JP2002228821A

JP2002228821A - 回折格子を用いた表示体

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Publication number: JP2002228821A
Application number: JP2001028000A
Authority: JP
Inventors: Ryo Saito; 涼齊藤
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2002-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】表示パターンをランダムに配置した回折格子
の集合より構成できるようにし、視認性に優れるととも
に偽造防止効果の高い回折格子を用いた表示体を提供す
る。【解決手段】回折格子より構成した表示パターン３１
を有する回折格子を用いた表示体において、前記表示パ
ターン３１の領域を複数の画素３１１、３１２、３１
３、３１４、３１５に分割し、前記複数の画素３１１、
３１２、３１３、３１４、３１５に、線幅、ピッチ及び
格子の角度の少なくとも１つが異なる複数種類の回折格
子をランダムに割り当てて、前記表示パターン３１を構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カード、フィル
ム、シート等に用いられる表示体に係り、特に、良好な
視認性を有するとともに、偽造を困難とするのに好適
な、回折格子を用いた表示体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、クレジットカード、キャッシュカ
ード、ＩＤカード、パスポートまたは高級ブランド品な
どには、装飾性に優れ、文字、絵柄等を容易に目視で認
識できるように、回折格子を用いた表示体（レリーフホ
ログラムともいう)を配置形成することが、広く行われ
ている。

【０００３】ここでは、１種類の単純な回折格子を用い
て、文字または絵柄等の表示パターンを形成するのが最
も一般的である。図１は、従来例の回折格子を用いた表
示体における表示パターンを示す図であリ、図１の
（ａ）には、表示パターンが１種類の回折格子から構成
される例を示す。図１の（ａ）において、表示パターン
１０Ａは、文字「Ｊ」を表すが、所定の大きさを有する
回折格子１を「Ｊ」になるように、所定の区画領域（画
素ともいう）に、ここでは、３４個配列したものから構
成されている。なお、回折格子１は、全領域で線幅、ピ
ッチ、角度が同じものである。

【０００４】このような、１種類の回折格子１は、容易
に文字、絵柄等の表示パターンを視認できるものである
が、単純な表示であり、作成も容易であり、従って、比
較的容易に偽造し得るものであリ、偽造防止の必要なカ
ード等に用いることは得策ではない。

【０００５】単純な表示を改善し、より視覚的に刺激が
あるように、特定領域毎にそこに配置される回折格子の
傾きを微小に滑らかに変化させた複数種類の回折格子群
を用いて、表示パターンを構成するものが近年提案され
ており、例えば、特開平６−６７６０８号公報にその例
が開示されている。図１の（ｂ）に，その表示パターン
の例を示す。

【０００６】図１の（ｂ）において、表示パターン１０
Ｂは、図１の（ａ）におけると同様に、文字「Ｊ」を全
部で３４個の回折格子を配列したものから構成されてい
るが、ここでは、例えば、表示パターン１０Ｂを、図中
上下方向に、６つの領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに分け
て、それぞれ回折格子１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，
１Ｆを配置している。回折格子１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１
Ｄ，１Ｅ，１Ｆは、縦方向に格子の角度のみ（線幅、ピ
ッチは一定）、約５°ずつ変化させたもの（図中、領域
Ａから領域Ｆへは横方向に対する角度が次第に小さくな
っている）である。

【０００７】この表示パターン１０Ｂを上から下の方向
へ傾けて観察すると、表示パターン１０Ｂの反射回折光
の方向が連続的に変化し、輝いて見える領域が滑らかに
移動して見えるし、しかも虹色の表示パターン１０Ｂが
容易に視認でき、装飾的にも優れたものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１の
（ｂ）に示したように、格子の傾き（角度）を微小に滑
らかに変化させた回折格子１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１
Ｅ，１Ｆを並べて表示パターン１０Ｂを形成すると、回
折格子１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆをそれぞれ
取出せば、横方向の配列が規則的となっている。このよ
うな規則性があることにより、表示パターン１０Ｂの作
成が容易である反面、偽造防止の効果が小さいという解
決すべき課題があった。

