CN110832366B - 光学构造体以及认证体 - Google Patents

Abstract

本公开的光学构造体为，在量子化相位差构造层的一个面具有量子化相位差构造的光学构造体，量子化相位差构造为，尺寸恒定的多个量子化凸部与尺寸恒定的多个量子化凹部排列，在多重衍射区域具有量子化凸部沿一个方向排列而成的肋状凸部与量子化凹部相对于上述肋状凸部并行地排列而成的槽状凹部相邻且交替地配置的量子化相位差构造，多重衍射区域对在1个方向上离散且规则地配置的多个再现点进行再现。

Description

光学构造体以及认证体

技术领域

本发明的实施方式涉及光学构造体以及具备光学构造体的认证体，该光学构造体被应用为用于提高证券、卡介质、或者护照、签证等的安全性的防伪手段。

背景技术

以往，通过全息技术提供的三维表现，尤其是如通过计算器来计算光的波面的计算器合成全息图那样，被应用为用于提高安全性的防伪手段。

计算器合成全息图为，为了进行复制而能够进行压花成型，在该情况下，由于不需要显影处理，因此是在商业上较优良的技术。

例如，在专利文献1(日本特开2011-118034号公报)中，公开了使用光的各向异性散射而使虚拟的三维物体立体地显示的方法。

发明内容

然而，根据专利文献1所公开的方法，在对模拟地立体显示的斜面入射了光的情况下，虽然光的明暗按照每个斜面进行切换，但缺乏立体感。

此外，当向全息图照射的参照光的表观的光源的尺寸较大时，三维的再现像会模糊。

为了解决这些缺点，在观察全息图时需要限制光源的尺寸、光源的波长等观察条件。然而，这会对观察者施加负担。

此外，从一般的开诺全息照片形成的计算器全息图为，在通过表面的较细的槽状的衍射光栅构造，利用多个波长混合而成的白色光进行再现的情况下，产生由于视场角而引起的色移、或者向由波长决定的角度进行衍射，因此能够得到彩虹色的衍射光。其原因在于，当入射白色的入射光时，通过衍射光栅的等间距的构造而进行衍射，不同波长的衍射光向不同方向前进。

利用该彩虹色形成全息图的像的安全标签等被商品化。例如，根据以往的衍射光栅图案，根据照明、显示体、观察者之间的位置关系而颜色变化为彩虹色。

然而，近年能够容易地制造能够观察为彩虹色那样的全息图，已经不能说具备足够的防伪能力，要求代替彩虹色的表现的需求成为市场趋势。

因此，从一般的开诺全息照片形成的计算器全息图，例如无法应用于用于商品券等有价证券、信用卡等卡介质、护照、签证等、品牌商品以及机器部件等的防伪用。

此外，全息图伴随有特有的模糊。近年，为了改善这种模糊，存在将动态的视觉效果排除的技术，但在该情况下，存在如下问题：即便使视场角变化，物体的像也完全不变化，导致与一般的印刷物之间的不同消失。

此外，如上所述，从一般的开诺全息照片形成的计算器全息图，例如无法应用于用于商品券等有价证券、信用卡等卡介质、护照、签证等、品牌商品以及机器部件等的防伪用，因此为了进行这些的真假判定，一般情况下，除了全息图以外，还使用墨。

这种墨要求较高的耐久性，以便即使时间经过也能够不褪色地使用。此外，优选不具有向特定方向的色移效应，以便无论从哪个方向观察色泽都不会变化。

作为与墨的耐久性提高相关的现有技术，公开有专利文献2(日本专利第4916636号说明书)。在专利文献2公开了对反射层赋予两层、通过干涉色来降低色移效应的颜料。

然而，在使反射层颜料化并进行印刷而使用的情况下，印刷时的颜料的倾斜角度随机，根据颜料被固定的方向而向某个特定方向发出的色泽会混合。由此，难以发出彩度较高的颜色。

为了消除该问题，在通过磁场对取向进行控制并进行了印刷的情况下，作为颜料化之前的膜的多层膜的色移效应较强地出现，并且，根据光的放射角度而颜色缓缓变化，因此存在难以判断哪个颜色是真正的颜色这样的问题。此外，在使用一般的量子化相位差构造而得到的构造色的情况下，也同样，色移效应较强的情况较多，而存在同样的问题。

对以上进行总结则为，基于衍射光栅的全息图，具有能够得到高亮度的像、抢眼效果较高这样的优点，但存在根据标签的角度而颜色较大地变化、不会成为稳定的显色这样的缺点。

此外，还已知如下技术：通过凸部的平坦的上表面与凸部以外的平面之间的干涉来实现特有的显色，并且通过在凸部使光散射实现了显色的稳定化。凸部的平坦的上表面与凸部以外的平面之间的干涉的显色，具有由视点、光源的位置导致的颜色的偏移较少、能够得到稳定的显色这样的优点，但存在为了稳定显色而需要使其较广地扩散、亮度降低这样的缺点。亮度的降低会引起抢眼效果的降低。

本发明的实施方式是鉴于这样的情况而进行的，能够使用开诺全息照片的技术，来解决衍射、干涉这样的现有技术中的缺点、即颜色的不稳定性、亮度的降低，其一个目的在于，作为用于提高证券、卡介质、或者护照、签证等的安全性的防伪手段，提供一种光学构造体以及具备该光学构造体的认证体，该光学构造体为，在对图案等图形信息或者文字信息进行显示时，能够实现不依赖于光源的三维表现，改善彩虹色的观感，并且能够得到根据视场角而如宝石那样一闪一闪地闪烁那样的外观。

此外，其第二目的在于，提供一种光学构造体，应用于适合应用到证券、卡介质、或者护照、签证那样的印刷物的墨，并具有较高的耐久性，并且，通过应用能够进行高亮度表现的开诺全息照片而不具有色移效应。

为了实现上述目的，在本发明的实施方式中采用以下那样的手段。

解决上述第一目的的光学构造体为，在量子化相位差构造层的一个面具有量子化相位差构造，其特征在于，量子化相位差构造为尺寸恒定的多个量子化凸部与尺寸恒定的多个量子化凹部排列而成，在多重衍射区域具有量子化凸部沿一个方向排列而成的肋状凸部与量子化凹部相对于肋状凸部并行地排列而成的槽状凹部相邻且交替地配置的量子化相位差构造，多重衍射区域为对在1个方向上离散且规则地配置的多个再现点进行再现的量子化相位差构造。

此外，在上述光学构造体中，量子化相位差构造的量子化凹部的底面的表面粗糙度与量子化相位差构造的量子化凹部的顶面的表面粗糙度不同。

此外，在上述光学构造体中，多个多重衍射区域规则地配置于量子化相位差构造。

此外，在上述光学构造体中，通过多重衍射区域中的凸构造的倾斜面所朝向的方向来决定空间频率成分的方向。

此外，在上述光学构造体中，使用多重衍射区域整体的长度D、以及多重衍射区域中的光的波长λ，从由空间频率成分再现的多个再现点起到配置有再现点的平面为止的最短距离R满足R＞D²/λ的关系。

此外，在上述光学构造体中，与上述平面垂直的入射光向量为

相对于在上述平面上构成的虚拟3D形状的多边形的倾斜面的法线向量为

与上述法线向量

所成的角度为θ1，上述多个再现点的排列方向

与上述法线向量

所成的角度为θ2，在θ1＝θ2＝θ的情况下，上述多个再现点按照上述排列方向

进行分布。

此外，在上述光学构造体中，将多个再现点的光强度分布决定为，多个再现点之中存在于入射光在多边形的倾斜面上镜面反射的方向上的再现点的光强度最强，多个再现点之中越是从镜面反射的方向偏移的再现点则光强度越弱。

此外，在上述光学构造体中，将多个再现点在空间以非均等的间隔配置。

此外，在上述光学构造体中，多重衍射区域为单元型。

此外，在上述光学构造体中，量子化相位差构造的深度按照每个多重衍射区域而不同。

此外，在上述光学构造体中，在凸构造的表面具备反射层。

此外，是具备上述光学构造体的认证体。

并且，光学构造体还能够构成为，在量子化相位差构造层的一个面具有量子化相位差构造，其特征在于，量子化相位差构造为，作为一方的要素构造而尺寸恒定的凸部即量子化凸部沿一个方向排列而成的肋状凸部与作为另一方的要素构造而尺寸恒定的凹部即量子化凹部相对于肋状凸部平行地排列而成的槽状凹部相邻且交替地配置，从肋状凸部的上表面起到槽状凹部的底面为止的深度为恒定，被量子化为量子化凸部与量子化凹部的要素构造，量子化相位差构造的底面的表面粗糙度与上表面的表面粗糙度相比更粗糙，量子化相位差构造的衍射光对在一个方向上离散的多个再现点进行再现。

