CN214633896U - 一种微纳米结构卡牌 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微纳米结构卡牌，其包括若干个透明或半透明塑料膜片制成的卡牌本体，所述塑料膜片的一侧表面为结构面，其背面为非结构面，在所述结构面设有热压成型或UV转印的光栅微纳米结构，所述光栅微纳米结构上载有区别信息，该区别信息各个卡牌上的内容不同。若干卡牌可以组成一套游戏牌，也可以组成一套其中区别特征相互有逻辑关联的卡牌，以此增加卡牌的趣味性，还可以通过各种手段提高卡牌的防窥性。

Description

一种微纳米结构卡牌

技术领域

本实用新型属于卡牌技术领域，特别涉及一种微纳米结构卡牌。

背景技术

现有技术中通过微纳米结构制作在透明膜片上形成卡片是成熟的技术，该卡片上的微纳米结构在有照射光下能够清晰地看出微纳米构成的图案，在没有照射光时，卡片上有微纳米结构的表面是呈现雾面的视觉状态，没有微纳米结构之处看上去是透明的。这种微纳米结构的卡片在现有技术中一般都是单一元件使用。

在现有技术中，本技术领域的研究多集中在对于卡片上的微纳米结构在照射光下成像效果上，而对于卡片在非照射条件下用肉眼观察的视觉色差很少关注。

现有技术中的游戏牌，例如扑克牌或桌游卡牌等都是在纸质牌面上印刷图案，形式单一，为了增加游戏的趣味性在很多方面进行发掘，但是，还没有想到用微纳米结构在透明的塑料膜片上设计卡牌上的图案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种微纳米结构卡牌，以此增加用其制作的游戏牌或成套卡牌的趣味性。

进一步地，本实用新型的目的是，提供一种具有全方位防窥特点的微纳米结构卡牌。

本实用新型解决其技术问题所采用的第一种技术方案是：

一种微纳米结构卡牌，其包括若干个透明或半透明塑料膜片制成的卡牌本体，所述塑料膜片的一侧表面为结构面，其背面为非结构面，在所述结构面上设有热压成型或UV转印的光栅微纳米结构，所述光栅微纳米结构上载有区别信息，该区别信息各个卡牌上的内容不同，构成一套游戏牌。

本实用新型解决其技术问题所采用的第二种技术方案是：

一种微纳米结构卡牌，其包括若干个透明或半透明塑料膜片制成的卡牌本体，所述塑料膜片的一侧表面为结构面，其背面为非结构面，在所述结构面设有微纳米结构，所述微纳米结构上载有区别信息，所述微纳米结构卡牌包括若干张卡牌，各张卡牌结构面上的所述微纳米结构载有的区别特征不同，但各张卡牌上的区别特征构成的图案在内容上有逻辑性的关联，使得所有卡牌组成一套卡牌组。

在上述两个技术方案中，进一步地，还有如下优选措施：

一套卡牌组中的各张卡牌上微纳米结构的区别特征不同的各张卡牌，在普通光线下肉眼看各张卡牌无差异使之无法分辨；和/或，在普通光线下肉眼下，360度全角度防窥，即在任何角度下一套卡牌组中所有卡牌上显现的雾面微纳米结构在视觉上是一样的。

所述普通光线为非照射光的光线，例如自然光线或照明光线等。

所述微纳米结构为衍射光学元件(Diffractive Optical Elements，简称DOE)或全息衍射光学元件 (Holographic Diffractive Optical Elements，简称HDOE)。

所述塑料膜片由有色或无色透明材料制成。

所述结构面上的微纳米结构可以是微米结构，也可以是纳米结构。

所述结构面上的微纳米结构的单元大小在2毫米×2毫米以内，该单元在卡牌的结构面上重复排列。

更进一步地，所述结构面上的微纳米结构的单元大小在（0.5~2）毫米×（0.5~2）毫米以内。

卡牌上的微结构在卡牌上重复排列，使得在使用中使用点光源只要照射在卡牌上，就可以呈现出其上的区别特征即其中的特定图案。

所述卡牌组可以构成一副游戏牌，例如可以是一副扑克牌，或者是一副桌游牌，例如一副三国杀的桌游牌，或者是其他游戏卡牌。除此之外，所述卡牌组也可以是一套内容上有关联性的卡牌，例如一套108张卡牌用微纳米结构描绘的水浒传中一百单八将的图片，或者描绘红楼梦金陵十二钗的12张图片等等。在销售中，可以成套出售，例如扑克牌等，也可以分别销售，例如商业促销中将一套金陵十二钗的卡牌分次出售。