【０００９】そこで本発明は、上記課題を解決し、回折
格子を用いた表示体において、表示パターンをランダム
に配置した回折格子の集合より構成できるようにし、視
認性に優れるとともに偽造防止効果の高い回折格子を用
いた表示体を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、第１の発明は、回折格子より構成した表
示パターンを有する回折格子を用いた表示体において、
前記表示パターンの領域を複数の画素に分割し、前記複
数の画素に、線幅、ピッチ及び格子の角度の少なくとも
１つが異なる複数種類の回折格子をランダムに割り当て
て、前記表示パターンを構成したことを特徴とする回折
格子を用いた表示体である。

【００１１】また、第２の発明は，第１の発明におい
て、前記複数の画素に、前記複数種類の回折格子及びＣ
ＧＨ位相分布をランダムに割り当てたことを特徴とする
するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、好ましい実施例により、図２乃至図１４を参照して
説明する。

【００１３】＜第１実施例＞まず、本発明の回折格子を
用いた表示体を得る方法について説明する。回折格子を
用いた表示体を作成するには、所望の表示パターン（原
画）を用意し、画像データを作成する。画像データは、
作画装置を用いて作成する、あるいは画像読み取り装置
（スキャナ）等を用いて表示パターンを読み取り、コン
ピュータで処理できるようにして、任意の大きさに変更
したものである。

【００１４】図２は、表示パターンにおける画像データ
を示す図である。図２において、７は表示体（の領域）
を示し、横にｎ個，縦にｍ個それぞれ配列されている所
定の大きさである正方形の画素８より構成されている。
すなわち表示体（の領域）７を縦横適当数の画素８に分
割する。

【００１５】画素８は、その位置により（ａ，ｂ）と表
される。ここで、ａは０,１,…,ｍ−１、ｂは０,１,…,
ｎ−１のいずれかで表され、表示体７を構成する画素８
のそれぞれ，対応する縦の行番号，横の列番号を示す。
画素（ａ，ｂ）には、画素値Ｐ（ａ，ｂ）が対応してお
り、画素（ａ，ｂ）が表示パターン１０Ｃ中にあればＰ
（ａ，ｂ）＝１を、それ以外の場合はＰ（ａ，ｂ）＝０
を割り当てる。なお、画素値Ｐ（ａ，ｂ）の全体が、以
下に説明するランダムな画素数値の割り当てをされてｋ
（ａ，ｂ）の画像データとなる。

【００１６】ここで、得られた画素値Ｐ（ａ，ｂ）＝１
である画素（ａ，ｂ）について、さらにランダムにＫ種
類の画素数値を割り当てる。図３は、画素値が１である
画素にランダムにＫ種類の画素数値を割り当てる方法を
示すフローチャート図である。ステップＳ１で開始し、
ステップＳ２において、表示パターン領域内の画素
（ａ，ｂ）に対し、画素値Ｐ（ａ，ｂ）＝１を、表示パ
ターン領域外の画素（ａ，ｂ）に対し、画素値Ｐ（ａ，
ｂ）＝０を与える。

【００１７】次に、ステップＳ３において、画素値Ｐ
（ａ，ｂ）＝１の画素を分類する数Ｋ，及び乱数シード
値ｘ（任意の整数である）を与える。ｘの値によって発
生する乱数が決まる。次に、ステップＳ４において、画
素値Ｐ（ａ，ｂ）＝０の画素（ａ，ｂ）に対してはステ
ップＳ６ヘ分岐して、新たに画素数値ｋ（ａ，ｂ）＝０
を割り当てる。

