JP2008026459A - 光回折構造，隠し情報判別具 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー画像による隠し情報を内包する光回折構造と、隠し情報を判別するための隠し情報判別具を提供する。
【解決手段】回折格子の集合によるカラー画像が記録された光回折構造において、光回折構造は、平行で等ピッチに形成された縞対からなり、前記縞対は、少なくとも３種類の格子ピッチの加色混合による回折格子からなる第一の縞と、第一の縞を構成する格子ピッチとは異なる、少なくとも３種類の格子ピッチの加色混合による回折格子からなる第二の縞で構成され、光回折構造には、前記縞対が直角に交差する領域が形成された光回折構造と、前記光回折構造の隠し情報を判別する判別具を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光回折構造，隠し情報判別具に関し、詳しくは、カラー画像による隠し情報を内包する光回折構造と、隠し情報を判別するための隠し情報判別具に関する。

ホログラムや回折格子などの光回折構造は、特殊な装飾像や立体像を表現できることから、意匠性を高めた印刷物等に利用されている。また、製造のために高度な技術を要することから、偽造防止手段として利用されている。
意匠性を高めるために使用される分野としては、高額な商品の包装材，パンフレット，ＰＯＰ，書籍の表紙等、偽造防止目的で使用される分野としては、例えば、クレジットカード，ＩＤカード等のカード類や、商品券，小切手，手形，株券，入場券等の金券類，各種証明書等である。
また、光回折構造を対象物に形成する方法として、熱転写によって形成する方法や、ラベルにして貼付する方法がある。
熱転写による方法は、平坦な貼付面を有する前述のカード類，金券類に多く利用され、ラベルによる方法は、貼付される対象物が平坦な面を持たない場合等に利用される。

ホログラム画像を作成する方法として、通常、被写体にレーザ光と参照光を照射し、感光材に干渉縞を形成させる方法が用いられる。
ホログラムのように感光材に干渉縞を形成させる方法以外に、記録材料の上に回折格子を形成させる方法がある。
近年、回折格子画像の形成方法として、電子線描画によって鮮明な「カラー画像を記録した回折格子記録媒体およびその作成方法」が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２１９０９号公報

特許文献１に開示されている技術は、「ＲＧＢの三原色のそれぞれについて画素値（０〜２５５）を定義した多数の画素から構成されるカラー画像を用意する。各原色ＲＧＢの各画素値に対応させて、画素パターンを用意する。各画素パターンには、格子占有領域が設けられており、この格子占有領域には、所定方向に多数の格子線が形成されている。ＲＧＢごとに格子線ピッチは異なり、所定の観測方向から観測すると、各色に対応した回折光が観測される。格子占有領域の面積は、各画素値に対応している。もとのカラー画像の画素がもつ情報に基づいて、用意した画素パターンを適宜選択して配列することにより、カラー画像を回折格子によって表現する。」というものである。
そこで本発明は、カラー画像による隠し情報を内包する光回折構造と、隠し情報を判別するための隠し情報判別具を提供することを目的とするものである。

前記課題の目的を達成するために、本発明の光回折構造の第一の態様は、回折格子の集合によるカラー画像が記録された光回折構造において、光回折構造は、平行で等ピッチに形成された縞対からなり、前記縞対は、少なくとも３種類の格子ピッチの加色混合による回折格子からなる第一の縞と、第一の縞を構成する格子ピッチとは異なる、少なくとも３種類の格子ピッチの加色混合による回折格子からなる第二の縞で構成され、光回折構造には、前記縞対が直角に交差する領域が形成されたことを特徴とするものである。

また、第二の態様は、第一の態様において、縞対が直角に交差する領域は、縞対による文字，記号、または、ロゴが形成された領域であることを特徴とするものである。

また、第三の態様は、第一，第二何れかの態様において、文字，記号、または、ロゴが形成された領域の周囲には、文字，記号、または、ロゴが形成された縞対領域内の縞対の周期と半周期ずれた周期の縞対による縁取りが形成されたことを特徴とするものである。

また、第四の態様は、第一から第三何れかの態様において、縞対は、第一の縞と第二の縞が一対一の比率で形成されたことを特徴とするものである。

また、第五の態様は、第一から第四何れかの態様において、縞の太さは１００μｍ以下であることを特徴とするものである。

また、第六の態様は、第一から第五何れかの態様において、文字，記号、または、ロゴは、隠し情報であることを特徴とするものである。

また、第七の態様は、第六の態様の隠し情報を判別する隠し情報判別具であって、判別具には、光回折構造の隠し情報とピッチ，角度が同一の縞が形成されたことを特徴とするものである。

