(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅方向に配列した複数の第１溝からなり、前記第１溝の長さ方向に垂直な方向から波長が可視光域内にある照明光を照射したときに正の射出角で１次回折光を射出し得る第１パターンと、前記複数の第１溝とは長さ方向が異なり、前記複数の第１溝と比較してより短い中心線間距離で幅方向に配列し、開口部から底部へ向けて幅が小さくなっている複数の第２溝から各々がなり、各々が前記第２溝の長さ方向に垂直な方向から波長が可視光域内にある照明光を照射したときに正の射出角で１次回折光を射出せず、前記複数の第２溝の長さ方向が互いに異なっている複数の第２パターンとが設けられた凹凸構造面を含み、前記複数の第２パターンの各々は前記第１パターンと少なくとも部分的に重なり合っていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記第１パターンの一部は前記複数の第２パターンの何れとも重なり合っていないことを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記複数の第２パターンの１つが含んでいる前記複数の第２溝の長さ方向は、前記複数の第２パターンの他の１つが含んでいる前記複数の第２溝の長さ方向に対して１５°乃至１６５°の範囲内にある角度を為していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記複数の第１溝の深さＤ１は前記複数の第２溝の深さＤ２の２倍以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記凹凸構造面は二次元的に配列した複数の単位領域を含み、前記第１及び第２パターンの各々の輪郭は前記複数の単位領域の境界上にあることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記複数の第１溝の長さ方向に垂直な前記第１パターンの断面は正弦波形状を有していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記複数の第２溝の長さ方向に垂直な前記第２パターンの断面と前記複数の第３溝の長さ方向に垂直な前記第３パターンの断面との各々は正弦波形状を有していることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記複数の第１溝の空間周波数は２５００本／ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の光学素子。
【請求項９】
前記複数の第２溝の空間周波数は２５００本／ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記凹凸構造面を含んだ凹凸形成部と、前記凹凸構造面を被覆した反射層とを具備したことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の光学素子。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の光学素子と、これを支持した物品とを含んだことを特徴とするラベル付き物品。
【請求項１２】
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の光学素子と偏光子とを含んだことを特徴とする光学キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、偽造防止効果、装飾効果及び／又は美的効果を提供する表示技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
クレジットカード及び紙幣などの物品には、その偽造を防止することなどを目的として、特殊な視覚効果を有している光学素子が貼り付けられている。また、同様の目的で、物品を包装する包装体に光学素子を貼り付けることがある。
【０００３】
この光学素子には、回折格子及びホログラムなどの回折構造を含んでいるものがある。そのような光学素子を用いた偽造防止又は真偽判定技術は、通常の印刷技術では回折格子に由来する分光色の再現が困難であることを利用している。
【０００４】
この回折構造は、主として、以下の２つの方法によって形成している。  
一方の方法は、基材上に形成した感光剤層に、レーザ光の干渉縞を書き込む方法である。この方法では、例えば、物体からの反射光である物体光と参照光とを感光剤層中で重ねる。こうすると、物体の座標に関する情報を記録したホログラム、例えばレリーフ型ホログラムが得られる。このホログラムに参照光を照射すると、先の物体の立体像を再生することができる。
