JP2000304912A - Diffraction grating pattern - Google Patents

Diffraction grating pattern

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JP2000304912A
JP2000304912A JP11115251A JP11525199A JP2000304912A JP 2000304912 A JP2000304912 A JP 2000304912A JP 11115251 A JP11115251 A JP 11115251A JP 11525199 A JP11525199 A JP 11525199A JP 2000304912 A JP2000304912 A JP 2000304912A
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diffraction grating
dimensional
cell
diffraction
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Japanese (ja)
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Hideaki Honma
英明 本間
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Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate irregularity of diffraction efficiency of the whole pattern by letting a two-dimensional pattern constituted of an assemble of micro cells formed of a straight line diffraction grating and a three-dimensional pattern constituted of an assembled of micro cells formed of a curved line diffraction grating co-existing within the same region of the same substrate. SOLUTION: The diffraction grating pattern is formed by letting a three- dimensional diffraction grating pattern and a planar diffraction grating pattern co-existing within the same region of the same substrate. That is, around a cell 13 made of curved line grating constituting the three-dimensional diffraction grating pattern, a cell 12 made of straight line grating constituting the planar diffraction grating pattern is arranged. Consequently, as each of the three- dimensional pattern and the planar pattern is visually sensed without irregularity of the whole brightness (diffraction effect) and as the perfect pattern, versatile expressions with high eye-catch effect can be realized. Furthermore at the time of used for security use, forgery and imitation become more difficult.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板の表面に、回
折格子からなる微小なセル(ドット)を配置し、それら
の集まりによって表現されるパターン(以下、回折格子
パターンと称する)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern (hereinafter, referred to as a diffraction grating pattern) in which minute cells (dots) made of a diffraction grating are arranged on the surface of a substrate, and are represented by a group of these cells.

【0002】[0002]

【従来の技術】平面状の基板の表面に、回折格子からな
る微小なドットを複数個配置することにより構成される
パターン(ディスプレイ)が公知である。このようなデ
ィスプレイを作製する方法として、特開昭60―156
004号公報に例示される方法が公知である。この方法
は、レーザー光の2光束干渉による微小な干渉縞(回折
格子)を、そのピッチ,方向,および光強度を変化させ
て、感光性フィルムに次々と露光するものである。
2. Description of the Related Art A pattern (display) formed by arranging a plurality of minute dots made of a diffraction grating on the surface of a planar substrate is known. Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-156 discloses a method for manufacturing such a display.
The method exemplified in Japanese Patent Publication No. 004 is known. In this method, minute interference fringes (diffraction gratings) due to two-beam interference of laser light are sequentially exposed on a photosensitive film while changing its pitch, direction, and light intensity.

【0003】一方、レーザーではなく電子ビーム露光装
置を用い、かつコンピュータ制御により、平面状の基板
が載置されたX―Yステージを移動させて、基板の表面
に、回折格子からなる複数の微小なドットを配置するこ
とにより、回折格子パターンが形成されたディスプレイ
を作製する方法が提案されている。上記方法は、特開平
2―72320号公報や米国特許5,058,992号
に開示されている。電子ビームを用いる方法によれば、
回折格子(格子縞)を直接描画するため、格子間隔を任
意に変えたり、直線に限らず曲線の回折格子とできるな
ど、作製するパターンの自由度が飛躍的に向上する。
On the other hand, an XY stage on which a planar substrate is mounted is moved by using an electron beam exposure apparatus instead of a laser and by computer control, so that a plurality of minute A method of manufacturing a display on which a diffraction grating pattern is formed by arranging various dots has been proposed. The above method is disclosed in JP-A-2-72320 and U.S. Pat. No. 5,058,992. According to the method using an electron beam,
Since the diffraction grating (lattice fringes) is directly drawn, the degree of freedom of the pattern to be produced is greatly improved, for example, the grating interval can be changed arbitrarily, and the diffraction grating can be a curved grating as well as a straight line.

【0004】パターンの自由度の向上の代表例として、
立体的にパターンを表示できるようにしたことが挙げら
れる。立体的な表示にあたっては、観察方向に応じて、
視覚されるパターンを変化させる必要がある。例えば、
同一の被写体を異なる方向(左/正面/右)から見た場
合は、それぞれ異なる被写体の画像を視覚することにな
り、観察者は立体的に感じることになる。
As a typical example of the improvement of the degree of freedom of a pattern,
One example is that a pattern can be displayed three-dimensionally. In three-dimensional display, depending on the viewing direction,
You need to change the pattern that you see. For example,
When the same subject is viewed from different directions (left / front / right), the images of the different subjects are visually recognized, and the observer feels three-dimensionally.

