JP2012093464A

JP2012093464A - 表示体

Info

Publication number: JP2012093464A
Application number: JP2010239165A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Suzuki; 慎一郎鈴木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2012-05-17

Abstract

【課題】光回折構造を持ち、見かけ上は通常の回折画像を表示しながら、所定の観察条件の下では、特別な用具を用いることなく、隠し画像が視認可能となる表示体を提供する。
【解決手段】表示体１はセル３からなり、隠し画像となる図柄Ａ１１を構成するセルは、可視光の波長より短い格子ピッチを持ち、通常の状態で表示される図柄Ｂ１２を構成するセルと混在して表示領域に配置される。図柄Ａ１１のセル数を図柄Ｂ１２のセル数より少なくすることで、通常の観察状態では図柄Ａ１１は視認不可となり、特定の観察条件、すなわち、図柄Ａ１１のセルは１次の回折光が見え、かつ図柄Ｂ１２のセルは２次の回折光が見える状態とすることで図柄Ａ１１を明瞭に視認可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に偽造防止分野に適用される表示体に関し、特に、回折格子を用い、通常の観察条件では不可視状態にある隠し画像が、利用時には簡便な方法で目視可能となるような表示体に関する。

商品や物品の真正性を確認するための真偽判定手段としては、従来より多様な方法が提案されており、特に回折格子を利用した表示体は、ラベルや転写箔などに加工された形態で広く用いられている。回折格子を用いた表示体は、その独特の光学特性から、装飾性とともにコピー牽制などの偽造防止効果も併せ持ち、また、微細加工を伴い高度な生産技術を要する一方で一旦原版を製作すれば量産性に優れ比較的低コストで製造可能なことが特徴として挙げられる。

ところが、回折格子の作成技術が広く知られるようになるとともに、一見したところでは本物と酷似した偽物が出回るに至り、装飾性やコピー牽制効果などの回折格子の特徴を活かしながらも一段と高度な視覚効果や偽造防止効果を持つ真偽判定媒体が求められている。

特許文献１において、光回折構造体に隠しパターンを埋め込み、目視状態では通常の表示パターンが観察でき、隠しパターンは判読困難であるが、判別具を重ね合わせることで隠しパターンが判読可能となる表示体に関する技術が開示されている。
しかし、判別具を必要とする真正性確認手段は、広く流通するような物品や商品には適用が難しい。そのため、業界においては、真正性を確認する際に、特段の器具も必要とせずに目視で確認できること、すなわち「見てわかる」手軽さも強く求められている。

特開２００４−２１２９２７号公報

そこで、本発明は、光回折構造を利用し、見かけ上は通常の回折画像を表示しながら、所定の観察条件の下では隠し画像が視認可能となる表示体を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の表示体は、
異なる回折特性を持つ少なくとも第１および第２の回折格子からなるセルの集合が同一領域内に混在して配置され、第１の回折格子からなるセルは第１の図柄を構成し、第２の回折格子からなるセルは第２の図柄を構成してなり、前記セルの集合に対して、所定の光源から光を照射した際に前記各回折格子がなす回折光により第１および第２の図柄がそれぞれ可視可能に再生される表示体であって、
前記第１の回折格子は可視光の波長より短い格子ピッチからなり、前記第２の回折格子は可視光の波長または可視光の波長より長い格子ピッチからなることを特徴とする。
なお、好ましくは、前記第１の回折格子の格子ピッチは５００ｎｍ以下であり、前記第２の回折格子の格子ピッチは５００〜１５００ｎｍである。
また、前記第１の図柄を構成するセルの数は前記第２の図柄を構成するセルの数より小であることを特徴とする。
さらに、好ましくは、前記第１の図柄を構成するセルの数は、前記第２の図柄を構成するセルの数の１／２０〜１／５の範囲にある。

本発明の表示体は、回折光の干渉性の相違するセルからなる異なる図柄を同一領域内に埋め込むことにより、一方の図柄が通常の観察状態では不可視となり、特定の観察状態では再生するので、特別な用具を用いる必要がない。したがって、本発明の表示体は、物品に付加するなどして真正性の判定や偽造防止の効果を発揮する。

本発明の表示体の原理を説明するための模式図。光源と観察点の関係を示す図。本発明の表示体の観察状態を示す図。本発明の表示体の実施例を示す図。比視感度を示す図。

図１は、本発明の表示体の原理を説明するための模式図である。
ここで、図１（ａ）は、表示体１を構成する図柄Ａ１１と図柄Ｂ１２とをそれぞれ分けた状態を表わした図である。また、図１（ｂ）は、図柄Ａ１１と図柄Ｂ１２を一つの媒体上に合成した状態を表わした図である。また、また、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の部分拡大図である。

光回折構造を持つ表示体１は、表示領域４をマトリクス状に分割したセル３で構成され、部分拡大図が示すように、それぞれのセル３には、第１の図柄にあたる図柄Ａ１１を構成する回折格子Ａ５、または第２の絵柄にあたる図柄Ｂ１２を構成する回折格子Ａ５の何れかが配置されている。なお、回折格子Ａ５は第１の回折格子、回折格子Ｂ６は第２の回折格子にあたる。

回折格子Ａ５と回折格子Ｂ６は少なくとも格子ピッチが異なっており、かつ、回折格子Ａ５の格子ピッチは可視光の波長より短く、回折格子Ｂ６の格子ピッチは可視光の波長または可視光の波長より長く設定されている。
また、回折格子Ａ５を持つセルの数は、回折格子Ｂ６を持つセルの数より少ない方がより一層視認性が向上する。具体的には、両者の比は１対２０〜１対５が好ましい。