【０００５】
他方の方法は、基板上に形成したレジスト層に、電子線描画によってパターンを形成する方法である。この方法では、物体の撮影を伴う上記の方法とは異なり、任意の回折構造を形成することができる。例えば、二次元的に配列した複数の微小領域に、格子定数又は方位が異なる回折格子を形成することができる。
【０００６】
なお、通常は、上述した２つの方法の何れかにより原版を作製し、原版の凹凸構造を転写して反転版を製造し、この反転版の凹凸構造を転写して複製版を製造する。そして、必要に応じ、複製版を原版として用いて反転版を製造と、この反転版の凹凸構造を転写して複製版を更に製造する。このようにして得られた複製版を使用して、光学素子を大量生産している。
【０００７】
また、多くの光学素子では、回折構造が設けられた面の上に、蒸着法によって反射層を形成している。これにより、回折構造に由来する視覚効果を知覚し易くしている。そして、光学素子には、これを原版として用いた不正な複製を防止するために、物品又は包装体から剥がすと回折構造が壊れる構造を採用することがある。
【０００８】
ところで、近年の技術の発展に伴い、回折構造のみを用いた光学素子は、偽造され易くなってきている。そこで、例えば、特許文献１乃至３に記載されているように、回折構造を利用した偽造防止技術と他の偽造防止技術とを組み合わせることがある。
【特許文献１】特表２００５−５２８６３３号公報
【特許文献２】特表２００５−５２８６３４号公報
【特許文献３】特表２００５−５２４８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
回折構造を利用した偽造防止技術と他の偽造防止技術とを組み合わせると、回折構造を利用した偽造防止技術と比較して、より高い偽造防止効果を達成できる。しかしながら、偽造技術の進歩は著しい。それゆえ、偽造防止技術には更なる進歩が望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、複雑な視覚効果を有しており且つ偽造が困難な光学素子を実現可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１側面によると、幅方向に配列した複数の第１溝からなり、前記第１溝の長さ方向に垂直な方向から波長が可視光域内にある照明光を照射したときに正の射出角で１次回折光を射出し得る第１パターンと、前記複数の第１溝とは長さ方向が異なり、前記複数の第１溝と比較してより短い中心線間距離で幅方向に配列し、開口部から底部へ向けて幅が小さくなっている複数の第２溝から各々がなり、各々が前記第２溝の長さ方向に垂直な方向から波長が可視光域内にある照明光を照射したときに正の射出角で１次回折光を射出せず、前記複数の第２溝の長さ方向が互いに異なっている複数の第２パターンとが設けられた凹凸構造面を含み、前記複数の第２パターンの各々は前記第１パターンと少なくとも部分的に重なり合っていることを特徴とする光学素子が提供される。
【００１２】
本発明の第２側面によると、第１側面に係る光学素子と、これを支持した物品とを含んだことを特徴とするラベル付き物品が提供される。
【００１３】
本発明の第３側面によると、第１側面に係る光学素子と偏光子とを含んだことを特徴とする光学キットが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、複雑な視覚効果を有しており且つ偽造が困難な光学素子を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、全ての図面を通じて同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明の一態様に係る光学素子を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示す光学素子のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図１に示す光学素子の凹凸構造面に設けられた第２溝を前面側から見た斜視図である。図４は、図１に示す光学素子の凹凸構造面に設けられた第１及び第２溝を前面側から見た平面図である。図５は、図４に示す第１及び第２溝を背面側から見た斜視図である。図６は、回折格子が０次及び１次回折光を射出する様子の一例を概略的に示す図である。図７は、回折格子が０次及び１次回折光を射出する様子の他の例を概略的に示す図である。
【００１７】
なお、図３には、凹凸構造面のうち、図１において破線で囲んだ部分のみを描いている。また、図１乃至図５において、Ｘ方向は光学素子の主面に平行な方向であり、Ｙ方向は光学素子の主面に平行であり且つＸ方向に対して垂直な方向であり、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に対して垂直な方向である。
