JP2013120354A - セキュリティ媒体及びそれを用いた真贋判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】真贋判定のための３次元構造物の形状を正確に再現可能なセキュリティ媒体を提供する。
【解決手段】本発明に係るセキュリティ媒体は、マイクロレンズが第１のピッチで配列されたマイクロレンズアレイと、前記マイクロレンズの略焦点位置に配置された３次元微細構造物が、前記第１のピッチとは異なる第２のピッチで配列された３次元微細構造物アレイと、を備え、前記３次元微細構造物の観察面は、透明材料に形成された凹凸パターンと、前記凹凸パターンの表面に形成された反射層で構成されていることを特徴とする。
【選択図】図１２

Description

本発明は、真贋判定を可能とするセキュリティ媒体、特に、直接目視することでは判別不可能な３次元微細構造物を有するセキュリティ媒体、並びに、その真贋判定方法に関する。

金券やＩＤ証など、偽造防止を必要とされている媒体において、特殊な装置を必要とすることなく簡易に真贋判定出来ることが求められている一方で、偽造が困難なハイセキュリティ性が求められている。

従来、パールインキやホログラムなど容易に目視判断出来る偽造防止画像形成物や、印刷物の中に２次元の潜像図柄を組込みマイクロレンズによって潜像を発現させて真贋判定可能な偽造防止画像形成物が知られている。また３次元形状を持つ構造物のシートの上にマイクロレンズシートを接着層で接着し、モアレの効果で拡大像を発現させるものも知られている。

特許文献１には、回折構造からなる表示パターンの上側にブレーズド型もしくはバイナリ型のホログラムレンズを重ね合わせることで生じるモアレ効果によって合成像を表示する表示体が開示されている。

特許文献２には、マイクロレンズと顕微鏡レベル構造体を組み合わせ、顕微鏡レベル構造体をモアレ効果で拡大させて見るセキュリティ媒体が開示されている。

特開２００９−１８６５４４号公報 特表２００８−５２９８５１号公報

特許文献１に記載の回折構造からなる表示パターンを形成する凹凸の深さは、光の波長程度の数百ｎｍ程度である。このような表示パターンは、観察者に対して表示パターンの凹凸を積極的に観察させるものとは異なり、回折像が浮いたり沈んだりして観察される。

また、特許文献２に記載の顕微鏡レベル構造体は、エンボスされた表面に金属層が設けられているため、エンボスにより形成された顕微鏡レベル構造体の形状がなまってしまい、設計時とは異なる形状で観察されるという問題がある。

そのため本発明に係るセキュリティ媒体は、
マイクロレンズが第１のピッチで配列されたマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズの焦点位置に配置された３次元微細構造物が、前記第１のピッチとは異なる第２のピッチで配列された３次元微細構造物アレイと、を備え、
前記３次元微細構造物の観察面は、透明材料に形成された凹凸パターンと、前記凹凸パターンの表面に形成された反射層で形成されていることを特徴とする。

さらに本発明に係るセキュリティ媒体において、
第１のピッチで配列された複数のマイクロミラーレンズを有するマイクロミラーレンズアレイと、
前記マイクロミラーレンズの焦点位置に配置された３次元微細構造物が、前記第１のピッチとは異なる第２のピッチで配列された３次元構造物アレイと、を備え、
前記マイクロミラーレンズの反射面は、透明材料に形成された凹凸パターンと、前記凹凸パターンの表面に形成された反射層で形成されることを特徴とする。

さらに本発明に係るセキュリティ媒体において、
前記反射層は、金属層、高屈折率層にて形成されることを特徴とする。

また本発明に係る真贋判定方法は、前述した何れか１つのセキュリティ媒体を用いて真贋判定を行うことを特徴とする。

本発明によれば、マイクロレンズアレイと３次元微細構造物を重ねることでルーペや顕微鏡などの治具を用いなくても目視による真贋判定が可能となる。また、真贋判定の観察対象として３次元微細構造物を採用したことで、従来の２次元（平面上）に印刷された画像を利用した真贋判定とは異なり、拡大観察される像を模写するだけでは３次元微細構造物を複製することはできず、偽造が困難な構成となっている。

さらに、３次元微細構造物の観察面を、透明材料に形成された凹凸パターンと、前記凹凸パターンの表面に形成された反射層で形成したことで、３次元微細構造物の形状を、反射層で鈍らせることなく略設計時の形状で観察者に観察させることが可能となる。

また、マイクロミラーレンズから射出された反射光により３次元微細構造物の形状を観察させる場合には、マイクロミラーレンズの反射面を、透明材料に形成された凹凸パターンと、前記凹凸パターンの表面に形成された反射層で形成したことで、マイクロミラーレンズから射出される反射光の光路を略設計どおりのものとすることが可能となり、ぼけなどを抑えた３次元微細構造物を観察者に観察させることが可能となる。

本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体を使用したセキュリティカードを示す斜視図 本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（タイプＡ）の構成を示す模式図 本発明の実施形態に係る３次元微細構造物、マイクロレンズの配列を示す図 本発明の他の実施形態に係る３次元微細構造物、マイクロレンズの配列を示す図 本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（タイプＡ）の実像表示原理を示す図 本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（タイプＡ）の虚像表示原理を示す図 本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（タイプＢ）の構成を示す模式図 本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（タイプＢ）の実像表示原理を示す図 本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（タイプＢ）の虚像表示原理を示す図 実像表示時における３次元微細構造物のピッチとピッチ差の関係を示す図 虚像表示時における３次元微細構造物のピッチとピッチ差の関係を示す図 本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（実施例１：タイプＡ）の製造過程及びその構成を示す図 本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（実施例２：タイプＢ）の製造過程及びその構成を示す図 本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（実施例３：タイプＡ）の構成を示す図 本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（実施例４：タイプＢ）の構成を示す図 本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（実施例５：タイプＡ）の構成を示す図 本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（実施例６：タイプＢ）の構成を示す図