【００１８】一方、ステップＳ４において、画素値Ｐ
（ａ，ｂ）＝１の画素に対してはステップＳ５ヘ分岐し
て、以下の式１を用いて画素（ａ，ｂ）に画素数値ｋ
（ａ，ｂ）を割り当てる。ｋ（ａ，ｂ）＝ｒａｎｄ（ｘ）％Ｋ＋１ …（式１）ここで、ｒａｎｄは０以上の整数をランダムに生成す
る、すなわち乱数を発生する関数で、ｘの値によって発
生する乱数が変化する。ｘの値が同じときは、常に同じ
乱数を同じ順序で生成する。

【００１９】記号‘％’は剰余を表し、‘ｒａｎｄ
（ｘ）％Ｋ’は乱数ｒａｎｄ（ｘ）をＫで割った余りを
示す。式１の場合、表示パターン領域外の画素（ａ，
ｂ）に割り当てられる画素数値ｋ（ａ，ｂ）＝０と区別
するために、生成された剰余に１を加えて画素数値ｋ
（ａ，ｂ）とする。よって、１からＫまでのＫ種類の数
値である画素数値ｋ（ａ，ｂ）が画素値Ｐ(ａ,ｂ)＝１
の画素（ａ，ｂ）に対して、ほぼ均等に割り付けられ
る。次に、ステップＳ７において、表示パターン領域と
表示パターン領域以外の画素の新たに割り当てられた画
素数値ｋ（ａ，ｂ）を合成し、画像データｋ（ａ，ｂ）
として決定され、終了する（ステップＳ８）。

【００２０】次に、回折格子のパターンを説明する。図
４は、画素を構成する直線状回折格子のパターンを示す
上面図である。回折格子２は、図４中で、黒く表示され
た溝部（段差）３（凹部になる）と表面４（凸部にな
る）の縞状のパターンを示す。ここで、回折格子２のサ
イズは横方向の長さｄｘ、縦方向の長さｄｙであり、溝
部３は線幅ｌを有し、ピッチｐで表面４と交互に配列さ
れている。また溝部３は横方向に対し、格子の角度θを
なしている。

【００２１】この回折格子は、画素に対応するものであ
り、これらのパラメータは、適宜所定の値に設定できる
ものである。線幅ｌ、ピッチｐ、格子の角度θの各パラ
メータによって、回折格子が決定されるから、各パラメ
ータを調整することによって、回折方向、回折光強度が
決まる。

【００２２】なお、上述の画像データｋ（ａ，ｂ）を前
記Ｋで作成した場合には、回折格子２を、ｌ，ｐ，θの
パラメータを１つ以上変化させて、回折格子のパターン
をパターン１からパターンＫまでランダムにＫ種類準備
できる。ここで、一般に、段差がＺ−１段の回折格子は
Ｚ値の回折格子と呼ばれる。Ｚ値が大きければ大きいほ
ど鮮明な表示パターンが得られる。

【００２３】以上の割り当てを、例えば文字「Ｉ」に適
用した場合について説明する。図５は、表示パターンの
一例を示す図である。ここで、表示パターン３１（文字
「Ｉ」）の領域を線幅、ピッチ、角度の少なくとも１種
類は異なる回折格子をランダムに配置し、表示パターン
３１以外の領域を表示パターン領域内の回折格子とは異
なる回折格子によって表示するものとする。

【００２４】図６は、図５の表示パターンを含む表示体
を画素で表した図である。図６には、１３行１３列のマ
トリクス状に配置された画素３２より構成されており、
表示パターン３１（文字「Ｉ」を表す）を含む表示体３
０が示されており、上述の画素値Ｐ（ａ，ｂ）（以下，
単に画素値Ｐともいう）＝１（黒で表示の部分）が表示
パターン３１の領域であり、画素値Ｐ＝０（白で表示の
部分）が表示パターン３１の領域外である。

【００２５】図７は、本発明の回折格子を用いた表示体
の第１実施例を示す図である。ここでは、画素値Ｐ＝１
の画素を分類する数ＫをＫ＝５として、５種類の画素数
値ｋ（ａ，ｂ）（以下，単に画素数値ｋともいう）を上
述した画素数値ｋの算出方法に従って、各画素にランダ
ムに割り当てたものである。