【００１８】
図１及び図２に示す光学素子１０は、例えば、真正品であることが確認されるべき物品に支持させる表示体である。この光学素子１０は、基材１１と凹凸形成層１２と反射層１３とを含んでいる。この光学素子１０の前面は、基材１１側の面である。
【００１９】
基材１１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂からなるフィルム又はシートである。基材１１は、光透過性を有しており、典型的には透明である。基材１１は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。基材１１は、凹凸形成層１２を保護する保護層として利用することができる。基材１１は、省略してもよい。
【００２０】
凹凸形成層１２は、基材１１の背面を被覆している。凹凸形成層１２は、光透過性を有しており、典型的には透明である。
【００２１】
凹凸形成層１２の凹凸形成面、ここでは凹凸形成層１２の背面には、図４及び図５に示す第１溝Ｇ１と、図３乃至図５に示す第２溝Ｇ２とが設けられている。
【００２２】
第１溝Ｇ１は、幅方向に配列しており、第１パターンを形成している。第１パターンは、回折格子及びホログラムなどの回折構造を形成している。第１パターンは、第１溝Ｇ１の長さ方向に垂直な方向から波長が可視光域内にある照明光を照射したときに正の射出角で１次回折光を射出し得る。
【００２３】
ここで、「正の射出角」及び「負の射出角」について、図６及び図７を参照しながら説明する。  
回折格子ＤＧの格子定数ｄと、照明光ＬIの波長λと、０次回折光ＬR0の射出角αと、ｍ次回折光ＬRmの射出角βとは、等式：ｍλ＝ｄ（ｓｉｎα−ｓｉｎβ）に示す関係を満足している。なお、０次回折光ＬR0の射出角αは、正反射光の射出角である。角度αの絶対値は、照明光ＬIの入射角と等しい。
【００２４】
回折光の射出角は、回折光が回折格子ＤＧの法線Ｎに平行な方向に射出される場合を０°とし、法線Ｎに対して正反射光と同じ側に射出される場合を正の値とし、法線Ｎに対して照明光の入射側に射出される場合を負の値としている。即ち、ｍ次回折光ＬRmが図６に示すように射出される場合、その射出角は正の値である。そして、ｍ次回折光ＬRmが図７に示すように射出される場合、その射出角は負の値である。
【００２５】
第２溝Ｇ２は、複数の第２パターンを形成している。各第２パターンにおいて、第２溝Ｇ２は、第１溝Ｇ１とは長さ方向が異なっており、第１溝Ｇ１と比較してより短い中心線間距離で幅方向に配列している。そして、それら第２パターンは、第２溝Ｇ２の長さ方向が互いに異なっている。例えば、或る第２パターンが含んでいる第２溝Ｇ２の長さ方向は、他の第２パターンが含んでいる第２溝Ｇ２の長さ方向に対して斜めである。
【００２６】
第２パターンは、回折格子及びホログラムなどの回折構造を形成していてもよく、回折構造を形成していなくてもよい。即ち、各第２パターンにおいて、第２溝Ｇ２は周期的に配列していてもよく、不規則な中心線間距離で配列していてもよい。何れの場合であっても、各々の第２パターンは、その第２溝Ｇ２の長さ方向に垂直な方向から波長が可視光域内にある照明光を照射したときに正の射出角で１次回折光を射出しない。
【００２７】
第２パターンは、図１及び図３に示す表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂの各々の、電場ベクトルの振動面、即ち偏光面が第２溝Ｇ２の長さ方向に平行な直線偏光（ｐ偏光）についての反射率と、偏光面が第２溝Ｇ２の長さ方向に垂直な直線偏光（ｓ偏光）についての反射率とを異ならしめる。具体的には、第２パターンは、表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂの各々のｓ偏光についての反射率を、ｐ偏光についての反射率と比較してより小さくする。以下、この性質を、反射率異方性と呼ぶ。
【００２８】
複数の第２パターンの各々は、第１パターンと少なくとも部分的に重なり合っている。第１パターンの全ての部分が第２パターンの何れと重なり合っていてもよいが、典型的には、第１パターンの一部は、第２パターンの何れとも重なり合っていない。
【００２９】
ここでは、一例として、凹凸形成層１２の背面のうち、図１に示す表示部Ａ１に対応した部分には第１溝Ｇ１のみが設けられ、表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂに対応した部分には第１溝Ｇ１と第２溝Ｇ２とが設けられているとする。また、表示部Ａ１、Ａ２ａ及びＡ２ｂに対応した部分の全てにおいて、第１溝Ｇ１の長さ方向はＸ方向に平行であり、表示部Ａ２ａに対応した部分では第２溝Ｇ２の長さ方向はＸ方向に対して４５°の角度を為しており、表示部Ａ２ｂに対応した部分では第２溝Ｇ２の長さ方向はＹ方向に平行であるとする。