【0005】回折格子パターンによる立体表示に係る提
案として、以下が公知である。 (1)特開平3−206401号公報 被写体を複数方向から観察して得られる複数の2次元画
像について、それぞれをドット単位に分解し、観察方向
に応じた方向を持つ回折格子からなるドットにより、2
次元画像を回折格子パターンとして描画し、同一基板上
に2次元画像の枚数分だけ回折格子パターンの形成を行
なう。
The following are known as proposals relating to three-dimensional display using a diffraction grating pattern. (1) JP-A-3-206401 Regarding a plurality of two-dimensional images obtained by observing a subject from a plurality of directions, each is decomposed into dot units, and dots formed by a diffraction grating having a direction corresponding to the observation direction are used. 2
A two-dimensional image is drawn as a diffraction grating pattern, and diffraction grating patterns are formed on the same substrate by the number of two-dimensional images.

【0006】(2)特開平5−2148号公報 2次元画像に対応する回折格子パターンが、直線の回折
格子により構成されており、観察する複数の方向毎にそ
れらの格子の方向が順次変化するような場合、観察者の
視点移動に伴ってスムーズに表示パターンが変化するわ
けではない。この現象を、「像の飛び」と称する。像の
飛びをなくすために、回折格子を曲線(詳しくは、同一
の曲線を平行移動した複数の線の集まり)で構成し、曲
線の傾きの変化・曲線の移動するピッチを観察条件に応
じて変化させるのが、この(2)である。
(2) Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-2148 The diffraction grating pattern corresponding to a two-dimensional image is constituted by a linear diffraction grating, and the direction of the grating changes sequentially for each of a plurality of directions to be observed. In such a case, the display pattern does not change smoothly as the observer moves the viewpoint. This phenomenon is called "image jump". In order to eliminate image skipping, the diffraction grating is composed of a curve (more specifically, a set of a plurality of lines obtained by translating the same curve in parallel), and the change in the slope of the curve and the pitch at which the curve moves according to the observation conditions. It is this (2) that changes.

【0007】ところで、同一基板上の同一領域内に、セ
ル(ドット)を構成単位とする回折格子パターンで、立
体的パターンと平面的パターンとを共存させる提案につ
いては、現在までに報告例がない。
By the way, there is no report to date on a proposal for coexistence of a three-dimensional pattern and a two-dimensional pattern in a diffraction grating pattern having cells (dots) as constituent units in the same region on the same substrate. .

【0008】立体的パターンが、セル(ドット)を構成
単位とするものではなく、既存のレインボーホログラム
やホログラフィック・ステレオグラムであり、それらが
記録された基板上に、セル(ドット)を構成単位とする
平面的な回折格子パターンを上書き(多重露光)する方
法が考えられる。
[0008] The three-dimensional pattern is not an existing rainbow hologram or holographic stereogram but a cell (dot) as a constituent unit on a substrate on which these are recorded. A method of overwriting (multiple exposure) the planar diffraction grating pattern described above is considered.

