JP6037103B2

JP6037103B2 - 凹凸構造体

Info

Publication number: JP6037103B2
Application number: JP2012116214A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　慎一郎; 慎一郎鈴木; 秀一奥野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-05-22
Also published as: JP2013242454A

Description

本発明は、物品等に貼付又は転写することで、物品の偽造を防止する凹凸構造体に関するものである。

従来から、キャッシュカード、クレジットカード、小切手カード等のカード類、金券類、身分証明書、重要書類等のような認証とともに偽造防止を必要とする物品に対して、各種の偽造防止手段が図られている。例えば、回折格子を使用した表示体を用いて物品の真偽を確認するものや、回折格子表示体と散乱構造体を同一画面上で構成した偽造防止媒体が開示されている（特許文献１）。

また、フーリエ変換した原画像の位相情報を多値化し、深さとして記録することで、レーザー光を照射することにより、目視できない情報が再現する構造体が開示されている（特許文献２）。

特開２００７−２１９５５１号公報特開２００４−２１２９２７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された偽造防止媒体は、散乱構造の白さを利用して図柄を構成しているため、単に図柄が白いか否かが真偽判定のポイントとなっている。そのため、見た目に同じ様に見える散乱構造を作成することができれば、媒体を偽造されるおそれがある。

本発明は、デザイン性に優れ、偽造防止性が高く、セキュリティ的にも信頼性が高い凹凸構造体を提供する。

上記目的を達成する本発明の凹凸構造体は、所定の波長の光を照射することにより回折光が生じ特定の情報を表示する基本散乱構造を有し、前記基本散乱構造は、第１元画像に対応する第１基本散乱構造と、前記第１元画像とは観察可能な角度が異なる第２元画像に対応し、前記第１基本散乱構造と異なる角度で構成される第２基本散乱構造と、を含み、前記第１元画像の輝度に対応して、前記第１基本散乱構造の基本領域に対する面積が設定され、前記第２元画像の輝度に対応して、前記第２基本散乱構造の基本領域に対する面積が設定され、前記第１基本散乱構造及び前記第２基本散乱構造の集合から構成され、前記第１基本散乱構造に前記所定の波長の光を照射することにより、第１隠し画像が観察され、前記第２基本散乱構造に前記所定の波長の光を照射することにより、第２隠し画像が前記第１隠し画像とは異なる角度で観察され、前記第１基本散乱構造及び前記第２基本散乱構造は、所定の領域内で少なくとも一部が交互に配置されることを特徴とする。

また、前記第２基本散乱構造は、前記第１基本散乱構造を９０°回転させた構造であることを特徴とする。

また、前記基本散乱構造は、前記特定の情報に対応するデータをフーリエ変換し、その位相情報を多値化して深さとして記録することを特徴とする。

本発明によれば、デザイン性に優れ、偽造防止性が高く、セキュリティ的にも信頼性が高い凹凸構造体を提供することが可能となる。

第１実施形態の第１元画像を示す図である。第１実施形態の第１元画像を階調化した画像を示す図である。第１実施形態の第２元画像を示す図である。第１実施形態の第２元画像を階調化した画像を示す図である。第１実施形態の隠し画像を示す図である。第１実施形態の隠し画像の第１基本散乱構造データを示す図である。第１実施形態の隠し画像の第２基本散乱構造データを示す図である。第１実施形態の元画像の画像データに隠し画像の基本散乱構造データを記録した凹凸構造体を示す図である。図８の第１元画像に対応する各階調部を拡大した図である。図８の第２元画像に対応する各階調部を拡大した図である。図８のＡの部分を拡大した図である。図８のＢの部分を拡大した図である。凹凸構造体を９０°回転した状態を示す図である。凹凸構造体に光源からレーザー光を照射した状態を示す図である。第２隠し画像を示す図である。第２実施形態の凹凸構造体の第２基本散乱構造の部分に光源Ｌからレーザー光を照射した状態を示す図である。第２実施形態の凹凸構造体の第１基本散乱構造の部分及び第２基本散乱構造の部分に跨がるように光源Ｌからレーザー光を照射した状態を示す図である。