【００２６】表示体３０を構成する画素で表示パターン
３１の領域にある画素において、画素３１１は画素数値
ｋ＝１であり図中「１」と記載されており、画素３１２
は画素数値ｋ＝２であり図中「２」と記載されており、
画素３１３は画素数値ｋ＝３であり図中「３」と記載さ
れており、画素３１４は画素数値ｋ＝４であり図中
「４」と記載されており、画素３１５は画素数値ｋ＝５
であり図中「５」と記載されており、これらは互いにラ
ンダムに配置されている。画素数値ｋ＝１乃至５は分類
１乃至５にそれぞれ対応する。表示パターン３１以外の
領域の画素３１６には画素数値ｋ＝０が割り当てられて
おり、図中黒い部分で示される。画素数値ｋ＝０は分類
６に対応する。

【００２７】次に、分類１乃至６に対応する回折格子を
決定する。図８は、第１実施例における回折格子のパタ
ーンを示す図である。Ｋ＝５であり、分類の数は５分類
となるので、５種類の回折格子のパターンを用意する。
図８の（１）から（５）に示される回折格子パターン
は、格子の角度θがそれぞれ７０°、６５°、６０°、
５５°、５０°と５°刻みで異なるものであるが、線幅
ｌ、ピッチｐ、サイズｄｘ，ｄｙ、凹凸の段数（Ｚ値）
はすべて同じである。例えば、線幅ｌは２μｍ、ピッ
チｐは５μｍ、サイズｄｘは５０μｍ、ｄｙは５０μ
ｍ、５０um、凹凸の段数は１段（Ｚ値＝２）である。

【００２８】また、画素数値ｋ＝０の画素を分類６とし
て分類したので、これに対して、図８の（６）に示すよ
うな回折格子パターンを対応させる。この回折格子パタ
ーンは、格子の角度θが１３０°、線幅ｌが１μｍ、ピ
ッチｐが５μｍ、サイズｄｘが５０μｍ、ｄｙが５０μ
ｍ、凹凸の段数は１段（Ｚ値＝２）である。各１画素の
大きさを５０μｍ×５０μｍとし、画素数値ｋに対応す
る回折格子のパターンをそれぞれ配置して表示パターン
３１を含む表示体３０を作成する。なお、これらはデー
タとして保持されていて、これに基き、回折格子を形成
する。

【００２９】次に、このような回折格子の作成方法を説
明する。回折格子の形成方法としては、二光束干渉法ま
たは電子線（ＥＢ）描画法が一般的に用いられる。二光
束干渉法は、コヒーレントな物体光と参照光との光を干
渉させて、表示体を形成したい基板上の配置された感光
材料上に干渉縞を形成・記録する方法である。一方、Ｅ
Ｂ描画法は、電子線を用いて、表示体を形成したい基板
上に直接回折格子を描画する方法である。

【００３０】本発明に係る回折格子のように、線幅、ピ
ッチ、格子の角度を適宜変化させる必要があり、大量に
生産する場合は、二光束干渉法よりもＥＢ描画法が適し
ている。

【００３１】図７及び図８に示されたランダム配置され
た複数の異なる回折格子からなる表示パターン３１を含
む表示体３０のデータに基き、ＥＢ描画法を用いて、例
えばシリコン原盤に表示体３０に対応する回折格子の凹
凸パターンを形成する。このシリコン原盤から紫外線硬
化樹脂を用いて２Ｐ成型によりフィルム基材上に凹凸を
形成し、さらに回折格子の凹凸上に反射膜であるＴｉＯ
₂を蒸着して、フィルム状の回折格子による表示体を作
製する。これらを転写して、例えば、回折格子を用いた
表示体を有するカードなどを作製できる。