【0009】しかし、上記方法では、立体的パターンと
平面的パターンとが重なり合う部分や重なり合わない部
分が混在することになり、全体として、回折効率(明る
さ)にムラが生じることになると共に、重なり合う部分
では下地にあたる立体的パターンの干渉縞をつぶすこと
になるため、それぞれのパターンを完全なものとして認
識する上でも弊害となる。
However, in the above method, a part where the three-dimensional pattern and the two-dimensional pattern overlap and a part where the three-dimensional pattern does not overlap are mixed, so that the diffraction efficiency (brightness) becomes uneven as a whole, and In the overlapping portions, interference fringes of a three-dimensional pattern serving as a base are crushed, which is bad for recognizing each pattern as being complete.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、パターン全
体の回折効率(明るさ)にムラがなく、立体的パターン
と平面的パターンのそれぞれを完全なものとして認識で
きるような、パターンを提供することを目的とするもの
であり、同一基板上の同一領域内に、それぞれがセル
(ドット)を構成単位とする立体的パターンと平面的パ
ターンとが共存してなる回折格子パターンを提供するも
のである。尚、パターンの構成単位である「セル」およ
び「ドット」は同義語として扱われるが、形状(輪郭)
や大きさに制約を受けないニュアンスのある用語「セ
ル」により、以後の説明を統一する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a pattern in which the diffraction efficiency (brightness) of the entire pattern has no unevenness and the three-dimensional pattern and the two-dimensional pattern can be recognized as perfect. It is intended to provide a diffraction grating pattern in which a three-dimensional pattern and a two-dimensional pattern each having a cell (dot) as a constituent unit coexist in the same region on the same substrate. is there. Note that “cell” and “dot”, which are constituent units of the pattern, are treated as synonyms.
The following description is unified by the term "cell" with a nuance that is not restricted by size.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の回折
格子パターンは、回折格子からなる微小なセルが、基板
の表面に複数配置されて構成され、回折格子の空間周波
数,回折格子の方向,各セルの並び方の少なくとも何れ
かが変化してなるパターンにおいて、直線の回折格子か
らなる微小なセルの集まりにより構成される2次元的な
パターン(A)と、曲線の回折格子からなる微小なセル
の集まりにより構成される3次元的なパターン(B)と
が、同一基板の同一領域内に共存することを特徴とす
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a diffraction grating pattern comprising a plurality of minute cells formed of a diffraction grating arranged on a surface of a substrate. In a pattern in which at least one of the direction and the arrangement of each cell is changed, a two-dimensional pattern (A) composed of a group of minute cells composed of a linear diffraction grating and a minute pattern composed of a curved diffraction grating And a three-dimensional pattern (B) constituted by a group of unique cells coexists in the same region of the same substrate.

【0012】請求項2は、3次元的なパターン(B)
は、視差を持つ複数枚の2次元画像のそれぞれを、表示
する方向に応じた曲線の回折格子からなる微小なセルの
集まりにより構成した複数枚の2次元的なパターンを合
成してなることを特徴とする請求項1記載の回折格子パ
ターンである。
[0012] Claim 2 is a three-dimensional pattern (B).
Is to synthesize a plurality of two-dimensional patterns each composed of a collection of minute cells formed by a diffraction grating having a curved line corresponding to a display direction, each of a plurality of two-dimensional images having parallax. 2. A diffraction grating pattern according to claim 1, wherein:

【0013】請求項3は、隣接するセル同士のなす間隔
が、300μm以下であることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の回折格子パターンである。上記間隔は、
パターン(A)を構成するセルとパターン(B)を構成
するセルとの間隔,パターン(A)を構成するセル同士
の間隔,パターン(B)を構成するセル同士の間隔,の
全てに該当する。
A third aspect of the present invention is the diffraction grating pattern according to the first or second aspect, wherein an interval between adjacent cells is 300 μm or less. The above interval is
This corresponds to all the intervals between the cells constituting the pattern (A) and the cells constituting the pattern (B), the intervals between the cells constituting the pattern (A), and the intervals between the cells constituting the pattern (B). .

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態を説明する。 3次元的なパターン(B)の作製 図1は、3次元的なパターン(B)を構成する基礎とな
る複数枚の2次元的なパターンを得る工程を示す説明図
である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1. Production of Three-Dimensional Pattern (B) FIG. 1 is an explanatory diagram showing a process of obtaining a plurality of two-dimensional patterns which are the basis of the three-dimensional pattern (B).

【0015】立体表示したい物体85の平面画像80
を、テレビカメラ81を用いて撮影する。すなわち、テ
レビカメラ81を、間隔pで規定される複数の位置に配
置し、それぞれの位置に対応した物体85の複数枚の平
面画像80を撮影する。撮影にあたっては、複数台のテ
レビカメラで同時に撮影しても良いし、1台のテレビカ
メラを移動させながら撮影しても良い。
A plane image 80 of an object 85 to be displayed three-dimensionally
Is photographed using the television camera 81. That is, the television cameras 81 are arranged at a plurality of positions defined by the interval p, and photograph a plurality of planar images 80 of the object 85 corresponding to each position. In shooting, a plurality of TV cameras may be used for simultaneous shooting, or one TV camera may be moved for shooting.

【0016】得られた複数枚の平面画像80のデータ
を、デジタイザー83を用いてコンピュータ82に入力
し、イメージデータとして記憶させる。ところで、これ
らの平面画像80の形態は、ビデオテープに録画したデ
ータや写真データであっても良い。また、立体表示した
い物体85は、実存する物体に限らず、コンピュータ・
グラフィックスによる仮想物体であっても良い。
The data of the plurality of obtained planar images 80 is input to a computer 82 using a digitizer 83 and stored as image data. Incidentally, the form of these planar images 80 may be data recorded on a video tape or photographic data. Further, the object 85 to be displayed three-dimensionally is not limited to an existing object,
It may be a virtual object by graphics.

