，D21H纸浆组合物，B41M防伪印刷技术。
而两者也略有差别，国外有关B41M防伪印刷技术的相关专利较多，而国内有关防伪油墨、防伪纸张以及利用防伪技术在标签上的应用性研究较多。造成该种现象的原因，主要由于，国外发达国家对于防伪技术特别是光学防伪技术的理论性研究开始的较早，在光学防伪技术发展的各个转折点和突破点都有着开创性的研究，而中国虽然在申请量上占据优势，但对于光学防伪技术的理论研究的专利较少，主要的研究方向主要在于利用国外已经成型的理论知识和专利文献，针对防伪中的油墨和纸张进行改进性的研究或是利用国外的理论技术进行的应用性研究。因此，可以看出，中国对于光学防伪的核心的防伪印刷技术的研究力量较为单薄。
针对光学防伪的理论性研究（B41M），如图8可以看出，中国远远落后于美国、日本、德国、英国等国家。
通过第二部分对于光学防伪专利技术的整体分析，我们可以看出，我国对于光学防伪技术的专利的申请和发展潜力巨大，但是对于光学防伪的理论性力量较弱，目前我国的专利申请的重心更偏向于应用性的研究。
3 光学防伪技术分支
3.1 光学观察角度方向
对于利用光学观察角度制作的光学防伪图像，主要是利用从特定的角度才能观察特定图像这一核心思想，来实现光学防伪图像的制作，该种技术被称为“瞬间图像”或“潜影图像”，多采用印刷压纹技术制作光学防伪图像。
其主要的发展脉络大致有以下几个阶段：
最为初期的潜影图像的制作主要如专利：CA965125A / US4033059A/CN85103866A中记载的技术，其采用压纹技术，在印刷油墨时，压印出不同高度的平行的突出线段，并通过不同方向上的交错，形成一定的集合图形，由于线段的高低不同，在采用一定的观察角度观察时，可观察到背景和暂现图像（即瞬时图像）。
随后又有专利将潜影图像与其他印刷技术相结合，进一步提高防伪效果，如JPH05338388A 将上述瞬时图像的压纹方法和彩色印刷技术相结合，只对不同高度的线段采用不同的色彩进行印刷，在观察角度的形象因素中又增加了色彩的变化。WO9847715 A1 通过随机编码，随机定义压纹线段的长宽，增加防伪效果。US6296281 B1 对于US4033059A在多组潜行图像之间的排布方式和排布角度进行了改进，以增加其防伪效果，JP4192233B2 相似的改进思路。
随后又出现了将观看角度的光学防伪与光学理论（如：反射、衍射）相结合的光学防伪技术，如CN1157595 A 设置载体与金属层，将载体层设置为具有特定的漫反射功能，通过载体层与金属化层之间不同的反射率对比，在不同观察角度可观察到不同的金属色泽（如明暗）。CN1335811 A（US6905755 B1）也利用了高光反射，反射率的差异，形成不对对比度的光学效果。DE4446368 A1 利用衍射原理，在某一特定角度观察时，可观察到特殊标记。
3.2 光学色彩变化方向
关于光学防伪技术，其中“变色性”的光学防伪研究也一直是光学防伪领域的一个重要的分支，而其中不乏很多重要的防伪技术如：光敏防伪、热敏防伪、磁性防伪等等，而其中的光敏防伪是应用最为普遍的一种变色防伪技术，光敏防伪，主要是通过光的激发效果使同一种印刷油墨或印刷图案在不同的光源下产生不同的颜色，而其中的荧光防伪无疑是发展最早、应用最广泛的防伪技术。
荧光（冷光）物质的使用：防伪荧光粉，是以稀土为主原料而制得的无机发光材料。在波长365nm的紫外光激发下，能发出高亮度的红色、紫色、黄绿色、蓝色、绿色、黄色、白色、蓝绿色、橙色等色光。其可分为：有色荧光油墨、和无色荧光油墨两大类。
有色荧光油墨用这种油墨印刷的图案在普通光线下看是一种颜色，但在紫外光照射下会看到它发出明亮的荧光，甚至呈现出另一种颜色。有色荧光油墨一般应用在钞票某一个固定的位置或某种花纹图案上。
无色荧光油墨这种油墨的印刷图案在普通光下是看不见的，而在紫外光下可看见发出明亮的荧光。如第五套人民币各面额纸币上均使用了这种油墨。
最早的关于使用荧光油墨作为防伪油墨使用的专利文献是1967.5.26的US1967000641606。
随后针对荧光防伪的研究主要分为油墨组分和印刷工艺两大方向。由于荧光防伪技术的应用广泛，针对该种防伪技术，ECLA分类体系中针对该种技术给出了细分B41M3/14f，其中相关度较高的文献有280多篇。
3.3 两者相结合的方向
随着防伪技术的不断发展，单纯的利用光学观察角度的防伪技术和单纯的利用光敏变色技术的防伪技术已经不满足人们对于防伪的需求，人们开始尝试将两者相结合，但是由于荧光油墨的光变性，需要紫外或红外光的激发，不便于人们的日常观察和使用，因此，对于光学防伪的研究发展到了以下阶段：