本発明に係るセキュリティ媒体の実施形態について図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体を有するセキュリティカードを示す斜視図である。セキュリティ媒体は、クレジットカードやＩＤ証、紙幣、金券、有価証券など真贋判定が必要とされる各種カード、紙類などに形成される媒体であって、容易に偽造されないことが必要とされる。

図１に示すセキュリティ媒体５は、クレジットカードのようなセキュリティカード４に設けられた例であって、セキュリティカード４の一部に所定の像が目視可能に形成されている。セキュリティカード４を使用もしくは認証する者は、セキュリティ媒体５に予め定められている像が表示されていることをもって真のセキュリティカード４であることを認証する。以後の説明では、図１に示すように、セキュリティカード４の板面をＸＹ平面にとり、ＸＹ平面に垂直かつ使用者が観察する方向をＺ軸の正の方向にとって説明する。

図２は、本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（タイプＡ）の構成を示す模式図であって、セキュリティ媒体の一部を拡大した斜視図となっている。本実施形態のセキュリティ媒体５は、ＸＹ平面と平行な面上に配列された３次元微細構造物１と、ＸＹ平面と平行な面上に配列されたマイクロレンズ２によって、拡大された３次元微細構造物１の実像もしくは虚像を観察者に観察させる。これは隣接する３次元微細構造物１間の間隔（ピッチｗ）と隣接するマイクロレンズ２の間隔（ピッチｐ）の間にわずかなピッチ差を設け、ピッチ差によって発生するモアレ効果を利用したものとなっている。

図３には、図２に記載する３次元微細構造物１のＸＹ平面と平行な面における配列（３次元微細構造物アレイ）、マイクロレンズ２のＸＹ平面と平行な面における配列（マイクロレンズアレイ）が、それぞれ図３（ａ）、（ｂ）に示されている。本実施形態の３次元微細構造物１、マイクロレンズ２の配列は、どちらも格子状に配列されたものとなっている。図３（ａ）に示されるように隣接する３次元微細構造物１はＸ軸方向にピッチｗ、Ｙ軸方向にピッチｚを有して配列されている。ピッチｗとピッチｚを等距離としてもよい。３次元微細構造物１の形状は、任意な形状とすることができるが、後ほど説明する拡大率の関係を分かりやすくするため、直径ｈで円形の外形を有するものとしている。

一方、図３（ｂ）に示されるようにマイクロレンズ２は、３次元微細構造物１と同様に格子状に配列されている。そして隣接するマイクロレンズ２は、Ｘ軸方向にピッチｐ、Ｙ軸方向にピッチｑを有して配列されている。ただし、このピッチｐは３次元微細構造物１のピッチｗに対して僅かな差（ピッチ差）を有したものとなっている。このピッチｐとピッチｑも等距離としてもよい。なお、マイクロレンズ２のピッチｑについても、３次元微細構造物１のピッチｚと僅かな差（ピッチ差）を有して配列されている。

マイクロレンズ２の大きさは、数十〜数百μｍ程度の大きさに形成される。一方、マイ
クロレンズ２によって拡大される３次元微細構造物１は、マイクロレンズ２の大きさよりも小さく形成されることとなる。３次元微細構造物１は、秘匿性の都合上、直接目視したときに視認できない程度の大きさとすることが好ましい。

３次元微細構造物１とマイクロレンズ２の配列は、図３のような格子状配列に限らず、例えば、図４のような配列であってもよい。図４の例は、３次元微細構造物１、マイクロレンズ２が亀甲状に配列された例である。図４（ａ）に示されるように、Ｘ軸方向に隣接する３次元微細構造物１は、ピッチｗを有して配列される。そして、斜め方向に隣接する３次元微細構造物１に対してもピッチｗを有して配列されている。マイクロレンズ２も同様であって、図４（ｂ）に示されるようにＸ軸方向、斜め方向に隣接するマイクロレンズ２間はピッチｐを有して配列されている。本実施形態のセキュリティ媒体は、モアレ効果を利用することで複数の３次元微細構造物１の拡大表示像を重ねて観察者に提示することとしている。そのため、単位面積あたりに配置された３次元微細構造物やマイクロレンズが多いほど、表示像を鮮明なものとすることが可能となる。

では、図２に示した構成のセキュリティ媒体（タイプＡ）について、その表示原理を図５を用いて説明する。ここではＸ軸方向に隣接する３次元微細構造物１による表示原理を説明するが、Ｙ軸方向、あるいは、斜め方向に隣接する３次元微細構造物１に対しても同様の表示原理を利用することで、表示像をより鮮明なものとすることが可能となる。

タイプＡのセキュリティ媒体は、観察者側に近い側にマイクロレンズ２のレンズ面が配置され、観察者から遠い側に３次元微細構造物１が配置されたレイアウトとされている。図５には、マイクロレンズ２によって形成されるレンズ面と、３次元微細構造物１、並びに観察される実像が模式的に示されている。

３次元微細構造物１は、Ｚ軸方向すなわち観察者の観察方向において、マイクロレンズ２の略焦点位置に配置される。略焦点位置とは、観察者が拡大された３次元微細構造物１を視認できる範囲の位置を意味するものであって、正確な焦点距離に対し約３０％範囲以内の位置のことをいう。隣接するマイクロレンズ２間のピッチをｐ、隣接する３次元微細構造物１間のピッチをｗ、３次元微細構造物１の直径をｈ、マイクロレンズ２の曲率半径の中心位置から３次元微細構造物１までの距離をｄ、３次元微細構造物１の実像とマイクロレンズ２の曲率半径の中心位置までの距離をＬ、観察される実像の直径をＨとする。なお、図はＺＸ平面内での主光線の様子を示したものとなっているが、拡大の様子を分かりやすくするため、３次元微細構造物１とその実像についてはＸＹ平面と平行な面の様子を示したものとしている。図２で説明したように、観察者は、Ｚ軸の正方向を観察方向としてセキュリティ媒体の観察することで、拡大された３次元微細構造物１の像を観察することが可能とされる。

