JP2013190629A - Display body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、擬似的な立体感が認識可能な構成とした表示体に関する。 The present invention relates to a display body configured to recognize a pseudo three-dimensional effect.
キャッシュカード、クレジットカード及びパスポートなどの認証書類並びに商品券、株券及び小切手などの有価証券類、また紙幣などは偽造するのが困難な構成でなければならない。そのため、従来から、上記対象物品には、偽造又は模造が困難であると共に、偽造品や模造品と容易に区別できるセキュリティ媒体が貼り付けられている。 Authentication documents such as cash cards, credit cards and passports, and securities such as gift certificates, stock certificates and checks, and banknotes must be difficult to counterfeit. Therefore, conventionally, a security medium that is difficult to counterfeit or imitate and is easily distinguishable from counterfeit or counterfeit is attached to the target article.
しかし、印刷技術の進歩に伴ってカラーコピーやスキャナの色品質や解像度が高まり、オリジナルとの区別が困難な複製も可能となってきているのが現状である。 However, with the advancement of printing technology, the color quality and resolution of color copies and scanners have increased, and it is now possible to make copies that are difficult to distinguish from the original.
そこで、対象物品に対して、観察する角度に依存して異なる光学効果を生じる光学可変デバイス(Optically variable device:以下、OVDと略称する)を付加することで、偽造や模造に対する耐性を向上させている。また、OVDには、貼り付け対象物品のデザインが損なわないような、意匠性の高い媒体が望まれている。 Therefore, by adding an optically variable device (Optically variable device: hereinafter abbreviated as OVD) that produces different optical effects depending on the observation angle, the resistance to counterfeiting or imitation is improved. Yes. Further, for OVD, a medium with high designability is desired so that the design of the article to be attached is not impaired.
ところで、OVDとして広く知られているものの中にはホログラムがある。このホログラムは、観察角度に応じて射出される回折光が七色に輝く変化を見せ、表示像のアニメーション変化やチェンジングを実現することができる。また、ホログラムは、優れた意匠性を持ち、カラー複写機においても複製できない偽造・変造の困難性から数多く利用されてきている。 By the way, there exists a hologram in what is widely known as OVD. This hologram shows a change in which the diffracted light emitted according to the observation angle shines in seven colors, and can realize an animation change or changing of the display image. In addition, holograms have been used in many cases because they have excellent design properties and are difficult to counterfeit and change that cannot be duplicated even in a color copying machine.
しかし、近年では、ホログラムであっても、大規模な設備を導入した、組織的な偽造が行なわれている。このような中にあって、本物と同じ様な光学的効果を実現した偽造OVDも見られるようになっており、それに伴って日々新しいOVDの開発が望まれている。 However, in recent years, even for holograms, systematic forgery using a large-scale facility has been carried out. Under such circumstances, forged OVDs that realize optical effects similar to the real ones are also seen, and accordingly, development of new OVDs is desired every day.
例えば、偽造防止の困難さや、OVDを貼り付ける側の意匠性を向上させる為の方法のひとつとして、ブレーズド格子を応用した、潜像入り回折格子表示体などが提案されている(特許文献1)。 For example, a latent image-containing diffraction grating display using a blazed grating has been proposed as one of methods for improving the difficulty of forgery prevention and improving the design of the OVD application side (Patent Document 1). .
また、表示体の回転位置により表示パターンの白黒が反転したり切り換わる回折構造(ブレーズド)を用いた表示体が提案されている(特許文献2)。 Further, a display body using a diffractive structure (blazed) in which black and white of a display pattern is reversed or switched depending on the rotation position of the display body has been proposed (Patent Document 2).
さらに、断面構造が非対称な回折構造を用いたOVDが提案されており、従来のホログラムとは異なり、観察者に対して立体的な印象を与える技術が示されている(特許文献3)。 Furthermore, OVD using a diffractive structure with an asymmetric cross-sectional structure has been proposed, and a technique for giving a three-dimensional impression to an observer is shown unlike a conventional hologram (Patent Document 3).
しかし、以上のような回折格子やブレーズド格子を用いた表示体では、それら回折格子などで記録された潜像を観察するに際し、その観察可能な角度が限定的であることから、真偽を判定するのが非常に難しいこと、表示体を180°にわたって大きく回転させないと真偽判定ができず、回転させつつ観察するために煩雑さを伴う。また、潜像入りの表示体の中には、潜像を入れることで必ずしも意匠性が上がっているとは言い難い表示体が多い。 However, in the case of a display using a diffraction grating or a blazed grating as described above, when observing a latent image recorded with the diffraction grating or the like, the observable angle is limited. It is very difficult to do this, and the authenticity cannot be determined unless the display body is greatly rotated over 180 °, which is complicated to observe while rotating. Moreover, among display bodies containing latent images, there are many display bodies that are not necessarily said to have improved design properties by putting latent images.