优选地，在所述结构面设有热压成型或UV转印或纳米压印的微纳米结构。所述微纳米结构的纹路根据图案设计决定，可以是对称的，例如扑克牌等对称图案，微纳米结构就是对称的，也可以是不对称的。

优选地，所述结构面上的微纳米结构是3D的微/纳米结构。

用微纳米结构（DOE）做游戏牌，如果按照常规卡片的做法，即每张卡牌上的微纳米结构载有的区别特征都是不一样的，虽然微结构（DOE）具有一定的防窥性能，但是在无照射光即普通光线下肉眼看，卡牌的图案复杂程度不同，会显示出不同的视觉的雾面色差，这种卡牌因为有视觉的雾面深浅色差,玩家会通过卡牌色差的不同猜测出大小牌，由此会影响到游戏的公正性，从而使得本实用新型提供的卡牌作为游戏牌不方便使用。

因此，区别特征不同的各张卡牌在普通光线下肉眼看，360度全角度防窥，即卡牌上图案的复杂程度不同但其上的雾面（亚面）没有差别，是作为尤其是游戏牌最好能够具备的特点。

为了实现本实用新型提供的卡牌360°全方位防窥，可以调整各张卡牌上的所述微纳米结构的蚀刻深度、光刻次数形成的阶数、镀膜改变微结构视觉色差等。优选地，调整手段可以是：

手段1：调整微纳米结构的光刻的蚀刻深度。

在一套卡牌组中，各张卡牌上的微纳米结构的蚀刻深度不尽相同。

所述微纳米结构的蚀刻深度根据各张卡牌图案的复杂程度而不尽相同，图案较简单的卡牌上微纳米结构的蚀刻深度较深，图案较复杂的卡牌上微纳米结构的蚀刻深度较浅。

所述卡牌上的所述蚀刻深度在0.1~3微米之间。

手段2：调整微纳米结构光刻的蚀刻阶数。

其中有两种措施：

措施1：一套卡牌组中每张卡牌上的微纳米结构的阶数相同，例如可以是二阶，或四阶，或八阶，……。在各张卡牌的微纳米结构的阶数相同时，后面光刻例如第二次、第三次光刻形成的阶数的蚀刻深度递减。