US5912767 A 公开了一种利用光的衍射现象，当观察角度不同时，会出现不同的颜色的光学防伪技术。
随后光变油墨的诞生，大大加快了光学防伪技术的发展。
3.3.1 光变油墨
光变油墨又称光学变色油墨，印品色块呈现一对颜色，例好：红—绿、绿—蓝、金—银等。在白光下正看或侧视，随着人眼视角的改变，呈现两种不同的颜色，光变特性强，色差变化大，特征明显，不需要任何仪器设备都可以识别，其颜色角度效应无法用任何高清晰度的扫描仪、彩色复印机及其它设备复制，印刷特征用任何其他油墨和印刷方式都无法效仿，防伪可靠性极强，所以被世界上多个国这指定用于要求最严、难度最大的货币和有价证券的防伪上，国内一些著名的厂家也已用于包装防伪。如第五套人民币100元、50元纸币正面右下角的面额数字即是使用光变油墨印刷的[2]。
针对光变油墨或光可变颜料的专利申请，最早出现在而美国、欧洲等国家和地区，如：US 4，434，010、US 5，059，245、US 5，084，351、US 5，135，812、US 5，171，363、US 5，571，624、EP 0341002、EP 0736073、 EP 668 329和EP 0 741 170，随后在中国也出现了一些改进性的专利申请如：CN1211437C。
3.3.2 珠光油墨
随着光变油墨的快速发展，以及人们对于光学防伪油墨组成不断研究，另一种革新型的光变油墨应运而生。
珠光油墨，珠光油墨印刷图案随观察角度的不同会出现明亮的多种金属光泽效果或彩虹效果。珠光油墨的特殊性就在于使用了珠光颜料。例如云母钛珠光颜料是以云母薄片为基底物，在光滑的云母表面包覆上透明或较透明的高折射率的二氧化钛和氧化铁组成的薄层。当光线照射到云母片上时，云母片就像透明的小镜子，部分光线被反射出去，部分光线以折射到下一个界面上，又发生第二次的部分反射和部分透射，依此继续下去。由物理光学知道，在两个反射面反射的光线，会相互作用，相互作用的结果取决于相位差、入射角、折射率等因素，从而形成干涉特征的珠光现象[3]。欧元和日元采用了该项技术。代表专利如：JP4742372B2 、FR2429292 A1。中国对于珠光油墨的研究也一直备受关注，在中国申请的与珠光油墨相关的专利有200余篇。
3.4 微透镜、动态光学防伪
随着光学防伪的进一步发展，在防伪图像中越来越多的使用了光学理论，如光栅动画成像。
这种利用了微透镜的光学防伪技术初期主要是通过在防伪图像上添加微透镜图案（光栅图像），使得在不同的观察角度下看到防伪图像的不同部分，继而可得到不同的信息内容，如：WO2012049096 A2（同族CN103380006 A）。
随后得到了快速发展，如：WO03/022598A1中公开了具有一顶层的记录介质，所述顶层在其外侧具有多个柱状透镜并且在背侧具有显示元件，当记录介质绕至少一个轴线倾斜时，该显示元件看起来是运动的。
CN203503242U一种将微透镜阵列图形与微图文阵列图形重叠在一起，组成只有一层浮雕图形结构的微透镜防伪标识。这种单层浮雕图形结构的微透镜防伪标识，在普通灯具照明或自然光下不显现图像，具有防伪隐蔽性，而在点光源照射下能够显现出特殊的微图文放大现象和动态效果。
CN102795008A防伪图像动态莫尔加密方法，提供一种激光全息、叠加多幅隐藏加密图案、解码加密图案清晰、隐藏性好、具有连续生动表观、动态效果防伪图像动态莫尔加密方法，防伪标识上，叠加多层关联黑白加密图纹，采用计算机光栅处理得到相同光栅频率的光栅方向各异的平行直线簇构成光栅图案;平行直线簇在加密图纹区域内频率发生细小改变，即平行直线簇与加密图纹交错的起点与终点之间设一段同方向波动弧线形弯曲线簇;每层平行直线簇方向依照关联顺序依次相隔等角度旋转重叠隐藏构成合成图;设与光栅图案的频率相同的解码片重叠在合成图上旋转观察，依次动画片式显见关联的n层加密图纹。
4 总结
本文针对光学防伪印刷技术对专利文献进行了梳理分析，阐述了该领域的发展趋势以及在各国的分布状况，对针对主要的分支进行了讨论。光学防伪是一个极其重要的防伪技术领域，应用面极广，涉及到许多学科，在光学防伪印刷方面有较大的改进的话需要了解到各种例如光学、化学等的知识，正因为此，各种学科的交叉也提高了防伪的性能，它必将在印制防伪印刷制品领域得到充分的应用和长足的发展。
参考文献：
[1]姜晶.光学防伪技术[J].光电子·激光，1998，9（02）.
[2]徐遵燕.光学防伪油墨印刷特性的研究[J].江南大学，2011，硕士论文.
[3]刘昕.珠光油墨在印刷中的应用[J].今日印刷，2006（03）.