図５のセキュリティ媒体の構成は、マイクロレンズ２のピッチｐよりも３次元微細構造物１のピッチｗが大きい場合（ｗ＞ｐ）の構成となっている。この場合、３次元微細構造物１は、マイクロレンズ２によって拡大像を形成する。所定の距離Ｌの位置では、ピッチ差（ｗ−ｐ）を起因として、隣接する拡大像が同じ位置あるいは略同じ位置に重なり合うことで実像を形成、すなわち、セキュリティ媒体に対して観察者側に像が形成される。これはいわゆるモアレ効果を利用したものであって、観察者は拡大された３次元微細構造物１を浮いた状態で観察することが可能となる。

このように拡大して観察される３次元微細構造物１の拡大率について検証しておく。図５において幾何学上の相似関係から（１−１）式を導くことができる。
ｗ（Ｌ＋ｄ）＝ｐ／Ｌ ・・・（１−１）
（１−１）式を変形すると、
Ｌ＝ｄｐ／（ｗ−ｐ） ・・・（１−２）

同様に、幾何学上の相似関係から（１−３）式を導くことができる。
Ｈ＝Ｌｈ／ｄ ・・・（１−３）
（１−３）式を変形すると、
Ｌ＝Ｈｄ／ｈ ・・・（１−４）

（１−２）式と（１−４）式から、観察される３次元微細構造物１の拡大率αは（１−５）式にて表すことができる。
α＝Ｈ／ｈ＝ｐ／（ｗ−ｐ）・・・（１−５）

以下に、図５のセキュリティ媒体について、拡大率αと観察される像の大きさＨの数値実施例を記載しておく。何れの場合も３次元微細構造物１の大きさｈ（直径）を９０μｍ、３次元微細構造物のピッチｗを９８．９μｍに固定している。

表１から分かるようにピッチ差が小さくなるほど、拡大率α、観察像の大きさは共に大きくなることが分かる。また、１μｍのピッチ差が拡大率に大きく影響を及ぼすこともみてとれる。３次元微細構造物１とマイクロレンズ２とのピッチ差を精密に異ならせて製造することは難しいため、その複製を困難な状態とし、容易に偽造や改ざんを行うことを防止することが可能となる。

図６は、図５と同様、観察者側にマイクロレンズ２が配置されているセキュリティ媒体（タイプＡ）であって、３次元微細構造物１のピッチｗよりもマイクロレンズ２のピッチｐが大きい場合（ｐ＞ｗ）の構成となっている。図６には、マイクロレンズ２によって形成されるレンズ面と、３次元微細構造物１、並びに観察される虚像が模式的に示されている。

３次元微細構造物１は、観察者の観察方向において、マイクロレンズ２の略焦点位置に配置される。略焦点位置とは、観察者が拡大された３次元微細構造物１を視認できる範囲の位置を意味するものであって、正確な焦点距離に対し約３０％範囲以内の位置のことをいう。隣接するマイクロレンズ２間のピッチをｐ、隣接する３次元微細構造物１間のピッチをｗ、３次元微細構造物１の直径をｈ、マイクロレンズ２の曲率半径の中心位置から３次元微細構造物１までの距離をｄ、３次元微細構造物１から実像までの距離をＬ、観察される実像の直径をＨとする。

この場合、３次元微細構造物１は、マイクロレンズ２によって拡大像を形成する。このとき所定の距離Ｌの位置では、ピッチ差（ｐ−ｗ）を起因として、隣接する拡大像が同じ位置あるいは略同じ位置に重なり合うことで虚像を形成する。すなわち、セキュリティ媒体に対して観察者と反対側に像を形成する。観察者は拡大された３次元微細構造物１を沈んだ状態で観察することが可能となる。

このように拡大して観察される３次元微細構造物１の拡大率について検証しておく。図６において幾何学上の相似関係から（２−１）式を導くことができる。
ｗ／Ｌ＝ｐ／（Ｌ＋ｄ） ・・・（２−１）
（２−１）式を変形すると、
Ｌ＝ｄｗ／（ｐ−ｗ） ・・・（２−２）

同様に、幾何学上の相似関係から（２−３）式を導くことができる。
ｄ／ｈ＝（ｄ＋Ｌ）／Ｈ ・・・（２−３）
（２−３）式を変形すると、
Ｌ＝ｄ（Ｈ／ｈ−１） ・・・（２−４）

（２−２）式と（２−４）式から、観察される３次元微細構造物１の拡大率αは（２−５）式にて表すことができる。
α＝Ｈ／ｈ＝ｐ／（ｐ−ｗ）・・・（２−５）

図２に示されるようなタイプＡのセキュリティ媒体では、観察者側に配列されたマイクロレンズ２を介して、観察側に対して反対側（観察者側からみて遠い側）に配列された３次元微細構造物の実像あるいは虚像を拡大観察することが可能とされている。本実施形態のセキュリティ媒体は、このような構成（タイプＡ）のみならず、次のような構成（タイプＢ）を採用することもできる。

図７は、本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（タイプＢ）の構成を示す模式図であって、セキュリティ媒体の一部を拡大した斜視図となっている。本実施形態のセキュリティ媒体５は、ＸＹ平面上に配列された３次元微細構造物１と、ＸＹ平面上に配列されたマイクロミラーレンズ３によって、拡大された３次元微細構造物１の実像もしくは虚像を観察者に観察させることを可能としている。

３次元微細構造物１の配列（３次元微細構造物アレイ）、マイクロミラーレンズ３の配列（マイクロミラーレンズアレイ）は、図７、図３に示すように格子状あるいは図４で説明したように亀甲状にて配置される。本実施形態の３次元微細構造物１並びにそれが配置されたシートは透明部材によって構成されている。一方、マイクロミラーレンズ３は、Ｚ軸負の方向に凹面を向けた反射面を有し、観察方向（Ｚ軸負側から正側に向かう方向）から入射する光を反射させる。マイクロミラーレンズ３で反射された光は、３次元微細構造物１を透過し、観察者に対して３次元微細構造物１の実像もしくは虚像を拡大表示する。