【００３２】ところで、以上説明した第１実施例のラン
ダム配置された回折格子からなる表示パターンを含む表
示体は、１つの観察点からは、回折光が視認できる箇所
と視認できない箇所が存在する。しかし、観察点をずら
すことにより、先程視認できなかった箇所が視認できる
ようになり、またその逆も起こる。しかし画素に対応す
る回折格子はランダム配置なので、視認できる箇所が変
化しても、常にランダムな箇所がきらびやかに輝き、視
認性に優れたものである。

【００３３】また、表示パターンに配置されているＫ種
類の回折格子のパターン中に、直線状の回折格子以外の
領域が混在しても、全く違和感がなく、観察者がその存
在を認識することは困難である。例えば、直線状の回折
格子以外の領域として、回折格子のパターンそのものが
存在しない領域とすることができる。回折格子のパター
ンが存在しない領域は視認では分からないが、表示体を
読み取り装置に入れると判断できる。従って、偽造防止
にこのような方法が利用できる。

【００３４】このような場合の表示体の真偽判定につい
て、以下説明する。図９は、表示体読み取り装置の概略
構成図である。表示体読み取り装置１１は、表示体３０
を保持するとともに、水平面内の所定の範囲の任意の位
置に移動可能に構成されている表示体保持部材１４と、
単色光のビーム１３を表示体３０に所定位置及び角度で
照射する単色光源１２と、ビーム１３の表示体３０から
の回折光を検出する画像素子１５と、画像素子１５から
のデータを解析するとともに、表示体保持部材１４の位
置を制御するためのデータを出力するマイクロコンピュ
ータ１６より、概略構成されている。

【００３５】まず、マイクロコンピュータ１６に表示体
３０上の回折格子のパターンが存在しない領域（特定領
域）の位置と単色光源１２からビーム１３が照射される
位置とを予め記憶させておく。表示体３０が表示体読み
取り装置１１に挿入され、表示体保持部材に配置された
ことをマイクロコンピュータ１６が検知したとき、表示
体３０上で回折格子のパターンが存在しない領域に単色
光源１２からビーム１３が照射されるように、マイクロ
コンピュータ１６からのデータに基き、表示体保持部材
１４が移動する。次に、回折格子のパターンが存在しな
い領域（特定領域）にビーム１３を照射し、回折光を撮
像素子１５で受光して、マイクロコンピュータ１６に情
報を送る。受光した光が０次光以外に存在しなければそ
の表示体は本物（真）であり、受光した光が存在すれば
偽物と判定できる。このように、回折格子のパターンが
存在しない領域を混在させることにより、観察者には分
からない情報が比較的簡単な読み取り装置で検出でき、
表示体の真贋判定が行うことができるようになる

【００３６】一方、回折格子の存在する領域で真偽判定
を行うと、受光した回折光の光量、回折角から真偽判定
を行わなければならず、真偽判定が複雑になる、表示体
の汚れが真偽判定を誤まらせる可能性があリ、有効性が
減少する。装飾効果については、隣接する複数の回折格
子を徐々に滑らかに変化する回折格子を用いる場合に
は、一層優れたものとなる。

【００３７】以上、表示パターンをＫ種類の回折格子の
パターンをランダムに配置し、表示パターン以外の領域
を一つの回折格子のパターンで構成した例について説明
したが、表示パターン以外の領域に、隣接した画素同士
が徐々に滑らかに変化する回折格子を割り付けると、さ
らに装飾効果を高めることができる。

【００３８】また、表示する表示パターンとして複数の
文字、絵柄を表示パターンとする場合、１つの文字、絵
柄毎に異なる回折格子パターンを割り付けると、装飾効
果を高めることができる。図１０は、表示体とそれを表
す回折格子パターンを示す図である。図１０の（ａ）に
示されるように、表示体２０の表示体領域に、複数の例
えば３文字が割り付けられている場合、図１０の（ｂ）
に示されるように、３つの領域に分割して、各領域毎
に、上述のＫ分類パターンに分類する方法を用いて、３
つの回折格子パターン２１、２２，２３をそれぞれ作成
する。回折格子パターン２１，２２，２３毎に、回折格
子の線幅、ピッチ、角度を変化させることができ、これ
らをつなぎ合わせて、全体の表示パターンとすれば、装
飾性の良好なものとなる。