また、表示体を作製するに際して、膨大な時間と、煩雑な作業を伴うものが多く、実際に量産品として市場に出回るには至っていない。 Moreover, when producing a display body, there are many things which require enormous time and complicated work, and have not yet reached the market as a mass-produced product.
さらに、近年、様々なOVDが開発されているが、未だ偽造や模造が無くなることが無い。そのため、より高度なセキュリティ性及びより優れた意匠性のあるOVDの開発が求められている。 Furthermore, in recent years, various OVDs have been developed, but there is still no forgery or imitation. Therefore, development of OVD with higher security and superior design is required.
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、偽造、模造などの真偽判定が比較容易な作業で迅速に行うことができ、かつ、高いセキュリティ性及び斬新な意匠性を向上させる表示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 it is possible to quickly perform authenticity determination such as forgery and imitation with an operation that is easy to compare, and has high security and novel design. An object of the present invention is to provide a display body that improves the image quality.
上記課題を解決するために、請求項1に対応する発明は、複数の面を有する多面形状の表示体であって、前記多面形状の各面はそれぞれ複数の単位画素が連なる単位画素群で構成され、この単位画素群の中の複数の単位画素は、それぞれ斜面の向きが少なくとも一様な方向を持った微小凹凸で構成され、かつ、前記多面形状の各面に対応して前記微小凹凸の斜面の方向が定められ、ある方向から光が入射されたとき、前記多面形状の各面から明るさの異なる光が射出するようにした表示体である。 In order to solve the above-described problem, the invention corresponding to claim 1 is a multi-faceted display body having a plurality of faces, and each face of the multi-face shape is composed of a unit pixel group in which a plurality of unit pixels are connected to each other. The plurality of unit pixels in the unit pixel group are each configured with minute irregularities having at least a uniform direction of the slope, and the minute irregularities corresponding to each surface of the polyhedral shape. The display body is configured such that when the direction of the slope is determined and light is incident from a certain direction, light having different brightness is emitted from each surface of the polyhedral shape.
請求項2に対応する発明は、請求項1に対応する発明に記載の表示体において、前記各単位画素の大きさは、縦寸法及び横寸法とも300μm以下であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the display body according to the first aspect of the present invention, the size of each unit pixel is 300 μm or less in both the vertical dimension and the horizontal dimension.
請求項3に対応する発明は、請求項1又は請求項2に対応する発明に記載の表示体において、前記単位画素群を構成する複数の単位画素は、前記微小凹凸の高さ(又は深さ)及び前記微小凹凸の繰り返しピッチの何れか一方又は両方の値が異なる,少なくとも2種類以上の単位画素からなり、前記微小凹凸の高さ(又は深さ)及び前記微小凹凸の繰り返しピッチが同一である単位画素をもって、文字,記号,絵柄などの少なくとも1種類のパターンを表すように配置することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the display body according to the first or second aspect of the present invention, the plurality of unit pixels constituting the unit pixel group have a height (or depth) of the minute unevenness. ) And the repetition pitch of the micro unevenness are different from each other, and at least two types of unit pixels are different, and the height (or depth) of the micro unevenness and the repetition pitch of the micro unevenness are the same. A certain unit pixel is arranged so as to represent at least one type of pattern such as a character, a symbol, and a picture.
請求項4に対応する発明は、請求項1ないし請求3の何れか一項に対応する発明に記載の表示体において、前記単位画素群を構成する各単位画素の微小凹凸の高さ(又は深さ)は、100nm〜600nmの範囲であって、当該高さ(又は深さ)が異なる単位画素間では当該高さ(又は深さ)の比が1.5以上であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the display body according to the first aspect of the present invention, the height (or depth) of the minute unevenness of each unit pixel constituting the unit pixel group. Is a range of 100 nm to 600 nm, and the ratio of the height (or depth) is 1.5 or more between unit pixels having different heights (or depths).
請求項5に対応する発明は、請求項1ないし請求3の何れか一項に対応する発明に記載の表示体において、前記単位画素群を構成する各単位画素の微小凹凸のピッチは3μm〜100μmの範囲であって、文字,記号,絵柄など少なくとも1つ以上のパターンを表す場合には20μm以下の同一ピッチの前記単位画素を配置することを特徴とする。
The invention corresponding to
請求項6に対応する発明は、請求項1ないし請求項5の何れか一項に対応する発明に記載の表示体において、前記単位画素群を構成する複数の単位画素は、その斜面が少なくとも2種類の方向を有することを特徴とする。
The invention corresponding to
請求項7に対応する発明は、請求項1ないし請求項6の何れか一項に対応する発明に記載の表示体において、前記微小凹凸は、断面が鋸歯状の格子構造となっていることを特徴とする。
The invention corresponding to
また、請求項8に対応する発明は、請求項1ないし請求項7の何れか一項に対応する発明に記載の表示体において、前記単位画素の各微小凹凸は、断面が鋸歯状の格子構造となっている場合、多面形状の各面に対応させて前記鋸歯状の格子の方向を任意の方向に回転させて微小凹凸の斜面を設定することを特徴とする。
Further, the invention corresponding to
また、請求項9に対応する発明は、請求項1ないし請求項8の何れか一項に対応する発明に記載の表示体において、前記各単位画素の各微小凹凸は、直線構造となっていることを特徴とする。
The invention corresponding to
さらに、請求項10に対応する発明は、請求項1ないし請求項9の何れか一項に対応する発明に記載の表示体において、前記微小凹凸は、全部又は一部に反射層を設けたことを特徴とする。 Furthermore, the invention corresponding to claim 10 is the display body according to any one of claims 1 to 9, wherein the minute unevenness is provided with a reflective layer in whole or in part. It is characterized by.