【００３０】
なお、ヒトが知覚可能な光の波長範囲には個人差がある。従って、「可視光域」の下限値は、約３６０ｎｍ乃至約４００ｎｍの範囲内でばらつき、上限値は約７６０ｎｍ乃至約８３０ｎｍの範囲内でばらついている。但し、紫外光又は赤外光に近い光は、例え知覚できたとしても、ヒトが認識する像に及ぼす影響は小さい。従って、通常、「可視光域」は、下限値が約３８０ｎｍ乃至約４００ｎｍであり、上限値が約７７０ｎｍ乃至約８００ｎｍの波長範囲を意味している。
【００３１】
第１溝Ｇ１の空間周波数は、例えば２５００本／ｍｍ未満とし、典型的には５００本／ｍｍ以下とする。また、第１溝Ｇ１の空間周波数は、例えば１００本／ｍｍ以上とする。第１溝Ｇ１の空間周波数を大きくすると、第１パターンが射出可能な１次回折光の最短波長が短くなる。第１溝Ｇ１の空間周波数を小さくすると、十分な強度の回折光が得られなくなる。
【００３２】
第２溝Ｇ２の空間周波数は、例えば２５００本／ｍｍ以上とする。即ち、第２溝Ｇ２の中心線間距離は、例えば４００ｎｍ以上とする。第２溝Ｇ２の空間周波数を小さくすると、反射率異方性が小さくなる。第２溝Ｇ２の空間周波数は、例えば５０００本／ｍｍ以下とし、典型的には３５００本／ｍｍ以下とする。第２溝Ｇ２の空間周波数を大きくすると、光学素子１０を肉眼で観察した場合に、表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂが表示部Ａ１と比較してより暗く見えるようになる。また、空間周波数が大きな第２溝Ｇ２は、形成すること自体が難しい。
【００３３】
第１溝Ｇ１の深さＤ１は、例えば、第２溝Ｇ２の深さＤ２の約２倍以上とする。深さＤ１は、例えば約３００ｎｍ乃至約４５０ｎｍの範囲内とする。深さＤ２は、例えば約１００ｎｍ乃至約１５０ｎｍの範囲内とする。
【００３４】
第１溝Ｇ１の長さ方向に垂直な断面は、どのような形状を有していてもよい。即ち、第１溝Ｇ１の長さ方向に垂直な第１パターンの断面形状は、例えば、矩形波、三角波、鋸波及び正弦波形状の何れであってもよい。
【００３５】
第２溝Ｇ２の幅は、その開口部から底部へ向けて小さくなっている。即ち、第２溝Ｇ２の側壁はＺ方向に対して傾斜しており、第２溝Ｇ２は、その長さ方向に垂直な断面が開口部から底部へ向けて先細りしている。第２溝Ｇ２の長さ方向に垂直な第２パターンの断面形状は、例えば、三角波、鋸波及び正弦波形状の何れであってもよい。
【００３６】
第２パターンは、その１つが含んでいる第２溝Ｇ２の長さ方向が、他の１つが含んでいる第２溝Ｇ２の長さ方向に対して例えば１５°乃至１６５°の範囲内にある角度を為すように設計する。こうすると、偏光子を用いて光学素子１０を観察した場合に、表示部Ａ２ａと表示部Ａ２ｂとのコントラスト比を大きくすることができる。
【００３７】
凹凸形成層１２は、例えば、表面レリーフ型ホログラムの製造で行われているように、微細な線状の凸部を設けた金型を樹脂に押し付けることにより形成することができる。例えば、凹部形成層１２は、基材１１上に形成された熱可塑性樹脂層に、線状の凸部が設けられた原版を、熱を印加しながら押し当てる方法、即ち、熱エンボス加工法により得られる。或いは、凹部形成層１２は、基材１１上に紫外線硬化樹脂を塗布し、これに原版を押し当てながら基材１１側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させ、その後、原版を取り除く方法により形成することも可能である。
【００３８】
この原版は、例えば、電子線描画装置を用いて製造する。なお、通常は、原版の凹凸構造を転写して反転版を製造し、この反転版の凹凸構造を転写して複製版を製造する。そして、必要に応じ、複製版を原版として用いて反転版を製造と、この反転版の凹凸構造を転写して複製版を更に製造する。実際の製造では、通常、このようにして得られる複製版を使用する。
【００３９】
凹凸形成層１２の背面は、反射層１３で被覆されている。反射層１３は、第１パターンの回折効率を高める。典型的には、反射層１３は、第２パターンの反射率異方性を大きくする役割を更に果たす。反射層１３は、省略することができる。
【００４０】
反射層１３は、例えば、金属層である。金属層の材料としては、例えば、アルミニウム、白金、金、銀、銅、チタン、ビスマス、ゲルマニウム、インジウム、錫、又はそれらの合金を使用することができる。金属層は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法などの気相堆積法により形成することができる。
【００４１】