１）第一の態様のように、回折格子の集合によるカラー画像が記録された光回折構造において、光回折構造は、平行で等ピッチに形成された縞対からなり、前記縞対は、少なくとも３種類の格子ピッチの加色混合による回折格子からなる第一の縞と、第一の縞を構成する格子ピッチとは異なる、少なくとも３種類の格子ピッチの加色混合による回折格子からなる第二の縞で構成され、光回折構造には、前記縞対が直角に交差する領域が形成されたことによって、少なくとも３種類のピッチの回折格子の加色混合で光回折構造を作成することで光回折構造をカラー画像として認識できる。
また、光回折構造に縞対が直角に交差する領域が形成されたことによって通常の視認状態では一つのカラー画像としか認識できないが、、交差する領域の縞、または、縞対と等ピッチの判別具を通してカラー画像を見ることによって、目視では視認できなかった情報を確認することができる。
また、回折格子で構成した第一の縞と第二の縞を縞対とすることによって、回折格子により形成された、例えば、ホログラム等との合成が容易となり、また、縞対間で回折格子のピッチを微妙に変えることで、２本の縞の色彩に差異をつけ、目視では視認できない情報（隠し情報）の存在を判別困難にする効果を発揮する。
また、目視では視認できなかった情報（隠し情報）を回折格子でデザインし、纏まった図柄とすることによって定められたエリアでセキュリティ性を高めることができる。
２）また、第二，第六の態様のように、第一の態様において、縞対が直角に交差する領域は、縞対による文字，記号、または、ロゴが形成された領域で、この領域は隠し情報であることによって、判別具を使用して容易にしかも、説明書等に記載された情報であると認識できる。
３）また、第三の態様のように、第一，第二何れかの態様において、文字，記号、または、ロゴが形成された領域の周囲には、文字，記号、または、ロゴが形成された縞対領域内の縞対の周期と半周期ずれた周期の縞対による縁取りが形成されたことによって、判別具を使用し、モアレによる隠し情報の周囲にさらに縁取られた状態でモアレが発現し、より確実に確認ができる。
４）また、第四，第六の態様のように、第一から第三何れかの態様において、縞対は、第一の縞と第二の縞が一対一の比率で形成されたことによって、モアレの視認性が向上し、また隠し情報の隠蔽性も向上する。
５）また、第五，第六の態様のように、第一から第四何れかの態様において、縞の太さは１００μｍ以下であることによって、目視では縞を確認することができず、隠し情報を悟られる危険性を低くすることができる。
６）また、第七の態様のように、第六の態様の隠し情報を判別する隠し情報判別具であって、判別具には、光回折構造の隠し情報とピッチ，角度が同一の縞が形成されたことによって、簡易で、安価で、偽造し難い判別具を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の光回折構造について説明する。
図１は、本発明の光回折構造の一例について説明するための図，図２は、縞対について説明するための図，図３は、複数の縞対で構成される光回折構造について説明するための図，図４は、第一の縞の一例について説明するための図，図５は、第二の縞の一例について説明するための図，図６は、縁取りの一例について説明するための図，図７は、図１の一部領域を拡大した状態について説明するための図，図８は、判別具の一例について説明するための図，である。

ここで、光回折構造及び光回折構造記録媒体の作成方法（公知の方法）について説明する。
製品化されている光回折構造は、多くの場合、ホログラムと回折格子に大別される。
多くの場合、ホログラムは、物体光と参照光との光の干渉による干渉縞で表現された三次元画像によるレリーフホログラムとして、また、回折格子は、二次元画像として使用される。
白色光再生ホログラムであるレインボーホログラム，カラーホログラム，さらに、これらのホログラムに文字，図形，記号等を結合させて作製される合成ホログラム等の前記光回折構造は、意匠性を高める手段として、また、偽造防止手段として使用される。

また、光回折構造の使用形態として、基材上に転写された状態で使用される場合と、基材上に形成された状態でラベル化して使用される場合に大別される。
光回折構造を転写された状態で使用する場合は、耐熱性を有する基材フィルム上に剥離層を形成し、その上に、例えば、熱硬化性の樹脂層を形成し、熱硬化性の樹脂層に凹凸構造を形成し、反射層を形成し、その上に感熱接着剤層を形成して転写用フィルムと成し、熱せられた金属の型等によって、接着剤層を含めた極めて薄いホログラム層を紙などの印刷物上に転写して使用する。
光回折構造をラベル状態で使用する場合は、基材フィルム上に熱硬化性の樹脂層を形成し、熱硬化性の樹脂層に凹凸構造を形成し、凹凸構造の上に反射層を形成し、その上に粘着剤層を形成し、粘着剤面を剥離紙で被覆して基材フィルムを剥離紙と一緒に所定の大きさに打ち抜いてラベルとし、剥離紙を剥がして対象物に貼付して使用する。