本発明によれば、偽造、模造などの真偽判定が比較容易な作業で迅速に行うことができ、かつ、高いセキュリティ性及び斬新な意匠性を向上させることができる。 According to the present invention, authenticity determination such as forgery and imitation can be quickly performed with an operation that is easy to compare, and high security and novel design can be improved.
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、それらの実施の形態に限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and various technically preferred limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless stated to the effect, the invention is not limited to these embodiments.
図1は本発明に係る表示体の一実施の形態を示す平面図である。 FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a display body according to the present invention.
表示体1は2つの面2A,2Bから成り、各面2A,2Bはそれぞれ複数の単位画素3が連なった集合体である単位画素群によって構成される。ここで、本発明において面とは単位画素群と同義である。ちなみに、図1は2つの面2A,2Bを用いて、ピラミッド形状(四角錐)を表現している。
The display body 1 includes two
表示体1を構成する各単位画素3の形状は、四角形で表わしているが、矩形、三角形、円形などの任意の形状であれば良く、単位画素3の形状によって後述する効果が損なわれることはない。
Although the shape of each
実際に表示体1を作製する際は、表示したい多面体の形状と表現したい面に合わせて、区切り易いように単位画素3を決定すればよく、例えば図1に示す三角形の形状をした面であれば、それぞれ矩形と三角形の単位画素群を組合せることで、各々の面2A、2Bを構成することができる。
When the display body 1 is actually manufactured, the
次に、単位画素3について、図2ないし図4を参照して具体的に説明する。
図2は単位画素3の一例を示す平面図である。単位画素3は、複数の微小凹凸5,…から構成されている。同図において,Hは単位画素3の縦寸法、Wは単位画素3の横寸法を表している。
Next, the
FIG. 2 is a plan view showing an example of the
さらに、図3は図2(a)のX−X´線に沿う断面図であって、入射光Iと表示体1から射出する射出光Oとの関係を示している。 Further, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX ′ in FIG. 2A, and shows the relationship between the incident light I and the emitted light O emitted from the display body 1.
この図3から明らかなように、単位画素3は、図3に示すように一様な方向の傾斜4を持った複数の微小凹凸5で構成されている。すなわち、微小凹凸5,…は、斜面4の向きが一様な方向を持っており、複数の微小凹凸5,…により例えば鋸歯状の断面形状を有している。Dは微小凹凸5の高さ又は深さ、Pは微小凹凸5のピッチを表している。
As is apparent from FIG. 3, the
そのため、微小凹凸5に対して、図示する方向から入射光Iを入射したとき、斜面4の向きに対応して、当該微小凹凸5からある一方向に射出光Oが強く射出させる効果が得られる。
Therefore, when the incident light I is incident on the
例えば、図3(a)に示す位置関係において、微小凹凸5に対して、上方向から入射光Iが入射させたとき、斜面4に対応する方向(この場合にはY軸に垂直な方向)に強い射出光Oが射出される。
For example, in the positional relationship shown in FIG. 3A, when incident light I is incident on the
また、図3(b)に示す位置関係において、微小凹凸5に対して、下方向から入射光Iを入射させたとき、図3(a)とは異なり、正反射角度方向へ射出光Oが射出される。
Further, in the positional relationship shown in FIG. 3B, when the incident light I is incident on the
すなわち、表示体1は、斜面4の向きと入射光Iの入射方向とに基づき、微小凹凸5から射出される光の方向を制御することが可能となる。
That is, the display body 1 can control the direction of light emitted from the