以下、図面を参照にして本発明にかかる凹凸構造体について説明する。

図１は、第１実施形態の第１元画像１を示す図である。

本実施形態の第１元画像１は、コンピュータ上で電子情報として作製される図柄である。第１元画像１の画像データは、モノクロ画像のデータであり、カラーの画像をグレースケール化してモノクロに変換する。元々、モノクロの画像の場合には、そのままモノクロの第１元画像１の画像データを使用する。

図２は、第１実施形態の第１元画像を階調化した画像を示す図である。

第１元画像１は、ｎ段階に階調化され、第１階調化画像１１となる。第１実施形態の第１階調化画像１１は、４段階に階調した部分を有する。第１元画像第１階調部１１ａは輝度が低く、第１元画像第２階調部１１ｂ、第１元画像第３階調部１１ｃ、第１元画像第４階調部１１ｄとなるにつれて、輝度が高くなるように設定する。なお、何段階に階調化するかは適宜決定することができる。

図３は、第１実施形態の第２元画像２を示す図である。

第１実施形態の第２元画像２は、コンピュータ上で電子情報として作製される図柄である。第２元画像２の画像データは、モノクロ画像のデータであり、カラーの画像をグレースケール化してモノクロに変換する。元々、モノクロの画像の場合には、そのままモノクロの第２元画像２の画像データを使用する。

図４は、第１実施形態の第２元画像を階調化した画像を示す図である。

第２元画像２は、ｎ段階に階調化され、第２階調化画像２１となる。第１実施形態の第２階調化画像２１は、４段階に階調した部分を有する。第２元画像第１階調部２１ａは輝度が低く、第２元画像第２階調部２１ｂ、第２元画像第３階調部２１ｃ、第２元画像第４階調部２１ｄとなるにつれて、輝度が高くなるように設定する。なお、何段階に階調化するかは適宜決定することができる。

図５は、第１実施形態の隠し画像３を示す図である。

隠し画像３は、図１に示した第１元画像１及び図３に示した第２元画像２に対して、第１元画像１及び第２元画像２の特徴を損なわないように埋め込まれ、視認可能な第１元画像１及び第２元画像２とは別の情報をいう。隠し画像３は、所定の観察条件でのみ確認可能な画像、図形、又は文字等が好ましい。

図６は、第１実施形態の隠し画像３の第１基本散乱構造１２を示す図である。図７は、第１実施形態の隠し画像３の第２基本散乱構造２２を示す図である。

第１実施形態の第１基本散乱構造１２は、隠し画像３をフーリエ変換し、その位相情報を２値化して深さとして記録したものである。なお、フーリエ変換後の位相情報は、２値化に限らず、多値化して深さとして記録してもよい。この第１基本散乱構造１２は、レーザー光を照射すると、回折光の集合が特定の情報を持つように構成されている。本実施形態の第１基本散乱構造１２にレーザー光を照射すると、図５に示した「ＯＫ」の文字を観察することができる。

第１基本散乱構造１２は、指向性を持たせており、一見すると単なる黒色の図柄に見えるが、９０°回転させると白色の図柄に見える。また、レーザー光を照射すると、回折光の集合を観察することができるので、真偽の判定を行うことが可能となる。

第２基本散乱構造２２は、第１基本散乱構造１２と基本的な構造が同一であるが、第１基本散乱構造を９０°回転させた構造を有する。したがって、第２基本散乱構造１２は、一見すると単なる白色の図柄に見えるが、９０°回転させると黒色の図柄に見える。また、レーザー光を照射すると、回折光の集合を観察することができるので、真偽の判定を行うことが可能となる。なお、第１基本散乱構造１２と第２基本散乱構造２２との角度の違いは、９０°に限らず、異なる角度とすればどの角度でもよいが、９０°とすることで図柄の差異が明確となり、好ましい。

次に、凹凸構造体４について説明する。

図８は、基本散乱構造１２，２２を記録することにより、第１元画像１及び第２元画像２を形成した凹凸構造体４を示す図である。また、図９は、図８の第１元画像１に対応する各階調部を拡大した図であり、図１０は、図８の第２元画像２に対応する各階調部を拡大した図である。さらには、図１１は、図８のＡの部分を拡大した図であり、図１２は、図８のＢの部分を拡大した図である。また、図１３は、凹凸構造体４を９０°回転した状態を示す図である。