【0017】次に、上記の平面画像80を回折格子パタ
ーンに変換するにあたり、回折格子の方向Ωと回折格子
のピッチdを決定する方法について説明する。
Next, a method of determining the direction Ω of the diffraction grating and the pitch d of the diffraction grating when converting the plane image 80 into a diffraction grating pattern will be described.

【0018】図2に示すように、回折格子セル16を有
するパターン15を、観察者が観察すると仮定する。照
明光91の入射角度をθ,回折格子で反射回折された1
次回折光92の方向をα,1次回折光92の波長をλと
すると、図3に示すように、回折格子18の方向Ωと回
折格子18のピッチd(空間周波数の逆数)は、以下の
ような式で求めることができる。尚、照明光91はY−
Z平面上を通るとし、回折光はX−Z平面上を通るとす
る。
It is assumed that an observer observes a pattern 15 having a diffraction grating cell 16 as shown in FIG. The incident angle of the illumination light 91 is θ, and 1 is reflected and diffracted by the diffraction grating.
Assuming that the direction of the second-order diffracted light 92 is α and the wavelength of the first-order diffracted light 92 is λ, the direction Ω of the diffraction grating 18 and the pitch d (reciprocal of the spatial frequency) of the diffraction grating 18 are as follows, as shown in FIG. Can be calculated by the following equation. The illumination light 91 is Y-
It is assumed that the light passes through the Z plane and that the diffracted light passes through the XZ plane.

【0019】 tan(Ω)=sin(α)/sin(θ) d=λ/{sin2 (α)/sin2 (θ)}1/2 上式を用いることにより、照明光91を任意の方向に回
折するための、前記回折格子18の方向Ωおよびピッチ
dを求めることが可能になる。すなわち、照明光91の
入射角度θ,1次回折光92の方向α,1次回折光92
の波長λを与えれば、回折格子18の方向Ωおよびピッ
チdを得ることができる。
Tan (Ω) = sin (α) / sin (θ) d = λ / {sin 2 (α) / sin 2 (θ)} 1/2 By using the above equation, the illumination light 91 can be arbitrarily set. The direction Ω and the pitch d of the diffraction grating 18 for diffracting in the direction can be obtained. That is, the incident angle θ of the illumination light 91, the direction α of the first-order diffracted light 92, the first-order diffracted light 92
Is given, the direction Ω and the pitch d of the diffraction grating 18 can be obtained.

【0020】ここで、正面に回折する(α=0)のよう
な回折格子のピッチd’を求める。 d’=λ/sin(θ) よって、 d=d’sin(θ)/{sin2 (α)/sin2 (θ)}1/2 =d’cos(Ω)
Here, a pitch d 'of the diffraction grating that diffracts to the front (α = 0) is obtained. d ′ = λ / sin (θ) Therefore, d = d′ sin (θ) / {sin 2 (α) / sin 2 (θ)} 1/2 = d′ cos (Ω)

【0021】図4に示すように、曲線を一定のピッチで
平行移動した構成では、常に上式を満たしているため、
回折光が水平方向に移動する視点に、常に同じ色の波長
を観察できるような回折格子の構成になっている。図4
のセルでは、セルを構成する曲線が傾きΩ1からΩ2ま
で変化しており、その曲線が、ピッチd’で並んでい
る。すなわち、回折光の水平方向での回折される範囲
が、回折格子の存在する面の法線に対しての角度α1か
らα2である回折格子のセルを得るためには、 tan(Ω1)=sin(α1)/sin(θ) tan(Ω2)=sin(α2)/sin(θ) d=λ/sin(θ) となる。よって、傾きΩ1からΩ2まで変化する曲線
を、ピッチd’で平行移動した回折格子を用いれば良
い。
As shown in FIG. 4, in a configuration in which the curve is translated at a constant pitch, the above equation is always satisfied.
The diffraction grating is configured such that the wavelength of the same color can always be observed from the viewpoint where the diffracted light moves in the horizontal direction. FIG.
In the cell No., the curve constituting the cell changes from the slope Ω1 to Ω2, and the curves are arranged at the pitch d ′. That is, in order to obtain a cell of a diffraction grating in which the range of diffracted light in the horizontal direction is at an angle α1 to α2 with respect to the normal to the plane on which the diffraction grating is present, tan (Ω1) = sin (Α1) / sin (θ) tan (Ω2) = sin (α2) / sin (θ) d = λ / sin (θ) Therefore, a diffraction grating in which a curve that changes from the slope Ω1 to Ω2 is translated at a pitch d ′ may be used.

