JP2012118216A - Image display body and information medium - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-definition image display body capable of displaying a wide-field image, changing and stereoscopic image as an image with high reproducibility and gradation expression.SOLUTION: An image display body 20 is disposed, on one surface of a display base material, with a plurality of pixels 22 into a matrix, and displays an image from the plurality of pixels. Each pixel is provided with a diffraction optical element 21 in which a function of emitting diffraction light to a predetermined range is uniform in the pixel, and the area of the diffraction optical element 21 in each pixel is set according to image information to be displayed.

Description

本発明は、肉眼で真偽判定が容易であるセキュリティ性の高い偽造防止機能を備えた画像表示体及び情報媒体に関する。   The present invention relates to an image display body and an information medium having a highly secure anti-counterfeit function that is easy to determine with the naked eye.

パスポート、クレジットカード、IDカード、商品券及び小切手等のカード・有価証券類は、紛失等によって他人の手に渡ると悪意に使用される可能性があることから、偽造が困難であることが望まれる。そのため、この種のカード・有価証券類は、それ自体が偽造ないし模造し難い状態に作製するとともに、偽造を抑制するために、偽造品や模造品と容易に区別できるようなラベルが貼り付けられている。   Cards and securities such as passports, credit cards, ID cards, gift certificates, and checks should be difficult to counterfeit because they may be used maliciously if they are handed over to someone else. It is. For this reason, this type of card / securities is made in a state where it is difficult to counterfeit or counterfeit itself, and a label that can be easily distinguished from counterfeit or counterfeit is attached to suppress counterfeiting. ing.

特に近年は、前述したカード・有価証券類だけでなく、ブランド品などでも偽造品が流通する点が問題となり、有価証券類等で使用されている偽造防止技術の需要が増えている。   In particular, in recent years, the problem is that counterfeit products are distributed not only in the above-mentioned cards and securities but also in brand products, and the demand for forgery prevention technology used in securities and the like is increasing.

従来、偽造防止技術としては、回折格子パターンが知られている。回折格子パターンは、光を回折させる方向や角度、明るさ等を制御することにより、観察する角度に応じて絵柄を変化させたり、立体像を表示させることが可能となっている(例えば特許文献1及び2参照)。   Conventionally, a diffraction grating pattern is known as a forgery prevention technique. The diffraction grating pattern can change the pattern or display a three-dimensional image according to the observation angle by controlling the direction, angle, brightness, and the like of diffracting light (for example, Patent Documents). 1 and 2).

この回折格子パターンの原版を作製する方法としては、電子ビーム露光装置を用い、かつコンピュータの制御により、電子線用レジストが塗布された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パターンを形成する方法がある(例えば特許文献3参照)。   As a method for producing an original plate of the diffraction grating pattern, an XY stage on which a flat substrate coated with an electron beam resist is placed is moved under the control of a computer using an electron beam exposure apparatus. There is a method of forming a diffraction grating pattern on the surface of a substrate (see, for example, Patent Document 3).

ここで、回折格子を形成するパラメータとしては、
(1) 回折格子の空間周波数(格子線のピッチ)
(2) 回折格子の方向(格子線の方向)
(3) 回折格子の描画領域(回折格子パターンの配置)等の3つが挙げられる。
Here, as a parameter for forming the diffraction grating,
(1) Spatial frequency of diffraction grating (pitch of grating line)
(2) Direction of diffraction grating (direction of grating line)
(3) There are three such as the drawing area of the diffraction grating (arrangement of the diffraction grating pattern).

そして、前記(1)のパラメータに応じて、定点に対してその回折格子パターンが光って見える色が変化し、前記(2)のパラメータに応じて、その回折格子パターンが光って見える方向が変化し、さらに前記(3)のパラメータに応じて、表示パターン(絵柄や文字等)や明るさが決定される(例えば特許文献4参照)。   Then, the color that the diffraction grating pattern appears to shine with respect to the fixed point changes according to the parameter (1), and the direction that the diffraction grating pattern appears to shine changes according to the parameter (2). Further, the display pattern (picture, character, etc.) and brightness are determined according to the parameter (3) (for example, see Patent Document 4).

そこで、回折格子パターンを形成する基板の表面を数十乃至数百μm程度の微小領域に分割し、各分割領域に前述した各パラメータを様々に変化させることで、絵柄や文字等を表現することができる。   Therefore, the surface of the substrate on which the diffraction grating pattern is to be formed is divided into small regions of about several tens to several hundreds of μm, and the various parameters described above are changed in each divided region, thereby expressing pictures, characters, etc. Can do.

以上のようにして作製された凹凸形状からなるパターンの原版から、電鋳等の方法により金属製のスタンパーを作製する。そして、作製された金属製スタンパーを母型として透明基材上に熱可塑性樹脂や光硬化性樹脂を塗布し、金属製スタンパーを密着させ、熱や光を与えることで樹脂を軟化又は硬化させてパターンを複製する。   A metal stamper is produced from the original plate having a concavo-convex shape produced as described above by a method such as electroforming. Then, using the produced metal stamper as a matrix, a thermoplastic resin or a photocurable resin is applied onto a transparent substrate, the metal stamper is adhered, and the resin is softened or cured by applying heat or light. Duplicate the pattern.

複製されたパターンは、通常透明であるので、アルミニウム等の金属や誘電体の薄膜層を蒸着する等の方法で光反射層を設けた後、紙やプラスチックフイルム等の基材上に接着層を介してステッカー又は転写箔として貼付され、さらに必要に応じて印刷層やパターン層の汚れや傷を防止するための保護層が設けられ、カード類や有価証券類が作成される。   Since the replicated pattern is normally transparent, after providing a light reflecting layer by vapor deposition of a metal or dielectric thin film layer such as aluminum, an adhesive layer is formed on a substrate such as paper or plastic film. And a protective layer for preventing a printed layer or a pattern layer from being soiled or scratched as necessary, thereby producing cards and securities.

特許第2508387号明細書Japanese Patent No. 2508387 特許第2745902号明細書Japanese Patent No. 2745902 特開2000−39508号公報JP 2000-39508 A 特許第2137065号明細書Japanese Patent No. 2137005

ところで、以上のような回折格子パターンを用いた画像表示体において、視域の広い画像やチェンジング(観察角度に応じて変化する画像)、立体画像を表示する方法としては、格子角度の異なる回折格子を並置する方法や回折格子として同一形状の曲線を一定の間隔で並べた複数の線の集まりで構成する方法などがあるが、このような回折格子の構造パターンを用いて階調表現を場合、トリミング位置によっては希望通りの画像が得られない場合がある。   By the way, in the image display body using the diffraction grating pattern as described above, as a method for displaying an image with a wide viewing zone, changing (an image that changes according to the observation angle), and a three-dimensional image, diffraction gratings having different grating angles are used. There is a method of juxtaposing the same shape as a diffraction grating and a method of constructing a collection of a plurality of lines in which curves of the same shape are arranged at regular intervals, but in the case of gradation expression using such a diffraction grating structure pattern, Depending on the trimming position, the desired image may not be obtained.

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであって、広視域な画像、チェンジング、立体画像を、より再現性良く階調表現のある画像として表示し、肉眼で真偽判定が可能なセキュリティ性の高い偽造防止機能を有する画像表示体及び情報媒体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and displays a wide viewing area image, a changing image, and a stereoscopic image as an image with gradation expression with higher reproducibility, and authenticity determination with the naked eye. An object of the present invention is to provide an image display body and an information medium having an anti-counterfeit function with high security that can be used.

上記課題を解決するために、本発明に係る画像表示体は、表示基材の一方面部に複数の画素がマトリクス状に配置され、これら複数の画素から画像を表示する画像表示体であって、
前記各画素には予め決められた範囲に回折光を射出する機能が当該画素内で一様である回折光学素子が備えられ、前記表示する画像情報に応じて前記各画素における前記回折光学素子の面積を設定することにより階調表現のある画像を表示することを特徴とする。
In order to solve the above problems, an image display body according to the present invention is an image display body in which a plurality of pixels are arranged in a matrix on one surface of a display substrate, and an image is displayed from the plurality of pixels. ,
Each pixel is provided with a diffractive optical element having a function of emitting diffracted light within a predetermined range within the pixel, and the diffractive optical element of each pixel is in accordance with the image information to be displayed. An image with gradation expression is displayed by setting the area.

また、本発明に係る情報媒体は、所定の情報が表示されるシート状物品と、このシート状物品の面部の所要個所に付加される前記画像表示体とで構成されていることを特徴とする。   In addition, an information medium according to the present invention includes a sheet-like article on which predetermined information is displayed, and the image display body added to a required portion of a surface portion of the sheet-like article. .

本発明によれば、広視域な画像、チェンジング、立体画像を、より再現性良く階調表現のある画像として表示できる高画質の画像表示体を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the high quality image display body which can display a wide viewing-zone image, changing, and a three-dimensional image as an image with gradation expression with more reproducibility can be provided.

また、本発明によれば、肉眼で真偽判定が可能なセキュリティ性の高い偽造防止機能を備えた画像表示体を備えた情報媒体を提供できる。   Further, according to the present invention, it is possible to provide an information medium including an image display body having a highly secure anti-counterfeit function capable of determining authenticity with the naked eye.