そこで、例えば図4に示すように上方向から光源20が表示体1に入射し、観察者21が正面方向から表示体1を観察した場合を考える。このとき、表示体1は面2A〜2Cから成る立方体として表現されている。
Therefore, for example, as shown in FIG. 4, consider a case where the
そのため、表示体1の面2Aを構成する単位画素群の微小凹凸5が、図3(a)のような向きで配置されていれば、面2Aの上方向から照射光源20が入射されているので、面2Aを構成する微小凹凸5からは観察者21の方向に強く光が射出される。そのため、観察者21は面2Aを明るい面として視認することが可能となる。
Therefore, if the
本発明に係る表示体1の特徴のひとつは、表示したい多面形状(多角形状)の各々の面に対応させて、微小凹凸5の斜面4の方向を決定し、光を立体的に射出することにある。
One of the features of the display body 1 according to the present invention is to determine the direction of the
例えば,図4に示す表示体1を例に上げて説明すると、面2Aを構成する単位画素群の微小凹凸5の傾斜4が正面方向を向くように構成され、面2Bを構成する微小凹凸5の斜面4が上方向を向くように構成され、さらに、面2Cを構成する微小凹凸5の傾斜4が右方向を向くように構成されている。
For example, the display 1 shown in FIG. 4 will be described as an example. The
よって、表現したい多面形状の各面の方向ごとに斜面4の向きを決定することにより、面形状のそれぞれの面から射出される光の方向を制御でき、観察者21に対して多面形状の各面毎に異なる明るさの光を射出させることが可能となる。
Therefore, the direction of the light emitted from each surface of the surface shape can be controlled by determining the direction of the
例えば、図4に示すように光源20を固定した状態として観察する場合、光が正面方向に射出されるので、観察者21としては面2Aに配置される単位画素3群のみ明るく見えることになる。一方、その他の面2B,2Cでは射出光の強度が弱い為に陰影が付いたように視認でき、観察者21は、表示体1が擬似的な立体像として観察できる。
For example, when the observation is performed with the
このことは、例えば光源20が固定された状態であっても、表示体1を動かすことによって相対的に位置関係が変化するので、面2Bや面2Cが最も明るく見える場合も存在する。その場合、明るく見える面以外の面は、上記と同様に陰影が付いたように視認される為、表示体1としては擬似的な立体感を損なうことは無い。
This is because, for example, even when the
さらに、表示体1としては、各面2A〜2C内における微小凹凸5の傾斜4の向きが一様な方向を持っていると述べたが、例えば、同一面2A〜2Cの区分内において、微小凹凸5の傾斜4が2種類以上の方向を持ったものであってもよい。このように微小凹凸5の傾斜4が2種類以上の方向を持たせれば、細かな光源入射角度の変化や表示体1の傾け方に応じて、観察者21は、明るく見える範囲を細分化することができ、意匠性の向上やデザイン性の幅を広げる効果も出てくる。
Further, as the display body 1, it has been described that the direction of the
すなわち、観察者21は、表示体1に対する照明光源20の入射方向や表示体1の向き、観察者21の観察方向などを変化させることで、明るいと認識できる面が変化することになる。その為、表示体1の多面形状に陰影が付いたような印象を観察者21に与えることができ、擬似的な立体感を得ることが可能となる。
That is, the
従って、本発明に係る表示体1は、多面形状の各面に形成され微小凹凸5の断面が図3に示すように鋸歯状の格子(鋸歯格子と呼ぶ)を用いれば、単位画素3毎の射出光強度を変化させることで、多角形状の各面から射出される光強度を変調することができるので、各面内にて光の明暗を作ることができ、より意匠性の高い表示体1を提供できるようになる。 Therefore, the display body 1 according to the present invention uses a sawtooth-shaped grid (referred to as a sawtooth grid) as shown in FIG. By changing the emission light intensity, the light intensity emitted from each polygonal surface can be modulated, so that the brightness of the light can be made in each surface, and the display body 1 with higher design properties. Will be able to provide.