【0022】そこで、立体的パターンを構成する回折格
子セルの基本的な構成を、図4に示すような構成とす
る。
Therefore, the basic structure of a diffraction grating cell forming a three-dimensional pattern is as shown in FIG.

【0023】次に、このセルを図5に示すように、縦方
向に3つに分割する。そして、この3つに分割した領域
を、左からr1,r2,r3とする。r1の部分に入射
した光は左方向に回折し、r2の部分に入射した光は正
面方向に回折し、r3の部分に入射した光は右方向に回
折することになる。尚、1セルを分割する領域の数は、
上記のように3つに限らず、視差を持つ2次元画像の枚
数分だけ分割することになる。
Next, as shown in FIG. 5, the cell is divided into three in the vertical direction. Then, the three divided areas are defined as r1, r2, and r3 from the left. Light incident on the portion r1 is diffracted leftward, light incident on the portion r2 is diffracted frontward, and light incident on the portion r3 is diffracted rightward. The number of areas that divide one cell is
The division is not limited to three as described above, but is performed by the number of two-dimensional images having parallax.

【0024】ここで、もしこのセルを、左方向からのみ
光って観察できるようにしたい場合にはr1の部分のみ
について回折格子を描画し、r2,r3の部分について
は何も描画しなければ良い。その場合、観察者は、視点
がe1の範囲にある時にのみ、このセルが光って見える
ことになる。
Here, if it is desired that this cell can be observed by illuminating only from the left direction, a diffraction grating should be drawn only for r1 and nothing should be drawn for r2 and r3. . In that case, the observer will see this cell shining only when the viewpoint is in the range of e1.

【0025】図1で説明した手順により、ある3次元的
な物体について、視差を持つ3枚の2次元画像を撮影し
たとする。例えば、この物体は、左から見ると「T」,
正面から見ると「O」,右から見ると「P」のように見
えるとする。(現実には、このような物体は存在しな
い)
Assume that three two-dimensional images having parallax have been photographed for a certain three-dimensional object by the procedure described with reference to FIG. For example, this object is "T",
Assume that it looks like "O" when viewed from the front and "P" when viewed from the right. (There is no such object in reality)

【0026】使用する視差を持つ2次元画像は3枚なの
で、回折格子パターンを構成するセルは縦方向に3つに
分割する。図6に示すように、「T」はセルの左部分,
「O」はセルの中央部分,「P」はセルの右部分の回折
格子を描画することによって、立体的な回折格子パター
ンが得られる。
Since there are three two-dimensional images having parallaxes to be used, the cells constituting the diffraction grating pattern are divided into three in the vertical direction. As shown in FIG. 6, "T" is the left part of the cell,
“O” represents the central part of the cell, and “P” represents the diffraction grating on the right part of the cell, whereby a three-dimensional diffraction grating pattern can be obtained.

【0027】上記の回折格子パターンを、図7に示すよ
うにして再生する。この時、左方向では「T」,正面方
向では「O」,右方向では「P」を観察できることにな
る。
The above diffraction grating pattern is reproduced as shown in FIG. At this time, "T" can be observed in the left direction, "O" in the front direction, and "P" in the right direction.

【0028】以上の説明では、入力した視差を持つ2次
元画像は3枚であるが、もっと多くの視差画像を用いる
ことによって、観察者の左右の目に入る画像を異なった
ものとすることができる。すなわち、観察者は、左右の
目に別々に視差を持つ画像を視覚することになり、立体
的(3次元的)に感じることになる。観察者の観察位置
を水平方向に移動した場合でも、他の方向から見た視差
を持つ画像のペアを視覚することになり、自然な立体感
が得られることになる。
In the above description, there are three two-dimensional images having the input parallax. However, by using more parallax images, it is possible to make the images entering the left and right eyes of the observer different. it can. That is, the observer sees images having parallax separately for the left and right eyes, and feels three-dimensionally (three-dimensionally). Even if the observer's observation position is moved in the horizontal direction, a pair of images having parallax as viewed from other directions will be seen, and a natural stereoscopic effect will be obtained.