本発明の実施形態に係る情報媒体を概略的に示す平面図。1 is a plan view schematically showing an information medium according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る画像表示体を概略的に説明するための平面図。The top view for demonstrating schematically the image display body concerning the embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態に係る画像表示体を概略的に説明するための平面図。The top view for demonstrating schematically the image display body which concerns on other embodiment of this invention. 回折格子のパターンと回折光射出方向との関係を説明するための平面図。The top view for demonstrating the relationship between the pattern of a diffraction grating, and the diffracted light emission direction. 回折光学素子の一例としての構造パターンと当該構造パターンをフーリエ変換して得られる画像を示す図。The figure which shows the image obtained by Fourier-transforming the structural pattern as an example of a diffractive optical element, and the said structural pattern. 回折光学素子の他の例としての構造パターンと当該構造パターンをフーリエ変換して得られる画像を示す図。The figure which shows the image obtained by Fourier-transforming the structural pattern as the other example of a diffractive optical element, and the said structural pattern. 回折光学素子の更に他の例としての構造パターンと当該構造パターンをフーリエ変換して得られる画像を示す図。The figure which shows the image obtained by Fourier-transforming the structural pattern as the further another example of a diffractive optical element, and the said structural pattern. 本発明の回折光学素子に採用可能な構造パターンと当該構造パターンをフーリエ変換して得られる画像を示す図。The figure which shows the image obtained by Fourier-transforming the structural pattern employable for the diffractive optical element of this invention, and the said structural pattern. 回折光学素子の開口の大きさ・入射光の波長と光強度分布との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the magnitude | size of the opening of a diffractive optical element, the wavelength of incident light, and light intensity distribution. 回折光学素子の開口の別の大きさ・入射光の波長と光強度分布との関係を示す図。The figure which shows the relationship between another magnitude | size of the opening of a diffractive optical element, the wavelength of incident light, and light intensity distribution. 回折光学素子の開口の更に別の大きさ・入射光の波長と光強度分布との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the still another magnitude | size of the opening of a diffractive optical element, the wavelength of incident light, and light intensity distribution. 観察者の瞳内に入射する光強度の積分値と光強度のピーク値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the integrated value of the light intensity which injects into an observer's pupil, and the peak value of light intensity. 回折光学素子が射出する回折光の射出角度と回折光の強度分布との関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the emission angle of the diffracted light which a diffractive optical element inject | emits, and the intensity distribution of diffracted light. 本発明の実施形態に係る画像表示体を概略的に説明するための平面図。The top view for demonstrating schematically the image display body concerning the embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態に係る情報媒体を概略的に示す平面図。The top view which shows roughly the information medium which concerns on other embodiment of this invention. 本発明のさらに他の実施形態に係る情報媒体を概略的に示す平面図。The top view which shows roughly the information medium which concerns on other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、全ての図において、同様またはほぼ等価な機能を有する構成要素には同一の参照符号を付し、その重複する説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings, components having similar or substantially equivalent functions are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.

図1は本発明の一実施形態に係る情報媒体を概略的に示す平面図である。
この情報媒体100は、例えばパスポートなどの冊子体から成る個人認証媒体であって、開いた状態の冊子体を描いている。
FIG. 1 is a plan view schematically showing an information medium according to an embodiment of the present invention.
This information medium 100 is a personal authentication medium composed of a booklet such as a passport, for example, and depicts an open booklet.

情報媒体100は、折り丁1と表紙2とを含んでいる。折り丁1は、例えば1枚の紙片11又は複数枚の紙片11の束を二つ折りとなるように形成されている。紙片11上には、同一人物を含む顔画像11a,11b、文字列,符号,マークなどの画像12及び地紋などの画像13が施されている。この紙片11には、前記各画像だけでなく、個人情報が記録されるIC(Integrated Circuit)チップや当該ICチップとの間で非接触で読み書きデータの通信を可能とするアンテナなどを内蔵していてもよい。   The information medium 100 includes a signature 1 and a cover 2. The signature 1 is formed, for example, so that one sheet piece 11 or a bundle of a plurality of sheet pieces 11 is folded in two. On the piece of paper 11, face images 11a and 11b including the same person, an image 12 such as a character string, a code, and a mark, and an image 13 such as a background pattern are applied. This piece of paper 11 incorporates not only the images but also an IC (Integrated Circuit) chip in which personal information is recorded and an antenna that enables non-contact communication of read / write data with the IC chip. May be.

表紙2は、折り丁1と同様に二つ折りにされる。折り丁1と表紙2は、ともに2つ折りにし、それらの折り目の位置で綴じ合わせなどによって一体化されている。   The cover 2 is folded in the same manner as the signature 1. The signature 1 and the cover 2 are both folded in two, and are integrated by binding or the like at the positions of the folds.

その結果、表紙2は、冊子体を折りたたんで閉じた状態としたとき、その折りたたんだ折り丁1を挟み込んだ状態となり、折半したポケットサイズの個人認証媒体となる。   As a result, when the booklet is folded and closed, the cover 2 is in a state in which the folded signature 1 is sandwiched and becomes a pocket-size personal authentication medium that is folded in half.

表紙2は、図示されていないが、例えば個人情報を含んだ画像が表示される。この個人情報は、個人の認証に利用する個人認証情報を含んでいる。この個人情報は、例えば、生体情報と非生体個人情報とに分類することができる。   Although the cover 2 is not shown, for example, an image including personal information is displayed. This personal information includes personal authentication information used for personal authentication. This personal information can be classified into, for example, biological information and non-biological personal information.

生体情報は、生体の特徴のうち、その固体に特有のものである。典型的には、生体情報は、光学的手法によって識別可能な情報である。例えば、生体情報は、顔,指紋,静脈及び虹彩の少なくとも1つの画像又はパターンである。   The biological information is unique to the solid among the characteristics of the biological body. Typically, biological information is information that can be identified by an optical technique. For example, the biometric information is at least one image or pattern of a face, fingerprint, vein, and iris.

非生体個人情報は、生体情報以外の個人情報である。非生体個人情報は、例えば、氏名,生年月日,年齢,血液型,性別,国籍,住所,本籍地,電話番号,所属及び身分の少なくとも一つである。非生体個人情報は、タイプ打ちによって入力された文字を含んでいてもよく、署名などの手書きを機械読み取によって入力された文字を含んでいてもよく、それら双方を含んでいてもよい。   Non-biological personal information is personal information other than biological information. The non-biological personal information is, for example, at least one of name, date of birth, age, blood type, sex, nationality, address, permanent address, telephone number, affiliation, and status. The non-biological personal information may include characters input by typing, may include characters input by hand reading such as signatures, or may include both of them.

図1において、表紙2に表示された画像11a,12及び13は、光の吸収を利用して表示される画像である。具体的には、画像11a,12及び13は、白色光で照明し、肉眼で観察した場合に視認可能な画像である。これら画像11a,12及び13の少なくとも1つを有すれば、他の1つ以上を省略してもよい。   In FIG. 1, images 11a, 12 and 13 displayed on the cover 2 are images that are displayed using light absorption. Specifically, the images 11a, 12 and 13 are images that are visible when illuminated with white light and observed with the naked eye. If at least one of these images 11a, 12 and 13 is provided, the other one or more may be omitted.

画像11a,12及び13は、例えば、染料や顔料で構成することができる。この場合、画像11a,12及び13の形成手段としては、サーマルヘッドを用いた熱転写記録法、インクジェット記録法、電子写真法又はそれらの2つ以上の組合せを利用することができる。また、画像11a,12及び13は、感熱発色剤を含んだ層を形成し、この層に対してレーザビームで描画することにより形成することができる。さらに、以上の2つの画像形成方法の組合せを利用してもよい。   The images 11a, 12 and 13 can be composed of, for example, a dye or a pigment. In this case, as a means for forming the images 11a, 12 and 13, a thermal transfer recording method using a thermal head, an ink jet recording method, an electrophotographic method, or a combination of two or more thereof can be used. The images 11a, 12 and 13 can be formed by forming a layer containing a heat-sensitive color former and drawing with a laser beam on this layer. Further, a combination of the above two image forming methods may be used.

画像12及び13の少なくとも一部は、ホットスタンプを用いた熱転写記録法によって形成してもよく、印刷法によって形成してもよく、それらの組合せを利用して形成してもよい。   At least a part of the images 12 and 13 may be formed by a thermal transfer recording method using a hot stamp, may be formed by a printing method, or may be formed using a combination thereof.

一方、画像11bは、ホログラム及び/又は回折格子が表示する画像である。画像11bは、例えば、サーマルヘッドを用いた熱転写記録とホットスタンプ又は熱ロールを用いた熱転写記録とを順に行って形成することができる。   On the other hand, the image 11b is an image displayed by the hologram and / or the diffraction grating. For example, the image 11b can be formed by sequentially performing thermal transfer recording using a thermal head and thermal transfer recording using a hot stamp or a thermal roll.

画像11a及び画像11bは、同一人物の顔画像を含んでいる。画像11aが含んでいる顔画像と画像11bが含んでいる顔画像とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。画像11aが含んでいる顔画像と画像11bが含んでいる顔画像とは、寸法が等しくてもよく、異なっていてもよい。また、画像11a及び画像11bの各々は、顔画像の代わりに他の生体情報を含んでしてもよく、顔画像に加えて顔画像以外の生体情報を更に含んでいてもよい。   The image 11a and the image 11b include face images of the same person. The face image included in the image 11a and the face image included in the image 11b may be the same or different. The face image included in the image 11a and the face image included in the image 11b may have the same or different dimensions. Each of the image 11a and the image 11b may include other biological information instead of the face image, and may further include biological information other than the face image in addition to the face image.

画像11bは、生体情報の代わりに非生体個人情報を含んでいてもよく、生体情報に加えて非生体個人情報を更に含んでいてもよい。また、画像11bは、個人情報の代わりに非個人情報を含んでいてもよく、個人情報に加えて非個人情を更に含んでいてもよい。   The image 11b may include non-biological personal information instead of the biological information, and may further include non-biological personal information in addition to the biological information. Further, the image 11b may include non-personal information instead of personal information, and may further include non-personal information in addition to the personal information.

画像12は、非生体個人情報と非個人情報とを含んでいる。画像12は、例えば,文字,記号,符号及び標章の1つ以上で構成される。   The image 12 includes non-biological personal information and non-personal information. The image 12 is composed of, for example, one or more of characters, symbols, codes, and marks.

画像13は、地紋である。例えば、画像13と画像11a及び11bの少なくとも一方とを組合せると、情報媒体100の改竄をより困難にすることができる。   The image 13 is a background pattern. For example, when the image 13 and at least one of the images 11a and 11b are combined, the information medium 100 can be more easily altered.