措施2：一套卡牌组中各张卡牌上的微纳米结构的阶数不尽相同。

各张卡牌上所述结构面上的微纳米结构的蚀刻阶数根据卡牌图案的复杂程度而不尽相同。

具体地，所述图案较复杂的减少阶数，图案较简单的增加阶数。

所述结构面上的微纳米结构可以是光刻1至5次之间，形成二阶、四阶、八阶、十六阶或三十二阶的微纳米结构。优选为1~3次光刻，形成二阶、四阶和八阶微纳米结构。

通过上述的调整，可以使得本卡牌在除了照射光下，都不能看出结构面上微纳米结构产生的雾面有差别。

手段3：调整塑料膜片的颜色，即所述塑料膜片由有色透明材料制成。

通过用有色的透明塑料膜片制作本卡牌，降低有色透明材料的透光率，也可以降低视觉色差，使得卡牌上因图案复杂程度不同导致的雾面差别得到改善。

手段4：在塑料膜片上设置镀膜层。

即在塑料膜片上设置一镀膜层，以改变卡牌的视觉色差。该镀膜层优选为有色透明的镀膜。

优选地，设置所述镀膜，镀膜膜层的透光率参数为20~90%，以调整各张卡牌的视觉色差。

优选地，镀膜材料有铝，或银，或金，或铂，或镍等。

所述镀膜层可以设置在塑料膜片的结构面上，也可以设在非结构面上，但优选设置在所述结构面上。

上述几种调整手段可以单独使用，也可以组合两种或多种手段配合使用。

在上述技术方案的基础上，还可以有如下优选实施例：

在另一较佳实施例中，所述塑料膜片的所述非结构面设有第一印刷图案。

在另一较佳实施例中，所述塑料膜片的所述非结构面的一部分设有第一印刷图案。

在另一较佳实施例中，所述塑料膜片的所述结构面的一部分设有第二印刷图案。

在另一较佳实施例中，所述第二印刷图案的内容与所述区别信息内容一致。

本实用新型提供的卡牌的使用方法是：

将上述的任一种微纳米结构卡牌；透过塑料膜片看光源以读取所述区别信息；或者，光源照射在所述塑料膜片上呈现出所述区别信息。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型开创性地提出用微纳米结构设置在塑料膜片上形成多张内容上相关联或连贯性图案的卡牌，使用带有微纳米结构的塑料膜片制成卡牌，将区别信息设置在微纳米结构上，通过光源照射能够看到其上的内容，增加了一种新形式的游戏牌或成套卡牌，丰富了卡牌的形态，也增加了该类光学产品的趣味性。

2.本实用新型通过将成套的卡牌中图案复杂程度不同的卡牌上的微纳米结构进行调整，或者用有色的透明塑料膜片制作卡牌本体，或者在卡牌本体上做镀膜层，或者几种手段的组合，可以使得在普通视角下各张卡牌看不出差异，无法分辨，需通过光源才可以读取区别信息，使得本实用新型提供的卡牌成为360°全角度防窥卡牌。

3.本实用新型提供的卡牌，在卡牌的非结构面可以印刷图案，同样丰富了卡牌的形态；在结构面也可以印刷部分图案，形式多样，丰富使用功能。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型提供的微纳米结构卡牌不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型提供的微纳米结构卡牌的较佳实施例一中一次光刻形成单层微纳米结构DOE的卡牌的结构示意图。

图2为将本实用新型提供的微纳米结构卡牌对着LED灯，呈现出卡牌上的图案的示意图。

图3为将本实用新型提供的微纳米结构卡牌用LED灯照射，呈现出卡牌上的图案的示意图。

图4是本实用新型提供的微纳米结构卡牌的较佳实施例二的结构面结构示意图。

图5是本实用新型提供的微纳米结构卡牌的较佳实施例二的非结构面结构示意图。

图6是本实用新型提供的微纳米结构卡牌的较佳实施例三的结构面的结构示意图。

具体实施方式

为方便理解本实用新型的技术构思及实用新型精神，以下针对本实用新型举不同实施例进行说明，惟该等实施例仅为说明本实用新型技术构思的例示，并非用以限制本实用新型的保护范围，在此先行说明。

实施例一：

参见图1所示，本实用新型的一种微纳米结构卡牌，包括若干个无色或有色透明或半透明塑料膜片1制成的卡牌本体，构成一副扑克牌，有54张卡牌本体，所述塑料膜片1的结构面设有热压成型或UV转印或纳米压印的微纳米结构2，微纳米结构2为衍射光学元件(Diffractive Optical Elements)或全息衍射光学元件(Holographic DiffractiveOptical Elements)。微纳米结构2上载有区别信息。

在本实施例中，各张卡牌上的区别特征为扑克牌的图案，包括红桃、黑桃、方片和梅花四种花色、每种花色从1~13的图案，还有大小王。

各种花色，从1到13，图案越来越复杂。如果用常规的微纳米结构设计方式，用同样的微纳米结构来制作，各张牌上的微纳米结构在塑料膜片1上形成的图案构成的雾面在普通光线下，用肉眼能够看出色差，根据色差能够推测出牌的大小，这样防窥性就比较差，使得游戏失去公正性。