図８に示した凹凸構造体４は、図２に示した第１元画像１の第１階調化画像１１及び図４に示した第２元画像２の第２階調化画像２１の輝度に対応させて、図６及び図７に示した第１基本散乱構造１２の散乱部分１３及び第２基本散乱構造２２の散乱部分２３の面積を変化させて図柄を構成したものである。したがって、凹凸構造体４は、階調を持ったモノクロの元画像１，２を表現することができる。

本実施形態の凹凸構造体４は、図９及び図１０に示すように、第１元画像第１散乱度部１２ａ、第１元画像第２散乱度部１２ｂ、第１元画像第３散乱度部１２ｃ、第１元画像第４散乱度部１２ｄ、第２元画像第１散乱度部２２ａ、第２元画像第２散乱度部２２ｂ、第２元画像第３散乱度部２２ｃ、及び第２元画像第４散乱度部２２ｄを有する。第１元画像第１散乱度部１２ａ及び第２元画像第１散乱度部２２ａは散乱度が低く、それぞれ第２散乱度部１２ｂ，２２ｂ、第３散乱度部１２ｃ，２２ｃ、第４散乱度部１２ｄ，２２ｄとなるにつれて、散乱度が高くなるように基本領域に対する散乱部分１３，２３の面積を設定する。なお、散乱度の段階は、階調と対応させればよい。

第１元画像第１散乱度部１２ａは、図２に示した階調化した画像１１の輝度の低い第１階調部１１ａに用いられる。第１元画像第１散乱度部１２ａは、図９（ａ）に示すように、周囲をトリミング又は縮小することで散乱部分１３の面積を小さくしたものである。本実施形態では、基本領域に対する散乱部分１３の面積を２５％とし、輝度を２５％に低減する。

第１元画像第２散乱度部１２ｂは、図２に示した階調化した画像１１の第１階調部１１ａの次に輝度の高い第２階調部１１ｂに用いられる。第１元画像第２散乱度部１２ｂは、図９（ｂ）に示すように、周囲をトリミング又は縮小することで散乱部分１３の面積を小さくしたものである。本実施形態では、基本領域に対する散乱部分１３の面積を５０％とし、輝度を５０％に低減する。

第１元画像第３散乱度部１２ｃは、図２に示した階調化した画像１１の第２階調部１１ｂの次に輝度の高い第３階調部１１ｃに用いられる。第１元画像第３散乱度部１２ｃは、図９（ｃ）に示すように、周囲をトリミング又は縮小することで散乱部分１３の面積を小さくしたものである。本実施形態では、基本領域に対する散乱部分１３の面積を７５％とし、輝度を７５％に低減する。

第１元画像第４散乱度部１２ｄは、図２に示した階調化した画像１１の最も輝度の高い第４階調部１１ｄに用いられる。第１元画像第４散乱度部１２ｄは、図９（ｄ）に示すように、周囲をトリミング又は縮小せずにそのまま用いる。本実施形態では、基本領域に対する散乱部分１３の面積を１００％とし、輝度を１００％に低減する。

なお、第１実施形態では、図１０に示すように、第２画像２に対応する各散乱度部２３ａ、２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、図９に示した第１画像２に対応する各散乱度部１３ａ、１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを９０°回転した構造となっている。

例えば、図８のＡの部分は、第１階調化画像１１の第２階調部１１ｂ及び第３階調部１１ｃに対応する第１元画像第２散乱度部１２ｂ及び第１元画像第３散乱度部１２ｃと、第２階調化画像１２の第１階調部２１ａに対応する第２元画像第１散乱度部２２ａとが重なっている。

したがって、図８のＡの部分は、図１１に示すように、第１元画像第２散乱度部１２ｂと第２元画像第１散乱度部２２ａが交互に配置された部分と、第１元画像第３散乱度部１２ｃと第２元画像第１散乱度部２２ａが交互に配置された部分とから構成される。

また、例えば、図８のＢの部分は、第１階調化画像１１の第１階調部１１ａ及び第２階調部１１ｂに対応する第１元画像第１散乱度部１２ａ及び第１元画像第２散乱度部１２ｂと、第２階調化画像１２の第３階調部２１ｃ及び第４階調部２１ｄに対応する第２元画像第３散乱度部２２ｃ及び第２元画像第４散乱度部２２ｄとが重なっている。