図2は本発明の実施形態に係る画像表示体20を概略的に説明するための平面図である。なお、以下、図2乃至図8及び図14で説明する画像表示体20は、何れも情報媒体の所要個所に例えば偽造防止用や個人識別用ラベルとして付加することを想定して説明するものである。   FIG. 2 is a plan view for schematically explaining the image display body 20 according to the embodiment of the present invention. In the following description, the image display body 20 described with reference to FIGS. 2 to 8 and FIG. 14 will be described on the assumption that it is added as a label for forgery prevention or personal identification to a required portion of the information medium. is there.

図2に示す回折光学素子21a,21bは一般的な直線状の格子から成る回折格子であり、予め決められた範囲に回折光を射出する機能を持っていないため、理解を得るための簡略な説明のために用いている。   The diffractive optical elements 21a and 21b shown in FIG. 2 are diffractive gratings composed of general linear gratings, and do not have a function of emitting diffracted light in a predetermined range. Used for explanation.

図2(a)に示す画像表示体20は、画素22と非画素領域23とを備えている。画素22には回折光学素子21aを備えている。この回折光学素子21aは複数の溝又は筋(回折格子)を備えている。図2において、31は照明(蛍光灯、太陽光、白熱灯などの白色光源による照明を含む)、32a,32bは例えば観察者の観察角度を示す。   The image display body 20 shown in FIG. 2A includes a pixel 22 and a non-pixel region 23. The pixel 22 includes a diffractive optical element 21a. The diffractive optical element 21a includes a plurality of grooves or streaks (diffraction gratings). In FIG. 2, 31 indicates illumination (including illumination by a white light source such as a fluorescent lamp, sunlight, and incandescent lamp), and 32a and 32b indicate, for example, the observation angle of the observer.

なお、回折格子の角度、観察方向の角度はX軸方向から反時計回りを正方向とし、その角度は0°乃至180°で表すものとする。これは以降の説明においても同様とする。また、XY平面に垂直な方向をZ軸とし、紙面裏面から表面に向う方向をZ軸の正方向とする。   The angle of the diffraction grating and the angle of the observation direction are assumed to be a positive direction counterclockwise from the X-axis direction, and the angle is represented by 0 ° to 180 °. The same applies to the following description. Also, the direction perpendicular to the XY plane is taken as the Z axis, and the direction from the back side to the front side of the paper is taken as the positive direction of the Z axis.

図に示す回折光学素子21aの回折格子の角度は0°である。ゆえに、観察者の観察角度32aは、YZ平面に平行な方向を向いているため、回折光学素子21aからの回折光を観察できる。   The angle of the diffraction grating of the diffractive optical element 21a shown in the figure is 0 °. Therefore, since the observation angle 32a of the observer is oriented in a direction parallel to the YZ plane, the diffracted light from the diffractive optical element 21a can be observed.

図2(b)に示す画像表示体20は、同じく画素22と非画素領域23とを備えている。画素22には回折光学素子21bを備えている。この回折光学素子21bは回折格子を備えており、その角度は0°である。   Similarly, the image display body 20 shown in FIG. 2B includes a pixel 22 and a non-pixel region 23. The pixel 22 includes a diffractive optical element 21b. The diffractive optical element 21b includes a diffraction grating, and its angle is 0 °.

観察者による観察角度32bは、YZ平面に平行な方向を向いているため、回折光学素子21bからの回折光を観察できる。   Since the observation angle 32b by the observer is oriented in the direction parallel to the YZ plane, the diffracted light from the diffractive optical element 21b can be observed.

ところで、回折光学素子21aの面積を100%としたとき、回折光学素子21bの面積は50%であるとする。この条件下において、例えば照明31から回折光学素子21a,21bへの単位面積当りの入射光量が同一であるとすると、回折光学素子21bが射出する回折光の量は回折光学素子21aが射出する回折光の量の50%となる。ゆえに、観察者による観察角度32bにおいて観察できる回折光学素子21bは観察角度32aにおいて観察できる回折光学素子21aよりも暗く知覚することができる。つまり、回折光学素子の面積を変えることによって観察できる画像の明るさを変えることができる。   By the way, when the area of the diffractive optical element 21a is 100%, the area of the diffractive optical element 21b is 50%. Under this condition, for example, assuming that the amount of incident light per unit area from the illumination 31 to the diffractive optical elements 21a and 21b is the same, the amount of diffracted light emitted from the diffractive optical element 21b is the amount of diffraction emitted from the diffractive optical element 21a. 50% of the amount of light. Therefore, the diffractive optical element 21b that can be observed at the observation angle 32b by the observer can be perceived as darker than the diffractive optical element 21a that can be observed at the observation angle 32a. That is, the brightness of the image that can be observed can be changed by changing the area of the diffractive optical element.

従って、同一の画像表示体20内に、例えば、回折光学素子21aを備える画素22と回折光学素子21bを備える画素22と回折光学素子を備えていない画素22との3種類の画素を配置すれば、少なくとも画素の明るさを三段階に設定することが可能となる。このことは、表示したい画像の情報に合わせて、画像表示体20が備える画素各々が備えている回折光学素子の面積を設定することによって、階調表現のある画像を表示でき、より高画質な画像表現を実現できる。   Therefore, if, for example, three types of pixels are arranged in the same image display body 20, that is, the pixel 22 having the diffractive optical element 21a, the pixel 22 having the diffractive optical element 21b, and the pixel 22 having no diffractive optical element. It is possible to set at least three pixel brightness levels. This means that an image with gradation expression can be displayed by setting the area of each diffractive optical element included in each pixel included in the image display body 20 in accordance with the information of the image to be displayed. Image representation can be realized.

なお、回折光学素子の構造の一例としては、凹凸構造形成層と反射層と保護層とを順番に積層した構造により作製できる。凹凸構造形成層は、一方の主面に、回折格子としては複数の溝が形成された透明層である。透明層の材料としては、熱可塑性樹脂などの樹脂を使用することができる。   In addition, as an example of the structure of the diffractive optical element, it can be produced by a structure in which an uneven structure forming layer, a reflective layer, and a protective layer are laminated in order. The concavo-convex structure forming layer is a transparent layer having a plurality of grooves as diffraction gratings formed on one main surface. As a material for the transparent layer, a resin such as a thermoplastic resin can be used.

凹凸構造形成層の材料としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂及びポリ塩化ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタンアクリレート、ウレタンメタクリレート、ポリオールアクリレート、ポリオールメタクリレート、メラミンアクリレート、メラミンメタクリレート、トリアジンアクリレート及びトリアジンメタアクリレートなどの熱硬化性樹脂、これらの混合物、又はラジカル重合性不飽和基を有する熱成形性材料を使用することができる。凹凸構造形成層は、光硬化性を有している樹脂を使用して形成してもよい。   Examples of the material for the concavo-convex structure forming layer include thermoplastic resins such as polyurethane resin, polycarbonate resin, polystyrene resin and polyvinyl chloride resin, unsaturated polyester resin, melamine resin, epoxy resin, urethane acrylate, urethane methacrylate, polyol acrylate, Thermosetting resins such as polyol methacrylate, melamine acrylate, melamine methacrylate, triazine acrylate and triazine methacrylate, mixtures thereof, or thermoformable materials having radically polymerizable unsaturated groups can be used. You may form an uneven | corrugated structure formation layer using resin which has photocurability.

反射層は、凹凸構造形成層上に形成される。反射層は、凹凸構造形成層の複数の溝が設けられた面の少なくとも一部を被覆している。反射層は省略することができるが、反射層を設けると、回折格子が表示する画像の視認性が向上する。   The reflective layer is formed on the concavo-convex structure forming layer. The reflective layer covers at least a part of the surface of the concavo-convex structure forming layer provided with the plurality of grooves. Although the reflective layer can be omitted, providing the reflective layer improves the visibility of the image displayed by the diffraction grating.

反射層としては、透明反射層又は不透明な金属反射層を使用することができる。反射層は、例えば、真空蒸着やスパッタリングなどの真空成膜法によって形成することができる。反射層が樹脂を含んでいる場合、反射層は、塗布又は印刷を利用して形成してもよい。   As the reflective layer, a transparent reflective layer or an opaque metal reflective layer can be used. The reflective layer can be formed by, for example, a vacuum film forming method such as vacuum deposition or sputtering. When the reflective layer contains a resin, the reflective layer may be formed by applying or printing.

反射層として透明反射層を使用すると、反射層の背面側に絵柄及び文字等のパターンを配置した場合であっても、これを後述する画像表示体の前面側から視認することができる。他方、反射層として不透明な金属反射層を使用すると、輝度が高く視認性に優れた画像の表示が可能となる。   When a transparent reflective layer is used as the reflective layer, even when a pattern such as a pattern and characters is arranged on the back side of the reflective layer, it can be visually recognized from the front side of the image display body described later. On the other hand, when an opaque metal reflective layer is used as the reflective layer, it is possible to display an image with high brightness and excellent visibility.

透明反射層としては、例えば、凹凸構造形成層とは屈折率が異なる透明材料からなる層を使用することができる。透明材料からなる透明反射層は、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。後者の場合、透明反射層は、繰り返し反射干渉を生じるように設計されていてもよい。この透明材料としては、例えば、硫化亜鉛及び二酸化チタンなどの透明誘電体を使用することができる。   As the transparent reflective layer, for example, a layer made of a transparent material having a refractive index different from that of the concavo-convex structure forming layer can be used. The transparent reflective layer made of a transparent material may have a single layer structure or a multilayer structure. In the latter case, the transparent reflective layer may be designed so as to repeatedly cause reflection interference. As this transparent material, for example, a transparent dielectric such as zinc sulfide and titanium dioxide can be used.