また、本発明に係る表示体1には、多面形状の各面2A〜2Cを構成する単位画素3群の中には高さ(深さを含む)DとピッチPが少なくとも2種類以上ある。このことは、例えば、図1に示す表示体1の各面の中にあって、灰色で示す単位画素3の微小凹凸5の高さD又はピッチPと、白色で示す単位画素3の微小凹凸5の高さD又はピッチPは異なっていることを意味する。
Further, in the display body 1 according to the present invention, there are at least two types of height D (including depth) D and pitch P in the
そこで、灰色で示す単位画素3を変化画素6と呼ぶことにする。この変化画素6は、白色で示した単位画素3と比較して、微小凹凸5の高さD又はピッチPが異なっていることを意味する。なお、白色で示す単位画素3同士、灰色で示す単位画素3同士は、それぞれ微小凹凸5の高さD又はピッチPは一様に揃っている。
Therefore, the
その結果、変化画素6が、他の単位画素3における微小凹凸5の高さDと異なるように変化している場合、変化画素6と他の単位画素3との間で、射出光強度に差異が生じてくる。
As a result, when the
今、図1に示す表示体1を例に上げて具体的に説明すると、面2Aの変化画素6はアルファベットの『T』の文字を表すように配置されている。ゆえに、観察者21は、射出光強度の変化を認識することによって多角形の擬似的な立体感を得ると共に、変化画素6とその他の単位画素3の射出光強度の差異によって、アルファベットの『T』も擬似的な立体像として認識することができる。
Now, taking the display 1 shown in FIG. 1 as an example, the
同様に、面2Bでは、変化画素6がひし形のパターンを表現するように配置されていることから、アルファベットの『T』と同様に、ひし形のパターンを擬似的に立体像として認識できることになる。すなわち、図1に示す表示体1では、各面に対応した傾斜4の向きに応じた射出光の方向によって、多面形状が擬似的な立体像として観察することができる。
Similarly, on the
さらに、表示体1の各面の中で高さDを異ならしめ、かつ、文字、数字、絵柄などをパターン状に配置された変化画素6とすれば、その変化画素6とそれ以外の単位画素3の間で射出光強度に起因する明暗の差が生じ、パターン状に配置された変化画素6も擬似的な立体像を得ることが可能になる。
Furthermore, if the height D is different among the surfaces of the display body 1 and the
図5は微小凹凸5の高さ又は深さDと射出光強度との関係を示すグラフである。このグラフは、微小凹凸5の高さ又は深さDを変化させたときの射出光強度の変化を表したものであって、当該射出光強度は最大値で規格化した値となっている。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the height or depth D of the
次に、図6は微小凹凸5からの射出光強度を測定する際の光学系の配置例図である。
Next, FIG. 6 is an arrangement diagram of an optical system when measuring the intensity of light emitted from the
射出光強度の測定方法は、微小凹凸5を備えた単位画素3に対して、垂直な方向からレーザー光源20を入射し、測定器22にて射出光強度を測定するが、このとき射出光強度が最も強い位置での値を測定するように測定器22を設定する。なお、レーザー光源20から発生するレーザー光の波長は633nmのものを用いた。
As a method for measuring the emitted light intensity, the
図5のグラフから明らかなように、微小凹凸5の高さDが350nm程度の時、射出光強度はピークとなっており、それ以下の高さ、あるいはそれ以上の高さであっても、射出光強度は減少していくことが分かる。
As is clear from the graph of FIG. 5, when the height D of the
ゆえに、本発明に係る表示体1においては、単位画素3を構成する微小凹凸5の高さを変化させることで、単位画素3毎の明るさに変化を与えることが可能である。このことは、微小凹凸5の高さを変化させた変化画素6を文字や絵柄などのパターンとなるように配置すれば、その他の単位画素3とは明るさの異なるパターン像を表現できる。
Therefore, in the display body 1 according to the present invention, it is possible to change the brightness of each
そのため、前述したように通常の単位画素3と変化画素6とを組合せることで、射出光強度の明暗の差による擬似的な立体像を生じさせることが可能となる。
Therefore, by combining the
因みに、微小凹凸5の高さ又は深さDは、100μm〜600μmの範囲内であれば、ある程度の射出光の強度を測定できるが、各単位画素3,…間で異なる微小凹凸5の高さ又は深さDを決定する場合、その高さ又は深さDの比は1.5以上とするのが望ましい。これは、高さ又は深さDの異なる微小凹凸5から射出光強度に起因する十分な明暗の差を出し、擬似的な立体像を認識し易くするためである。
Incidentally, if the height or depth D of the
さらに、変化画素6における微小凹凸5のピッチPを変化させたとき、当該変化画素6と他の単位画素3との間で、射出光の射出範囲を異ならしめることができる。その結果、多面形状の各面2A〜2C内において、僅かに観察角度を変化させた場合、観察者21は、変化画素6の配置によって表現されるパターンを観察することができる。
Furthermore, when the pitch P of the
これにより、多面形状の擬似的な立体感と、各面の中に形成される変化画素6によるパターンとによる相互作用によって、多数のバリエーションを有する表示体1を増やすことが可能となる。
Accordingly, it is possible to increase the number of display bodies 1 having a large number of variations by the interaction between the multi-dimensional pseudo three-dimensional effect and the pattern of the
図7は、繰り返しピッチPを持つ微小凹凸5に対する光の入射角度と回折角度との関係を説明する図である。今、微小凹凸5の繰り返しピッチをP、入射する光の波長をλ、表示体1への入射角度をα、1次回折光の射出角度をβとしたとき、次のような関係式で表せる。
P=λ/(sinα−sinβ) ……(1)
その結果、微小凹凸5の繰り返しピッチP=10μm、入射角度α=45°とした場合、入射光の波長λと1次回折光の射出角度βとの間には次のような関係があることが分かる。
FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the incident angle of light and the diffraction angle with respect to the
P = λ / (sin α−sin β) (1)
As a result, when the repetition pitch P of the
(イ) λ=450nm(青色を呈する色光)の光を入射させた時、1次回折光の射出角度βは41.5°。
(ロ) λ=514nm(緑色を呈する色光)の光を入射させた時、1次回折光の射出角度βは41.5°。
(ハ) λ=633nm(赤色を呈する色光)の光を入射させた時、1次回折光の射出角度βは40.1°となる。
(A) When light of λ = 450 nm (color light exhibiting blue) is incident, the emission angle β of the first-order diffracted light is 41.5 °.