前記反射層は、前述の光回折構造形成層の凹凸面に反射性を与えるために設けられる。反射層には、不透明な反射層と、透明性を有する反射層とがあるが、意匠効果を高める手段として使用する場合は、アルミニウムや、ニッケルなどの金属による不透明な反射層を形成する。
反射層を形成する方法としては、真空蒸着法，スパッタリング法，イオンブレーティング法等があり、目的によって使い分ける。
また、剥離層，熱硬化性樹脂層，接着剤層，粘着剤層等の形成手段として、グラビアコート，ダイコート，ナイフコート，ロールコート等の一般的なコーティング方法、および、シルクスクリーン等の印刷方法の中から選択して使用する。

光回折構造という表現は、ホログラムや回折格子の上位概念による表現であるるが、以下の、本発明の説明では電子線描画によって描画するカラー画像による回折格子の例で説明する。

カラー画像による回折格子については、前述の特許文献１「カラー画像を記録した回折格子記録媒体およびその作成方法」で紹介されており、以下に、図５を参照し、特許文献１を一部引用して回折格子によるカラー画像の形成方法の一例について説明する。

本発明では、個々の画素の色成分を、回折格子の格子ピッチを変化させることで表現し、個々の画素の画素値成分を回折格子が形成されている格子占有領域の面積により表現する。
一般的なカラー画像は、三原色の色成分ごとに画素値をもった画素の集合として定義される。
以下、三原色Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分ごとに、８ビットで表現できる画素値（０〜２５５種）を適用させた画素によってカラー画像が定義されている例について説明する。
例えば、画素パターンＲは波長６００ｎｍ、画素パターンＧは波長５００ｎｍ、画素パターンＢは波長４００ｎｍの回折光を特定の観測方向に提示した場合、これらの波長は三原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各波長に略一致する。
したがって、このような観測方向における一次回折光の観測を意図している限りにおいては、図５の表２に示すように、Ｒなる色成分については、ピッチ１．２μｍの画素パターンにより表現することができ、Ｇなる色成分については、ピッチ１．０μｍの画素パターンにより表現することができ、Ｂなる色成分については、ピッチ０．８μｍの画素パターンにより表現することができる。

一方、前記８ビットで表現できる画素値は、格子ピッチを変化させ、画素の大きさが５〜１００μｍと格子占有領域の面積が異なる複数の画素パターンによって表現することができる。
そして、例えば、５種類の画素パターンを光回折構造の画素領域に対する格子占有領域の面積比で、それぞれ、（０／２５５），（６４／２５５），（１２８／２５５），（１９２／２５５），（２５５／２５５）と設定すれば、これらの画素パターンをそれぞれ画素値０，６４，１２８，１９２，２５５に対応させて使用することができる。
即ち、前述の画素値は、前記２５６通り（０〜２５５種）の、画素パターンの中の一部と考えることができ、実際には２５６通り用意することができる。
面積比の違いにより、何通りの画素パターンを用意すべきかは、表現すべきカラー画像の各色成分ごとの階調値、即ち必要な諧調の精細度に応じて適宜選択すればよい。
例えば、階調が２５６通り必要であれば８ビットで、階調が１６通りでよければ４ビットで構成すればよい。

前述の説明は、例えば「Ｒ」，「Ｇ」，「Ｂ」の何れか一つに限定したものでらるが、残りの二つに関しても同様のことが適用されるために、三原色の各色成分Ｒ，Ｇ，Ｂごとに８ビットの画素値をもたせた画素によってカラー画像を表現するためには、７６８（３×２５６）通りの画素パターンを用意しておけばよいことになる。
即ち、原色「Ｒ」用の画素パターンＲ０〜Ｒ２５５には、いずれも格子ピッチ１．２μｍの回折格子が適用されており、原色「Ｇ」用の画素パターンＧ０〜Ｇ２５５には、いずれも格子ピッチ１．０μｍで回折格子が適用されており、原色「Ｂ」用の画素パターンＢ０〜Ｂ２５５には、いずれもピッチ０．８μｍで回折格子が適用されている。
また、各原色用の２５６通りの画素パターンは、格子占有領域の画素領域に対する面積比がそれぞれ（０／２５５）〜（２５５／２５５）となっている。
なお、この７６８通りの画素パターンは、いずれも格子角度は同一（図５の表２の例では、格子角度０°）となっている。
これは、特定の観測方向から観測した場合に、この７６８通りの画素パターンのいずれについても同一条件で回折光が得られる必要があるためである。
実際には、格子角度が多少異なっても、同一の観測方向から回折光が観測できるので、このように同一の観測方向から回折光が観測できるという条件の範囲内で、格子角度は多少異なっていてもかまわない。