或いは、透明反射層としては、厚さが20nm未満の金属層を使用してもよい。金属層の材料としては、例えば、クロム、ニッケル、アルミニウム、鉄、チタン、銀、金及び銅などの単体金属又はそれらの合金を使用することができる。   Alternatively, a metal layer having a thickness of less than 20 nm may be used as the transparent reflective layer. As a material of the metal layer, for example, a single metal such as chromium, nickel, aluminum, iron, titanium, silver, gold, and copper, or an alloy thereof can be used.

不透明な金属反射層としては、より厚いこと以外は透明反射層について上述したのと同様の金属層を使用することができる。不透明な金属反射層は、連続膜であってもよい。或いは、不透明な金属反射層は、パターニングされていてもよい。例えば、不透明な金属反射層の少なくとも一部をパターニングして、画像表示体に網点、万線、他の図形、又はそれらの組み合わせを表示させてもよい。このようなパターンは、例えば、情報媒体100の真偽判定に利用することができる。   As the opaque metal reflection layer, the same metal layer as described above for the transparent reflection layer can be used except that it is thicker. The opaque metal reflective layer may be a continuous film. Alternatively, the opaque metal reflective layer may be patterned. For example, at least a part of the opaque metal reflective layer may be patterned to display halftone dots, lines, other graphics, or a combination thereof on the image display body. Such a pattern can be used for authenticity determination of the information medium 100, for example.

透明反射層又は不透明な反射層として、透明樹脂とこの中で分散した粒子とを含んだ層を使用してもよい。粒子としては、例えば、単体金属及び合金などの金属材料からなる粒子、又は、透明金属酸化物及び透明樹脂などの透明誘電体からなる粒子を使用することができる。透明樹脂中には、粒子を分散させる代わりに、薄片を分散させてもよい。   A layer containing a transparent resin and particles dispersed therein may be used as the transparent reflective layer or the opaque reflective layer. As the particles, for example, particles made of a metal material such as a single metal and an alloy, or particles made of a transparent dielectric such as a transparent metal oxide and a transparent resin can be used. In the transparent resin, flakes may be dispersed instead of dispersing the particles.

保護層としては、凹凸構造形成層を間に挟んで反射層と向き合っている。保護層は、例えば樹脂からなり、光透過性を有し、典型的には透明である。この樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂又はエポキシ樹脂を使用することができる。なお、保護層は省略することができる。   The protective layer faces the reflective layer with the concavo-convex structure forming layer interposed therebetween. The protective layer is made of, for example, a resin, has optical transparency, and is typically transparent. As this resin, for example, an acrylic resin, a urethane resin, or an epoxy resin can be used. Note that the protective layer can be omitted.

図3は本発明の他の実施形態に係る画像表示体20を概略的に説明するための平面図である。   FIG. 3 is a plan view for schematically explaining an image display body 20 according to another embodiment of the present invention.

図3(a)、(b)、(c)に示す画像表示体20は、何れも画素22と非画素領域23とを備えており、各画素22にはそれぞれ回折光学素子21c、21d、21eを備えている。これら回折光学素子21c、21d、21eは、一般的な直線状の格子から成る回折格子であるが、後述する予め決められた範囲に回折光を射出する機能を持っていないため、理解を得るために簡略な説明のために用いている。   Each of the image display bodies 20 shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C includes a pixel 22 and a non-pixel region 23, and each pixel 22 has a diffractive optical element 21c, 21d, 21e, respectively. It has. These diffractive optical elements 21c, 21d, and 21e are diffractive gratings composed of general linear gratings, but have no function of emitting diffracted light in a predetermined range to be described later. It is used for simple explanation.

一般に、画素の大きさ、すなわち画素に備える回折光学素子の大きさを観察者の眼の分解能以下の大きさにすれば、回折光学素子自体の形状は視認できなくなる。ゆえに、回折光学素子21c、21d、21eが同じ明るさで観察できるとすると、図3(a)、(b)、(c)に示す画像表示体20は何れも同一の画像として観察することができる。つまり、回折光学素子自体の形状は、図2に示す正方形のみならず、図3に示す長方形、円形、その他,三角形、台形、星形等でも良く、その形状は任意である。   In general, if the size of the pixel, that is, the size of the diffractive optical element provided in the pixel is made smaller than the resolution of the eye of the observer, the shape of the diffractive optical element itself cannot be visually recognized. Therefore, assuming that the diffractive optical elements 21c, 21d, and 21e can be observed with the same brightness, the image display bodies 20 shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C can be observed as the same image. it can. In other words, the shape of the diffractive optical element itself is not limited to the square shown in FIG. 2, but may be a rectangle, a circle, a triangle, a trapezoid, a star, or the like shown in FIG. 3, and the shape is arbitrary.

回折光学素子自体の形状が任意で良いということは、その形状に特徴を持たせるようにすれば、偽造防止効果を高めることが可能である。すなわち、通常観察時には一般的な回折光として観察できる一方、顕微鏡観察時のみ回折光射出領域の形状を視認できるようにすれば、偽造品、模造品との差別化が可能となる。   The fact that the shape of the diffractive optical element itself may be arbitrary means that the forgery prevention effect can be enhanced if the shape is characterized. That is, it can be observed as a general diffracted light during normal observation, but can be differentiated from a counterfeit product or a counterfeit product if the shape of the diffracted light emission region can be viewed only during microscopic observation.

図4は回折格子のパターンと回折光射出方向の関係を説明するための平面図である。   FIG. 4 is a plan view for explaining the relationship between the diffraction grating pattern and the diffracted light emission direction.

図4(a)に示す回折光学素子21fの格子は、同一の方向(本図ではX軸)に平行な向きの直線であり、Y軸方向へ一定の間隔で並んでいる。この場合には、回折光射出方向24fはY軸と平行となる。   The gratings of the diffractive optical element 21f shown in FIG. 4A are straight lines parallel to the same direction (X axis in this figure), and are arranged at regular intervals in the Y axis direction. In this case, the diffracted light exit direction 24f is parallel to the Y axis.

一方、図4(b)に示す回折光学素子21gの格子は、曲線状であって、Y軸方向へ一定の間隔で並んでいる。このとき、回折光射出方向24gは、格子が曲線状であることにより、当該曲線の形状に応じたある一定の範囲を持っている。このことは、曲線の形状を制御すれば、回折光の射出範囲を所望の範囲に可変設定することが可能となる。   On the other hand, the gratings of the diffractive optical element 21g shown in FIG. 4B are curved and are arranged at a constant interval in the Y-axis direction. At this time, the diffracted light emission direction 24g has a certain range corresponding to the shape of the curve because the grating is curved. This means that the diffracted light emission range can be variably set to a desired range by controlling the shape of the curve.

なお、図4(b)では、回折光学素子21gから図示矢印のごとく回折光射出方向24gを図示しているが、この回折光射出方向24gの範囲は模式的なものである。従って、図示した回折光学素子21gの構造から図示するような回折光射出方向24gが得られる訳ではない。   In FIG. 4B, the diffracted light emission direction 24g is shown from the diffractive optical element 21g as shown by the arrow in the figure, but the range of the diffracted light emission direction 24g is schematic. Therefore, the diffracted light exit direction 24g as shown in the figure is not obtained from the structure of the diffractive optical element 21g as shown.

図5は回折光学素子の構造パターンとフーリエ変換画像を示す図である。同図(a)は回折光学素子21gの構造パターンを示す図、同図(b)は同図(a)に示す回折光学素子21gの構造パターンをフーリエ変換して得られるフーリエ変換画像25gを示す図である。なお、光学におけるフーリエ変換とはフラウンホーファー回折による回折光の分布を示している。   FIG. 5 is a diagram showing a structure pattern of a diffractive optical element and a Fourier transform image. FIG. 4A shows a structural pattern of the diffractive optical element 21g, and FIG. 4B shows a Fourier transform image 25g obtained by Fourier transforming the structural pattern of the diffractive optical element 21g shown in FIG. FIG. Note that the Fourier transform in optics indicates the distribution of diffracted light by Fraunhofer diffraction.

図5(b)のフーリエ変換画像25gに示すように、回折光の射出方向は、X軸方向へ一定の範囲を有している。   As shown in the Fourier transform image 25g in FIG. 5B, the emission direction of the diffracted light has a certain range in the X-axis direction.

図6は図5と異なる回折光学素子の構造パターンとフーリエ変換画像を示す図である。同図(a)は回折光学素子21hの構造パターンを示す図、同図(b)は同図(a)に示す回折光学素子21hの構造パターンをフーリエ変換して得られるフーリエ変換画像25hを示す図である。フーリエ変換画像25hに示すように、回折光の射出方向は、X軸方向へ一定の範囲を有している。   FIG. 6 is a diagram showing a structure pattern and a Fourier transform image of a diffractive optical element different from FIG. FIG. 4A shows a structural pattern of the diffractive optical element 21h, and FIG. 4B shows a Fourier transform image 25h obtained by Fourier transforming the structural pattern of the diffractive optical element 21h shown in FIG. FIG. As shown in the Fourier transform image 25h, the emission direction of the diffracted light has a certain range in the X-axis direction.

図6(a)示す回折光学素子21hは、図5(a)に示す回折光学素子21gの一部分をトリミングした構造パターンとなっている。   The diffractive optical element 21h shown in FIG. 6A has a structure pattern obtained by trimming a part of the diffractive optical element 21g shown in FIG.

そこで、図5(b)のフーリエ変換画像25gと図6(b)のフーリエ変換画像25hとを比較すると、回折光学素子21gと21hとによる回折光の射出範囲が異なっている。   Therefore, when the Fourier transform image 25g of FIG. 5B and the Fourier transform image 25h of FIG. 6B are compared, the emission ranges of the diffracted light by the diffractive optical elements 21g and 21h are different.