用于解决上述第二目的的光学构造体为在薄膜上依次层叠剥离层、压花层及反射层而成的光学构造体，其特征在于，压花层具有量子化相位差构造，量子化相位差构造的从量子化凸部的顶面起到量子化凹部的底面为止的距离无关于多重衍射区域内的位置而恒定。量子化相位差构造的空间频率的峰值强度在压花层中沿着1个方向或者多个方向相互分离地配置多个。

此外，在上述光学构造体中，量子化凸部的顶面或者量子化凹部的底面中的至少某一方的表面粗糙度为该距离的十分之一以下。此外，在上述光学构造体中，量子化相位差构造的凹凸方向相对于由量子化凸部的顶面及量子化凹部的底面形成的肋状凹部及槽状凹部的延伸方向而垂直。

此外，在上述光学构造体中，光学构造体还层叠有保护反射层的保护层。

并且，上述光学构造体被分散在树脂内，被应用为能够印刷的墨。而且，在上述光学构造体中，反射层具有磁性。

此外，上述光学构造体中，压花层及反射层所具有的构造色的反射光谱至少在波长800nm以上且1000nm以下具有峰值，光学构造体还层叠有使可见光反射且使红外光透射的光学层。

此外，上述光学构造体还在压花层及保护层中的至少某一方中内含盐分吸附剂。

并且，上述光学构造体中，将量子化相位差构造的空间频率的峰值的数量设为5以上且200以下。

根据本光学构造体，能够提供一种光学构造体及具备该光学构造体的认证体，在作为用于提高证券、卡介质或者护照、签证等的安全性的防伪手段而对图案等图形信息、或者文字信息进行显示时，与以往的全息不同，能够进行不依赖于光源的三维表现，能够改善以往的全息图独特的彩虹色的观感，并且能够得到根据视场角而如宝石那样一闪一闪地闪烁那样的效果。

特别是，在本记载中，将相对于载体的法线方向从180°相反方向入射光的情况作为计算的前提，设计为使光以镜面反射方向为中心进行扩展，因此即使在光相对于载体的法线方向倾斜地入射了的情况下，光也向实际具有斜面的情况下的光的反射方向的几乎相同方向反射，因此实际上在该场所能够观察到与存在虚拟的三维物体的情况相同的光的明暗，因此能够观察为好像那里存在三维物体。

根据本光学构造体，能够通过量子化相位差构造来规定光相对于平面垂直地入射时的光的反射方向，并且，通过具有多个空间频率成分，能够使光的反射方向成为多个。

该效果实现与以下情况等价的效果：在光照射于物体而反射时，镜面反射成分较强地反射，角度越从镜面反射方向偏移则反射光强度越降低。此外，通过使空间频率成分离散，由此能够使其产生明暗的亮点，能够使其产生如宝石那样的一闪一闪的效果。

根据本光学构造体，还能够通过多个多重衍射区域来构成量子化相位差构造。

根据本光学构造体，还能够通过空间频率多重化的倾斜面所朝向的方向来决定空间频率成分的方向。

根据本光学构造体，通过将从多重衍射区域衍射的光的衍射区域设为弗劳恩霍夫(Fraunhofer)区域，由此还能够得到不直接目视观察再现点就能够使光向再现点的方向反射那样的效果。

根据本光学构造体，还能够通过模拟地计算衍射来代用光的反射光效果。

根据本光学构造体，通过使镜面反射方向的光强度变强、并且使从镜面反射偏移的光的强度变弱，由此还能够实现光照射于实际的面那样的效果。

根据本光学构造体，还能够在再现点较密集的方向上使再现像较白地反射，相反，在再现点较稀疏的部分，能够对以往的全息图那样的彩虹色的再现像进行再现，能够对白色和彩虹色的双方进行控制。

根据本光学构造体，还能够使多重衍射区域成为单元型。

根据本光学构造体，还能够通过量子化相位差构造的深度来控制反射时的光的反射色，因此能够实现三维像的全彩的表现。

根据具备本反射层的光学构造体，还能够提高光的反射率。

根据本认证体，能够实现不依赖于光源的三维表现，还能够实现改善以往的全息图独特的彩虹色的观感、且根据视场角而如宝石那样一闪一闪地闪烁那样的效果。

此外，根据本光学构造体，量子化相位差构造的从量子化凸部的顶面部到量子化凹部底面部的长度无关于压花层面内的位置而恒定，因此通过对该长度进行控制，能够控制为使特定波长的光容易反射。

此外，在量子化相位差构造中，通过将空间频率的峰值强度沿着1个方向或者多个方向分离地配置多个，由此能够实现色移效应较少、无论从哪个方向观察色泽都变得均匀那样的效果。

并且，量子化凸部的顶面或者量子化凹部的底面中的至少某一个的表面粗糙度为从量子化凸部的顶面到量子化凹部的底面的长度的十分之一以下，较粗糙，因此通过以不依赖于光的波长的程度设置量子化相位差构造，由此能够不使颜色变化地使光的反射方向若干随机化。在量子化凸部的顶面或者量子化凹部的底面的任一方完全没有表面粗糙度的情况下，在从量子化凸部的顶面到量子化凹部的底面的距离相对于设计值由于制造误差而发生若干变化的情况下，作为构造色的颜色会敏感地变化，但通过如本光学构造体的那样，使量子化凸部的顶面或者量子化凹部的底面的某一个具有表面粗糙度，由此即使从量子化凸部的顶面到量子化凹部的底面的长度发生若干变化，作为构造色的颜色也不会变化太大，因此能够在某种程度上缓和制造误差。

并且，根据本光学构造体，具有表面粗糙度的量子化相位差构造的凹凸方向相对于由量子化凸部的顶面和量子化凹部的底面形成的肋状凹部及槽状凹部的延伸方向而垂直，因此能够使与构造色相关的光向垂直方向散射。由此，能够使光向不使构造色的色泽变化的方向散射，成为对制造误差较强的构造。

并且，本光学构造体为，通过具备保护反射层的保护层，能够对反射层的表面进行保护。在此基础上，通过使保护层的材料成为折射率与压花层的材料的折射率相同的材料，由此行使正反面的构造色相同。

而且，本光学构造体为，由于反射层具有磁性，因此能够利用在通过特定方向的磁场进行了取向之后使树脂固化那样的方法来制造，因此还能够对光学构造体的方向进行控制，赋予基于此的光学效果。

此外，压花层及反射层所具有的构造色的反射光谱至少在波长800nm以上1000nm以下具有峰值，因此能够制作出在可见光下看起来为黑色而与通过通常的黑色进行了打印的印刷物没有区别、但在红外光下反应的印刷物。由此，通过将本光学构造体赋予到混凝土等材料中，由此在红外光的检查时，能够强调裂纹破裂的部分与未裂纹破裂的部分之间的对比度，因此能够应用于混凝土等材料的劣化判定。

而且，通过使压花层以及保护层中的至少某一个中内含盐分吸附剂，由此能够防止由大气中的盐分导致的反射层的劣化。

此外，本光学构造体是在量子化相位差构造层的一个面具有量子化相位差构造的光学构造体。量子化相位差构造为，作为一方的要素构造而尺寸恒定的凸部即量子化凸部沿一个方向排列而成的肋状凸部与作为另一方的要素构造而尺寸恒定的凹部即量子化凹部相对于肋状凸部平行地排列而成的槽状凹部相邻并交替地配置，从肋状凸部的上表面到槽状凹部的底面的深度为恒定，被量子化为量子化凸部与量子化凹部的要素构造。量子化相位差构造的底部的表面粗糙度与上表面的表面粗糙度相比更粗糙，量子化相位差构造的衍射光对在一个方向上离散的多个再现点进行再现。