「カラー画像による回折格子を記録媒体上に形成する例」、および、「複数のカラー画像を形成する例」については、上述の考え方によって特許文献１に記載されているのでここでは詳細な説明を省略する。

図１を参照して、本発明の光回折構造の一例について説明する。
図１に示す光回折構造１は、「ＸＹＺ（仮称）」なるブランド名の「サッカーボール」に貼付された、本物であることを証明するための証明媒体の一例を示したものである。
回折格子の集合でカラー画像が記録された光回折構造１は、光回折構造が形成された樹脂幕などが紙等の証明媒体上に熱などで転写されて、または、ラベルとして貼付されて、形成されている。
光回折構造１は、平行で等ピッチに形成された回折格子による縞対（図示せず）で構成され、前記縞対は、少なくとも３種類の格子ピッチの回折格子の加色混合による第一の縞と第二の縞で構成されている。
第一の縞と第二の縞を構成する回折格子は、回折角度が共通で、格子ピッチが異なる回折格子で構成されている。
また、光回折構造１の一部領域１０には、前述の縞対が直角に交差する領域が形成されており、その領域は隠し情報形成領域になっている。

図２を参照して、光回折構造を構成する縞対について説明する。
縞対１００は、少なくとも３種類の格子ピッチの加色混合による回折格子からなる第一の縞１００ａと、第一の縞を構成する格子ピッチとは異なる少なくとも３種類の格子ピッチの加色混合による回折格子からなる第二の縞１００ｂ、で構成される。
さらに、第一の縞１００ａと第二の縞１００ｂは、互いに平行で、等ピッチな状態で対を成し、複数集合して光回折構造を構成する。

図３を参照して、複数の縞対で構成される光回折構造について説明する。
縞対１００，１０１，１０２，１０３は、同じ縞角度「α」，同じピッチ「Ｐ」で整然と並べられている。
縞対の長さは縞対単位で自由に設定することができ、また、図柄のパターンによって任意に設定することができる。
図柄のパターンによって設定する場合は、図柄を型取ったマスクパターンなどによって境界を設定する。

図４を参照して、第一の縞の一例について説明する。
図３に示す、第一の縞の一部１００ａ１は、例えば、図に示すように、少なくとも３種類の格子ピッチの加色混合による回折格子で構成されている。
表１に示すように、３種類の格子ピッチの一つ、「Ｒ」成分についてはピッチ１．４μｍの画素パターン、「Ｇ」成分についてはピッチ１．２μｍの画素パターン、「Ｂ」成分についてはピッチ１．０μｍの画素パターンで形成されている。
図でわかるとおり、それぞれの画素は、縞の角度に沿って配置されており、それぞれの格子角度は「０°」に統一されている。
また、矩形の長辺等で表される画素パターンの大きさは、図柄によって５μｍ〜１００μｍの範囲内で定められ、縞の幅１００μｍの内側に収まるように形成される。
一方、画素値は、前述のように８ビットで表現する場合は、２５６通りの画素パターン、４ビットで表現する場合は１６通りの画素パターンを用意することができる。

図５を参照して、第二の縞の一例について説明する。
図３に示す、第二の縞の一部１００ｂ１の内側は、例えば、図に示すように、少なくとも３種類の格子ピッチの加色混合による回折格子で構成されている。
表２に示すように、３種類の格子ピッチの一つ、「Ｒ」成分についてはピッチ１．２μｍの画素パターン、「Ｇ」成分についてはピッチ１．０μｍの画素パターン、「Ｂ」成分についてはピッチ０．８μｍの画素パターンで形成されている。
それぞれの画素は、第一の縞と同じ、第二の縞の角度に沿って配置されており、それぞれの格子角度は「０°」に統一されている。また、画素パターンの大きさは、第一の縞と同様５μｍ〜１００μｍの範囲内で定められ、縞の太さ（幅）１００μｍの内側に収まるように形成される。
一方、画素値は、前述のように８ビットで表現する場合は、２５６通りの画素パターン、４ビットで表現する場合は、１６通りの画素パターンを用意することができる。