前述したように、回折光学素子の面積を変えることで画像の階調表現を行うことができるが、回折光学素子21gの場合、面積を変える際のトリミング位置によって回折光の射出範囲が異なってしまう。つまり、回折光学素子21gに示すような構造パターンを用いて階調表現を行う場合、トリミング位置によっては希望通りの画像を得られないことがある。   As described above, gradation representation of an image can be performed by changing the area of the diffractive optical element. However, in the case of the diffractive optical element 21g, the emission range of the diffracted light varies depending on the trimming position when changing the area. . That is, when gradation expression is performed using a structure pattern as shown in the diffractive optical element 21g, an image as desired may not be obtained depending on the trimming position.

図7は図5及び図6と異なる回折光学素子の構造パターンとフーリエ変換画像を示す図である。同図(a)は回折光学素子21iの構造パターンを示す図、同図(b)は同図(a)に示す回折光学素子21iの構造パターンをフーリエ変換して得られるフーリエ変換画像25iを示す図である。フーリエ変換画像25iに示すように、回折光の射出方向は、X軸方向へ一定の範囲を有している。   FIG. 7 is a diagram showing a structure pattern and a Fourier transform image of a diffractive optical element different from those shown in FIGS. FIG. 4A shows a structural pattern of the diffractive optical element 21i, and FIG. 4B shows a Fourier transform image 25i obtained by Fourier transforming the structural pattern of the diffractive optical element 21i shown in FIG. FIG. As shown in the Fourier transform image 25i, the exit direction of the diffracted light has a certain range in the X-axis direction.

図7(a)に示す回折光学素子21iは、図5(a)の回折光学素子21gをトリミングした画像であり、図6(a)の回折光学素子21hとはトリミング位置が異なっている。   The diffractive optical element 21i shown in FIG. 7A is an image obtained by trimming the diffractive optical element 21g in FIG. 5A, and the trimming position is different from that of the diffractive optical element 21h in FIG.

図7(b)に示すフーリエ変換画像25iと図5(b)に示すフーリエ変換画像25gを比較すると、回折光を射出する範囲は変化していないことがわかる。つまり、図7(b)に示すトリミングの場合は、視域に異常を来すことなく階調表現のある画像の表示に用いることが可能となる。   Comparing the Fourier transform image 25i shown in FIG. 7B and the Fourier transform image 25g shown in FIG. 5B, it can be seen that the range in which the diffracted light is emitted has not changed. That is, in the case of the trimming shown in FIG. 7B, it can be used for displaying an image with gradation expression without causing any abnormality in the viewing zone.

しかし、一方では、回折光学素子21iを備えている画素を配置して画像を表示する場合、Y軸方向には回折光学素子の有る箇所、無い箇所の疎密が生じてしまう。このとき、回折光学素子の有無がストライプ状になってしまうため、規則的なストライプによって回折光強度の分布ムラ等が発生し、意図しない視覚効果が観察される場合があり得る。   However, on the other hand, when an image is displayed by disposing a pixel including the diffractive optical element 21i, a portion where the diffractive optical element is present and a portion where the diffractive optical element is present are densely formed in the Y-axis direction. At this time, since the presence or absence of the diffractive optical element is in a stripe shape, uneven distribution of the diffracted light intensity or the like is generated by the regular stripe, and an unintended visual effect may be observed.

なお、図5乃至図7において図示した回折光学素子21g、21h、21iは回折光を射出する機能が画素内において一様ではないため、本発明の形態にはよらない。   Note that the diffractive optical elements 21g, 21h, and 21i illustrated in FIGS. 5 to 7 do not depend on the form of the present invention because the function of emitting diffracted light is not uniform within the pixel.

従って、図5乃至図7で説明したように、広視域な画像表示や立体画像表示を目的として一般的に用いられる曲線形状の構造パターンの場合、単純に面積を変えるのみでは階調表現が困難であることがわかる。   Accordingly, as described with reference to FIGS. 5 to 7, in the case of a curved structure pattern generally used for the purpose of image display with a wide viewing area or stereoscopic image display, gradation expression can be expressed simply by changing the area. It turns out to be difficult.

図8は本発明の回折光学素子に採用可能な構造パターンとその構造パターンのフーリエ変換画像を示す図である。同図(a)は回折光学素子21jの構造パターンを示す図、同図(b)は同図(a)に示す回折光学素子21jの構造パターンをフーリエ変換して得られるフーリエ変換画像25jを示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing a structure pattern that can be employed in the diffractive optical element of the present invention and a Fourier transform image of the structure pattern. FIG. 4A shows a structural pattern of the diffractive optical element 21j, and FIG. 4B shows a Fourier transform image 25j obtained by Fourier transforming the structural pattern of the diffractive optical element 21j shown in FIG. FIG.

このフーリエ変換画像25jに示すように、回折光の射出方向はX軸方向へ一定の範囲を有している。   As shown in the Fourier transform image 25j, the diffracted light exit direction has a certain range in the X-axis direction.

また、回折光学素子21jの場合、トリミング位置の取り方によって回折光の射出範囲や射出範囲における回折光の強度分布が大きく異なることは無く、回折光を射出する機能は画素内において一様である。   In the case of the diffractive optical element 21j, the emission range of the diffracted light and the intensity distribution of the diffracted light in the emission range do not vary greatly depending on the trimming position, and the function of emitting the diffracted light is uniform within the pixel. .

ところで、観察者の左右の眼の各々の入射瞳径は一般的に2乃至8mmであり、画像表示体の表示面と第1面との距離が500mmであるとする。この場合、左右の眼の各々の見込み角は0.2乃至0.9°である。ゆえに、回折光の第1面内における射出の範囲を2°以上とすると、この見込み角の2倍以上の視域を確保することが可能となり、安定した画像表示を行うことが出来る。   Incidentally, the entrance pupil diameter of each of the left and right eyes of the observer is generally 2 to 8 mm, and the distance between the display surface of the image display body and the first surface is 500 mm. In this case, the prospective angle of each of the left and right eyes is 0.2 to 0.9 °. Therefore, when the range of emission of the diffracted light in the first surface is 2 ° or more, it becomes possible to secure a viewing area that is twice or more than this expected angle, and stable image display can be performed.

しかし、射出の範囲が例えば1°以下であれば、射出光の散乱成分が弱くなるため、回折光学素子内における回折光射出機能の均一性が充分に得られず、回折光学素子の面積を変えたときの射出光の射出方向や強度分布を制御することが困難となる。   However, if the emission range is, for example, 1 ° or less, the scattering component of the emitted light becomes weak, so that the uniformity of the diffracted light emission function in the diffractive optical element cannot be sufficiently obtained, and the area of the diffractive optical element is changed. It becomes difficult to control the emission direction and intensity distribution of the emitted light.

従って、回折光の射出の範囲を2°以上とすると、回折光学素子内における回折光射出機能の均一性を充分に得ることができ、回折光学素子の面積を変えたときに自然な階調表現を観察できることが実験により確認されている。   Therefore, if the diffracted light emission range is 2 ° or more, the uniformity of the diffracted light emission function within the diffractive optical element can be sufficiently obtained, and natural gradation expression is obtained when the area of the diffractive optical element is changed. It has been confirmed by experiments that can be observed.

ここで、射出の範囲の上限としては、より広い程視認できる範囲が広がり、視覚効果を知覚し易いという特徴を有する。一方において、射出の範囲が狭い程、射出光が狭い範囲に集中するため、より明るく見えるという特徴があり、角度範囲が例えば10°以下であれば、充分な明るさを得られることが実験で確認されている。   Here, as an upper limit of the range of injection, the wider the range that can be visually recognized, the easier it is to perceive visual effects. On the other hand, as the emission range is narrower, the emission light is concentrated in a narrower range, so that it appears brighter. In an experiment, if the angle range is, for example, 10 ° or less, sufficient brightness can be obtained. It has been confirmed.

すなわち、本発明によれば、回折光を用いた広視域な画像表示や立体画像表示において、制約無く階調表現を行うことが出来るため、より高画質な画像表示体を提供することが可能となる。   In other words, according to the present invention, gradation display can be performed without restriction in wide-area image display and stereoscopic image display using diffracted light, and thus it is possible to provide a higher-quality image display body. It becomes.

ところで、図2において、回折光学素子21aの面積を100%としたとき、回折光学素子21bの面積は50%であるとする。   In FIG. 2, when the area of the diffractive optical element 21a is 100%, the area of the diffractive optical element 21b is 50%.

このとき、照明31からの単位面積当たりの入射光量が同一であるとすると、回折光学素子21bが射出する回折光の量は回折光学素子21aが射出する回折光の量の50%となることは前述した通りである。   At this time, if the amount of incident light per unit area from the illumination 31 is the same, the amount of diffracted light emitted by the diffractive optical element 21b is 50% of the amount of diffracted light emitted by the diffractive optical element 21a. As described above.

しかし、実際に観察者の眼に入射する回折光についても回折光の量、すなわち回折光学素子の面積に比例して変化しているとは言えない。なぜならば、回折光学素子より射出する回折光には、回折光学素子の構造パターンによる回折のみでなく、回折光学素子の大きさを開口としたときの回折も作用しているからである。   However, it cannot be said that the diffracted light actually entering the observer's eyes also changes in proportion to the amount of diffracted light, that is, the area of the diffractive optical element. This is because the diffracted light emitted from the diffractive optical element is not only diffracted by the structural pattern of the diffractive optical element but also diffracted when the size of the diffractive optical element is the aperture.

ゆえに、回折光学素子の面積が大きいほど回折光の拡がりはより狭く、回折光学素子の面積が小さいほど回折光の拡がりはより広くなる。つまり、回折光学素子の面積が小さいほど単純に入射光量が低下するのみでなく、入射する回折光強度のピークの大きさも低下している。   Therefore, the larger the area of the diffractive optical element, the narrower the spread of diffracted light, and the smaller the area of the diffractive optical element, the wider the spread of diffracted light. That is, as the area of the diffractive optical element is smaller, not only the amount of incident light simply decreases, but also the intensity of the incident diffracted light intensity decreases.