(B) When light of λ = 514 nm (green light) is incident, the emission angle β of the first-order diffracted light is 41.5 °.
(C) When light of λ = 633 nm (color light exhibiting red) is incident, the emission angle β of the first-order diffracted light is 40.1 °.
従って、以上の結果から分かるように、どの波長であってもほぼ同じ角度に回折光が射出されていることが分かる。また、正反射角度である45°に近い角度であることも分かる。 Therefore, as can be seen from the above results, it can be seen that the diffracted light is emitted at substantially the same angle regardless of the wavelength. It can also be seen that the angle is close to the regular reflection angle of 45 °.
通常、観察者21が表示体1を観察する場合、赤(R),緑(G),青(B)の光が混ざり合った白色光源を用いる。この時、以上のような回折の原理を考えると、ピッチP=10μm以上の微小凹凸5から射出される赤(R),緑(G),青(B)の回折光としては、それぞれほぼ同じ角度で、かつ、正反射角度に近い角度に射出される。
Usually, when the
従って、観察者21は、RGBが分光したところの,所謂七色の光を認識することができず、RGBが混ざり合った白色を呈した色を観察できることになる。
Therefore, the
すなわち、微小凹凸5の繰り返しピッチPが10μm以上とした単位画素3を用いて単位画素群を構成すれば、従来の回折格子などの周期構造を用いた際に観察されるところの虹色の回折光とは異なる白色を呈する表示体1を実現することができ、表示体1の意匠性を向上させることが可能となる。
That is, if the unit pixel group is configured using the
図8及び図9は微小凹凸5のピッチPと射出角度及び射出光強度との関係を説明する図である。
8 and 9 are diagrams for explaining the relationship between the pitch P of the
図8は広範囲の射出角度で射出光強度を測定する光学的な配置例図である。 FIG. 8 is an example of an optical arrangement for measuring the emitted light intensity over a wide range of emission angles.
今、微小凹凸5に対して、光源20からの入射光を45°の入射角度で入射させ、測定器22を0°〜80°の射出角度(測定角度)範囲間で変化させつつ、それぞれ射出角度での射出光強度を測定した。なお、光源20は波長500nmのレーザー光を用いた。
Now, incident light from the
図9は微小凹凸5のピッチPを変えたときの射出光の射出角度と射出光強度との関係を示す図である。前述する説明では、変化画素6の繰り返しピッチがP=10μmについて説明したが、実際に変化画素6の繰り返しピッチPを変化させた場合を考えてみる。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the emission angle of the emitted light and the emitted light intensity when the pitch P of the
つまり、微小凹凸5の繰り返しピッチPを変化させたとき、微小凹凸5から射出する光の範囲が変化してくる。例えば、ピッチPが10μm程度に設定した時、図9(a)に示すように射出光の射出角度と射出光強度との関係を有するる。一方、ピッチPが100μmに設定した時、図9(b)に示すように射出光の射出範囲と射出光強度との関係を有する。
That is, when the repetition pitch P of the
従って、以上の測定結果から比較検討すると、ピッチPが10μmの方が100μmよりも、射出光の射出範囲が広くなっていることが分かる。つまり、ピッチPが細かいほど、射出光の射出範囲が広くなる。しかし、ピッチPが3μm以下になると、回折光の影響が顕著になり、鋸歯形状の特徴と言える一方向の強く光を射出する機能が弱くなってしまう。 Accordingly, a comparative study from the above measurement results shows that the emission range of the emitted light is wider when the pitch P is 10 μm than when the pitch P is 100 μm. That is, the finer the pitch P, the wider the emission range of the emitted light. However, when the pitch P is 3 μm or less, the influence of diffracted light becomes significant, and the function of emitting light strongly in one direction, which can be said to be a sawtooth-shaped feature, is weakened.