附图说明

图1A是表示本发明的一个实施方式所涉及的光学构造体所具备的多重衍射区域的平面图。

图1B是表示图1A所示的多重衍射区域中的空间频率成分的峰值强度的图。

图2是表示具备多个多重衍射区域的光学构造体的一个例子的平面图。

图3是表示量子化相位差构造的截面图。

图4A是表示虚拟的三维形状的一个例子即球体的主视图。

图4B是用于模拟地表现图4A中的球体的光学构造体的平面图。

图4C是表示图4B中的光学构造体与图4A中的球体之间的位置关系的截面图。

图5是表示用于球体的虚拟3D形状的多边形的一部分的截面图。

图6A是表示空间频率分布的实施方式的图。

图6B是表示空间频率分布的实施方式的图。

图6C是表示空间频率分布的实施方式的图。

图6D是表示空间频率分布的实施方式的图。

图7是表示使光学构造体与介质贴合的状态的截面图。

图8是表示使光学构造体与介质贴合的状态的其他方式的截面图。

图9A是概略地表示成为本发明的其他实施方式所涉及的光学构造体的材料的、光学构造体的构成例的截面图。

图9B是概略地表示成为本发明的其他实施方式所涉及的光学构造体的材料的、光学构造体的其他构成例的截面图。

图10是概略地表示构成光学构造体的压花层的构成例的截面图。

图11A是表示由压花层形成的多重衍射区域的实施方式的平面图。

图11B是表示图11A所示的多重衍射区域中的空间频率成分的一个例子的图。

图11C是表示图11A所示的多重衍射区域中的峰值强度的一个例子的图。

图12A是表示与图11B不同的空间频率成分的实施方式的一个例子的平面图。

图12B是表示与图11B不同的空间频率成分的实施方式的其他例子的平面图。

图12C是表示与图11B不同的空间频率成分的实施方式的另一其他例子的平面图。

图13是通过扫描电子显微镜来观察压花层的量子化相位差构造的表面的一部分而得到的显微镜照片。

图14是增加了用于说明图13所示的显微镜照片的说明文的图。

图15是通过本发明的实施方式所涉及的光学构造体得到的图像的照片。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，对于发挥同样或者类似的功能的构成要素，在全部附图中赋予相同的参照符号，而省略重复的说明。

(光学构造体以及认证体)

图1A是表示处于本发明的一个实施方式所涉及的光学构造体10所具备的量子化相位差构造中的、多重衍射区域12的实施方式的平面图，图1B是表示该多重衍射区域12中的5个再现点的空间频率成分F1～F5的峰值强度的一个例子的图。光学构造体10在压花层的单面或者两面具有压花面。压花面的一部分或者整面具有多重衍射区域。在多重衍射区域中形成有量子化相位差构造。

如图1A所示，量子化相位差构造由尺寸恒定的多个量子化凸部与尺寸恒定的多个量子化凹部排列而成。在图1A中，较明亮的部分为量子化凸部，较暗的部分为量子化凹部。量子化凸部与量子化凹部以恒定的间隔配置。以恒定的间隔，与量子化凸部相邻地配置有量子化凹部或者量子化凸部。此外，以恒定的间隔，与量子化凹部相邻地配置有量子化凸部或量子化凹部。例如，量子化相位差构造的量子化凸部与量子化凹部，各一个地交替配置，或者多个地交替配置。

多重衍射区域12的量子化相位差构造为，通过量子化凸部与量子化凹部的排列，而在压花面上重合较大周期的空间频率成分和较小周期的空间频率成分。多重衍射区域12能够设为内含了量子化相位差构造的单元。多重衍射区域12的量子化相位差构造为，量子化凸部沿一个方向排列而成的肋状凸部与作为要素构造而尺寸恒定的凹部即量子化凹部相对于肋状凸部并行地排列而成的槽状凹部相邻且交替地配置。量子化凸部的尺寸能够设为可视波长的中心波长的一半以下、1/20以上。量子化凹部的尺寸能够设为可视波长的中心波长的一半以下、1/20以上。具体地说，量子化凸部的尺寸能够设为250nm以下、25nm以上。量子化凹部的尺寸能够设为250nm以下、25nm以上。量子化凸部能够设为正方形。量子化凹部能够设为正方形。量子化凸部的角能够设为圆角。量子化凹部的角能够设为圆角。此外，量子化凸部、量子化凹部也可以按照虚拟网格排列。此外，量子化凸部的高度能够设为与基准高度相同或者其整数倍。量子化凹部的深度能够设为与基准深度相同或者其整数倍。基准高度与基准深度能够设为相同。此时的整数倍的值能够设为1～4。此外，也可以设为1～8。基准深度、基准高度能够设为10nm以上、500nm以下。

在通过多重衍射区域12再现的全息图的再现像为5个点的再现点组的情况下，当如图1A那样，沿着多重衍射区域12的平面内的预先决定的1个方向D对空间频率成分进行计算时，如图1B那样，在与再现点对应的空间频率成分F1～F5中，具有离散的5个点的峰值。此外，图1B的横轴为空间频率[1/mm]，纵轴为空间频率成分的强度。

在离散的空间频率成分较稀疏的情况下，再现像成为彩虹色，在较密的情况下成为白色。此外，通过对空间频率成分的分布的疏密进行调整，还能够在某个角度方向使再现像成为彩虹色、在其以外的角度成为白色。

图2是表示多个多重衍射区域12所具备的光学构造体10a的一个例子的平面图。

如此，光学构造体10所具备的多重衍射区域12的数量，不限于图1A那样为一个，也可以为图2那样的多个。此外，图1A以及图2所示的各多重衍射区域12的平面形状为矩形形状，但也可以是矩形以外的形状。

图3是表示量子化相位差构造14的截面图。

在图3中示出其截面图那样的量子化相位差构造14的表面，也可以具备未图示的反射层。反射层能够具有透光性或者遮挡性。

反射层能够设为由金属材料形成的反射层。金属材料能够为Al、Ag、Sn、Cr、Ni、Cu、Au以及这些的合金等。由金属形成的反射层能够设为遮挡性的反射层。或者，作为反射层，也可以设为折射率与浮雕构造形成层的折射率不同的电介质层。或者，作为反射层，也可以设为相邻的层彼此的折射率不同的电介质层的层叠体、即电介质多层膜。此外，电介质多层膜所包含的电介质层中、与浮雕构造形成层接触的层的折射率，优选与浮雕构造形成层的折射率不同。电介质层能够为金属化合物或者氧化硅。金属化合物能够为金属氧化物、金属硫化物、氟化金属等。电介质层的材料能够为TiO₂、ZnO、Si₂O₃、SiO、Fe₂O₃、ZnS、CaF、MgF。反射层能够通过气相沉积法来形成。作为气相沉积法，能够应用真空蒸镀法以及溅射法等。电介质层的反射层能够具有透光性。反射层能够设为10nm以上、1000nm以下。

反射层能够使用墨来形成。根据印刷方式，该墨能够为胶印墨、活版墨以及凹版墨等。此外，根据组成的不同，也可以使用树脂墨、油性墨以及水性墨。此外，根据干燥方式的不同，也可以使用氧化聚合型墨、浸透干燥型墨、蒸发干燥型墨以及紫外线固化型墨。

此外，作为反射层，也可以设为颜色根据照明角度或者观察角度而变化的功能性墨。作为这样的功能性墨，能够为光学变化墨(Optical Variable Ink)、色移墨以及珠光墨。

为了使用量子化相位差构造14来对想要表现的虚拟的多边形进行全息图计算，而决定该多边形的倾斜角度，并进行与该倾斜角度的倾斜面15(参照后述的图5)对应的量子化相位差构造14的计算。

图4A是表示通过量子化相位差构造14的衍射光而呈现的模拟的多边形的实施方式即球体16的主视图。图4B是表示为了模拟地表现图4A那样的球体16而配置了具有方向不同的多个空间频率成分的多个多重衍射区域12的光学构造体10b的平面图。图4C是表示光学构造体10与球体16之间的位置关系的截面图。

图5是表示用于球体16的虚拟3D形状的多边形的一部分的截面图。由相对于多重衍射区域12的基准面18具有倾斜角度θ1的倾斜面15形成。

图5还表示倾斜面15与再现点20之间的位置关系。如图5所示那样，在本发明的实施方式中，通过在倾斜面15的镜面反射方向上配置再现点20，由此在光入射了时能够得到好像存在虚拟的倾斜面15那样的目视观察效果。