図８は、観察者側に３次元微細構造物１が配置されたセキュリティ媒体（タイプＢ）であって、３次元微細構造物１のピッチｗよりもマイクロミラーレンズ３のピッチｐが大きい場合（ｐ＞ｗ）の構成となっている。図８には、マイクロミラーレンズ３によって形成されるミラー面と、３次元微細構造物１、並びに観察される実像が模式的に示されている。

３次元微細構造物１は、観察者の観察方向において、マイクロミラーレンズ３の略焦点位置に配置される。略焦点位置とは、観察者が拡大された３次元微細構造物１を視認できる範囲の位置を意味するものであって、正確な焦点距離に対し約３０％範囲以内の位置の
ことをいう。隣接するマイクロミラーレンズ３間のピッチをｐ、隣接する３次元微細構造物１間のピッチをｗ、３次元微細構造物１の直径をｈ、マイクロミラーレンズ３の曲率半径の中心位置から３次元微細構造物１までの距離をｄ、３次元微細構造物１からその実像までの距離をＬ、観察される実像の直径をＨとする。図７に示されるように、観察者は、Ｚ軸の正方向を観察方向としてセキュリティ媒体の観察することで、拡大された３次元微細構造物１の像を観察することが可能とされる。

この場合、マイクロミラーレンズ３から射出される反射光は、３次元微細構造物１を透過して拡大像を形成する。このとき所定の距離Ｌの位置では、ピッチ差（ｐ−ｗ）を起因として、隣接する拡大像が同じ位置あるいは略同じ位置に重なり合うことで実像を形成する。これもタイプＡのセキュリティ媒体と同様、モアレ効果を利用したものであって、観察者は、拡大された３次元微細構造物１を浮いた状態で観察することが可能となる。

このように拡大して観察される３次元微細構造物１の拡大率について検証しておく。図８において幾何学上の相似関係から（３−１）式を導くことができる。
ｗ／Ｌ＝ｐ／（Ｌ＋ｄ） ・・・（３−１）
（２−１）式を変形すると、
Ｌ＝ｄｗ／（ｐ−ｗ） ・・・（３−２）

同様に、幾何学上の相似関係から（３−３）式を導くことができる。
ｄ／ｈ＝（ｄ＋Ｌ）／Ｈ ・・・（３−３）
（２−３）式を変形すると、
Ｌ＝ｄ（Ｈ／ｈ−１） ・・・（３−４）

（３−２）式と（３−４）式から、観察される３次元微細構造物１の拡大率αは（３−５）式にて表すことができる。
α＝Ｈ／ｈ＝ｐ／（ｐ−ｗ）・・・（３−５）

一方、図９は、図８と同様、観察者側に３次元微細構造物１が配置されているセキュリティ媒体（タイプＢ）であって、マイクロミラーレンズ３のピッチｐよりも３次元微細構造物１のピッチｗが大きい場合（ｗ＞ｐ）の構成となっている。図９には、マイクロミラーレンズ３によって形成されるミラー面と、３次元微細構造物１、並びに観察される虚像が模式的に示されている。

３次元微細構造物１は、観察者の観察方向において、マイクロミラーレンズ３の略焦点位置に配置される。略焦点位置とは、観察者が拡大された３次元微細構造物１を視認できる範囲の位置を意味するものであって、正確な焦点距離に対し約３０％範囲以内の位置のことをいう。隣接するマイクロミラーレンズミラー３間のピッチをｐ、隣接する３次元微細構造物１間のピッチをｗ、３次元微細構造物１の直径をｈ、マイクロミラーレンズミラー３の曲率半径の中心位置から３次元微細構造物１までの距離をｄ、３次元微細構造物１からその虚像までの距離をＬ、観察される実像の直径をＨとする。

この場合、マイクロミラーレンズ３から射出された反射光は、３次元微細構造物１を透過して拡大像を形成する。所定の距離Ｌの位置では、ピッチ差（ｗ−ｐ）を起因として、隣接する拡大像が同じ位置あるいは略同じ位置に重なり合うことで虚像を形成する。観察者は拡大された３次元微細構造物１を沈んだ状態で観察することが可能となる。

このように拡大して観察される３次元微細構造物１の拡大率について検証しておく。図９において幾何学上の相似関係から（４−１）式を導くことができる。
ｗ／Ｌ＝ｐ／（Ｌ−ｄ） ・・・（４−１）
（１−１）式を変形すると、
Ｌ＝ｄｗ（ｗ−ｐ） ・・・（４−２）

同様に、幾何学上の相似関係から（４−３）式を導くことができる。
h／ｄ＝Ｈ／（Ｌ−ｄ） ・・・（４−３）
（４−３）式を変形すると、
Ｌ＝ｄ（Ｈ／ｈ＋１） ・・・（４−４）

（４−２）式と（４−４）式から、観察される３次元微細構造物１の拡大率αは（４−５）式にて表すことができる。
α＝Ｈ／ｈ＝ｐ（ｐ−ｗ） ・・・（４−５）

タイプＡ、タイプＢのセキュリティ媒体それぞれについて、ｗ＞ｐの場合と、ｗ＜ｐの場合の拡大率について検討したが、次にｗ＞ｐの場合（ケース１）、ｗ＜ｐの場合（ケース２）のそれぞれについて、３次元微細構造物のピッチｗの好適とされる範囲について検討する。ここではマイクロレンズ２を使用したタイプＡについて検討するが、マイクロミラーレンズ３を用いたタイプＢについても同様である。

まず、ｗ＞ｐの場合（ケース１）について３次元微細構造物１のピッチｗの上限、下限について説明する。
３次元微細構造物１に対するピッチ差（ｗ−ｐ）の比率をＡ［％］とすると、
３次元微細構造物１に対するマイクロレンズ２のピッチ差は、
ｗ−ｐ＝ｗ×Ａ／１００ ・・・（５−１）
で表すことができる。このピッチ差を用いてマイクロレンズ２のピッチｐは、
ｐ＝ｗ（１−Ａ／１００） ・・・（５−２）
と表すことができる。

ケース１の場合、拡大率αは（１−５）式で表すことができる。ピッチｗ内に位置する３次元微細構造物１は、ピッチｗと拡大率αの積となる大きさβを上限として観察されることとなる。
β＝ｗ×α＝ｗ（ｐ／ｗ−ｐ） ・・・（５−３）