そのため、本発明における表示体1の微小凹凸5のピッチPは3μmから100μmの範囲がよく、変化画素6のピッチPを変化させる際には3μmから20μm程度の範囲で変化させることで、変化画素6からの射出光の射出範囲とその他の単位画素3からの射出光の射出範囲との間に差異を生じさせることが可能となる。
Therefore, the pitch P of the
すなわち、ピッチPを変化させた変化画素6を文字や絵柄などのパターン状に配置すれば、その他の単位画素3とは異なる射出光の射出範囲で、表示像のパターンを観察することができる。ピッチPが10μm程度の細かい場合には、射出光の射出範囲が広がること、つまり、視域が広がることになる。
That is, if the
また、観察者21に十分な解像度を有する観察像を提供する場合、単位画素3の大きさとしては、単位画素3の縦寸法H、横寸法Wとしたとき(図2参照)、観察者21の視力(目の分解能)の識別能力を上回る程度に微細化を行えば十分であると言える。一具体例を挙げれば、単位画素3の縦寸法Hと横寸法Wは共に300μm以下であることが望ましい。
Further, when providing the
単位画素3や変化画素6が人間の目の解像度以下であれば、図10に示すような文字『TOP』のように目視で観察することができないが、顕微鏡などを用いて拡大した状態で観察することが可能なパターンを形成することもできる。
If the
従って、以上のような実施の形態によれば、次の以下ような種々の作用効果を奏することができる。 Therefore, according to the embodiment as described above, the following various effects can be obtained.
本発明に係る表示体1は、多面形状の各々の面に対応させて微小凹凸5の斜面4の方向を決定することから、多面形状の各面毎に異なる明るさの光を射出させることが可能となり、観察者が多面形状の擬似的な立体感として観察できる。
Since the display body 1 according to the present invention determines the direction of the
そのため、偽造・模倣防止媒体として当該表示体1を用いた場合、判定者は目視で擬似的な立体像を確認して真偽判定を行うことが可能となる。また、目視で確認できない微細な単位画素3を用いた場合、その微細な微小凹凸5を持つ単位画素3である変化画素6を用いて、文字、数字,絵柄などのパターン状に配置すれば、判定者は当該文字、数字,絵柄などのパターンを確認することで真偽判定が可能となり、更に高度なセキュリティ性を付加することができる。
Therefore, when the display body 1 is used as a forgery / imitation prevention medium, the determiner can visually confirm a pseudo three-dimensional image and perform authenticity determination. Further, when the
また、単位画素3を構成する微小凹凸5として鋸歯格子を用いた場合、平面的には図2に示すように直線状の凹凸直線構造で構成されているので、斜面4の方向を変える場合には、同図(a)から同図(b)のように鋸歯格子の方向を任意の方向に回転させればよい。斜面の向きを変えることは、微小凹凸5から正面方向に光を射出させるための光源の入射角度が変化することに繋がる。
Further, when a sawtooth lattice is used as the
これにより、多面形状のそれぞれの面に対応させて微小凹凸5の斜面4を設定する際、鋸歯格子の方向を任意の方向に回転させればよいことから、多面形状の各面に対応した斜面4の設定が容易となる。
Thereby, when setting the
さらに、微小凹凸5に鋸歯格子のような非対称な斜面を持った構造を用いると、極めて模造が困難であり、さらに光学的な複製も不可能である。なぜならば、光学的にホログラム技術により複製したものは、正弦波状もしくは矩形状の断面形状を有する構造となり、偽の立体像も同時に表示する表示体となり、本発明に係る立体像の表示体とは全く異なるものとなるからである。このため、模造・偽造・複製物に対して高い識別効果を有する。
Furthermore, if a structure having an asymmetrical slope such as a sawtooth lattice is used for the
上記実施の形態では、微小凹凸5には、一様な方向を持った斜面4を形成すること、また多面形状の各面の方向に対応させて斜面の向きを変える構成としたが、例えば微小凹凸5に反射層を設けた構成であってもよい。反射層は、微小凹凸5の全てでもよいし、一部であってもよい。反射層としては、例えばアルミニウム、銀、及びそれらの合金など、反射率の高い金属材料を用いることができる。
In the above-described embodiment, the
このように微小凹凸5に反射層を設けることにより、微小凹凸5から射出される光の強度を高めることができ、観察者21が表示体1を視認し易くなり、多面形状を観察したときの視覚的効果が大きくなり、ひいては擬似的な立体感を強調することが可能となる。
By providing the reflective layer on the
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、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 embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
さらに、上記実施の形態には種々の上位,下位段階の発明が含まれており、開示された複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得るものである。例えば問題点を解決するための手段に記載される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されうることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。 Further, the above embodiment includes various upper and lower level inventions, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, when an invention is extracted because some constituent elements can be omitted from all the constituent elements described in the means for solving the problem, the omitted part is used when the extracted invention is implemented. Is appropriately supplemented by well-known conventional techniques.
1…表示体、2A〜2C…面(単位画素群)、3…単位画素、4…斜面、5…微小凹凸、6…変化画素、20…光源、21…観察者、23…測定器、I…入射光、O…射出光、D…高さ又は深さ、P…ピッチ、H…縦寸法、W…横寸法。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Display body, 2A-2C ... Surface (unit pixel group), 3 ... Unit pixel, 4 ... Inclination, 5 ... Minute unevenness, 6 ... Change pixel, 20 ... Light source, 21 ... Observer, 23 ... Measuring instrument, I ... Incident light, O ... Emission light, D ... Height or depth, P ... Pitch, H ... Vertical dimension, W ... Horizontal dimension.