在对光垂直入射的倾斜面15进行计算的情况下，相对于基准面18，垂直的入射光向量为

相对于在基准面18上构成的虚拟3D形状的多边形的倾斜面15的法线向量为

与法线向量

所成的角度为θ1，多个再现点20(#1)～(#5)的排列方向

与法线向量

所成的角度为θ2，在θ1＝θ2＝θ的情况下，多个再现点20(#1)～(#5)按照排列方向

进行分布。

此外，从再现点20(#1)～(#5)到基准面18的最短距离R为，使用多重衍射区域12整体的长度D以及多重衍射区域12中的光的波长λ，而满足R＞D²/λ的关系。

将多个再现点20(#1)～(#5)的光强度分布决定为，多个再现点20(#1)～(#5)之中、存在于入射光在多边形的倾斜面15上发生镜面反射(正反射)的方向上的再现点20(#3)的光强度最强，越是从镜面反射的方向偏移的再现点则光强度越弱，即按照再现点20(#3)→再现点20(#2)→再现点20(#1)、以及再现点20(#3)→再现点20(#4)→再现点20(#5)的顺序，光强度越弱。

由此，能够通过计算来实现倾斜面15的反射强度分布。

此外，还能够应用与上述光强度分布不同的光强度分布。此外，在图5中表示了将多个再现点20(#1)～(#5)在空间中以均等的间隔配置的实施方式，但也可以将多个再现点20(#1)～(#5)以非均等的间隔配置。使用图6A～图6D来说明这些情况。在图6A～图6D中，横轴表示再现点20的排列方向，纵轴表示再现点20的强度。此外，横轴上的

与镜面反射方向对应。

图6A表示在镜面反射方向上未配置再现点20、而是以镜面反射方向为中心以均等的间隔配置了强度相等的6个再现点20的实施方式。图6B表示以在镜面反射方向附近较疏、在从镜面反射方向远离的场所较密的方式配置了强度相等的11个再现点20的实施方式。图6C表示在镜面反射方向上未配置再现点20，而是以在镜面反射方向附近强度变高、随着从镜面反射方向远离而强度变低的方式以均等的间隔配置了再现点20的实施方式。图6D表示在镜面反射方向附近未配置再现点20，而是以随着向从镜面反射方向进一步远离的方向前进而强度逐渐变高、随着向进一步接近镜面反射方向的方向前进而强度逐渐变低的方式配置了再现点20的实施方式。在本实施方式中，如此，能够任意地设定再现点20的强度分布。

如此，在本发明的实施方式中，如图5所示那样，通过以镜面反射方向为中心而离散地配置再现点20，由此再现像具有如宝石那样各多边形根据视点、光源而复杂地变化的光泽。复杂地变化的光泽能够形成一闪一闪的外观。

图7是表示将光学构造体10c为了应用于认证体而与覆盖体22贴合的状态的实施方式的截面图。

为了与覆盖体22贴合，光学构造体10c在载体24上具备量子化相位差构造14，在量子化相位差构造14的表面上形成由金属薄膜形成的反射层26，进一步，在其表面上具备粘合层28，通过粘合层28，该光学构造体10c与覆盖体22粘合。

为了抑制反射光的损失，载体24为透明。载体24的材料可以是玻璃那样的刚体，也可以是薄膜。薄膜能够为塑料薄膜。塑料薄膜能够为PET(聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜)、PP(聚丙烯)薄膜等。此外，根据用途、目的的不同，也可以将纸、合成纸、塑料多层纸、树脂含浸纸等用作为载体。

形成量子化相位差构造14的材料能够为，聚氨酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂等热塑性树脂，不饱和聚酯树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、多元醇(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、三嗪(甲基)丙烯酸酯等热固化性树脂，或者这些的混合物，进一步能够为具有自由基聚合性不饱和基的热成型性材料等。

图8是表示将光学构造体10d为了应用于认证体而与覆盖体22贴合的状态的其他实施方式的截面图。

图8所示的光学构造体10d与图7所示的光学构造体10c的不同点在于，为了将载体24剥离，而在载体24与量子化相位差构造14之间设置了剥离层30。

在利用粘合层28将光学构造体10d与覆盖体22粘合之后，通过在剥离层30进行剥离来剥离载体24，因此载体24不需要为透明。

剥离层30的形成材料能够为树脂。此外，剥离层30也可以含有润滑剂。树脂也可以含有热塑性树脂、热固化性树脂、紫外线固化性树脂、电子线固化性树脂等。树脂能够为丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂。

此外，作为润滑剂，能够为聚乙烯粉末、石蜡、硅酮、巴西棕榈蜡等蜡。这些能够作为剥离层30而涂敷在载体24层上。涂敷能够应用公知的涂敷方法。涂敷能够为凹版印刷、微凹版印刷等、模涂、唇涂等。剥离层30的厚度能够为0.5μm以上、5μm以下的范围内。

根据以上那样的本发明的实施方式所涉及的光学构造体10，图案等图形信息、或者文字信息为无彩虹色，并且，根据视点、光源而成为具有宝石那样的光泽感的外观。该外观，根据视点、光源的不同而看起来亮度闪烁、一闪一闪。该外观能够提高用于量子化相位差构造证券、卡介质、或者护照、签证等的安全性。

[实施例]

(比较例)

在本发明的实施方式中，如图6A～图6D所示那样，考虑了多个空间频率成分，并与此相对应地考虑了多个再现点20，但在本比较例中，为了进行比较，而使再现点数N＝1，进行了全息图的计算。

在光学构造体10中，将由按照240×240的网格进行排列的量子化凸部以及量子化凹部构成的多重衍射区域12，配置了纵250、横250。设为量子化凸部、量子化凹部的一边尺寸为100nm的正方形。该描绘分辨率是向抗蚀剂的电子线描绘装置的描绘分辨率。

在向抗蚀剂描绘后，实施Ni溅射，并在Ni电铸后制作了Ni版。从Ni版通过UV固化性树脂对PET薄膜进行了压花成型。在压花成型后的构造的表面上蒸镀了150nm的Al。

作为其结果，再现出以彩虹色稍暗地发光的再现像。再现为彩虹色的理由在于按照再现点数N＝1进行了计算，且在于几乎没有散射成分的状态。此外，较暗的理由也同样在于没有散射成分，因此反射后的光无法被目视观察而确认到。

(实施例1)

为了与上述比较例进行比较，在本实施例1中，设为再现点数N＝5，再现点的光强度为cos(θ)＾s，并在s＝20的条件下进行了全息图的计算。

此时的θ与倾斜面15的倾斜角相等，在图5中，

方向成为θ＝0。此外，图5中的θ2＝90deg。

此外，与比较例同样地制作了光学构造体10。即，将由按照240×240的网格进行排列的量子化凸部及量子化凹部构成的多重衍射区域12，配置了纵250、横250，设为量子化凸部、量子化凹部的一边尺寸为100nm的正方形，在向抗蚀剂描绘后，实施Ni溅射，在Ni电铸后制作了Ni版，从该Ni版通过UV固化性树脂对PET薄膜进行压花成型，在压花成型后的构造的表面上蒸镀了150nm的Al。

作为其结果，再现出以彩虹色发光的再现像。与比较例相比，明亮度较明亮。再现为彩虹色的理由在于，按照再现点数N＝5进行了计算，且在于，由于再现点的数量多于比较例，因此虽然与比较例相比被更明亮地再现，但是再现点的数量还不足以再现为白色。

(实施例2)

为了与上述比较例以及实施例1进行比较，在本实施例2中，设为再现点数N＝91，其他条件不变，而进行了相位的计算。

此外，与比较例同样地制作了光学构造体10。即，将由按照240×240网格进行排列的量子化凸部及量子化凹部构成的多重衍射区域12，配置纵250、横250，设为量子化凸部、量子化凹部的一边尺寸为100nm的正方形，在向抗蚀剂描绘后，实施Ni溅射，在Ni电铸后制作了Ni版，从该Ni版通过UV固化性树脂对PET薄膜进行压花成型，在压花成型后的构造的表面上蒸镀了150nm的Al。

作为其结果，再现像被再现为白色。其理由在于，再现点数变多为N＝91，彩虹色重复混合，因此能够以白色进行再现。与比较例、实施例1相比较明亮度也较明亮。其理由在于，再现点数N增加，散射成分增加。