図２は、本発明の表示体１に対する光源と観察点の関係を示す図である。同図において、回折格子を表わす式として、
λ＝ｄ（ｓｉｎθ１＋ｓｉｎθ２）／ｎ ――――（１）式
ただし λ：波長
ｄ：回折格子の格子ピッチ
θ１：入射角
θ２：回折角
ｎ：回折の次数
となることが知られている。

図３は、本発明の表示体１の観察状態を示す図である。図３に対して上記（１）式を適用すると以下のようになる。なお、図３の例では、図１の回折格子Ａ５と回折格子Ｂ６に対応する回折格子Ａ５の格子ピッチｄａと回折格子Ｂ６の格子ピッチｄｂをそれぞれｄａ＝４００ｎｍ、ｄｂ＝１０００ｎｍとする。

＜通常の観察状態＞
図３（Ａ）は通常の観察条件を想定して、θ１＝０°、θ２＝４５°、すなわち光源を真上から照射し４５°の角度で観察したときの態様を示しており、このとき、（１）式より、回折格子Ｂ６は、ｎ＝１でλ≒７００ｎｍの回折像を作り、回折格子Ａ５はｎ＝１でλ≒２８０ｎｍの回折像を作ることになる。ところがλ≒２８０ｎｍは可視光の波長から外れるため知覚できず回折格子Ａ５は光っては見えない。また、表示領域４に占める回折格子Ａ５のセルの数は回折格子Ｂ６のセルの数より少ないため、光らない回折格子Ａ５のセルは認識できない。したがって、通常の観察状態では、回折像３１のように、隠し画像である図柄Ａ１１の「Ａ」の形状は視認できない。

＜隠し画像の観察状態＞
図３（Ｂ）は、θ１＝８０°、θ２＝４５°、すなわち光源をほぼ水平方向から照射し４５°の角度で観察した場合である。このとき、（１）式より、回折格子Ａ５はｎ＝１でλ≒６７０ｎｍの回折像を作り、回折格子Ｂ６は、ｎ＝２でλ≒８５０ｎｍの回折像を作る。
ここで、回折格子Ｂ６の回折光に着目すると、２次の回折光（ｎ＝２）は１次の回折光（ｎ＝１）に比べ光強度は数％〜１０数％であるので、回折格子Ｂ６の回折像は暗く、観察点２２では、回折像３２のように、図柄Ａ１１が明瞭に観察される。

なお、本願発明者の試行によれば、回折格子Ａ５のセルの数を回折格子Ｂ６のセルの数の１／２０〜１／５とすることで、図柄Ａ１１が明瞭に判読できる良好な結果を得た。

＜格子ピッチについて＞
回折格子Ａ５の格子ピッチｄａが５００ｎｍ以下であれば、（１）式と図５の比視感度図から、回折格子Ａ５の回折像の波長は可視光の範囲から外れるので、通常の観察条件では回折格子Ａ５は光って見えない。なお、通常の観察条件とは、θ１、θ２とも６０°以下であることを想定している。
また、通常の観察条件では、
０＜ｓｉｎθ１＋ｓｉｎθ２＜√（３）（θ１＜６０°、θ２＜６０°）
ただし √（３）は「ルート３」を示し、√（３）≒１．７である。
にあるので、回折格子Ｂ６の格子ピッチｄｂが、少なくとも５００〜１５００ｎｍにあれば、（１）式より、θ１＜６０°、θ２＜６０°の範囲で回折格子Ｂ６の１次（ｎ＝１）の回折光が観察できる観察点２２が存在する。すなわち、図柄Ｂ１２は見えるが図柄Ａ１１は見えない。
なお、可視光の波長は、図５を参照して、４００ｎｍ〜７００ｎｍとしている。

＜実施例＞
図４は、本発明の表示体の実施例であり、例えば図柄Ｂにあたるパターンは、図４（ａ）のような、偽造防止用途にしばしば用いられる地紋模様である。また、図柄Ｂ４２を、少数の特定の観察点でなく、多様な観察点で視認できるよう設定することも可能である。また、例えば、図柄Ｂに異なる複数の図柄を割当て、これらを切り換えて表示することも可能である。このようなパターンは、図柄Ｂ４２を構成する各セルの回折格子の格子角度、格子ピッチ、格子密度を様々に変化させ配置することで実現できる。
図４（ｂ）は隠し画像が現われたときの観察状態であり、図柄Ｂ４２とともに隠し画像である図柄Ａの「Ａ」の形状が視認される。
このように、本発明の表示体によれば、装飾性とともに隠し画像による真正性判別効果を持ち、量産性にも優れた偽造防止媒体が実現できる。

１表示体
２回折格子
３セル
４表示領域
５回折格子Ａ
６回折格子Ｂ
１１図柄Ａ
１２図柄Ｂ
２１光源
２２観察点

Claims

異なる回折特性を持つ少なくとも第１および第２の回折格子からなるセルの集合が同一領域内に混在して配置され、
第１の回折格子からなるセルは第１の図柄を構成し、第２の回折格子からなるセルは第２の図柄を構成してなり、
前記セルの集合に対して、所定の光源から光を照射した際に前記各回折格子がなす回折光により第１および第２の図柄がそれぞれ可視可能に再生される表示体であって、
前記第１の回折格子は可視光の波長より短い格子ピッチからなり、
前記第２の回折格子は可視光の波長または可視光の波長より長い格子ピッチからなることを特徴とする表示体。
前記第１の回折格子の格子ピッチは５００ｎｍ以下であり、
前記第２の回折格子の格子ピッチは５００〜１５００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の表示体。
前記第１の図柄を構成するセルの数は前記第２の図柄を構成するセルの数より小であることを特徴とする請求項１または２記載の表示体。
前記第１の図柄を構成するセルの数は、前記第２の図柄を構成するセルの数の１／２０〜１／５の範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示体。