【００３９】また、回折格子による鮮明な再生像を得る
ためには、回折格子のＺ値を２より大きくすることが望
ましい。以下に、２値と４値の回折格子を示す。図１１
は、直線状回折格子の断面側面図であリ、図１１の
（ａ）は２値の回折格子２Ａ、図１１の（Ｂ）には４値
の回折格子２Ｂがそれぞれ示されている。回折格子２Ａ
は、樹脂などの基板５Ａに、表面４Ａと溝部（段差）３
Ａが所定間隔で配列形成されている。一方、４値の回折
格子２Ｂは、樹脂などの基板５Ｂに、表面４Ｂと溝部
（段差）３Ｂ１，３Ｂ２，３Ｂ３が所定間隔で配列形成
されている。溝部３Ｂ１に隣接してより深い溝部３Ｂ２
があり、溝部３Ｂ２に隣接してより深い溝部３Ｂ３があ
り、これらが所定のピッチで繰り返し形成配置されてい
る。

【００４０】＜第２実施例＞ホログラムには、計算機ホ
ログラム（ＣｏｍｐｕｔｅｒＧｅｎｅｒａｔｅｄＨｏ
ｌｏｇｒａｍ：以下，単にＣＧＨともいう）があり、こ
れは、単色光によってのみ再生像が得られるものであ
る。ＣＧＨは、所望の回折格子の回折角に対応する回折
光分布(振幅分布)を計算機によってフーリエ逆変換する
ことで、回折格子の干渉縞に対応する位相分布を算出
し、位相分布を離散値化して収束させたものである。

【００４１】半導体製造技術を応用して、この離散値位
相分布に対応する凹凸をシリコン原盤上に作製すること
により、ＣＧＨが得られる。この方法を用いれば、回折
格子、ＣＧＨともに一度に成型することができるもので
ある。

【００４２】図１２は、本発明の回折格子を用いた表示
体の第２実施例を示す図であリ、図１３は、第２実施例
における回折格子パターンを示す図である。本第２実施
例は、図５に示した文字「Ｉ」の表示パターン３１を、
線幅ｌ、ピッチｐ、格子の角度θの内、少なくとも１種
類が異なっている４種類の回折格子と１種類のＣＧＨと
をランダムに配置したものから構成して、表示パターン
４１を有する回折格子を用いた表示体４０とし、これを
カードに配置したものである。

【００４３】第１実施例におけると同様に、画素値Ｐ＝
１の画素を分類する数ＫをＫ＝５として、５種類の画素
数値ｋを上述した画素数値ｋの算出方法に従って、各画
素にランダムに割り当てたものである。従って、前述の
表示パターン３１と本第２実施例における表示パターン
４１は外形形状が同じであるが、それを構成する画素が
異なるものとなる。

【００４４】表示体４０を構成する画素で表示パターン
４１の領域にある画素において、画素４１１は画素数値
ｋ＝１であり図中「１」と記載されており、画素４１２
は画素数値ｋ＝２であり図中「２」と記載されており、
画素４１３は画素数値ｋ＝３であり図中「３」と記載さ
れており、画素４１４は画素数値ｋ＝４であり図中
「４」と記載されており、画素４１５は画素数値ｋ＝５
であり図中「５」と記載されており、これらは互いにラ
ンダムに配置されている。画素数値ｋ＝１乃至５は分類
１乃至５にそれぞれ対応する。

【００４５】表示パターン４１以外の領域の画素４１６
には画素数値ｋ＝０が割り当てられており、図中数字の
記載のない白い部分で示される。画素数値ｋ＝０は分類
６に対応する。次に、分類１乃至５に対応する回折格子
を決定する。分類６に対応する部分には回折格子を配置
しない。図１３は、第２実施例における回折格子パター
ンを示す図である。Ｋ＝５であり、分類は５分類となる
ので、５種類の回折格子のパターンを用意する。