観察時における大きさβを２０００［μｍ］（２［ｍｍ］）以上の大きさに設定することを考えると（５−３）式から
ｗ（ｐ／ｗ−ｐ）≧２０００ ・・・（５−３）’
の関係が必要となる。（５−３）’式に（５−２）式を代入すると、
１００ｗ／（２０００＋ｗ）≧Ａ ・・・（５−３）’’
なる関係が得られ、３次元微細構造物１に対するピッチ差（ｗ−ｐ）の比率Ａは、３次元微細構造物１のピッチｗに依存することが分かる。

図１０は、（５−３）’’をグラフ化した図であって、ｗ＞ｐの場合（ケース１）における３次元微細構造物のピッチｗと、ピッチｗに対するピッチ差（ｗ−ｐ）の比率Ａを示した図である。実線は（５−３）’’において、大きさβがちょうど２０００［μｍ］となる値を示している。この実線よりも下方、図ではドットが付された領域内では大きさβは２０００［μｍ］よりも大きい値となる。

３次元微細構造物１のピッチｗの上限は３００［μｍ］以下に設定することが好ましい。３次元微細構造物１のピッチｗを３００［μｍ］以上とすると、レンズ等の拡大手段を用いなくてもピッチｗ内に配置される３次元構造物１を目視で容易に観察可能となる。したがって、偽造や改ざんを防止する上では目視で観察できない大きさにピッチｗを設ける
ことが好ましい。さらに好ましくは、ピッチｗの上限を１００［μｍ］に設定することとする。目視での観察をより困難な状態とし、偽造、改ざんをさらに抑制することが可能となる。

一方、マイクロレンズ２のピッチｐは、３次元微細構造物１のピッチｗと同様に３００［μｍ］以下とすることが好ましく、１００［μｍ］以下の大きさに設定することがさらに好ましい。観察される実像または虚像は１個のマイクロレンズ２を１画素として観察される。ピッチｐが３００［μｍ］以上になると画素が粗くなり解像度の低い観察像となってしまう。一方、ピッチｐが１００［μｍ］以下では画素が目視でほとんど見えなくなり解像度の高い像を提供することが可能となる。

また３次元微細構造物１のピッチｗの下限は１０［μｍ］とすることが好ましい。これは、ピッチ差（ｗ−ｐ）の比率Ａを理由とするものである。本実施形態ではモアレ効果を利用して像を拡大する関係上、３次元微細構造物１とマイクロレンズ２のピッチ差が重要である。しかしながら、ピッチ差の比率Ａは０．５［％］以上の精度で合わせ込むことは困難である。したがって、３次元微細構造物１のピッチｗの下限は、β＝２０００［μｍ］におけるピッチ差の比率Ａ＝０．５［％］としたときの値である１０［μｍ］に設定することが好ましい。

次に、ｗ＜ｐの場合（ケース２）について３次元微細構造物１のピッチｗの上限、下限について説明する。
３次元微細構造物１のピッチｗに対するピッチ差（ｐ−ｗ）の比率をＡ［％］とすると、
３次元微細構造物１のピッチｗに対するマイクロレンズ２のピッチ差は、
ｐ−ｗ＝ｗ×Ａ／１００ ・・・（６−１）
で表すことができる。このピッチ差を用いてマイクロレンズ２のピッチｐは、
ｐ＝ｗ（１＋Ａ／１００） ・・・（６−２）
と表すことができる。

ケース２の場合、拡大率αは（２−５）式で表すことができる。ピッチｗ内に位置する３次元微細構造物１は、ピッチｗと拡大率αの積となる大きさβを上限として観察されることとなる。
β＝ｗ×α＝ｗ（ｐ／ｐ−ｗ） ・・・（６−３）

観察時における大きさβを２０００［μｍ］（２［ｍｍ］）以上の大きさに設定することを考えると（６−３）式から
β＝ｗ（ｐ／ｐ−ｗ）≧２０００ ・・・（６−３）’
の関係が必要となる。（６−３）’式に（６−２）式を代入すると、
β＝１００ｗ／（２０００−ｗ）≧Ａ ・・・（６−３）’’
なる関係が得られ、３次元微細構造物１に対するピッチ差（ｐ−ｗ）の比率Ａは、ケース１の場合と同様、３次元微細構造物１のピッチｗに依存することが分かる。

図１１は、（６−３）’’をグラフ化した図であって、ｗ＜ｐの場合（ケース２）における３次元微細構造物のピッチｗと、ピッチｗに対するピッチ差（ｐ−ｗ）の比率Ａを示した図である。実線は（６−３）’’において、大きさβがちょうど２０００［μｍ］となる値を示している。この実線よりも下方、図ではドットが付された領域内では大きさβは２０００［μｍ］よりも大きい値となる。

ケース１の場合と同様、３次元微細構造物１のピッチｗの上限は、偽造や改ざん抑制の観点から３００［μｍ］以下に設定することが好ましい。さらには１００［μｍ］に設定
することが好ましい。

また、ケース１の場合と同様、マイクロレンズ２のピッチｐについては、３００［μｍ］以下の大きさに設定することが好ましく、１００［μｍ］以下の大きさに設定することがさらに好ましい。

また、ケース２の場合、３次元微細構造物１のピッチｗの下限は１０［μｍ］とすることが好ましい。これはケース１の場合と同様、ピッチ差の比率Ａを０．５［％］以上に合わせ込むことが困難であることを理由としている。したがって、３次元微細構造物１のピッチｗの下限は、β＝２０００［μｍ］におけるピッチ差の比率Ａ＝０．５［％］としたときの値である１０［μｍ］に設定することが好ましい。

では、本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体の製造過程（製造方法）、並びに、その構成の実施例を説明する。本実施形態のセキュリティ媒体は、３次元微細構造物１もしくはマイクロレンズ２（マイクロミラーレンズミラー３）のどちらか一方を、２枚のプラスチックシートで挟持一体化することで、挟持された対象物の取り出し、及び、その複製を困難な状態しとし、容易に偽造や改ざんを行うことを防止することが可能となる。