図６、図７を参照して、縁取りの一例について説明する。
図６は、文字「アルファベットＡ」で表示された隠し情報３の周縁に縁取り２が形成された状態を示す図である。
図７は、図１に示す一部領域１０の一部を拡大した状態の一例で、判別可能な図柄４を構成している縞対ｎは、判別困難な隠し情報３を構成している縞対ｍと、縁取り２を境界にして直角に交差するように光回折構造に組み込まれている。
前記縁取り２は、隠し情報３を構成する縞の周期に対して半周期ずれた周期の縞で形成される。
このような縁取り２を施すことによって、判別具（図示せず）によって隠し情報３を判別する際に、隠し情報３がより鮮明に判別できるという効果が生じる。

図８を参照して、判別具の一例について説明する。
光回折構造は、薄幕状に形成された合成樹脂が光回折構造として記録媒体上に熱転写されている場合と、ベースフィルム上に形成されてベースフィルムのまま印刷物に貼付される場合がある。
前述の記録媒体上に形成された光回折構造に、判別具５を近づけると、判別具上にモアレの状態で隠し情報が表示される。
判別具には判別フィルム５１が形成されており、判別フィルム５１には図７で説明した隠し情報３と同じ縞角度、同じ縞ピッチの判別パターンが形成されている。
判別フィルム５１は、記録媒体上の光回折構造に照射された光が判別具５の判別フィルム５１を透過して、観察者の目に到達しなければならないために、透明度の高い基材を使用しなければならない。そのため、判別具５をの基材には、プラスチックフィルムが選定され、フィルム上に形成される判別パターンは、入射光を遮らないように明るいパターンで形成される。

偽造防止分野、例えば、クレジットカードやＩＤカード等のカード類，商品券や小切手、手形や株券、入場券等の金券類，各種証明書に転写されて使用される光回折構造として、また、高額商品の下げ札等に添付されて使用される光回折構造記録媒体に利用される。

本発明の光回折構造の一例について説明するための図である。 縞対について説明するための図である。 複数の縞対で構成される光回折構造について説明するための図である。 第一の縞の一例について説明するための図である。 第二の縞の一例について説明するための図である。 縁取りの一例について説明するための図である。 図１の一部領域を拡大した状態について説明するための図である。 判別具の一例について説明するための図である。

符号の説明

１ 光回折構造
２ 縁取り
３ 隠し情報
４ 判別可能な図柄
５ 判別具
１０ 一部領域
５１ 判別フィルム
１００，１０１，１０２，１０３，ｍ，ｎ 縞対
１００ａ 第一の縞
１００ｂ 第二の縞
１００ａ１ 第一の縞の一部
１００ｂ１ 第二の縞の一部

Claims (7)

1. 回折格子の集合によるカラー画像が記録された光回折構造において、
   光回折構造は、平行で等ピッチに形成された縞対からなり、
   前記縞対は、少なくとも３種類の格子ピッチの加色混合による回折格子からなる第一の縞と、第一の縞を構成する格子ピッチとは異なる、少なくとも３種類の格子ピッチの加色混合による回折格子からなる第二の縞で構成され、
   光回折構造には、前記縞対が直角に交差する領域が形成されたことを特徴とする光回折構造。
2. 請求項１に記載の光回折構造において、
   縞対が直角に交差する領域は、縞対による文字，記号、または、ロゴが形成された領域であることを特徴とする光回折構造。
3. 請求項１，２何れか一項に記載の光回折構造において、
   文字，記号、または、ロゴが形成された領域の周囲には、文字，記号、または、ロゴが形成された縞対領域内の縞対の周期と半周期ずれた周期の縞対による縁取りが形成されたことを特徴とする光回折構造。
4. 請求項１〜３何れか一項に記載の光回折構造において、
   縞対は、第一の縞と第二の縞が一対一の比率で形成されたことを特徴とする光回折構造。
5. 請求項１〜４何れか一項に記載の光回折構造において、
   縞の太さは１００μｍ以下であることを特徴とする光回折構造。
6. 請求項１〜５何れか一項に記載の光回折構造において、
   文字，記号、または、ロゴは、隠し情報であることを特徴とする光回折構造。
7. 請求項６に記載の隠し情報を判別する隠し情報判別具であって、
   判別具には、光回折構造の隠し情報とピッチ，角度が同一の縞が形成されたことを特徴とする隠し情報判別具。
   

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