反射層１３は、１層又は多層の誘電体膜であってもよい。反射層１３として、例えば、ＺｎＯからなる単層の誘電体膜を使用した場合、肉眼で光学素子１０を観察したときに光学素子１０の背面側にある物品の色を知覚することができる。また、偏光子を介して光学素子１０を観察したときには、第１及び第２パターンなどが与える視覚効果に、先の物品の色が与える視覚効果を加えることができる。反射層１３として多層誘電体膜を使用した場合には、光学素子１０に波長選択性を与えることができる。従って、反射層１３として金属蒸着層や単層の誘電体膜を使用した場合とは異なる視覚効果を得ることができる。多層誘電体膜は、基材１１上に、例えば、硫化亜鉛などの高屈折率材料とフッ化マグネシウムなどの低屈折率の材料とを交互に蒸着することによって得られる。  
ここでは、一例として、反射層１３は金属層であるとする。
【００４２】
この光学素子１０には、反射層１３上に粘着剤層１４が設けられている。この粘着層１４を介して、光学素子１０を他の物品に貼り付けることができる。反射層１３を粘着剤層１４で被覆しておくと、光学素子１０を原版として用いた不正な複製を更に困難とすることができる。
【００４３】
次に、肉眼で観察した場合に、この光学素子１０が表示する像について説明する。  
表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂは、第２溝Ｇ２の長さ方向が異なっていること以外は同様の構造を有している。そして、第２溝Ｇ２の長さ方向は、光学素子１０に自然光を照射して、これを肉眼で観察した場合には、視覚効果に影響を及ぼさない。従って、光学素子１０に自然光を照射して、これを肉眼で観察した場合、表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂは同じ色に見える。即ち、この場合、表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂは、互いからの識別が不可能である。
【００４４】
また、上記の通り、表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂは、反射率異方性を有している。他方、表示部Ａ１は、反射率異方性を有していない。それゆえ、表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂの各々におけるｐ偏光についての反射率とｓ偏光についての反射率との平均は、表示部Ａ１の反射率とは異なっていることがある。従って、光学素子１０に自然光を照射して、これを肉眼で観察した場合、先の平均反射率の相違に起因して、表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂは、表示部Ａ１とは異なる明るさに見える可能性がある。
【００４５】
但し、この光学素子１０には、回折構造を構成している第１パターンが設けられており、この第１パターンは、表示部Ａ１、Ａ２ａ及びＡ２ｂに同じ視覚効果を生じさせる。この視覚効果は、先の平均反射率の相違によって生じる視覚効果を目立たなくする。それゆえ、光学素子１０に自然光を照射して、これを肉眼で観察した場合、表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂは、例えば、表示部Ａ１からの識別が比較的困難であるか、又は、場合によっては互いからの識別が不可能である。
【００４６】
次に、偏光子を用いて観察した場合に、この光学素子１０が表示する像について説明する。  
図８は、偏光子を用いて観察した場合に、図１及び図２に示す光学素子が表示する像の一例を概略的に示す平面図である。
【００４７】
図８では、偏光子として、吸収型の直線偏光板２０を使用している。そして、光学素子１０と偏光板２０とは、偏光板２０が基材１１と向き合い、偏光板２０側から見てその透過軸がＸ方向に対して時計回りに約１５°回転させた方向と平行になるように重ねている。なお、以下の説明では、簡略化のため、偏光板２０は、偏光面がその透過軸に垂直な直線偏光を透過させることなしに吸収し、偏光面がその透過軸に平行な直線偏光を吸収することなしに透過させるとする。また、照明光の強度は、光学素子１０の前面における照度が偏光板２０を使用しない場合と等しくなるように設定していることとする。
【００４８】
表示部Ａ１は、第２パターンを含んでいない。それゆえ、表示部Ａ１は、偏光板２０を用いて観察した場合、肉眼で観察した場合とほぼ同様の色を表示する。
【００４９】