如此，能够确认，本光学构造体为，如实施例1、2与比较例的比较那样，通过使再现点数增加，能够实现更明亮、白色的再现像。

(光学构造体)

对本发明的其他实施方式所涉及的光学构造体进行说明。

本发明的实施方式所涉及的光学构造体为，在薄膜上依次层叠有剥离层、压花层以及反射层。

图9A以及图9B是概略地表示本发明的实施方式所涉及的光学构造体的构成的截面图。

如图9A所示那样，光学构造体40为在薄膜42上依次层叠有剥离层44、压花层46以及反射层48而成。

此外，如图9B所示那样，也可以是，光学构造体40进一步在反射层48的非压花层侧层叠有对反射层48进行保护的保护层49。

载体42能够为玻璃那样的刚体、薄膜。薄膜能够为塑料。塑料薄膜能够为PET(聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)薄膜等。此外，根据用途、目的的不同，也可以使用纸、合成纸、塑料多层纸、树脂含浸纸等。载体能够为耐热材料。耐热材料由于层叠压花层46时所施加的热、压力等而变形、变质的情况较少。

剥离层44的形成材料能够为树脂。此外，剥离层44也可以含有润滑剂。树脂能够为丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂。树脂能够为热塑性树脂、热固化性树脂、紫外线固化性树脂、以及电子线固化性树脂等。此外，润滑剂能够为聚乙烯粉末、石蜡、硅酮、巴西棕榈蜡等蜡。剥离层44能够通过公知的涂敷方法来形成。剥离层44能够通过凹版印刷法、微凹版法等形成在载体42上。剥离层44的厚度能够设为0.5μm以上、5μm以下的范围。

接着，对压花层46进行说明。

图10是概略地表示光学构造体40的压花层46的构造的截面图。

压花层46成为大致平坦的形状，在单面上具有量子化相位差构造50。量子化相位差构造50的从量子化凸部的上表面52到量子化凹部的下表面54的长度L，与压花层46的面上的位置无关而为恒定。量子化凸部的上表面52以及量子化凹部的下表面54能够相对于载体42大致平行。在这样的压花层46中，通过长度L而对反射光的颜色进行调制。此外，量子化相位差构造50的凹凸方向(即，图10中的上下方向)，相对于由量子化凸部的顶面52以及量子化凹部的底面54形成的肋状凹部以及槽状凹部的延伸方向垂直。通过该构造，能够使光的射出分布变宽，并且，能够不使光的色泽损伤地进行控制。

压花层46在单面或者两面具备压花面。在压花面上包括相位角记录区域。在相位角记录区域中形成有量子化相位差构造。量子化相位差构造为，量子化凸部及量子化凹部排列而成。量子化凸部以及量子化凹部具有单位长度的整数倍的横向幅度以及单位长度的整数倍的纵向幅度。单位长度能够为可视波长的中心波长的一半以下、1/20以上。单位长度能够为250nm以下、25nm以上。

量子化凸部配置在所记录的相位角为0以上、低于π的部分。在量子化凸部的高度为恒定的情况下，0以上、低于π的相位角被量子化为π/2。量子化凸部具有量子化后的与π/2相当的高度。此外，在量子化凸部的高度为多个的情况下，以π/(2·n)的间隔进行量子化。量子化凸部具有量子化后的、与各自的相位对应的各自的高度。此外，在π以上、低于2π的部分配置有量子化凹部。在量子化凹部的深度为恒定的情况下，π以上、低于2π的相位角被量子化为3π/2。在量子化凹部的深度为多个的情况下，以π/(2·n)的间隔进行量子化。量子化凹部具有量子化后的、与各自的相位对应的各自的深度。通过量子化凸部与通过量子化凹部排列而成的量子化相位差构造之间的相互作用而向特定的角度衍射的光的波长，根据由量子凸凹部、量子化凹部的配置而决定的空间频率、入射角度以及衍射角度来决定。因此，压花面的多重衍射区域由于量子化凸部、量子化凹部的空间频率也是离散的，因此仅与空间频率对应的衍射光产生衍射。衍射光射出恒定间隔的波长，因此所观察到的衍射光成为多个特定波长的衍射光的混色。

在量子化凹部具有恒定的深度、量子化凸部也为恒定的高度的情况下，通过与量子化凹部排列而成的量子化相位差构造的相互作用，量子化凹部的顶面的反射光与量子化凹部的底面的反射光产生干涉。在量子化凹部具有恒定的深度、量子化凸部也为恒定的高度的情况下，其深度、高度能够为100nm以上、400μm以下。

干涉光为，在相位同向的顶面的反射光与底面的反射光的相位差为0或者2π的整数倍时成为最大，在相位相反的顶面的反射光与底面的反射光的相位差为π的整数倍时相互抵消并干涉的反射光成为0。在相位同向的相位差、与相位相反的相位差之间，从反射光到0为止连续地变化。相位差与反射光的波长成比例，因此由干涉引起的反射光的每个波长的反射光的强度连续地变化。因此，由干涉引起的反射光成为特定的波段。

量子化凹部具有恒定的深度、量子化凸部也为恒定的高度的量子化相位差构造，通过该干涉和衍射来产生反射光。

因此，量子化凹部具有恒定的深度、量子化凸部也为恒定的高度的量子化相位差构造，选择性地产生衍射光中处于干涉光的波段的反射光。在通常的衍射中，通常也发出成为噪声的2次以上的高次的衍射光，因此无法得到按照设计的反射光。但是，本发明的量子化相位差构造为，衍射光中、产生干涉的光被选择性地反射，因此能够得到不含有高次的衍射光的反射光。

此外，为了对由量子化相位差构造引起的干涉的波段进行修正，能够使量子化凸部的顶面或者量子化凹部的底面为粗糙面。由此，能够确保所需要的由量子化相位差构造引起的干涉的波段。

量子化相位差构造的形成所需要的处理如下所述。首先，计算器如图6所示那样，将由一个再现点220(#a)规定的计算要素分区160(#A)与相位角记录区域180(#1)重叠的区域即重复区域190(#1)、以及计算要素分区160(#A)与相位角记录区域180(#2)的一部分重叠的区域即重复区域190(#2-1)中包含的量子化凸部、量子化凹部作为对象，对来自再现点220(#a)的光的相位W(x，y)进行计算。

再现点220存在一个，或者再现点220存在多个。在一个再现点220存在一个对应的计算要素分区160。在再现点220存在多个的情况下，各计算要素分区160与多个再现点220以1对1的方式分别对应，存在与多个再现点220相同的数目。

在再现点220存在多个的情况下，计算器进一步如图6所示那样，将由其他再现点220(#b)决定的计算要素分区160(#B)与相位角记录区域180(#2)重叠的区域即重复区域190(#2)中包含的量子化凸部、量子化凹部作为对象，对来自再现点220(#b)的光的相位W(x，y)进行计算。

如图6所示那样，在2个计算要素分区160(#A)、160(#B)相互重合的情况下，对相位W(x，y)之和进行计算。

计算器进一步基于计算出的相位W(x，y)对相位角

(x，y)进行计算，并将计算出的相位角

(x，y)的数值的信息作为滞后而记录到对应的重复区域190。根据相位来计算相位角

(x，y)的公式如以下所示。

φ(x，y)＝arg(W(xy))

在此，W_n(kx，ky)是第n个再现点的计算要素分区160中的坐标(kx，ky)处的再现点n的相位，W(x，y)是坐标(x，y，0)处的相位调制构造体中所记录的相位，n是第n个再现点(n＝0～Nmax)，amp_n是第n个再现点的光的振幅，i是虚数，λ是对由再现点220的集合再现的再现像进行再现时的光的波长，O_n(x)是再现点的x坐标的值，O_n(y)是再现点的y坐标的值，O_n(z)是再现点的z坐标的值，(kx，ky，0)是量子化凸部、量子化凹部的坐标，φ_n(kx，ky)是第n个再现点的相位角。相位W_n(kx，ky)在计算要素分区160的全部点上求出，再现点n的相位为，在离再现点220的距离相同的点上成为相同，因此能够复制已计算的相位的信息。此外，如下述那样，O_n(z)是再现点的z坐标的值，即，离记录面的距离相同的再现点的相位W_n(kx，ky)成为相同的相位的分布，因此能够复制已计算的相位的信息。此外，计算要素分区160中的坐标(kx，ky)在将其中心坐标设为(0，0)的情况下，对应的再现点O_n的x坐标成为O_n(x)、y坐标成为O_n(x)，记录面中的坐标(x，y)成为x＝kx+O_n(x)、y＝ky+O_n(y)的关系。