ここで、例えば、回折光学素子の形状を矩形とした例について考えてみる。   Here, for example, consider an example in which the shape of the diffractive optical element is rectangular.

矩形形状の開口からのフラウンホーファー回折の強度分布は下記式(1)で表される。分かり易くするため、単波長のコヒーレント光による回折とする。   The intensity distribution of Fraunhofer diffraction from a rectangular opening is expressed by the following formula (1). For easy understanding, diffraction by single-wavelength coherent light is used.

I(x,y)=A2dx2dy2sinc2{(dx/λR)x}
sinc2{(dy/λR)y}……(1)
上式(1)において、Iは観測面(x,y)における光強度分布、dx,dyは開口のそれぞれ横、縦の辺の長さ、λは光の波長、Rは観測面との距離であり、sinc関数はsinc(x)=sin(πx)/πxである。Aは光の振幅に関する変数であるが、ここでは定数と考えて良い。
I (x, y) = A 2 dx 2 dy 2 sinc 2 {(dx / λR) x}
sinc 2 {(dy / λR) y} (1)
In the above equation (1), I is the light intensity distribution on the observation surface (x, y), dx and dy are the lengths of the horizontal and vertical sides of the aperture, λ is the wavelength of light, and R is the distance from the observation surface. And the sinc function is sinc (x) = sin (πx) / πx. A is a variable related to the amplitude of light, but may be considered as a constant here.

なお、ここでの単波長のコヒーレント光による議論は、通常の照明下(蛍光灯や太陽光、白熱灯などの白色光源による照明)において、波長や光源の大きさ等を考慮して、光強度分布I(x,y)を波長や光源の大きさに応じてそれぞれ積分すれば良い。   The discussion using single-wavelength coherent light here refers to the light intensity in consideration of the wavelength and the size of the light source under normal illumination (illumination with a white light source such as a fluorescent lamp, sunlight, or incandescent lamp). The distribution I (x, y) may be integrated according to the wavelength and the size of the light source.

すなわち、基本的な傾向は、上式(1)に示す単波長のコヒーレント光の場合の光強度分布から推測できる。   That is, the basic tendency can be estimated from the light intensity distribution in the case of single-wavelength coherent light expressed by the above equation (1).

具体的には、開口の大きさが5×5μm、3×3μm、1×1μmであって、400nm及び600nmの光が入射されたときの開口での回折における光強度分布について試算した結果について、図9乃至図11に示している。射出角度は正反射光の角度を0°としている。図9乃至図11はx軸上の断面を示してある。   Specifically, the results of the trial calculation of the light intensity distribution in the diffraction at the aperture when the size of the aperture is 5 × 5 μm, 3 × 3 μm, 1 × 1 μm and 400 nm and 600 nm light is incident, It is shown in FIGS. The emission angle is set to 0 ° of the regular reflection light. 9 to 11 show cross sections on the x-axis.

なお、相対光強度の大きさは1×1μmの開口の場合のピークを1としてあり、いずれの場合も入射光の単位面積当たりの強度は均一であるとしてある。   The relative light intensity has a peak value of 1 in the case of an opening of 1 × 1 μm, and in any case, the intensity per unit area of incident light is uniform.

すなわち、上式(1)から矩形開口の場合、光強度のピークは開口の面積の二乗に比例することがわかる。よって、回折光学素子が矩形形状である場合には、回折光強度のピークは上式(1)から回折光学素子の面積の二乗に比例することがわかるため、例えば、明るさを四倍にする為には回折光学素子の面積を2倍にすればよい、ということがわかる。   That is, from the above formula (1), in the case of a rectangular aperture, it can be seen that the peak of the light intensity is proportional to the square of the aperture area. Therefore, when the diffractive optical element is rectangular, the peak of the diffracted light intensity is found to be proportional to the square of the area of the diffractive optical element from the above equation (1). For this purpose, it is understood that the area of the diffractive optical element may be doubled.

ところで、前述したように、観察者の左右の眼の各々の入射瞳径は一般的に2乃至8mmであることから、画像表示体の表示面と第1面との距離が500mmであるとすると、左右の眼の各々の見込み角は0.2乃至0.9°である。後記するように、回折光学素子の大きさは観察者の眼の分解能以下であれば回折光学素子それぞれを見分けることはできない。ゆえに、回折光学素子は極端に小さくある必要はなく、一般的には一辺が数十μm程度の矩形形状を用いる。   As described above, since the entrance pupil diameter of each of the left and right eyes of the observer is generally 2 to 8 mm, it is assumed that the distance between the display surface of the image display body and the first surface is 500 mm. The prospective angle of each of the left and right eyes is 0.2 to 0.9 °. As will be described later, each diffractive optical element cannot be distinguished if the size of the diffractive optical element is less than the resolution of the eye of the observer. Therefore, the diffractive optical element does not need to be extremely small, and generally has a rectangular shape with a side of about several tens of μm.

上式(1)及び図9乃至図11から明らかなように、開口の大きさが大きくなるほど、ピークからの光強度分布は狭く、回折光の強度はピークに集中していることが分かる。ゆえに、観察者は見込み角0.2乃至0.9°と非常に狭い範囲を知覚しているため、知覚する光強度は回折光のピークに比例していると近似することができると考えられる。   As is clear from the above equation (1) and FIGS. 9 to 11, it can be seen that the larger the aperture size, the narrower the light intensity distribution from the peak and the more concentrated the intensity of the diffracted light. Therefore, since the observer perceives a very narrow range with an expected angle of 0.2 to 0.9 °, it can be approximated that the perceived light intensity is proportional to the peak of the diffracted light. .

上式(1)より、観察者の瞳に入射する光強度の積分値として下記式(2)を導出することができる。   From the above equation (1), the following equation (2) can be derived as an integral value of the light intensity incident on the observer's pupil.

int=∬A2dx2dy2sinc2{(dx/λR)x}
sinc2{(dy/λR)y}……(2)
上式(2)において、観察者の瞳径をrとすると、Iintはx2+y2≦(r/2)2における光強度の積分値である。
I int = ∬A 2 dx 2 dy 2 sinc 2 {(dx / λR) x}
sinc 2 {(dy / λR) y} (2)
In the above equation (2), if the observer's pupil diameter is r, I int is the integrated value of the light intensity at x 2 + y 2 ≦ (r / 2) 2 .

ここで、Iintと光強度のピーク値、すなわち上式(1)におけるI(0,0)の関係を図12に示す。なお、λ=500nm、R=500mm、r=5mmとしてある。 Here, FIG. 12 shows the relationship between I int and the peak value of light intensity, that is, I (0,0) in the above equation (1). Note that λ = 500 nm, R = 500 mm, and r = 5 mm.

図12のプロットは、回折光学素子が矩形形状であり、その大きさが、2×2μm、4×4μm、6×6μm、8×8μm、10×10μm、20×20μm、30×30μm、40×40μmにおけるものであり、相対値はいずれも10×10μmの値を1としてある。   In the plot of FIG. 12, the diffractive optical element has a rectangular shape, and its size is 2 × 2 μm, 4 × 4 μm, 6 × 6 μm, 8 × 8 μm, 10 × 10 μm, 20 × 20 μm, 30 × 30 μm, 40 ×. The values are at 40 μm, and the relative values are all set to 1 at 10 × 10 μm.

図12から明らかなように、IintとI(0,0)は比例関係にあることがわかる。すなわち、観察者が知覚する入射光の強度は光強度分布のピークの値と比例していると言える。 As is clear from FIG. 12, I int and I (0,0) are in a proportional relationship. That is, it can be said that the intensity of incident light perceived by the observer is proportional to the peak value of the light intensity distribution.

ゆえに、表示する画像の階調値と回折光強度のピークとが比例するように回折光学素子の面積を決定すれば、例えば、回折光学素子の形状が矩形であれば上式(1)を用いることによって、画像情報の階調値を精度良く再現した画像を表示する画像表示体を提供することが可能となる。   Therefore, if the area of the diffractive optical element is determined so that the gradation value of the image to be displayed and the peak of the diffracted light intensity are proportional, for example, if the shape of the diffractive optical element is rectangular, the above equation (1) is used. Accordingly, it is possible to provide an image display body that displays an image in which the gradation value of the image information is accurately reproduced.

図13は回折光の強度分布を概略的に示す図である。すなわち、図13は、図5(a)に示す回折光学素子21gが射出する回折光の強度分布C1と、図8(a)に示す回折光学素子21jが射出する回折光の強度分布C2とを描いている。図示する射出角度は、第1面内の観察者の左右の眼を結ぶ直線上の点と画像表示体とが成す角度を示している。   FIG. 13 is a diagram schematically showing the intensity distribution of diffracted light. That is, FIG. 13 shows the intensity distribution C1 of the diffracted light emitted from the diffractive optical element 21g shown in FIG. 5A and the intensity distribution C2 of the diffracted light emitted from the diffractive optical element 21j shown in FIG. I'm drawing. The illustrated emission angle indicates an angle formed between a point on a straight line connecting the left and right eyes of the observer in the first plane and the image display body.

なお、図13は回折光の射出角度と強度分布との関係を概略的に説明する図であり、回折光学素子21g、21jが射出する回折光の強度分布がC1、C2に描いた通りになるとは限らない。また、C1、C2はそれぞれの最大値を100%として図示しており、絶対値の差として比較することはできない。   FIG. 13 is a diagram for schematically explaining the relationship between the emission angle of the diffracted light and the intensity distribution. When the intensity distribution of the diffracted light emitted by the diffractive optical elements 21g and 21j is as depicted in C1 and C2. Is not limited. Further, C1 and C2 are illustrated with the maximum value of each as 100%, and cannot be compared as a difference between absolute values.