为了提高卡牌的防窥性，也就是不管卡牌上的图案简单还是复杂，肉眼看去没有色差，看不出差别，本实用新型创造性地提出，对于各种卡牌上结构面上的微纳米结构做如下调整：

调整微纳米结构的蚀刻深度，较简单图案的卡牌上微纳米结构的蚀刻深度较深，较复杂的卡牌上微纳米结构的蚀刻深度较浅。

例如，花色图案为1~5的卡牌，其上的微纳米结构蚀刻深度在1.20微米~1.5微米，花色图案为6~10的卡牌，其上的微纳米结构蚀刻深度在0.8微米~1.0微米，花色图案为11~13，即图案为国王K、王后Q和侍从J以及大小王，其上的微纳米结构蚀刻深度在0.1微米~0.6微米。

在另一个调节方案中，调节卡牌上DOE的阶数，即在工艺上对于不同的卡牌采用不同次数的光刻，在卡牌上形成不同阶数的微纳米结构，花色图案为1~5的卡牌，其上DOE为经过三次光刻得到八阶的DOE，花色图案为6~10的卡牌，其上DOE为经过两次光刻得到四阶，图案为11~13以及大小王的卡牌，为一次光刻得到二阶微纳米结构。

光刻次数越多，卡牌塑料膜上的雾面颜色越深。图案简单的卡牌，采用光刻次数较多的阶数，图案较复杂的卡牌，采用光刻次数较少的阶数。这样，就可以将一幅扑克牌图案复杂程度不同的卡牌的雾面颜色调整的很接近而肉眼无法分辨。一个具体调节方案中，设定波长为520nm，对于简单图案的卡牌，第一次光刻的蚀刻深度为577.2纳米，第二次为288.6纳米，第三次为144.3纳米。

对于图案较复杂的卡牌，采用二次光刻，得到四阶的DOE，这两次光刻中，第一次光刻的蚀刻深度为577.2纳米，第二次为288.6纳米。

对于图案更复杂的卡牌，采用一次光刻，得到二阶的DOE，这一次光刻中的蚀刻深度为577.2纳米。

前述仅仅是一个实施例，用以解释和说明采用调整微纳米结构的阶数的手段，不能理解为对于该手段的限定。

关于各张卡牌微纳米结构的阶数，还可以是，一整套卡牌的每一张的阶数相同，可以是二阶，也可以是四阶或八阶。阶数越多，在照射光下显现的图案衍射效率得到提高。但是阶数增加会提升制作成本。在又一个调解方案中，可以将上述各张卡牌上的微纳米结构的蚀刻深度和阶数的调整相结合。这样的调节可以使得用透明塑料膜片制成的本卡牌的防窥特性更加理想。

在又一个调节方案中，用有色的透明塑料膜片做卡牌本体。通过用有色塑料膜片，例如像墨镜一样的塑料膜片，使得透光率降低，也可以使得各张卡牌上的微纳米结构的视觉色差趋于一致，达到完美的防窥的效果。

在再一个调节方案中，在卡牌上的结构面上设置镀膜层，其可以改变卡牌的透光率，使得图案简单的卡牌和图案复杂的卡牌上的微纳米结构的色差基本相同而不易分辨，以此来增强防窥性能。在本调节方案中，镀膜材料采用透光的材料均可以。这里，作为举例可以是铝，镀膜可以采用蒸发、离子和溅射等工艺，不管是采用哪种工艺镀膜厚度为多少，均以得到的塑料膜片的透光率为20~90%为准，使得区别特征不同的卡牌在视觉上没有差别达到通过调整塑料膜片的透光率实现防窥。

在实际使用中，可以将对卡牌采用调节蚀刻深度、蚀刻次数、使用有色塑料膜片和设置光学镀层几个措施中的一个或几个或全部，通过几种措施的合理配合，就可以达到理想的防窥效果。

采用有色的透明塑料膜片做卡牌本体和在卡牌上设置镀膜层，可以使得照射光的点光源的光线更加柔和，使得成像效果更加舒适柔和。

对于用无色透明材料的塑料膜片制作的卡牌，可以通过调节其上微纳米结构的蚀刻深度和光刻次数，就可以达到不错的防窥效果。对于使用无色透明的塑料膜片制作游戏牌，要解决视觉色差问题，就需要采用这些手段。