然而，若在量子化凸部、量子化凹部记录数值信息的再现点220的相位增加，则与此相伴随而信息量也增加，计算时间也增大。若所记录的再现点220的相位过多，则还成为在再现点220处再现的再现像的对比度降低的重要因素。因此，例如，对于重复区域190(#2-1)那样、多个再现点220(#a，#b)的相位角记录区域180重叠的部分，为了得到更清楚的再现像，优选计算要素分区160的重叠较少、即优选存在于相位角记录区域180的计算要素分区的数量较少。

在相位角记录区域180中，能够使计算要素分区160不重叠、即将计算要素分区160设为一个。此外，当在相位角记录区域180中存在多个计算要素分区160的情况下，能够使相位角记录区域180内的计算要素分区160的数量为256以下。在该情况下，能够更高效地进行计算。并且，能够使相位角记录区域180内的计算要素分区160的数量为16以下。在该情况下，容易得到清楚的再现像。

然后，对于由视场角θ规定的计算要素分区160与相位角记录区域180重复的区域即重复区域190中的量子化凸部、量子化凹部，计算相位W(x，y)，并根据相位W(x，y)计算相位角φ(x，y)。如上所述，视场角θ的上限被规定，计算相位角

的区域也被限定于重复区域190，因此计算时间缩短。然后，计算出的相位角

作为滞后而记录在重复区域190中的对应的量子化凸部、量子化凹部。图7是表示记录了相位角

的量子化凸部、量子化凹部的SEM图像。图7所示的量子化凸部、量子化凹部成为一边的长度为d的正方形，在X方向和Y方向的双方以排列间隔d二维排列。

此外，除了相位角记录区域180以外，在记录面140还可以具有相位角非记录区域200。相位角非记录区域200为，例如即使在与计算要素分区160重复了的情况下，也不通过计算器进行计算，在相位角非记录区域200中不记录相位角。取而代之，也可以是，在相位角非记录区域200中记录例如与光的散射、反射以及衍射特性相关的信息那样的相位角以外的信息。或者，也可以是相位角非记录区域200具有透光性，并在相位角非记录区域200进行印刷。由此，能够提高具有记录面的相位调制构造体240的设计性。

此外，在图10中，为了简化而示出多个量子化相位差构造50的凹凸的间距P相同的构成，但压花层46不限定于这样的构成，也可以具有多个不同间距P、多个不同长度L、多个不同量子化凸部的顶面52的长度T、以及多个不同量子化凹部的底面54的长度B。如后述那样，压花层46为了在量子化相位差构造50中具有多个空间频率成分，而具有凹凸的间距P、长度L、长度T以及长度B局部地分别不同的量子化相位差构造50。其中，该量子化相位差构造50由恒定尺寸的量子化凸部、量子化凹部构成，因此不会形成比量子化凸部、量子化凹部的尺寸小的构造。另一方面，在量子化凸部连续的区域、量子化凹部连续的区域中，形成有量子化凸部、量子化凹部的整数倍的构造。

图11A是表示由具有量子化相位差构造50的压花层46形成的多重衍射区域的平面图。图11A表示与图1A同样遍及压花层46的整面而配置有大量具有不同间距P的量子化相位差构造50的情况。此外，图11B是表示图11A的多重衍射区域中的5个空间频率成分f1～f5的平面图。图11C是表示图11B所示的空间频率成分f1～f5的峰值强度的图。在图11C中，横轴表示平面上的距离(像素)，纵轴表示灰度值。如此，光学构造体40也与本发明的一个实施方式同样，与在平面上沿着预先决定的1个方向分别离散配置的多个再现点分别对应的、分别具有固有的空间频率成分f1～f5的多重衍射区域，配置于平面上的量子化相位差构造50。

如图11B所示那样，空间频率成分f1～f5在1个方向上分离地配置有多个。在图11B中，作为一个例子，示出5个空间频率成分f1～f5，但在本发明的实施方式中，空间频率成分的数量为5以上、200以下。

图12A、图12B以及图12C是为了比较而表示与图11B不同的空间频率成分的平面图。

进行比较的图11B所示的5个空间频率成分f1～f5，在1个方向上分离分布，由此能够限制反射光的颜色的色移的范围。并且，通过相邻的空间频率成分之间的间隔，能够抑制在通过眼睛进行观察时、或者通过测定器等进行传感检测时的明亮度的降低，能够抑制反射光的亮度降低。

另一方面，图12A所示的一个空间频率成分f6为直线状，因此与图11B相比能够提高抑制色移的效果，但与此相应，产生在通过眼睛进行观察时、或者通过测定器等进行传感检测时的亮度降低，因此比图11B的情况变暗。

此外，图12B所示的3个空间频率成分f7～f9分别是直线状的空间频率成分，因此光扩散的方向成为多个。由此，与图12A同样，与图11B相比能够提高抑制色移的效果，但产生在通过眼睛进行观察时、或者通过测定器等进行传感检测时的亮度降低，因此比图11B的情况变暗。

此外，根据图12C所示那样的唯一的点状的空间频率成分f10，扩散的方向变得单一，但无法抑制色移。

此外，压花层46也可以内含盐分吸附剂。此外，如图9B那样，在具备保护层49的光学构造体40的情况下，也可以在压花层46以及保护层49中的至少某一方内含盐分吸附剂。

图13是压花层46的量子化相位差构造50的表面的一部分的、通过扫描电子显微镜的观察而得到的显微镜照片。

量子化相位差构造50中，作为一方的要素构造而尺寸恒定的凸部即量子化凸部沿一个方向排列而成的肋状凸部、与作为另一方的要素构造而尺寸恒定的凹部即量子化凹部与肋状凸部平行地排列而成的槽状凹部，相邻并交替地配置。从肋状凸部的量子化凸部的顶面52到槽状凹部的量子化凹部的底面54为止的深度为恒定，被量子化为量子化凸部与量子化凹部的要素构造。量子化相位差构造50的量子化凹部的底面54的表面粗糙度比量子化凸部的顶面52的表面粗糙度粗糙，量子化相位差构造50的衍射光对在一个方向上离散的多个再现点进行再现。

在压花层46具有多个空间频率成分的情况下，如图13所示那样，压花层46的量子化相位差构造50的表面虽然在恒定程度上具有规则，但成为复杂的构造。在图13所图示的本发明的实施方式中，量子化相位差构造50为，量子化凹部的底面54为恒定的深度，量子化凹部的底面54的深度的差别为长度L的十分之一以下。另外，量子化凹部的底面54的表面也可以粗糙。

作为压花层46的材料，能够为聚氨酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂等热塑性树脂，不饱和聚酯树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、多元醇(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、三嗪(甲基)丙烯酸酯等热固化性树脂，或者这些的混合物，还能够为具有自由基聚合性不饱和基的热成型性材料。

反射层48能够涂敷墨来形成。根据印刷方式，该墨能够为胶印墨、活版墨以及凹版墨等。此外，根据墨溶剂的不同，能够为无溶剂墨、油性墨以及水性墨。此外，根据干燥方式的不同，能够为氧化聚合型墨、浸透干燥型墨、蒸发干燥型墨以及紫外线固化型墨。

此外，作为反射层48，能够为根据照明角度或者观察角度而颜色发生变化的功能性墨。作为这样的功能性墨，能够为光学变化墨(Optical Variable Ink)、色移墨以及珠光墨。

此外，反射层48能够为金属、金属化合物。金属化合物能够为TiO₂、Si₂O₃、SiO、Fe₂O₃、ZnS等。这些金属化合物的折射率较高，容易成为高反射率。此外，金属能够为Al、Ag、Sn、Cr、Ni、Cu、Au等。这些金属容易提高反射率。

而且，反射层48也可以具有磁性。

保护层49能够为与压花层46相同种类的材料。此外，保护层49也可以为与压花层46相同的材料。通过成为与压花层46相同的材料，由此能够使折射率与压花层46相同，因此能够使光学构造体40的正反面的颜色相同。