したがって、図８のＢの部分は、図１２に示すように、第１元画像第２散乱度部１２ｂと第２元画像第３散乱度部２２ｃが交互に配置された部分と、第１元画像第１散乱度部１２ａと第２元画像第３散乱度部２２ｃが交互に配置された部分と、第１元画像第２散乱度部１２ｂと第２元画像第４散乱度部２２ｄが交互に配置された部分と、第１元画像第２散乱度部１２ｂのみからなる部分と、から構成される。

なお、本実施形態では、第１元画像に対応する散乱度部と、第２画像に対応する散乱度部と、を交互に配置するようにしたが、縦列または横列ごとに配置してもよい。また、これに限らず、並べ方は、適宜変更してもよい。

このような凹凸構造体４は、従来から用いられているＥＢ描画等の手法を用いて作成する。この際、パターンの白部または黒部を凹部または凸部に対応させて形成する。

このような構成の凹凸構造体４は、目視により図柄を観察すると、図１に示したような第１元画像１を観察することができる。また、凹凸構造体４を９０°回転してみると、図１３に示すように、９０°回転した第２元画像２を観察することができる。

図１４は、第１実施形態の凹凸構造体４に光源Ｌからレーザー光を照射した状態を示す図である。

通常、凹凸構造体４を観察した場合、観察者は、図１に示したモノクロの第１元画像１を観察することができ、凹凸構造体４を９０°回転させて観察した場合、観察者は、図１３に示したモノクロの第２元画像２を観察することが可能である。通常の状態では、隠し画像は、観察することができない。

図１４に示すように、凹凸構造体４に光源Ｌからレーザー光を照射すると、回折光の集合によって、隠し画像を観察することが可能となる。本実施形態の場合、隠し画像３としての「ＯＫ」の文字が浮き出ているように観察することができ、真偽を判定することが可能となる。

図１５は、第２実施形態の第２隠し画像３’を示す図である。

第２実施形態では、第２基本散乱構造２２は、第１基本散乱構造１２とは異なり、レーザー光を照射すると、図１５に示すように、第１基本散乱構造１２の第１隠し画像３「ＯＫ」とは別の第２隠し画像３’「ＮＧ」を観察することができる構造として、第１基本散乱構造２１に対して９０°回転させて配置する。

図１６は、第２実施形態の凹凸構造体３の第２基本散乱構造２２の部分に光源Ｌからレーザー光を照射した状態を示す図である。図１７は、第２実施形態の凹凸構造体３の第１基本散乱構造１２の部分及び第２基本散乱構造２２の部分に跨がるように光源Ｌからレーザー光を照射した状態を示す図である。

通常、凹凸構造体３を観察した場合、観察者は、図１に示したモノクロの元画像１、または黒と白が反転したモノクロの元画像１を観察することが可能である。通常の状態では、隠し画像は、観察することができない。

図１６に示すように、凹凸構造体３に光源Ｌからレーザー光を照射すると、回折光の集合によって、隠し画像を観察することが可能となる。本実施形態の場合、第１基本散乱構造１２の部分に照射されたレーザー光では、図１４に示したように、第１隠し画像３としての「ＯＫ」の文字が浮き出ているように観察することができ、真偽を判定することが可能となる。第２基本散乱構造２２の部分に照射されたレーザー光では、図１６に示すように、第２隠し画像３’としての「ＮＧ」の文字が浮き出ているように観察することができ、真偽を判定することが可能となる。

また、図１７に示すように、第１基本散乱構造１２の部分及び第２基本散乱構造２２の部分に跨がるように照射されたレーザー光では、第１隠し画像３としての「ＯＫ」及び第２隠し画像３’としての「ＮＧ」の２文字が浮き出ているように観察することができ、真偽を判定することが可能となる。

次に、本実施形態の凹凸構造体４の使用方法について説明する。

通常、印刷物等に貼着して用いる凹凸構造体４としては、凹凸のレリーフ構造の回折格子のレリーフ面あるいは平面に蒸着等で金属反射膜を設けて反射型とした回折格子が用いられるが、それ以外に、振幅が周期的に変化する振幅型回折格子を構成するもの又は屈折率が周期的に変化して位相型回折格子を構成するものの裏面に金属反射膜を設けて反射型とした回折格子、体積型感光材料中に干渉縞で回折格子を構成した体積型回折格子等を用いてもよい。