如果可以用有色的透明塑料膜片制作卡牌，也能较好地解决视觉色差问题，达到较好的防窥效果且其经济性较佳。

对于有色透明塑料膜片的卡牌，还可以结合镀膜层的配合。

对于无色透明的塑料膜片制作的卡牌，也可以只要使用镀膜层的手段即可比较理想地解决视觉色差问题。这时候，一套游戏牌中各张卡牌上的微纳米结构的蚀刻深度和阶数可以是一样的，这种方式其经济性较佳。

经试验证明，使用有色透明塑料膜片和在塑料膜片上设置镀膜层而降低透光率不会影响成像效果。

前述结构面上的所述微纳米结构是3D的微/纳米结构。

在上述实施例中提供的扑克牌，在普通光线下用肉眼观看，卡牌的持有者和对家都无法或不易从牌面上看出色差的差别，无法猜测大小牌，达到360度全方位的防窥。持有者需透过所述塑料膜片1看点光源6以读取所述微纳米结构2上的区别信息（如图2所示）。例如，使用这样的一副扑克牌时，可在中间放置一个LED灯6，使用者围绕该LED灯而坐，各自通过该LED灯读取牌面的区别信息。也可以把手上的卡牌放在桌上，LED灯5或手机的手电筒照在卡牌1的牌面上（如图3所示）也可以看到牌面的区别信息。

所述结构面上的微/纳米结构的单元大小可以在2毫米×2毫米以内重复排列；例如单元可以是1×1毫米，重复排列在结构面上的一个设定的区域内，这样，只要点光源照射在该区域的任何位置，都可以呈现牌上的图案。

实施例二：

参见图4和图5所示，与前述实施例的不同之处在于，本实施例的塑料膜片1’的非结构面设有第一印刷图案3’。

实施例三：

参见图6所示，与实施例二的不同之处在于，本实施例的塑料膜片1’’的结构面的一部分设有第二印刷图案4’，所述第二印刷图案4’的图案信息可以与所述区别信息一致，如此，此卡牌除了通过光源读取区别信息外，还可以如普通卡牌一样使用。

实施例四：

在本实施例中，卡牌为一套12张，用有色的塑料膜片作为卡牌本体，各张卡牌上的结构面上设置的纳米结构的DOE元件构成的图案分别为《红楼梦》中的人物金陵十二钗，每张卡牌上的DOE元件的纳米结构的蚀刻深度和阶数相同。在这个实施例中，给出了本实用新型提供的微纳米结构卡牌的另一种方案，即一套卡牌中各张上的微纳米结构上的区别特征还是相互有关联性，也可以有连贯性，但不是游戏牌。开发出这样的套牌，能够更宽地开拓出本实用新型提供的卡牌的使用范围。

本实施例提供的金陵十二钗的套牌可以成套销售，也可以拆开销售。

本实用新型是首次提出用DOE或HDOE在透明塑料膜片上设计图案制成成套的卡牌，其上的微纳米结构上记载的区别信息，各张卡牌之间的区别特征有连贯性和/或逻辑关系，可以制作成游戏牌等，给这类游戏牌增加了新的表现形式和新的品种。而进一步地，为了适应游戏牌的防窥要求，本实用新型创造性地通过调节各张卡牌上的微纳米结构，例如蚀刻深度、微纳米结构的阶数等，还可以通过调整塑料膜片的透光程度而使用有色塑料膜片和在塑料膜片上设置镀膜层。综上种种措施，可以使得卡牌360°全方位防窥。

对于例如游戏牌，各张卡牌的图案复杂程度相差很大，可以通过调整各张卡牌的光刻次数也就是微纳米结构的阶数手段来防窥；对于一套卡牌，各张卡牌的图案复杂程度比较接近的，可以通过调整各张卡牌上微纳米结构的蚀刻深度的手段来防窥。使用有色透明膜片或在卡牌上设置镀膜层，调整卡牌表面视觉色差效果很好，还可以提高其美观性。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种微纳米结构卡牌，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种微纳米结构卡牌，其特征在于：其包括若干个透明或半透明塑料膜片制成的卡牌本体，所述塑料膜片的一侧表面为结构面，其背面为非结构面，在所述结构面设有热压成型或UV转印的光栅微纳米结构，所述光栅微纳米结构上载有区别信息，该区别信息各个卡牌上的内容不同。