【００４６】図１３の（１）に示されるのはＣＧＨ位相
分布であリ、ＣＧＨの位相分布は表示パターン４１と同
じ「Ｉ」が再生像として得られるようにして、位相分布
を算出する。位相分布のユニットセルは５０μｍ×５０
μｍの大きさに設計・作成する。このユニットセルを縦
横に２×２個並べて、１００μｍ×１００μｍのサイズ
とする。

【００４７】図１３の（２）から（５）に示される回折
格子パターンは、格子の角度θがそれぞれ６５°、６０
°、５５°、５０°と５°刻みで異なるものであるが、
線幅ｌ、ピッチｐ、サイズｄｘ，ｄｙ、凹凸の段数（Ｚ
値）はすべて同じである。例えば、線幅ｌは５μｍ、ピ
ッチｐは１０μｍ、サイズｄｘは１００μｍ、ｄｙは１
００μｍ、凹凸の段数は１段（Ｚ値＝２）である。

【００４８】各１画素の大きさを１００μｍ×１００μ
ｍとし、画素数値ｋ＝５の画素には図１３の（１）に示
すＣＧＨ位相分布を、ｋ＝１の画素には図１３の（２）
に示す回折格子パターンを、ｋ＝２の画素には図１３の
（３）に示す回折格子パターンを、ｋ＝３の画素には図
１３の（４）に示される回折格子パターンを、ｋ＝４の
画素には図１３の（５）に示される回折格子パターンを
それぞれ割り付けて、表示パターン４１を作成する。こ
こで、表示体中の位置（２，６），位置（７，６），位
置（８，６）の画素４１５にＣＧＨ位相分布が割り当て
られている。

【００４９】前述した回折格子作製方法によって、表示
パターン４１をシリコン原盤に形成する。この原盤から
スタンパを作製し、ポリカーボネート樹脂を用いて射出
成型してカード状の表面に凹凸を形成して、凹凸上にア
ルミを蒸着して、カード４３上に回折格子を用いた表示
体４０を作製する。

【００５０】図１４は、カードに第２実施例の表示体を
配置した図である。カード４３は、例えば縦５４．０ｍ
ｍ，横８５．０ｍｍの大きさであり、表示体４０中の２
つのＣＧＨ位相分布で表示される画素４１５が隣接して
いる中央部（表示体４０中での位置は、位置（７，６）
及び位置（８，６））への距離がカード右上から、下方
向へ３０．０ｍｍの位置（水平基準線４４の位置）、左
方向へ２０．０ｍｍの位置（垂直基準線４５の位置）に
ある。

【００５１】次に、このカードの真偽判定を説明する。
上述の図９に示した表示体読み取り装置１１の表示体保
持部材１４にカード４３を配置する。マイクロコンピュ
ータ１６に、ＣＧＨ位相分布である画素４１５（以下、
単にＣＧＨ部４１５０という：表示体４０中での位置
は、位置（７，６）及び位置（８，６））の位置情報と
単色光のビーム１３を照射して得られる再生像を予め記
憶させておく。表示体４０（カード４３）が読み取り装
置１１に挿入されたことをマイクロコンピュータ１６が
感知したとき、表示体４０のＣＧＨ部４１５０に単色光
源１２からのビーム１３が照射されるように、表示体保
持部材１４ごと表示体４０を走査する。ＣＧＨ部４１５
０にビーム１３を照射し、回折光を撮像素子１５で受光
して、マイクロコンピュータ１６に情報を送る。受光し
た再生像とマイクロコンピュータ１６に記憶されている
再生像が一致すれば真、受光した再生像が一致しなけれ
ば偽と判定できる。