ここで、C1とC2とを比較すると、C1は強度が大きい角度範囲が狭く、回折光射出角度の角度範囲の中央から外れるに従って強度が大きく低下する傾向にある。一方、C2は強度が大きい角度範囲が広く、また、回折光射出角度範囲内において強度が小さい角度範囲は狭くなっている。   Here, when C1 and C2 are compared, C1 has a narrow angle range in which the intensity is large, and the intensity tends to decrease greatly as it deviates from the center of the angle range of the diffracted light emission angle. On the other hand, C2 has a wide angle range in which the intensity is high, and an angle range in which the intensity is low in the diffracted light emission angle range is narrow.

この差異は構造パターンの違いから生じている。   This difference arises from the difference in the structure pattern.

回折光学素子21jは面内において回折光を射出する機能が一様である。なお、このような構造は例えば計算機ホログラムの手法で設計することができる。計算機ホログラムは、ランダムな位相を有した回折構造を有している。このような構造を採用すると回折光を射出する機能が一様である構造を簡易かつ精度良く作製することが可能となるため、より高品位な画像を表示する画像表示体を提供することが可能となる。   The diffractive optical element 21j has a uniform function of emitting diffracted light in the plane. Such a structure can be designed by, for example, a computer generated hologram method. The computer generated hologram has a diffractive structure having a random phase. By adopting such a structure, it is possible to easily and accurately produce a structure having a uniform function of emitting diffracted light, and thus it is possible to provide an image display body that displays a higher-quality image. It becomes.

ところで、観察者が自分の眼から500mm離してある位置の画像表示体の状態を観察すると、一般的に、視力が1.0の人間の眼の分解能は1分であるため、眼の分解能の限界により、145μm以下の構造は分解できない。よって、画素の長辺の長さを145μm以下とすると画素同士を分解することはできない。ゆえに、画素の長辺の長さを145μm以下とすることによって、より高品位な画像を表示する画像表示体を提供することが可能となる。   By the way, when the observer observes the state of the image display body at a position 500 mm away from his / her own eye, generally, the resolution of a human eye with a visual acuity of 1.0 is 1 minute. Due to limitations, structures of 145 μm or less cannot be decomposed. Therefore, when the length of the long side of the pixel is 145 μm or less, the pixels cannot be decomposed. Therefore, by setting the length of the long side of the pixel to 145 μm or less, it is possible to provide an image display body that displays a higher quality image.

図14は本発明の実施形態に係る画像表示体を概略的に説明するための平面図である。   FIG. 14 is a plan view for schematically explaining the image display body according to the embodiment of the present invention.

図14(a)、(b)に示す画像表示体20は、何れも画素22と非画素領域23とを備えている。画素22は、回折光学素子21kを備えたものと回折光学素子21lを備えたものとがある。なお、回折光学素子21k、21lの構造パターンは何れも直線形状であるが、これは予め決められた範囲に回折光を射出する機能を持っていないため、理解を得る観点から簡略的に説明するために用いたものである。   Each of the image display bodies 20 shown in FIGS. 14A and 14B includes a pixel 22 and a non-pixel region 23. The pixel 22 includes a pixel 22 having a diffractive optical element 21k and a pixel 22 having a diffractive optical element 21l. The structural patterns of the diffractive optical elements 21k and 21l are both linear, but since this does not have a function of emitting diffracted light in a predetermined range, it will be briefly described from the viewpoint of understanding. It was used for this purpose.

図14(a)では回折光学素子21k、21lを備えた画素22が市松状に配置されているが、図14(b)ではストライプ状に交互に配置されている。   In FIG. 14A, the pixels 22 having the diffractive optical elements 21k and 21l are arranged in a checkered pattern, but in FIG. 14B, they are alternately arranged in a stripe pattern.

図14に示すように、回折光射出方向の異なる多数の画素を同一平面上に配置することによって、複数の画像を表示することが可能となる。なお、図14では回折光射出方向の異なる画素配置方法として市松状やストライプ状を示してあるが、配置方法は必ずしも規則的である必要は無く、ランダムでも良い。   As shown in FIG. 14, a plurality of images can be displayed by arranging a large number of pixels having different diffracted light emission directions on the same plane. In FIG. 14, a checkered pattern and a stripe pattern are shown as pixel arrangement methods having different diffracted light emission directions, but the arrangement method is not necessarily regular and may be random.

ところで、例えば、単一の画像を表示する場合と2つの画像をチェンジングで表示する場合とを比較すると、2つの画像をチェンジングで表示する場合は、1つの画像を表示するのに割り当てられる面積が単一の画像を表示する場合の1/2となる。しかし、同時に残りの1/2の面積は異なる方向へ射出光を射出する画素が配置されているため、単一の画像を表示する場合と比較すると、観察者は画素の大きさが2倍であるように観察する。   By the way, for example, when comparing a case where a single image is displayed and a case where two images are displayed by changing, when two images are displayed by changing, the area allocated to display one image is larger. This is 1/2 of the case of displaying a single image. However, since the remaining half of the area has pixels arranged to emit light in different directions, the observer can double the size of the pixel compared to displaying a single image. Observe as there is.

つまり、2つ以上の画像を表示する場合、見た目における画素数が低下するため、画質が低下してしまう。   That is, when two or more images are displayed, the number of pixels in appearance decreases, and the image quality decreases.

見た目の画素数が低下する点に関しては、画素の大きさをより小さくすることで画素数を向上させることが可能である。しかし、例えば図5(a)に示す回折光学素子21gのような構造パターンで画像を表示する場合、前述したように本発明による回折光学素子(例えば図8(a)に示す回折光学素子21j)よりも回折光の強度分布のムラが大きく、画素の大きさを小さくするほどその傾向は顕著となる。   Regarding the point that the apparent number of pixels decreases, it is possible to improve the number of pixels by reducing the size of the pixels. However, when displaying an image with a structural pattern such as the diffractive optical element 21g shown in FIG. 5A, for example, as described above, the diffractive optical element according to the present invention (for example, the diffractive optical element 21j shown in FIG. 8A). The unevenness of the intensity distribution of the diffracted light is larger than that, and the tendency becomes more remarkable as the pixel size is reduced.

その点、本発明に係る構造パターンの場合、画素の大きさを小さくすることによって回折光の強度分布のムラが大きくなることは無いか、又は大きくなる傾向は小さいと言える。   In that respect, in the case of the structural pattern according to the present invention, it can be said that the unevenness of the intensity distribution of the diffracted light does not increase or the tendency to increase by reducing the pixel size is small.

ゆえに、本発明によれば、回折光を用いた広視域な画像表示、特に2つ以上の画像を表示する場合において、制約無く階調表現を用いることが可能であり、回折光の強度分布のムラを小さくできるため、より高画質な画像表示体を提供することが可能となる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to use gradation expression without restriction when displaying a wide viewing area image using diffracted light, particularly when displaying two or more images, and the intensity distribution of diffracted light. Therefore, it is possible to provide a higher-quality image display body.

特に、少なくとも2つの画像を同時に視覚することで立体画像として視覚する場合、回折光の強度分布のムラが大きい場合は左右の眼で異なる明るさの画像を視覚する視域が広くなってしまう。ゆえに、本発明によれば、回折光を用いた広視域な画像表示、特に2つ以上の画像を表示して観察者が立体画像として視覚する場合において、制約無く階調表現を用いることが可能であり、回折光の強度分布のムラを小さくできるため、より高画質な画像表示体及び情報媒体を提供することが可能となる。   In particular, when visualizing at least two images at the same time as a stereoscopic image, if the intensity distribution of the diffracted light is highly uneven, the viewing area for viewing images with different brightness between the left and right eyes is widened. Therefore, according to the present invention, in a wide viewing area image display using diffracted light, in particular, when two or more images are displayed and the observer views as a stereoscopic image, the gradation expression can be used without restriction. In addition, since unevenness in the intensity distribution of diffracted light can be reduced, an image display body and an information medium with higher image quality can be provided.

ここで、観察者の左右の眼を結ぶ線分の長さが65mmであり、画像表示体と第1面(観察者の左右の眼を含む面)との距離が500mmであるとする。この場合、観察者の左右の眼の視線が成す角度は7.4°である。ゆえに、回折光学素子が射出する回折光の第1面における角度範囲が7.4°以下であれば、左右の眼に同一の画像が同時に入射することはない。よって、一方の眼によって視認させるべき視差画像が他方の眼によって視認させるべき視差画像のノイズとなるのを防止できる。   Here, it is assumed that the length of the line segment connecting the left and right eyes of the observer is 65 mm, and the distance between the image display body and the first surface (the surface including the left and right eyes of the observer) is 500 mm. In this case, the angle formed by the eyes of the left and right eyes of the observer is 7.4 °. Therefore, if the angle range on the first surface of the diffracted light emitted from the diffractive optical element is 7.4 ° or less, the same image does not enter the left and right eyes simultaneously. Therefore, it is possible to prevent the parallax image to be viewed by one eye from becoming noise of the parallax image to be viewed by the other eye.

ゆえに、回折光学素子が射出する回折光の第1面における角度範囲を7.4°以下にすることによって、より高品位な立体画像を表示する画像表示体を提供することが可能となる。   Therefore, by setting the angle range on the first surface of the diffracted light emitted from the diffractive optical element to 7.4 ° or less, it is possible to provide an image display body that displays a higher-quality stereoscopic image.

以上の説明は、パスポートとしての情報媒体100(図1参照)を例に挙げて説明したが、パスホート以外の他の情報媒体に適用することも可能である。例えば、以上述べた技術は、査証及びIDカードなどの各種カードに適用することも可能である。   The above description has been given by taking the information medium 100 (see FIG. 1) as a passport as an example, but it can also be applied to other information media other than the passport. For example, the above-described technique can be applied to various cards such as a visa and an ID card.

図15は本発明の他の実施態様に係る情報媒体を概略的に示す平面図である。   FIG. 15 is a plan view schematically showing an information medium according to another embodiment of the present invention.