2.一种微纳米结构卡牌，其特征在于：其包括若干个透明或半透明塑料膜片制成的卡牌本体，所述塑料膜片的一侧表面为结构面，其背面为非结构面；在所述结构面设有微纳米结构，所述微纳米结构上载有区别信息，所述微纳米结构卡牌包括若干张卡牌，各张卡牌结构面上的所述微纳米结构载有的区别特征不同，但各张卡牌上的区别特征构成的图案在内容上有逻辑性的关联，使得所有卡牌组成一套卡牌组。

3.根据权利要求1或2所述的一种微纳米结构卡牌，其特征在于：在普通光线下肉眼看，一套卡牌组中各张卡牌无差异使其上的所述区别特征无法分辨；和/或，各张卡牌在普通光线下肉眼看，360度全角度防窥，即在任何角度下一套卡牌组中所有卡牌上显现的雾面在视觉上是一样的；和/或，

所述结构面上是微米结构，或者是纳米结构；和/或，

所述结构面上的微纳米结构的单元大小在2毫米×2毫米以内重复排列；和/或，

所述结构面上的微纳米结构的单元大小在0.5~2毫米×0.5~2毫米以内重复排列；和/或，

所述结构面上的微纳米结构是3D的微/纳米结构。

4.根据权利要求2所述的一种微纳米结构卡牌，其特征在于：在所述结构面设有热压成型或UV转印或纳米压印的微纳米结构。

5.根据权利要求3所述的一种微纳米结构卡牌，其特征在于：在一套卡牌组中，防窥调整手段为如下措施至少其中一种：

手段1：各张卡牌本体的结构面上的微纳米结构的蚀刻深度不尽相同；

手段2：一套卡牌组中各张卡牌上的所述微纳米结构一套卡牌组中每张卡牌上的微纳米结构的阶数相同；或者，各张卡牌上的微纳米结构阶数不尽相同；

手段3：所述塑料膜片由有色透明材料制成；

手段4：在所述塑料膜片的表面上设置一镀膜层，以调整各张卡牌的视觉色差。

6.根据权利要求5所述的一种微纳米结构卡牌，其特征在于：

在所述手段1中，所述微纳米结构的蚀刻深度根据各张卡牌图案的复杂程度而不尽相同，图案较简单的卡牌上微纳米结构的蚀刻深度较深，图案较复杂的卡牌上微纳米结构的蚀刻深度较浅；和/或，

在所述手段1中，各张卡牌上的所述蚀刻深度在0.1um~3 um之间；和/或，

在所述手段2中，所述微纳米结构的阶数根据各张卡牌图案的复杂程度而不尽相同；图案较简单的卡牌上微纳米结构的阶数较多，图案较复杂的卡牌上微纳米结构的阶数较少；和/或，

在所述手段2中，各张卡牌上的所述结构面上的所述微纳米结构是光刻1至5次之间，形成二阶、四阶、八阶、十六阶或三十二阶的微纳米结构以改变微纳米结构的雾面色彩的效果；和/或，

在所述手段4中，所述镀膜层为有色透明的镀膜；和/或，

在所述手段4中，设置所述镀膜，镀膜膜层的透光率参数为20~90%，以调整各张卡牌的视觉色差；和/或，

在所述手段4中，所述镀膜层的镀膜材料是铝，或银，或金，或铂，或镍；和/或，

在所述手段4中，所述镀膜层设置在所述结构面上。

7.根据权利要求1或2所述的一种微纳米结构卡牌，其特征在于：所述光栅微纳米结构为衍射光学元件或全息衍射光学元件。

8.根据权利要求1或2所述的一种微纳米结构卡牌，其特征在于：所述塑料膜片的非结构面设有第一印刷图案；或者，所述塑料膜片的非结构面的一部分设有第一印刷图案；和/或，

所述塑料膜片的结构面的一部分设有第二印刷图案。

9.根据权利要求8所述的一种微纳米结构卡牌，其特征在于：所述第二印刷图案的内容与所述区别信息内容一致。

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