在光学构造体40也可以进一步层叠对可见光进行反射、使红外光透射的光学层(未图示)。

光学构造体40还优选具有使压花层46以及反射层48的构造色至少在波长800nm以上1000nm以下具有峰值的反射光谱。

本发明的实施方式所涉及的光学构造体通过从这样的光学构造体40的载体42隔着剥离层44而将压花层46以及反射层48作为光学构造体用素材进行剥离、并将该光学构造体用素材微小地粉体化而制作。如此制作出的光学构造体被分散在树脂内，作为能够印刷的墨进行应用。

接下来，对这样的本发明的实施方式所涉及的光学构造体的作用进行说明。

在本发明的实施方式所涉及的光学构造体中，量子化相位差构造50的从量子化凸部的顶面52到量子化凹部的底面54为止的长度L，与压花层46在面内的位置无关地为恒定，通过调节长度L的值，能够容易地使特定波长的光反射。

此外，在量子化相位差构造50的空间频率中，如图11B所示那样，将多个空间频率分布f1～f5的峰值强度在平面内沿着1个方向或者多个方向分离地配置，由此能够使色移较少，而减小与观察方向、照明方向的变化相伴随的颜色的变化。

另一方面，如图12A所示那样，在将空间频率成分f6的峰值强度以直线状连续地配置的情况下，也能够使色移效应降低，但在该情况下，亮度以及颜色的彩度降低。

并且，如图12B所示那样，在使空间频率成分f7～f9的峰值强度在平面内不成为1个方向、而成为多个方向的情况下，由于光的反射方向过多，因此亮度降低。

而且，如图12C所示那样，在将空间频率成分f10的峰值强度不向多个方向进行配置、而向单一方向进行配置的情况下，在光入射了的情况下，仅衍射光向仅某个特定的方向反射。换言之，在图12C那样的情况下，压花层46虽成为图10所示那样的简单的单一间距P的衍射光栅，但在该情况下，反射的方向过少，因此导致整体亮度的降低。

此外，在本发明的实施方式所涉及的光学构造体中，如图13所示那样，量子化凹部的底面54的表面粗糙度为长度L的十分之一以下、较粗糙，因此通过成为不依赖于光的波长的程度的量子化相位差构造50，由此能够使颜色不变化地使光的反射方向扩散。

此外，如上所述，通过调节从量子化凸部的顶面52到量子化凹部的底面54为止的长度L，能够使特定波长的光反射，但假设在量子化凸部的顶面52或者量子化凹部的底面54的哪一个上都完全没有表面粗糙度的情况下，对于长度L相对于设计值由公差引起的变化，颜色敏感地变化。

然而，在本发明的实施方式所涉及的光学构造体中，压花层46的量子化凹部的底面54具有表面粗糙度，因此与长度L相对的颜色变化的程度降低，因此能够缓和公差。这样的效果不限定于仅通过量子化凹部的底面54的表面粗糙度来发挥，通过量子化凸部的顶面52的表面粗糙度也同样能够发挥。

由此，量子化凸部的顶面52或者量子化凹部的底面54中的至少某一个的表面粗糙度的平均为基准长度L的十分之一以下，较粗糙即可。作为表面粗糙度，能够应用算术平均粗糙度(Ra)。即，算术平均粗糙度(Ra)为0.1以下。此外，能够设为长度L的100分之1以上的粗糙度。即，算术平均粗糙度(Ra)为0.01以上。

此外，量子化凸部的顶面52的表面粗糙度能够小于量子化凹部的底面54的表面粗糙度。在该情况下，能够降低构造色的公差，并且抑制构造色的彩度的降低。即，能够兼顾构造色的稳定性和构造色的显色性。此外，量子化凹部的底面54的表面粗糙度也可以小于量子化凸部的顶面54的表面粗糙度。即，量子化凸部的顶面52的表面粗糙度与量子化凹部的底面54的表面粗糙度不同。

并且，本发明的实施方式的光学构造体为，量子化相位差构造50的凹凸方向(即，图10中的上下方向)，相对于由量子化凸部的顶面52及量子化凹部的底面54形成的肋状凹部以及槽状凹部的延伸方向垂直，因此能够使与构造色相关的光向不使构造色的色泽变化的垂直方向散射，因此即使存在制造误差也能够实现。

而且，本发明的实施方式所涉及的光学构造体在如图9B所示那样从层叠了保护层49的光学构造体40来制作的情况下，利用具有与压花层46相同的折射率的材料来形成保护层49，由此能够使正反面的构造色相同。

而且，如果反射层48具有磁性，则能够通过在利用特定方向的磁场使光学构造体取向之后使树脂固化那样的方法来制造，因此还能够控制光学构造体的方向，赋予由此带来的光学效果。

并且，压花层46以及反射层48所具有的构造色的反射光谱至少在波长800nm以上1000nm以下具有峰值，由此能够制作出在可见光下看起来未黑色、与通常的用黑色打印的印刷物没有不同，但在红外光下反应的印刷物。

通过利用该特性，还能够将本发明的实施方式所涉及的光学构造体应用于混凝土等材料的劣化判定。当混凝土等被检材料中含有本发明的实施方式的光学构造体时，在红外光的检查时，裂纹破裂的部分与未裂纹破裂的部分的对比度能够被强调。

此外，或者，如图9B那样压花层46具备保护层49的情况下，如果在压花层46以及保护层49中的至少任一方中内含盐分吸附剂，则能够防止由大气中的盐分引起的反射层48的劣化。

并且，如对图13增加了说明文的图14所示那样，通过将长度L恒定的凸部以及凹部在一个方向上排列，由此能够赋予干涉、衍射作用，并且，使量子化相位差构造50的量子化凹部的底面54成为粗糙面，能够赋予过度的散射性。由此，通过干涉、衍射的高亮度显色、以及基于粗糙面的散射性，能够实现稳定的高亮度显色。此外，量子化相位差构造50成为以要素构造为基础的量子化构造，因此能够排除成型困难的极端小的构造、极端大的构造。

如此，通过将本发明的实施方式的光学构造体的薄片应用为被要求耐久性的印刷物用的墨的颜料，由此能够实现即使时间经过也不会褪色的墨。此外，根据该墨，由于能够排除向特定方向的色移效应，因此还能够实现无论从哪个方向观察都难以变化的色泽。由此，极其适合利用为用于商品券等有价证券、信用卡、以及品牌商品、机器部件的伪造的真假判定的识别手段。

并且，如果将本发明的实施方式所涉及的光学构造体应用于红外光用的墨，则通常对于人眼来说为不可见，但能够通过红外用检测器等可检测到。并且，通过利用该情况使红外光用的墨内含于混凝土，由此还能够应用于通过红外光对混凝土的裂纹破裂进行检测。

此外，与图13以及图14所示的量子化相位差构造50同样，通过量子化凸部的顶面52与量子化凹部的底面54的干涉而显色的技术，在专利文献3(WO2007/131375号公报)中公开。然而，在专利文献3中公开的构成为，浮雕高度为恒定但宽度具有差别。因此，由于宽度较大部分、较小的部分而容易产生成型不良这样的缺点。然而，在图13以及图14所示的量子化相位差构造50中浮雕宽度恒定，因此不会产生这样的成型不良。

根据这样的本发明的实施方式所涉及的光学构造体，如图15所示那样，不会成为以往的衍射光栅那样的彩虹色的图像，此外，能够得到与专利文献3中实现的像相比亮度更高的像。

[实施例]

接下来，实际制作了上述那样的本发明的实施方式所涉及的光学构造体，并确认了其特性，并且，在以下将应用于混凝土劣化检测用的例子作为实施例进行说明。

(光学构造体的制作)

为了制作本发明的实施方式所涉及的光学构造体，首先，设计了压花层46。具体地说，以在量子化相位差构造50中分离地配置90个空间频率成分，在光垂直入射了时相邻光线的间隔为2deg程度，光以面状向180度方向扩展的方式设计了压花层46。

接下来，在玻璃原版上涂敷膜厚0.6μm的正抗蚀剂，在该正抗蚀剂面上使用电子线描绘机描绘了量子化相位差构造50。此外，所涂敷的正抗蚀剂的剂量以正抗蚀剂的长度成为220nm程度的方式一边调整一边决定。

然后，在通过进行显影而形成有量子化相位差构造50的一侧的玻璃原版上，通过溅射法来设置Ni的导电性薄膜，然后，实施镀Ni，将玻璃原版剥离，制作复版，得到了压花版。

接下来，在作为载体42使用的厚度19μm的聚酯薄膜(东丽(東レ)公司制，商品名“Lumirror19528”)的一个面上，以干燥后的膜厚为2μm的方式通过凹版涂法涂敷DENKAPOVAL(R)(聚乙烯醇)而设置剥离层44。