表示部Ａ２ａは第２パターンを含んでおり、その第２溝Ｇ２の長さ方向はＸ方向に対して４５°の角度を為している。即ち、表示部Ａ２ａでは、第２溝Ｇ２の長さ方向は、偏光板２０の透過軸に対して約３０°の角度を為している。このような条件下では、表示部Ａ２ａの反射率は、偏光板２０を使用しない場合と比較してより小さい。従って、表示部Ａ２ａと表示部Ａ１とのコントラスト比が大きくなり、表示部Ａ２ａは、表示部Ａ１と比較してより暗く見える。
【００５０】
表示部Ａ２ｂは第２パターンを含んでおり、その第２溝Ｇ２の長さ方向はＸ方向に対して平行である。即ち、表示部Ａ２ｂでは、第２溝Ｇ２の長さ方向は、偏光板２０の透過軸に対して約１５°の角度を為している。それゆえ、このような条件下では、表示部Ａ２ｂの反射率は、表示部Ａ２ａの反射率と比較してより小さい。従って、表示部Ａ２ｂは、表示部Ａ２ａと比較してより暗く見える。
【００５１】
このように、偏光板２０を使用すると、例えば、表示部Ａ２ａは表示部Ａ１と比較してより暗く見えるようになり、表示部Ａ２ｂは表示部Ａ２ａと比較してより暗く見えるようになる。従って、表示部Ａ１、Ａ２ａ及びＡ２ｂを互いから識別することが可能となる。
【００５２】
なお、ここでは、偏光板２０に照明光及び表示光の双方を透過させているが、偏光板２０には、それらの一方のみを透過させてもよい。また、偏光子として偏光板２０を使用しているが、偏光プリズムなどの他の偏光子を使用してもよい。
【００５３】
上記のように、図１及び図２に示す光学素子１０が表示する像は観察条件に応じて多様に変化する。従って、この光学素子１０は、例えば、優れた偽造防止効果、装飾効果及び／又は美的効果を提供する。
【００５４】
例えば、この光学素子１０とこれを支持した物品とを含んだラベル付き物品を真正品とした場合、真正であるか否かが未知の物品が偏光子を用いることによって上述した表示像の変化を生じないときには、その物品は非真正品であると判断することができる。即ち、真正であるか否かが未知の物品を真正品と非真正品との間で判別することができる。従って、例えば、有価証券、銀行券、身分証明書などの証明書、及びクレジットカードなどの印刷物や美術品などの高級品の偽造を防止又は抑制することができる。また、この光学素子１０と偏光フィルム５０とを含んだ光学キットは、先の真偽判定に利用可能であるのに加え、玩具、学習教材又は装飾品等としても利用することができる。
【００５５】
この光学素子１０には、様々な変形が可能である。  
例えば、凹凸構造面のうち、表示部Ａ１に対応した領域に、各々が第２溝Ｇ２について説明したのと同様の構造を有している複数の第３溝と、各々が第２溝Ｇ２について説明したのと同様の構造を有している複数の第４溝とを、それらが互いに交差するように、典型的にはそれらが略直交するように格子状に設け、それら第３及び第４溝で第３パターンを形成してもよい。
【００５６】
第３溝及び第４溝の各々を第１溝Ｇ１と比較してより短い中心線間距離で幅方向に配列させる。そして、第３パターンが、その第３及び第４溝の各々の長さ方向に垂直な方向から波長が可視光域内にある照明光を照射したときに正の射出角で１次回折光を射出するのを防止する。加えて、自然光についての表示部Ａ１の反射率が自然光についての表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂの反射率とほぼ等しくなるように、第３パターンを設計する。例えば、第３及び第４溝の各々の中心線間距離を、第２溝の中心線間距離と比較してより大きくする。或いは、第３及び第４溝の各々の深さを、第２溝の深さと比較してより小さくする。こうすると、表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂの表示部Ａ１からの肉眼による識別をより困難とすることができる。
【００５７】
図１及び図２に示す光学素子１０には、背面側に粘着層１４が設けられている。従って、この光学素子は、物品に貼り付けて使用する粘着ラベルとしての用途に適している。なお、接着層１４は、剥離紙で被覆してもよい。
【００５８】
図２に示す構造は、転写箔に適用することも可能である。例えば、粘着層１４の代わりに、熱可塑性樹脂を含んだ接着層を設ける。そして、凹凸形成層１２からの基材１１の剥離を容易にする。例えば、凹凸形成層１２と基材１１との間に、剥離層を介在させる。
【００５９】
剥離層は、凹凸形成層１２から基材１１を剥離したときに、基材１１と共に凹凸形成層１２から除去されるものであってもよく、凹凸形成層１２上に残留するものであってもよい。後者の場合、剥離層は、保護層として利用することができる。
【実施例】
【００６０】
（例１）
本例では、図１乃至図８を参照しながら説明した光学素子１０を製造した。具体的には、第１パターンとして、空間周波数が３００本／ｍｍの第１溝Ｇ１からなる回折格子を形成した。第２パターンは、空間周波数が２５００本／ｍｍの第２溝Ｇ２で構成した。第１溝Ｇ１の長さ方向はＸ方向に対して平行とし、第２溝Ｇ２の長さ方向は、表示部Ａ２ａではＸ方向に対して４５°の角度を為すように設定し、表示部Ａ２ｂではＹ方向に対して平行とした。