【００５２】ＣＧＨ位相分布は直線状の回折格子と異な
り、回折光(ドット)の集合で像を示すので真偽判定を行
い易い。また、ランダムに配置した複数の回折格子パタ
ーンとＣＧＨから表示パターンが形成されているので、
視認性に優れたものとなり、偽造防止効果が高い。

【００５３】また、ＣＧＨ位相分布の場合には、表示体
読み取り装置を用いなくても、レーザポインタ等でＣＧ
Ｈ部に単色光を照射し、机や壁等の平面形状の物体に再
生像を投影することで簡易的に真偽判定することもでき
る。従って、表示体中にＣＧＨ部を混在させると、観察
者には分からない情報となり、偽造が困難となるが、上
述のように比較的簡単に、表示体の真偽判定が行うこと
ができる。また、表示パターンの領域中に、ＣＧＨ部と
回折格子パターンが存在しない領域の両方を混在させ
て、より複雑な表示パターンを形成してもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回折格子
を用いた表示体において、請求項１及び２記載によれ
ば、表示パターンの領域を複数の画素に分割し、前記複
数の画素に、線幅、ピッチ及び格子の角度の少なくとも
１つが異なる複数種類の回折格子をランダムに割り当て
て、前記表示パターンを構成したことにより、表示パタ
ーンをランダムに配置した回折格子の集合より構成でき
るようにし、視認性に優れるとともに偽造防止効果の高
い回折格子を用いた表示体を提供できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の回折格子を用いた表示体における表示
パターンを示す図である。

【図２】表示パターンにおける画像データを示す図であ
る。

【図３】画素値が１である画素にランダムにＫ種類の画
素数値を割り当てる方法を示すフローチャート図であ
る。

【図４】画素を構成する直線状回折格子のパターンを示
す上面図である。

【図５】表示パターンの一例を示す図である。

【図６】図５の表示パターンを含む表示体を画素で表し
た図である。

【図７】本発明の回折格子を用いた表示体の第１実施例
を示す図である。

【図８】第１実施例における回折格子パターンを示す図
である。

【図９】表示体読み取り装置の概略構成図である。

【図１０】表示体とそれを表す回折格子パターンを示す
図である。

【図１１】直線状回折格子の断面側面図である。

【図１２】本発明の回折格子を用いた表示体の第２実施
例を示す図である。

【図１３】第２実施例における回折格子パターンを示す
図である。

【図１４】カードに第２実施例の表示体を配置した図で
ある。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ…回折格子、
２，２Ａ，２Ｂ…回折格子パターン、３，３Ａ，３Ｂ
１，３Ｂ２，３Ｂ３…溝部（段差）、４，４Ａ，４Ｂ…
表面、５，５Ａ，５Ｂ…樹脂、６…表示体領域、７…表
示体領域、１０Ａ，１０Ｂ…表示パターン、１１…表示
体読み取り装置、１２…単色光源、１３…ビーム、１４
…表示体保持部材、１５…撮像素子、１６…マイクロコ
ンピュータ、２０…表示体、２１…回折格子パターン、
２２…回折格子パターン、２３…回折格子パターン、３
０…表示体、３１表示パターン、４０…表示体、４１…
表示パターン、４３…カード、４４…水平基準線、４５
垂直基準線、、３１１，３１２，３１３，３１４，３１
５，３１６…画素、４１１，４１２，４１３，４１４，
４１５，４１６…画素。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回折格子より構成した表示パターンを有す
る回折格子を用いた表示体において、前記表示パターンの領域を複数の画素に分割し、前記複
数の画素に、線幅、ピッチ及び格子の角度の少なくとも
１つが異なる複数種類の回折格子をランダムに割り当て
て、前記表示パターンを構成したことを特徴とする回折
格子を用いた表示体。
【請求項２】前記複数の画素に、前記複数種類の回折格
子及びＣＧＨ位相分布をランダムに割り当てたことを特
徴とする請求項１に記載の回折格子を用いた表示体。