（実施例１）
図１２には、セキュリティ媒体（タイプＡ）の製造過程及びその構成が示されている。図１２（ａ）はセキュリティ媒体の製造過程を、また、図１２（ｂ）はセキュリティ媒体の構成（図１におけるＡ−Ａ’間のＺＸ平面での断面図）が示されている。なお、図１において実際に利用可能なセキュリティカード４を構成する場合、図１２に図示した以外の層が設けられる場合がある。

実施例１のセキュリティ媒体は、２枚のプラスチックシート３１、３２の間に３次元微細構造物１を有する３次元微細構造物シート１０を挟持一体化することで形成される。まず、この３次元微細構造物シート１０の製造過程について説明する。

工程１：Ｓｉ基板の上にポジレジスト（東京応化工業社製ＰＭＥＲ Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ）を２０μｍの膜厚で塗布し、フォトマスクを介して、ステッパ露光、現像処理、Ａｌスパッタを施し、１つ９０μｍの大きさ（高さ５μｍ）の３次元微細構造物１を有する凹凸パターンを２０ｍｍ×２０ｍｍのエリア内にＸ方向９９μｍ、Ｙ方向９９μｍピッチで配列したレジスト原版を作製する。

工程２：工程１で作製したレジスト原版の上にＵＶ硬化樹脂１２を滴下し、ＰＥＴなどを材料とする基材１１を被せた後、３６５ｎｍのＵＶ（紫外線）を照射して硬化させ、レジスト原版から剥離することで表面に３次元微細構造物１が形成された複製版を作製する。なお、基材１１、ＵＶ硬化樹脂１２は、使用時において光を透過できるよう透明な材質が選定される。また工程２で作製した複製版を原版として、工程２と同様の工程を複数回繰り返すことで、複製版の複製版や複製版の複製版の複製版を作製し、工程３で用いてもよい。大量生産時に、工程１で作製したレジスト原版を繰り返し使う必要がなくなり、生産性が向上するためである。

工程３：工程２の複製版の３次元微細構造物１の表面に反射層１３を形成する。本実施形態では、Ａｌ（アルミニウム）を約３０ｎｍスパッタすることで３次元微細構造物１の表面に反射層１３を形成している。反射層１３は、このようにＡｌなどの金属層を設けることなどで完全反射型とする構成以外に、高屈折率層、薄い金属層、あるいは多層膜を設けることで半透過型とすることとしてもよい。

工程４：抜き刃を用いて、工程３で反射層１３が形成された複製版を１５ｍｍ×１５ｍｍに打ち抜き、３次元微細構造物シート１０が作製される。

本実施形態では、このように３次元微細構造物１の形成にあたり、光硬化性樹脂としてＵＶ硬化樹脂を用いることとしたが、このほか材料には熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂を用いることや、製法には熱プレスを用いて形成することとしてもよい。

このような工程で作製された３次元微細構造物シート１０は、２枚のプラスチックシート３１、３２に挟持され、熱インプリント装置にて熱プレスすることでカード化、すなわち、図１に示されるような実際に使用されるセキュリティカード４と同じ面形状を有するセキュリティ媒体５として作製される。その際、本実施形態では熱プレスを行う際に、マイクロレンズ２を同時にプラスチックシート３１上に賦形することで、工程の簡略化が図られている。

２枚のプラスチックシート３１、３２間で挟持一体化される３次元微細構造物シートの位置、特に３次元微細構造物のＺ軸方向の位置は、プラスチックシート３１の厚みを選択することで制御することが可能である。図５、図６で説明したように距離ｄを含むレンズ面と３次元微細構造物１のＺ軸方向の位置合わせは、ぼけの少ない像を形成するために重要である。挟持一体化の過程、すなわち熱プレスを経た完成後のセキュリティ媒体からは、レンズ面と３次元微細構造物１の距離を特定することは困難となるため、このような製造工程は、複製防止効果に役立つこととなる。

マイクロレンズ２の賦形は、熱プレスする際に使用される金型５１に賦形されたマイクロレンズ賦形部５２によって行われる。本実施形態では、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさのＳＵＳ板の表面に版面形成用の銅めっき層を設け、銅めっき層にエッチングによってマイクロレンズを形成後、クロムめっきを施して、１５ｍｍ×１５ｍｍのエリア（マイクロレンズ賦形部５２）内にＸ方向１００μｍ、Ｙ方向１００μｍピッチで多数配列したマイクロレンズ２の金型５１（原版）を作製した。

セキュリティ媒体は、工程１〜工程４の製造工程で作製された３次元微細構造物シート１０を２枚のプラスチックシート３１間に挟んだ状態で、マイクロレンズ賦形部５２を有する金型５１と金型５０との間で熱プレスすることでカード化される。その際、３次元微細構造物シート１０上にマイクロレンズ賦形部５２が位置するように金型５１の位置決めされる。

このように作製されたセキュリティ媒体において、マイクロレンズ２部分を観察することで拡大された３次元微細構造物１を観察することができた。

また、このように３次元微細構造物１の観察面を、透明材料であるＵＶ硬化樹脂１２に形成された凹凸パターンと、凹凸パターンの表面に形成された反射層１３の境界面で形成することにより、マイクロレンズ２から入射する光は、レジスト原版でＵＶ硬化樹脂１２に賦形された３次元微細構造物１の表面で直接反射して、観察者に拡大像を提示する。観察者は、賦形時における３次元微細構造物１の形を観察することとなり、エッジ鈍り等を抑えた先鋭な形状を観察することが可能となる。なお、本発明における透明材料において、「透明」とは、観察環境にて使用される光の透過度が高度に高いものだけではなく、観察者が３次元微細構造物１の観察面を観察可能な程度であるものも含むものである。

（実施例２）
図１３には、セキュリティ媒体（タイプＢ）の製造過程及びその構成が示されている。図１３（ａ）〜（ｃ）はセキュリティ媒体の製造過程を、また、図１３（ｄ）はセキュリ
ティ媒体の構成（図１におけるＡ−Ａ’間のＺＸ平面での断面図）が示されている。なお、図１において実際に利用可能なセキュリティカード４を構成する場合、図１３に図示した以外の層が設けられる場合がある。