【００６１】
この光学素子１０を肉眼で観察した。その結果、表示部Ａ１、Ａ２ａ及びＡ２ｂは、互いからの識別が困難であった。
【００６２】
次に、この光学素子１０に偏光板２０を重ね、偏光板２０をＺ軸の周りで回転させながら観察した。その結果、この光学素子１０は、偏光板２０の透過軸と表示部Ａ２ａにおける第２溝Ｇ２の長さ方向とが為す角度と、偏光板２０の透過軸と表示部Ａ２ｂにおける第２溝Ｇ２の長さ方向とが為す角度とがほぼ等しい場合には、表示部Ａ２ａ及びＡ２ｂは、表示部Ａ１からの識別は容易であったが、互いからの識別が不可能であった。偏光板２０の透過軸と表示部Ａ２ａにおける第２溝Ｇ２の長さ方向とがほぼ平行な場合には、表示部Ａ１及びＡ２ａは、表示部Ａ２ｂからの識別は容易であったが、互いからの識別は困難であった。偏光板２０の透過軸と表示部Ａ２ｂにおける第２溝Ｇ２の長さ方向とがほぼ平行な場合には、表示部Ａ１及びＡ２ｂは、表示部Ａ２ａからの識別は容易であったが、互いからの識別は困難であった。そして、その他の場合には、光学素子１０は、図８を参照しながら説明した像、又は、この像とは表示部Ａ２ａと表示部Ａ２ｂとの間で表示色が入れ替わった像を表示した。
【００６３】
（例２）
本例では、各々が図１乃至図８を参照しながら説明した構造を有しており、領域Ａ２ａにおける第２溝Ｇ２の長さ方向が異なる複数の光学素子１０を製造した。これら光学素子１０には、領域Ａ２ａにおける第２溝Ｇ２の長さ方向が異なること以外は、例１で説明したのと同様の構造を採用した。
【００６４】
次に、これら光学素子１０の各々に偏光板１０を、その透過軸がＸ方向と平行となるように重ねた。そして、偏光板１０を介してＸ方向に垂直な方向から４５°の入射角で光学素子１０を照明し、偏光板１０が４５°の射出角で射出した光を観察した。そして、表示部Ａ２ａと表示部Ａ２ｂとのコントラスト比を調べた。その結果を、以下の表に纏める。
【表１】
0005040557.tif 000002
【００６５】
上記表において、三角印は、表示部Ａ２ａと表示部Ａ２ｂとのコントラスト比が小さかったことを示し、丸印は、表示部Ａ２ａと表示部Ａ２ｂとのコントラスト比がより大きかったことを示し、二重丸印は、表示部Ａ２ａと表示部Ａ２ｂとのコントラスト比が最も大きかったことを示している。また、この表において、角度θは、領域Ａ２ａにおける第２溝Ｇ２の長さ方向とＸ方向が為す角度を表している。
【００６６】
上記表に示す結果から、表示部Ａ２ａにおける第２溝Ｇ２の長さ方向と表示部Ａ２ｂにおける第２溝Ｇ２の長さ方向とが為す角度を約１５°乃至約１６５°の範囲内とすると、偏光子を用いて光学素子１０を観察した場合における表示部Ａ２ａと表示部Ａ２ｂとのコントラスト比が大きくなることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一態様に係る光学素子を概略的に示す平面図。
【図２】図１に示す光学素子のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。
【図３】図１に示す光学素子の凹凸構造面に設けられた第２溝を前面側から見た斜視図。
【図４】図１に示す光学素子の凹凸構造面に設けられた第１及び第２溝を前面側から見た平面図。
【図５】図４に示す第１及び第２溝を背面側から見た斜視図。
【図６】回折格子が０次及び１次回折光を射出する様子の一例を概略的に示す図。
【図７】回折格子が０次及び１次回折光を射出する様子の他の例を概略的に示す図。
【図８】偏光子を用いて観察した場合に、図１及び図２に示す光学素子が表示する像の一例を概略的に示す平面図。
【符号の説明】
【００６８】
１０…光学素子、１１…基材、１２…凹凸形成層、１３…反射層、２０…偏光子、Ａ１…表示部、Ａ２ａ…表示部、Ａ２ｂ…表示部、ＤＧ…回折格子、Ｇ１…第１溝、Ｇ２…第２溝、ＬI…照明光、ＬR0…０次回折光、ＬRm…ｍ次回折光、Ｎ…法線。
【図１】
0005040557.tif 000003
【図２】
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【図３】
0005040557.tif 000005
【図４】
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【図５】
0005040557.tif 000007
【図６】
0005040557.tif 000008
【図７】
0005040557.tif 000009
【図８】
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