もちろん、反射型でなく透過型のもので構成し、回折格子も透過型の回折格子で構成してもよい。

さて、凹凸構造体４は、転写箔、ラベル、フィルム等種々の形態に構成することができる。転写箔形態の場合には、例えば商品券、クレジットカード、パッケージ等に適用でき、ラベル形態の場合には、例えばソフトウエア、カートリッジ、医薬品等のパッケージ等に適用でき、フィルム形態の場合には、例えばそのフィルムを１〜２ｍｍ程度の幅にマイクロスリットし、用紙の抄造時に紙中に共に抄き込んで偽造防止を図ることができる。また、ラベル形態の場合には、脆質層を層構成中に介在させて、偽造のためにラベルを剥離しようとしたときにその脆質層から剥がれるようにして偽造のために表示体を剥がすことを困難にすることができる（脆質ラベル）。

本実施形態の光回折構造による隠し画像３を内包する凹凸構造体４を、転写箔、ラベル、脆質ラベル、フィルムの各形態に構成する場合の、層構成とその作製工程は、特許文献２等に記載されたものと同様である。

このように、本実施形態の凹凸構造体４は、凹凸構造体４は、所定の波長の光を照射することにより回折光が生じ特定の情報を表示する基本散乱構造１２，２２を有し、基本散乱構造１２，２２は、第１元画像１に対応する第１基本散乱構造１２と、第２元画像２に対応し、第１基本散乱構造１２と異なる角度で構成される第２基本散乱構造２２と、を含み、第１元画像１の輝度に対応して、第１基本散乱構造１２の基本領域に対する面積が設定され、第２元画像２の輝度に対応して、第２基本散乱構造２２の基本領域に対する面積が設定され、第１基本散乱構造１２及び第２基本散乱構造２２の集合から構成されるので、デザイン性に優れ、偽造防止性が高く、セキュリティ的にも信頼性が高いものである。

また、第１基本散乱構造１２及び第２基本散乱構造２２は、交互に並べて配置されるので、簡単な構造で異なる２つの観察画像を観察させることが可能となる。

また、第２基本散乱構造２２は、第１基本散乱構造２１を９０°回転させた構造であるので、より簡単な構造で観察画像に変化を持たせることが可能となる。

また、基本散乱構造２１は、特定の情報に対応するデータをフーリエ変換し、その位相情報を多値化して深さとして記録するので、短時間で容易に製作することが可能となる。

以上、凹凸構造体をいくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

１…第１元画像
１２…基本散乱構造
２…第２元画像
２２…基本散乱構造
３…隠し画像
４…凹凸構造体

Claims

所定の波長の光を照射することにより回折光が生じ特定の情報を表示する基本散乱構造を有し、
前記基本散乱構造は、第１元画像に対応する第１基本散乱構造と、前記第１元画像とは観察可能な角度が異なる第２元画像に対応し、前記第１基本散乱構造と異なる角度で構成される第２基本散乱構造と、を含み、
前記第１元画像の輝度に対応して、前記第１基本散乱構造の基本領域に対する面積が設定され、
前記第２元画像の輝度に対応して、前記第２基本散乱構造の基本領域に対する面積が設定され、
前記第１基本散乱構造及び前記第２基本散乱構造の集合から構成され、
前記第１基本散乱構造に前記所定の波長の光を照射することにより、第１隠し画像が観察され、
前記第２基本散乱構造に前記所定の波長の光を照射することにより、第２隠し画像が前記第１隠し画像とは異なる角度で観察され、
前記第１基本散乱構造及び前記第２基本散乱構造は、所定の領域内で少なくとも一部が交互に配置される
ことを特徴とする凹凸構造体。
前記第２基本散乱構造は、前記第１基本散乱構造を９０°回転させた構造である
ことを特徴とする請求項１に記載の凹凸構造体。
前記基本散乱構造は、前記特定の情報に対応するデータをフーリエ変換し、その位相情報を多値化して深さとして記録する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の凹凸構造体。