【0029】以上は、立体的な回折格子パターンを作製
する説明であるが、その構成要素である「T」,
「O」,「P」を構成する回折格子が描画されていない
領域に、平面的(2次元的)な回折格子パターンを形成
することで、本発明の回折格子パターンとなる。
The above is a description of the production of a three-dimensional diffraction grating pattern.
By forming a planar (two-dimensional) diffraction grating pattern in a region where the diffraction gratings constituting “O” and “P” are not drawn, the diffraction grating pattern of the present invention is obtained.

【0030】2次元的なパターン(A)の作製 平面的(2次元的)な回折格子パターンは、視差を持た
ない1枚の2次元画像のことであり、回折格子セルは、
立体的な回折格子パターンを構成する2次元画像におけ
るセルのように、曲線の回折格子により構成される必要
はない。
Production of Two-Dimensional Pattern (A) A planar (two-dimensional) diffraction grating pattern is a single two-dimensional image having no parallax.
Unlike a cell in a two-dimensional image that forms a three-dimensional diffraction grating pattern, it is not necessary to be configured by a curved diffraction grating.

【0031】2次元的なパターンの例として、幾何学的
な細紋模様やロゴ,文字,記号などが挙げられる。
Examples of the two-dimensional pattern include a geometric fine print pattern, a logo, characters, symbols, and the like.

【0032】上記パターンを構成する回折格子の方向・
ピッチおよびセルの形状は、全て等しい必要はなく、隣
接するセル毎に回折格子の方向を順次変えることで、視
点の移動に伴って回折光が走って見えるような動的な視
覚効果を持たせることも可能である。
The direction of the diffraction grating constituting the above pattern
The pitch and the shape of the cells do not all need to be the same, and the direction of the diffraction grating is sequentially changed for each adjacent cell to provide a dynamic visual effect such that diffracted light appears to move as the viewpoint moves. It is also possible.

【0033】図8は、立体的な回折格子パターンと平面
的な回折格子パターンとが同一基板上の同一領域内に共
存する回折格子パターンの一例についての局所的(微視
的)な説明図である。立体的な回折格子パターンを構成
する曲線の格子からなるセル13の周囲に、平面的な回
折格子パターンを構成する直線の格子からなるセル12
が配置された構成である。
FIG. 8 is a local (microscopic) illustration of an example of a diffraction grating pattern in which a three-dimensional diffraction grating pattern and a two-dimensional diffraction grating pattern coexist in the same region on the same substrate. is there. Around a cell 13 consisting of a curved grating constituting a three-dimensional diffraction grating pattern, a cell 12 consisting of a straight grating constituting a planar diffraction grating pattern is provided.
Are arranged.

【0034】また、回折格子パターンを構成するセルの
サイズやセル同士の配置間隔を設定する際に、以下のよ
うな考察がなされる。
When setting the size of the cells constituting the diffraction grating pattern and the arrangement interval between the cells, the following consideration is made.

【0035】肉眼で識別することが困難な程度のセルの
大きさを定めるにあたり、例えば、視力0.7の人が70
cm離れてパターンを視覚する場合について考察する。
視力が0.7の人の眼の分解能は1.4分=(1.4 /6
0)°であり、70cm離れて、300 μm以上離れた2点
を識別することができる。
In determining the size of a cell that is difficult to identify with the naked eye, for example, a person with an eyesight of 0.7
Consider the case where a pattern is viewed at a distance of cm.
The resolution of a human eye with a visual acuity of 0.7 is 1.4 minutes = (1.4 / 6
0) °, two points 70 cm apart and 300 μm or more apart.

【0036】従って、回折格子パターンを70cm離れて
視覚する場合に、300 μm角以下のサイズのセルについ
ては、セル単独では、形状を含めてその存在を認識する
ことができない。そのため、パターン(A)を構成する
セルとパターン(B)を構成するセルとが300 μm以下
の間隔で隣接していると、それらを別々に認識すること
はできないので、その部分では2種類のパターンが重な
って見えることになる。従って、観察者に、パターンが
連続して滑らかに変化するような印象を与える上では、
セルの間隔やサイズを300 μm角以下とすることが有効
である。
Therefore, when the diffraction grating pattern is viewed at a distance of 70 cm, the presence of a cell having a size of 300 μm square or less, including its shape, cannot be recognized by itself. Therefore, if the cells constituting the pattern (A) and the cells constituting the pattern (B) are adjacent to each other at an interval of 300 μm or less, they cannot be recognized separately. The patterns will appear to overlap. Therefore, to give the observer the impression that the pattern changes continuously and smoothly,
It is effective to set the cell interval and size to 300 μm square or less.