然后，在剥离层44上，以膜厚2μm涂敷UV固化性树脂(和信化学工业公司制，“POLYSTAR200”)，并将上述的压花版按压到该涂敷面上，从作为载体42的聚酯薄膜的未涂敷有剥离层44的面侧照射200mJ/cm²的紫外线，使UV固化性树脂固化，由此在剥离层44上形成了压花层46。然后，通过将压花版剥离，由此在剥离层44上形成了具备量子化相位差构造50的压花层46。

并且，通过遍及压花层46的整面形成膜厚50nm的Al蒸镀薄膜，由此形成了覆盖压花层46的反射层48。

并且，在反射层48上，再次以膜厚2μm涂敷UV固化性树脂(和信化学工业社制，“POLYSTAR200”)，由此形成了保护层49。如此，以相同材料形成了压花层46和保护层49。

将如此形成的光学构造体浸泡在水溶液中，使剥离层44溶解，由此从载体42分离了由压花层46、反射层48以及保护层49构成的光学构造体用素材。

然后，将光学构造体用素材浸泡在MEK溶剂中，在分离了之后，利用行星磨使其粉体化，由此制作出光学构造体。在利用实体显微镜确认该光学构造体的粒径时，大约为

程度。

(特性)

使如上述那样制作的光学构造体在UV固化性树脂中以30W％分散，利用涂抹器以Dry膜厚100μm的方式涂抹到PET上，利用UV光使其固化，在该情况下，能够通过目视观察确认到色移蓝色的反射光。

(混凝土劣化检测中的应用)

为了将上述那样的光学构造体应用于混凝土劣化检测，将水泥：砂：碎石：光学构造体以1：3：1：3的比例混合之后进行搅拌，同时添加适量的水，由此制作出50cm立方的混凝土试验体A。

接下来，不混入光学构造体，将水泥：砂：碎石以1：3：1的比例混合之后进行搅拌，同时添加适量的水，由此制作出50cm立方的混凝土试验体B。

然后，在混凝土试验体A、B各自的背面形成

深度15mm的孔，使用日本Avionics公司的红外线热成像TVS-500来拍摄了混凝土试验体A、B各自的表面的红外线照片。

作为其结果，在未混入光学构造体的混凝土试验体B中，无法辨别孔的形状，但在混入了光学构造体的混凝土试验体A中，能够确认到圆形的孔的形状。此外，还能够确认到由温度差导致的形状的变化。

如此，能够确认能够应用本发明的实施方式所涉及的光学构造体而使混凝土的形状的计测变得容易且能够进行劣化判定。

以上，参照附图记载了用于实施本发明的实施方式，但本发明的实施方式不限定于所记载的构成。此外，本发明的实施方式能够组合，能够得到相乘的效果。在权利要求书的发明的技术思想范围中，本领域技术人员能够想到各种变更例以及修正例，这些变更例以及修正例也属于本发明的技术范围。

Claims (22)

1.一种光学构造体，在量子化相位差构造层的一个面具有量子化相位差构造，其特征在于，

量子化相位差构造为尺寸恒定的多个量子化凸部与尺寸恒定的多个量子化凹部排列而成，

在多重衍射区域具有上述量子化凸部沿一个方向排列而成的肋状凸部与上述量子化凹部相对于上述肋状凸部并行地排列而成的槽状凹部相邻且交替地配置的量子化相位差构造，

上述多重衍射区域为对在1个方向上离散且规则地配置的多个再现点进行再现的量子化相位差构造。

2.如权利要求1所述的光学构造体，其特征在于，

上述量子化相位差构造的量子化凹部的底面的表面粗糙度与上述量子化相位差构造的量子化凹部的顶面的表面粗糙度不同。

3.如权利要求1所述的光学构造体，其特征在于，

多个上述多重衍射区域规则地配置于上述量子化相位差构造。

4.如权利要求3所述的光学构造体，其特征在于，

通过上述多重衍射区域中的凸构造的倾斜面所朝向的方向来决定空间频率成分的方向。

5.如权利要求4所述的光学构造体，其特征在于，

使用上述多重衍射区域整体的长度D、以及上述多重衍射区域中的光的波长λ，从由上述空间频率成分再现的上述多个再现点起到配置有上述再现点的平面为止的最短距离R满足R＞D²/λ的关系。

6.如权利要求5所述的光学构造体，其特征在于，

与上述平面垂直的入射光向量为

相对于在上述平面上构成的虚拟3D形状的多边形的倾斜面的法线向量为

与上述法线向量

所成的角度为θ1，

上述多个再现点的排列方向

与上述法线向量

所成的角度为θ2，

在θ1＝θ2＝θ的情况下，上述多个再现点按照上述排列方向

进行分布。

7.如权利要求6所述的光学构造体，其特征在于，

将上述多个再现点的光强度分布决定为，上述多个再现点之中存在于入射光在上述多边形的倾斜面上镜面反射的方向上的再现点的光强度最强，上述多个再现点之中越是从镜面反射的方向偏移的再现点则光强度越弱。

8.如权利要求6所述的光学构造体，其特征在于，

将上述多个再现点在空间以非均等的间隔配置。

9.如权利要求3所述的光学构造体，其特征在于，

上述多重衍射区域为单元型。

10.如权利要求3所述的光学构造体，其特征在于，

上述量子化相位差构造的深度按照每个上述多重衍射区域而不同。

11.如权利要求3所述的光学构造体，其特征在于，

在上述量子化相位差构造的表面上具备反射层。

12.一种认证体，其特征在于，

具备权利要求1所述的光学构造体。

13.一种光学构造体，从在薄膜上依次层叠剥离层、压花层及反射层而成的光学构造体来制作，其特征在于，

上述压花层具有量子化相位差构造，上述量子化相位差构造的从量子化凸部的顶面起到量子化凹部的底面为止的距离无关于多重衍射区域内的位置而恒定，

上述量子化相位差构造的空间频率的峰值强度在上述压花层中沿着1个方向或者多个方向相互分离地配置多个，

在上述压花层中内含盐分吸附剂。

14.如权利要求13所述的光学构造体，其特征在于，

上述量子化凸部的顶面或者上述量子化凹部的底面中的至少某一方的表面粗糙度为上述距离的十分之一以下。

15.如权利要求13所述的光学构造体，其特征在于，

上述量子化相位差构造的凹凸方向相对于由上述量子化凸部的顶面及上述量子化凹部的底面形成的肋状凹部及槽状凹部的延伸方向而垂直。

16.如权利要求13所述的光学构造体，其特征在于，

上述光学构造体还层叠有对上述反射层进行保护的保护层。

17.如权利要求13所述的光学构造体，其特征在于，

该光学构造体被分散在树脂内，被应用为能够印刷的墨。

18.如权利要求13所述的光学构造体，其特征在于，

上述反射层具有磁性。

19.如权利要求13所述的光学构造体，其特征在于，

上述压花层及上述反射层所具有的构造色的反射光谱至少在波长800nm以上且1000nm以下具有峰值，上述光学构造体还层叠有使可见光反射且使红外光透射的光学层。

20.如权利要求16所述的光学构造体，其特征在于，

代替上述压花层而在上述保护层中内含盐分吸附剂。

21.如权利要求13所述的光学构造体，其特征在于，

将上述量子化相位差构造的空间频率的峰值的数量设为5以上且200以下。

22.一种光学构造体，在量子化相位差构造层的一个面具有量子化相位差构造，其特征在于，

上述量子化相位差构造为，作为一方的要素构造而尺寸恒定的凸部即量子化凸部沿一个方向排列而成的肋状凸部与作为另一方的要素构造而尺寸恒定的凹部即量子化凹部相对于上述肋状凸部平行地排列而成的槽状凹部相邻且交替地配置，从上述肋状凸部的上表面起到上述槽状凹部的底面为止的深度为恒定，被量子化为上述量子化凸部与上述量子化凹部的要素构造，

量子化相位差构造的上述底面的表面粗糙度与上述上表面的表面粗糙度相比更粗糙，

上述量子化相位差构造的衍射光对在一个方向上离散的多个再现点进行再现。

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