この情報媒体200は、磁気カードであって、例えば、プラスチック等からなる基材51に印刷層52と帯状の磁気記録層53とが形成されている。さらに、基材51には、画像表示体20が偽造防止用又は個人識別用ラベルとして貼り付けられている。   The information medium 200 is a magnetic card, and a printed layer 52 and a strip-shaped magnetic recording layer 53 are formed on a base material 51 made of, for example, plastic. Furthermore, the image display body 20 is affixed on the base material 51 as an anti-counterfeit or personal identification label.

従って、この情報媒体200は、画像表示体20を含んでいる。ゆえに、情報媒体200の偽造又は模造は困難となる。   Therefore, the information medium 200 includes the image display body 20. Therefore, forgery or imitation of the information medium 200 becomes difficult.

図16は本発明のさらに他の実施態様に係る情報媒体を概略的に示す平面図である。   FIG. 16 is a plan view schematically showing an information medium according to still another embodiment of the present invention.

この情報媒体300は、基材51の面部に人物像からなる印刷層54が形成されている。更に、基材51には、画像表示体20が偽造防止用又は識別用ラベルとして貼り付けられており、画像表示体20の画像も印刷層54と同様に人物像となっている。   In the information medium 300, a printed layer 54 made of a person image is formed on the surface portion of the substrate 51. Furthermore, the image display body 20 is affixed to the base material 51 as an anti-counterfeiting or identification label, and the image of the image display body 20 is also a person image like the print layer 54.

この情報媒体300の場合、印刷層54の印刷画像と表示体10の画像は同一となっている。この場合、印刷層54の印刷画像と画像表示体20の画像が同一であることが本物(実物)であるとすると、仮に印刷層54の印刷画像の情報を改竄したとしても、印刷層54と画像表示体20の情報は同一でなければならないため、画像表示体20も同一の絵柄に改竄する必要があり、偽造又は模造は図15に示す情報媒体200よりもより困難となる。   In the case of this information medium 300, the print image of the print layer 54 and the image of the display body 10 are the same. In this case, if the print image of the print layer 54 and the image of the image display body 20 are the same (actual), even if the information on the print image of the print layer 54 is falsified, Since the information of the image display body 20 must be the same, the image display body 20 also needs to be tampered with the same pattern, and forgery or imitation becomes more difficult than the information medium 200 shown in FIG.

また、印刷層54の印刷画像と画像表示体20の画像を見比べることで真贋判定が可能であるため、個人識別を行う審査官に対してより精度のよい認証が可能となる。また、真贋判定の方法は画像を見比べることであり、比較的簡便な方法であるため、審査官に限らず、誰もが真贋判定を簡易に行うことができる。   Further, since the authenticity can be determined by comparing the print image of the print layer 54 and the image of the image display body 20, more accurate authentication can be performed for the examiner who performs personal identification. Moreover, since the authenticity determination method is to compare images and is a relatively simple method, not only the examiner but anyone can easily determine the authenticity.

図16に示す情報媒体300に含まれる画像表示体20は人物像からなる画像で構成されている。この場合、個人認証媒体の偽造又は模造をより困難とすることができるが、個人認証媒体以外の情報媒体に適用することも可能である。   The image display body 20 included in the information medium 300 shown in FIG. 16 is composed of an image made up of a person image. In this case, forgery or imitation of the personal authentication medium can be made more difficult, but it can also be applied to information media other than the personal authentication medium.

情報媒体100乃至300に貼り付ける画像表示体20の基材51の材質は、天然の紙及び合成紙などの紙でなくてもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂(熱可塑性PET)、ポリ塩化ビニル樹脂、熱硬化性ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリル樹脂及びポリスチレン樹脂などの合成樹脂、ガラス、陶器及び磁器などのセラミックス、又は、単体金属及び合金などの金属材料であってもよい。   The material of the substrate 51 of the image display body 20 to be attached to the information media 100 to 300 may not be paper such as natural paper and synthetic paper. For example, polyethylene terephthalate resin (thermoplastic PET), polyvinyl chloride resin, thermosetting polyester resin, polycarbonate resin, synthetic resin such as polymethacrylic resin and polystyrene resin, ceramics such as glass, ceramic and porcelain, or single metal and It may be a metal material such as an alloy.

なお、上記実施の形態では、情報媒体としてパスポート及びIDカードなどの個人認証媒体について例示したが、情報媒体100ないし300に関する技術は、個人認証媒体以外の情報媒体にも容易に適用することが可能である。即ち、上述した技術は、個別認証等、個人認証以外の目的で利用しても可能であることは言うまでもない。   In the above embodiment, the personal authentication medium such as a passport and an ID card is exemplified as the information medium. However, the technology relating to the information medium 100 to 300 can be easily applied to information media other than the personal authentication medium. It is. That is, it goes without saying that the technique described above can be used for purposes other than personal authentication, such as individual authentication.

その他、本発明は、以上のような各実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。   In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

1…折り丁、2…表紙、11…紙片、11a,11b…顔画像、12,13…画像、20…画像表示体、21a〜21l…回折光学素子、22…画素、23…非画素領域、24f,24g…回折光射出方向、25g〜25j…フーリエ変換画像、31…照明、32a〜32e…観察者の観察角度、51…基材、52…印刷層、53…磁気記録層、54…印刷層、100,200,300…情報媒体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Signature, 2 ... Cover, 11 ... Paper piece, 11a, 11b ... Face image, 12, 13 ... Image, 20 ... Image display body, 21a-21l ... Diffractive optical element, 22 ... Pixel, 23 ... Non-pixel area | region, 24f, 24g ... Diffraction light exit direction, 25g-25j ... Fourier transform image, 31 ... Illumination, 32a-32e ... Observer observation angle, 51 ... Substrate, 52 ... Print layer, 53 ... Magnetic recording layer, 54 ... Print Layer, 100, 200, 300 ... Information medium.

Claims (11)

表示基材の一方面部に複数の画素がマトリクス状に配置され、これら複数の画素から画像を表示する画像表示体であって、
前記各画素には予め決められた範囲に回折光を射出する機能が当該画素内で一様である回折光学素子が備えられ、
前記表示する画像情報に応じて前記各画素における前記回折光学素子の面積を設定することにより階調表現のある画像を表示することを特徴とする画像表示体。
A plurality of pixels are arranged in a matrix on one side of the display substrate, and an image display body that displays an image from the plurality of pixels,
Each of the pixels is provided with a diffractive optical element having a uniform function of emitting diffracted light within a predetermined range within the pixel,
An image display body which displays an image with gradation expression by setting an area of the diffractive optical element in each pixel according to the image information to be displayed.
前記予め決められた範囲は、前記画像を知覚する観察者の左右の眼を結ぶ直線に平行な第1面内における角度範囲が2°以上であることを特徴とする請求項1に記載の画像表示体。   2. The image according to claim 1, wherein the predetermined range is an angle range of 2 ° or more in a first plane parallel to a straight line connecting the left and right eyes of an observer who perceives the image. Display body. 回折光強度のピークの大きさと前記表示する画像の階調値とが比例するように前記回折光学素子の面積を設定する際、当該回折光学素子の大きさを開口としたときの開口による回折光の拡がりを補償するように前記回折光学素子の面積を設定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像表示体。   When setting the area of the diffractive optical element so that the peak size of the diffracted light intensity is proportional to the gradation value of the image to be displayed, the diffracted light from the aperture when the size of the diffractive optical element is the aperture The image display body according to claim 1, wherein an area of the diffractive optical element is set so as to compensate for the spread of the diffractive optical element. 前記回折光学素子は、凹凸構造を有し、これら複数の凹部及び/又は凸部は計算機ホログラムで作製される複数の溝又は筋であることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の画像表示体。   4. The diffractive optical element has a concavo-convex structure, and the plurality of concave portions and / or convex portions are a plurality of grooves or streaks made of a computer generated hologram. The image display body according to one item. 前記画素の長辺の長さを145μm以下とすることにより、観察者の眼によって各画素同士を分解不能とすることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の画像表示体。   The image according to any one of claims 1 to 4, wherein each pixel cannot be disassembled by an observer's eyes by setting the length of the long side of the pixel to 145 µm or less. Display body. 前記複数の画素を配置して複数の画像を表示する場合、
前記個々の画像は、回折光の射出範囲が同一である前記回折光学素子を備える前記複数の画素で構成されており、
異なる画像同士では、回折光の射出範囲が異なっていることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の画像表示体。
When displaying a plurality of images by arranging the plurality of pixels,
The individual images are composed of the plurality of pixels including the diffractive optical element that has the same emission range of diffracted light,
The image display body according to any one of claims 1 to 5, wherein different images have different diffracted light emission ranges.
前記複数の画像のうち、少なくとも2つの画像を同時に視覚することで立体画像として視覚できることを特徴とする請求項6に記載の画像表示体。   The image display body according to claim 6, wherein the image display body can be viewed as a stereoscopic image by simultaneously viewing at least two of the plurality of images. 前記回折光学素子が射出する回折光の第1面における角度範囲が7.4°以下とすることを特徴とする請求項7に記載の画像表示体。   The image display body according to claim 7, wherein an angle range of the diffracted light emitted from the diffractive optical element on the first surface is 7.4 ° or less. 所定の情報が表示されるシート状物品と、このシート状物品の面部の所要個所に付加される前記請求項1乃至請求項8の何れか1つの画像表示体とで構成されていることを特徴とする情報媒体。   A sheet-like article on which predetermined information is displayed, and an image display body according to any one of claims 1 to 8, which is added to a required portion of a surface portion of the sheet-like article. Information media. 前記シート状物品に表示される所定の情報は個人情報を含んだ画像が印刷、印字又は有色印字されており、前記画像表示体に表示される画像が前記シート状物品に表示される画像と同一であることを特徴とする請求項9に記載の情報媒体。   The predetermined information displayed on the sheet-like article is an image including personal information printed, printed or colored, and the image displayed on the image display body is the same as the image displayed on the sheet-like article. The information medium according to claim 9, wherein: 前記個人情報を含んだ画像は顔画像であることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の情報媒体。   The information medium according to claim 9 or 10, wherein the image including the personal information is a face image.
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