【0037】上記ケースよりも、視力の良い人が近づい
てパターンを視覚する場合について、以下に考察する。 (1) 視力が1.0の人の眼の分解能は1.0分=(1.0
/60)°であり、50cm離れて、150 μm以上離れた2
点を識別することができる。 (2) 視力が1.5の人の眼の分解能は0.66分=(0.
66/60)°であり、30cm離れて、58μm以上離れた2
点を識別することができる。
The case where a person with better visual aptitude comes closer to view the pattern than in the above case will be considered below. (1) The resolution of a human eye with a visual acuity of 1.0 is 1.0 minute = (1.0
/ 60) °, 50 cm apart, 150 μm or more 2
Points can be identified. (2) The resolution of a human eye with a visual acuity of 1.5 is 0.66 minutes = (0.
66/60) °, 30 cm apart, 58 μm or more 2
Points can be identified.

【0038】上記から、ケース(1) では、隣り合うセル
間で150 μm以上の隙間があることを識別でき、ケース
(2) では、隣り合うセル間で58μm以上の隙間があるこ
とを識別できることになる。従って、パターン内で隣り
合うセル同士がなす間隔(隙間)を、それら(150μ
m,58μm)以下にすることによって、パターンが連続
して滑らかに変化するように視覚されると共に、セルが
隙間なく敷き詰められた明るいパターンとして視覚され
ることになる。セルの間隔やサイズを微小にする程、緻
密なパターンの作製が可能であるが、作製時間や処理デ
ータ量が増大することを考慮して、上記のような条件が
妥当である。
From the above, in case (1), it can be identified that there is a gap of 150 μm or more between adjacent cells.
In (2), it is possible to identify that there is a gap of 58 μm or more between adjacent cells. Therefore, the interval (gap) between adjacent cells in the pattern is set to (150 μm).
m, 58 μm) or less, the pattern is viewed as continuously and smoothly changing, and the cells are viewed as a bright pattern that is spread without gaps. A finer pattern can be produced as the cell interval and size are made smaller, but the above conditions are appropriate in consideration of an increase in the production time and the amount of processing data.

【0039】[0039]

【発明の効果】立体的パターンと平面的パターンとを、
全体の明るさにムラがなく、それぞれを完全なものとし
て視覚できるため、アイキャッチ効果の高い多彩な表現
が実現されると共に、セキュリティ用途に用いた場合、
偽造や模造が一層困難となる。
According to the present invention, a three-dimensional pattern and a two-dimensional pattern are
Since there is no unevenness in the overall brightness and each can be viewed as perfect, various expressions with high eye catching effect are realized, and when used for security purposes,
Forgery and imitation are more difficult.

【0040】すなわち、本発明では、立体的パターンと
平面的パターンのそれぞれを構成するセルの配置を正確
に行なう必要があり、オリジナル・パターンの作製が非
常に困難であるため、立体的パターンまたは平面的パタ
ーンの単独によるパターンに比べて、偽造や模造への対
策が向上する。
That is, in the present invention, it is necessary to accurately arrange cells constituting each of the three-dimensional pattern and the two-dimensional pattern, and it is very difficult to produce an original pattern. Countermeasures against counterfeiting and counterfeiting are improved as compared with a pattern using only a target pattern.

【0041】また、既存の手法で立体的パターンと平面
的パターンを合成した場合に比べて、両者が重なった部
分の有無に起因する明るさ(回折効率)のムラがないた
め、真偽判定が容易となると共に、立体的パターンと平
面的パターンの双方を構成する全てのセルを、重なり合
うことなく形成(描画)されるため、デザインが損なわ
れることなく、視点移動に伴って、立体的パターンまた
は/および平面的パターンが認識され、独特の装飾効果
を奏する。
Further, as compared with the case where the three-dimensional pattern and the two-dimensional pattern are synthesized by the existing method, since there is no unevenness in the brightness (diffraction efficiency) due to the presence or absence of the overlapping portion, the authenticity determination is not performed. In addition to being easy, all cells constituting both the three-dimensional pattern and the two-dimensional pattern are formed (drawn) without overlapping, so that the three-dimensional pattern or the And / or a planar pattern is recognized, producing a unique decorative effect.