Claims (10)
前記多面形状の各面はそれぞれ複数の単位画素が連なる単位画素群で構成され、
この単位画素群の中の複数の単位画素は、それぞれ斜面の向きが少なくとも一様な方向を持った微小凹凸で構成され、かつ、前記多面形状の各面に対応して前記微小凹凸の斜面の方向が定められ、
ある方向から光が入射したとき、前記多面形状の各面から明るさの異なる光が射出するようにしたことを特徴とする表示体。 A multi-faceted display body having a plurality of faces,
Each surface of the polyhedral shape is composed of a unit pixel group in which a plurality of unit pixels are connected,
The plurality of unit pixels in the unit pixel group are each configured by minute irregularities having at least a uniform direction of the inclined surfaces, and the inclined surfaces of the minute irregularities corresponding to each surface of the polyhedral shape. The direction is determined,
A display body characterized in that, when light is incident from a certain direction, light having different brightness is emitted from each surface of the polyhedral shape.
前記各単位画素の大きさは、縦寸法及び横寸法とも300μm以下であることを特徴とする表示体。 The display body according to claim 1,
The size of each unit pixel is 300 μm or less in both vertical and horizontal dimensions.
前記単位画素群を構成する複数の単位画素は、前記微小凹凸の高さ(又は深さ)及び前記微小凹凸の繰り返しピッチの何れか一方又は両方の値が異なる,少なくとも2種類以上の単位画素からなり、前記微小凹凸の高さ(又は深さ)及び前記微小凹凸の繰り返しピッチが同一である単位画素をもって、文字,記号,絵柄などの少なくとも1種類のパターンを表すように配置することを特徴とする表示体。 The display body according to claim 1 or 2,
The plurality of unit pixels constituting the unit pixel group include at least two or more types of unit pixels having different values of either one or both of the height (or depth) of the micro unevenness and the repetition pitch of the micro unevenness. A unit pixel having the same height (or depth) of the micro unevenness and a repeating pitch of the micro unevenness, and arranged so as to represent at least one type of pattern such as a character, a symbol, and a pattern. Display body to be used.
前記単位画素群を構成する各単位画素の微小凹凸の高さ(又は深さ)は、100nm〜600nmの範囲であって、当該高さ(又は深さ)が異なる単位画素間では当該高さ(又は深さ)の比が1.5以上であることを特徴とする表示体。 In the display body according to any one of claims 1 to 3,
The height (or depth) of the micro unevenness of each unit pixel constituting the unit pixel group is in the range of 100 nm to 600 nm, and the height (or depth) is different between unit pixels having different heights (or depths). Or a depth ratio is 1.5 or more.
前記単位画素群を構成する各単位画素の微小凹凸のピッチは3μm〜100μmの範囲であって、文字,記号,絵柄など少なくとも1つ以上のパターンを表す場合には20μm以下の同一ピッチの前記単位画素を配置することを特徴とする表示体。 In the display body according to any one of claims 1 to 3,
The pitch of minute irregularities of each unit pixel constituting the unit pixel group is in a range of 3 μm to 100 μm, and when expressing at least one pattern such as a character, a symbol, and a pattern, the unit having the same pitch of 20 μm or less A display body in which pixels are arranged.
前記単位画素群を構成する複数の単位画素は、前記斜面が少なくとも2種類の方向を有することを特徴とする表示体。 In the display body according to any one of claims 1 to 5,
The display body, wherein the unit pixel constituting the unit pixel group has at least two kinds of directions of the inclined surface.
前記単位画素の各微小凹凸は、断面が鋸歯状の格子構造となっていることを特徴とする表示体。 In the display body according to any one of claims 1 to 6,
Each fine unevenness of the unit pixel has a lattice structure having a sawtooth cross section.
前記単位画素の各微小凹凸は、断面が鋸歯状の格子構造となっている場合、多面形状の各面に対応させて前記鋸歯状の格子の方向を任意の方向に回転させて微小凹凸の斜面を設定することを特徴とする表示体。 In the display body according to any one of claims 1 to 7,
If each cross section of the unit pixel has a sawtooth lattice structure, the surface of the micro uneven surface is rotated by rotating the direction of the sawtooth lattice in an arbitrary direction so as to correspond to each surface of a polyhedral shape. A display body characterized by setting.
前記単位画素の各微小凹凸は、直線構造となっていることを特徴とする表示体。 In the display body according to any one of claims 1 to 8,
Each fine unevenness of the unit pixel has a linear structure.
前記微小凹凸は、全部又は一部に反射層を設けたことを特徴とする表示体。 In the display body according to any one of claims 1 to 9,
A display body characterized in that a reflection layer is provided on all or a part of the minute irregularities.
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