実施例２のセキュリティ媒体は、２枚のプラスチックシート３１、３２の間にマイクロミラーレンズ３を有するマイクロミラーレンズシート２０を挟持一体化することで形成される。まず、このマイクロミラーレンズシート２０の製造過程について説明する。

工程１：Ｓｉ基板の上にポジレジスト（東京応化工業社製ＰＭＥＲ Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ）を２０μｍの膜厚で塗布し、フォトマスクを介して、ステッパ露光、現像処理、Ａｌスパッタを施し、２０ｍｍ×２０ｍｍのエリア内に、Ｘ方向１００μｍ、Ｙ方向１００μｍピッチで多数配列したマイクロレンズアレイの原版を作製する。

工程２：工程１で作製したマイクロレンズアレイの原版の上にＵＶ硬化樹脂２２を滴下し、ＰＥＴなどを材料とする基材２１を被せた後、３６５ｎｍのＵＶ(紫外線)を照射して硬化させ、レジスト原版から剥離することで表面にマイクロミラーレンズ３の原型を有する複製版を作製する。なお、基材２１、ＵＶ硬化樹脂２２は、使用時において光を透過できるよう透明な材質が選定される。また工程２で作製した複製版を原版として、工程２と同様の工程を複数回繰り返すことで、複製版の複製版や複製版の複製版の複製版を作製し、工程３で用いてもよい。大量生産時に、工程１で作製したレジスト原版を繰り返し使う必要がなくなり、生産性が向上するためである。

工程３：工程２の複製版のマイクロミラーレンズ３の表面に反射層２３を形成する。本実施形態では、Ａｌ（アルミニウム）を約３０ｎｍスパッタすることでマイクロミラーレンズ３の表面に反射層１３を形成している。前述した実施例と同様、反射層１３には、完全反射型、半透過型、どちらを採用することとしてもよい。

工程４：抜き刃を用いて、工程３で反射層１３が形成された複製版を１５ｍｍ×１５ｍｍに打ち抜き、マイクロミラーレンズシート２０が作製される。

このような工程で作製されたマイクロミラーレンズシート２０は、２枚のプラスチックシート３１、３２に挟持され、熱インプリント装置にて熱プレスすることで、図１４（ｂ）に示されるようなプラスチックシート３１、３２の間にマイクロミラーレンズシート２０を挟持一体化されたシートが形成される。本実施形態では、このように作製されたシート上に３次元微細構造物１を賦形することで、セキュリティ媒体が作製される。

Ｓｉ基板の上にポジレジスト（東京応化工業社製ＰＭＥＲ Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ）を２０μｍの膜厚で塗布し、フォトマスクを介して、ステッパ露光、現像処理、Ａｌスパッタを施し、１５ｍｍ×１５ｍｍのエリア内（３次元微細構造物賦形部５３）に、１つ９０μｍの大きさ（高さ４μｍ）の凹凸パターンからなる３次元微細構造物１をＸ方向９９μｍ、Ｙ方向９９μｍピッチで配列した３次元微細構造物１のレジスト原版を作製する。

作製されたレジスト原版にＵＶ硬化樹脂を滴下し、上から青板ガラスを被せて、ＵＶ光を照射して硬化させ、レジスト原版から剥離して複製版５４を作製する。

図１３（ｂ）のシート上にＵＶ硬化樹脂を滴下し、マイクロレンズ２が形成されている位置に複製版５４を重ねて位置合わせし、青板ガラス５５側からＵＶ光を照射して硬化させ、複製版５４を剥離することで、シート上に３次元微細構造物１が賦形され、セキュリティ媒体が完成する。図１３（ｃ）には、その工程が、また、図１３（ｄ）には完成時のセキュリティ媒体の様子が示されている。

このように作製されたセキュリティ媒体において、マイクロミラーレンズ３からの反射光にて拡大された３次元微細構造物１を観察することができた。

また、このようなマイクロミラーレンズ３の裏面、すなわち、観察側とは反対側に反射層２３が設けられることで、設計時の反射光光路を略再現することが可能となり、歪みの少ない３次元微細構造物１の像を観察者に提示することが可能となる。

また、このようにマイクロミラーレンズ３の反射面を、透明材料であるＵＶ硬化樹脂２２に形成された凹凸パターンと、凹凸パターンの表面に形成された反射層２３の境界面で形成することにより、マイクロミラーレンズ３の設計時の反射光光路を略再現することが可能となり、歪みの少ない３次元微細構造物１の像を観察者に提示することが可能となる。なお、本発明における透明材料において、「透明」とは、観察環境にて使用される光の透過度が高度に高いものだけではなく、マイクロミラーレンズ３による反射光にて、観察者が３次元微細構造物１を観察可能な程度であるものも含むものである。

（実施例３）
図１４は、本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（タイプＡ）の別の構成を示す図であって、紙幣や有価証券などにラベルとして貼着する形態となっている。以下に、この製造工程を説明する。

工程１：Ｓｉ基板の上にポジレジスト（東京応化工業社製ＰＭＥＲ Ｐ−ＬＡ９００ＰＭ）を１０μｍの膜厚で塗布し、フォトマスクを介して、ステッパ露光、現像処理、ポストベークを施し、１つ９０μｍの大きさ（凹凸方向の深さ約４μｍ）の凹凸パターンを有する３次元微細構造物を２０ｍｍ×２０ｍｍのエリア内にＸ方向９９μｍ、Ｙ方向９９μｍピッチで配列した３次元微細構造物１の原版を作製する。

工程２：１５０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさのＳＵＳ板の表面に版面形成用の銅めっき層を設け、銅めっき層にエッチングによってマイクロレンズを形成後、クロムめっきを施して、２０ｍｍ×２０ｍｍのエリア内にＸ方向１００μｍ、Ｙ方向１００μｍピッチで配列したマイクロレンズ２の原版を作製する。