【0042】[0042]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】3次元的なパターンを構成する基礎となる複数
枚の2次元的なパターンを得る工程を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory view showing a process of obtaining a plurality of two-dimensional patterns which are a basis for forming a three-dimensional pattern.

【図2】回折格子セルを有するパターンを観察する状態
を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state in which a pattern having a diffraction grating cell is observed.

【図3】セルに形成される回折格子の方向Ωとピッチd
(空間周波数の逆数)を示す説明図。
FIG. 3 shows a direction Ω and a pitch d of a diffraction grating formed in a cell.
Explanatory drawing which shows (the reciprocal of a spatial frequency).

【図4】3次元的なパターンを構成する曲線の回折格子
からなるセルの一例を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory view showing an example of a cell composed of a diffraction grating having a curved line constituting a three-dimensional pattern.

【図5】3次元的なパターンを構成する曲線の回折格子
からなるセルについて、分割した領域と回折光の出射方
向との関係を示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a divided region and a direction of emission of diffracted light in a cell including a diffraction grating having a curved line constituting a three-dimensional pattern.

【図6】セルの左部分に「T」、中央部分に「O」、右
部分に「P」を構成する画素となる回折格子を形成し
て、同一基板上に視差を持つ原画を合成する概念を示す
説明図。
FIG. 6 is a diagram illustrating a case where a diffraction grating is formed as a pixel that constitutes “T” in the left part of the cell, “O” in the center part, and “P” in the right part, and synthesizes an original image having parallax on the same substrate Explanatory drawing which shows a concept.

【図7】図6の回折格子パターンを観察する状態を示す
説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which the diffraction grating pattern of FIG. 6 is observed.

【図8】立体的な回折格子パターンと平面的な回折格子
パターンとが同一基板上の同一領域内に共存する回折格
子パターンの一例について、セルの配置の一例を示す説
明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a cell arrangement for an example of a diffraction grating pattern in which a three-dimensional diffraction grating pattern and a two-dimensional diffraction grating pattern coexist in the same region on the same substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12…平面的な回折格子パターンを構成する曲線の格子
からなるセル 13…立体的な回折格子パターンを構成する曲線の格子
からなるセル 14,15…基板(パターン) 16…回折格子セル 18…回折格子 91…照明光 92…1次回折光
12: a cell composed of curved lattices constituting a planar diffraction grating pattern 13: a cell composed of curved lattices constituting a three-dimensional diffraction grating pattern 14, 15, a substrate (pattern) 16: a diffraction cell 18: diffraction Grating 91 ... Illumination light 92 ... First order diffracted light

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回折格子からなる微小なセルが、基板の表
面に複数配置されて構成され、回折格子の空間周波数,
回折格子の方向,各セルの並び方の少なくとも何れかが
変化してなるパターンにおいて、 直線の回折格子からなる微小なセルの集まりにより構成
される2次元的なパターン(A)と、曲線の回折格子か
らなる微小なセルの集まりにより構成される3次元的な
パターン(B)とが、同一基板の同一領域内に共存する
ことを特徴とする回折格子パターン。
A plurality of minute cells comprising a diffraction grating arranged on a surface of a substrate;
In a pattern in which at least one of the direction of the diffraction grating and the arrangement of the cells is changed, a two-dimensional pattern (A) composed of a collection of minute cells composed of linear diffraction gratings and a curved diffraction grating A three-dimensional pattern (B) constituted by a collection of minute cells made of a coexistence in the same region of the same substrate.
【請求項2】3次元的なパターン(B)は、視差を持つ
複数枚の2次元画像のそれぞれを、表示する方向に応じ
た曲線の回折格子からなる微小なセルの集まりにより構
成した複数枚の2次元的なパターンを合成してなること
を特徴とする請求項1記載の回折格子パターン。
2. A three-dimensional pattern (B) comprising: a plurality of two-dimensional images each having a parallax formed by a group of minute cells formed by a diffraction grating having a curve corresponding to a display direction. 2. The diffraction grating pattern according to claim 1, wherein said two-dimensional pattern is synthesized.
【請求項3】隣接するセル同士のなす間隔が、300μ
m以下であることを特徴とする請求項1または2に記載
の回折格子パターン。
3. An interval between adjacent cells is 300 μm.
The diffraction grating pattern according to claim 1, wherein m is equal to or less than m.
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