工程３：プラスチックシートなど１枚の基材４１の両側に、工程１と工程２で作製した原版が対面になるように配置して熱プレスすることで、基材４１の両面に３次元微細構造１とマイクロレンズ２が賦形される。

工程４：工程３で作製した複製版の３次元微細構造の表面（観察する方向と逆側）に反射層４２を形成する。本実施形態では、Ａｌ（アルミ）を約５０ｎｍスパッタすることで３次元微細構造物１の表面に反射層４２を形成している。このようにマイクロレンズ２と３次元微細構造物１が１枚の基材に設けられた形態においても、３次元微細構造物１の観察面は、透明材料であるＵＶ硬化樹脂１２に形成された凹凸パターンと、凹凸パターンの表面に形成された反射層で形成されているため、３次元微細構造物１の原版によって形成された形状を直接観察することが可能となっている。なお、前述した実施例と同様、反射層１３には、完全反射型、半透過型、どちらを採用することとしてもよい。

工程５：反射層４２側にヒートシール６１を約５μｍ塗布し、有価証券などの被着体３３に貼付可能な構成としている。

工程６：工程５の中のマイクロレンズアレイと３次元微細構造のパターン部分を１５ｍｍ×１５ｍｍで打ち抜くことで、貼付可能なラベル形態としてのセキュリティ媒体が完成
する。

このような工程で完成したセキュリティ媒体は、有価証券などに貼付することで真贋判定に利用することが可能となる。セキュリティ媒体のマイクロレンズ２を介して観察することで、拡大された３次元微細構造物１を観察することが可能となる。

（実施例４）
図１５には本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（タイプＢ）の別の構成が示されている。製造過程は実施例３とほぼ同様であって、２つの原版で挟むことで基材４１の両面にマイクロミラーレンズ３と３次元微細構造物１が形成される。このタイプＢの実施例ではマイクロミラーレンズ３側に反射層４２が形成される。このようにタイプＢのセキュリティ媒体についても、マイクロミラーレンズ３の反射面を、透明材料であるＵＶ硬化樹脂２２に形成された凹凸パターンと、凹凸パターンの表面に形成された反射層２３の境界面で形成することにより、設計時の反射光光路を略再現することが可能となり、歪みの少ない３次元微細構造物１の像を観察者に提示することが可能となる。

実施例３、実施例４は１枚の基材の両面に３次元微細構造物１と、マイクロレンズ２もしくはマイクロミラーレンズ３を設けることとしているが、これら両面に設けられる光学要素を異なる２枚のシートによって構成し、互いに貼り合わせることでセキュリティ媒体を構成してもよい。

（実施例５）
図１６には、本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（タイプＡ）のさらに別の構成が示されている。この実施例のセキュリティ媒体は、マイクロレンズシート７０と３次元微細構造物シート１０を粘着層６２を介して互いに貼り合わせることで構成されている。マイクロレンズシート７０、３次元微細構造物シート１０は、それぞれ基材７１、１１上にＵＶ硬化樹脂を設けて構成されており、図１２で説明した３次元微細構造物シート１０、図１３で説明したマイクロミラーレンズシート２０と同様の製造過程で作製することができる。

また、このタイプＡのセキュリティ媒体では、３次元微細構造物シート１０に形成される３次元微細構造物１の観察面は、透明材料であるＵＶ硬化樹脂１２に形成された凹凸パターンと、凹凸パターンの表面に形成された反射層で形成されており、原版などで形成された３次元微細構造物１の形状を直接観察することが可能となっている。

（実施例６）
図１７には、本発明の実施形態に係るセキュリティ媒体（タイプＢ）のさらに別の構成が示されている。このタイプＢの実施例ではマイクロミラーレンズ３側に反射層２３が設けられる。このようにタイプＢのセキュリティ媒体についても、マイクロミラーレンズ３の反射面を、透明材料であるＵＶ硬化樹脂２２に形成された凹凸パターンと、凹凸パターンの表面に形成された反射層２３の境界面で形成することにより、設計時の反射光光路を略再現することが可能となり、歪みの少ない３次元微細構造物１の像を観察者に提示することが可能となる。

なお、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。

１…３次元微細構造物
２…マイクロレンズ
３…マイクロミラーレンズ
４…セキュリティカード
５…セキュリティ媒体
１０…３次元微細構造物シート
１１…基材
１２…ＵＶ硬化樹脂
１３…反射層
１５…観察者の眼
１５ａ…観察方向
２０…マイクロミラーレンズシート
２１…基材
２２…ＵＶ硬化樹脂
２３…反射層
３１、３２…プラスチックシート
３３…被着体
４１…基材（プラスチックシート）
４２…反射層
５０…金型（基台）
５１…金型
５２…マイクロレンズ賦形部
５３…３次元微細構造物賦形部
６１…ヒートシール
６２…粘着層
７０…マイクロレンズシート
７１…基材
７２…ＵＶ硬化樹脂

Claims (4)

1. マイクロレンズが第１のピッチで配列されたマイクロレンズアレイと、
   前記マイクロレンズの焦点位置に配置された３次元微細構造物が、前記第１のピッチとは異なる第２のピッチで配列された３次元微細構造物アレイと、を備え、
   前記３次元微細構造物の観察面は、透明材料に形成された凹凸パターンと、前記凹凸パターンの表面に形成された反射層で形成されていることを特徴とする
   セキュリティ媒体。
2. 第１のピッチで配列された複数のマイクロミラーレンズを有するマイクロミラーレンズアレイと、
   前記マイクロミラーレンズの焦点位置に配置された３次元微細構造物が、前記第１のピッチとは異なる第２のピッチで配列された３次元構造物アレイと、を備え、
   前記マイクロミラーレンズの反射面は、透明材料に形成された凹凸パターンと、前記凹凸パターンの表面に形成された反射層で形成されることを特徴とする
   セキュリティ媒体。
3. 前記反射層は、金属層、高屈折率層にて形成されることを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載のセキュリティ媒体。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載のセキュリティ媒体を用いて真贋判定を行うことを特徴とする
   真贋判定方法。

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