JP2014021445A - 表示体 - Google Patents

Abstract

【課題】バリエーションの豊かな意匠性及び高いセキュリティ性を有する表示体を提供することにある。
【解決手段】複数の面を持つ多面形状の各面２Ａ，２Ｂは、複数の単位画素３，…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３は、それぞれ斜面４の向きが少なくとも一様な方向を持った微小凹凸５で構成され、かつ、当該微小凹凸の斜面の向きが表示する多面形状の対応する面の方向と一致し、前記単位画素群は、単位画素３，６の大きさが少なくとも２種類以上あり、そのうち他の画素３とは異なる同一の大きさの単位画素６を用いて、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した構成を備えた表示体１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、擬似的な立体感が認識可能な表示体に関する。

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物品並びに商品券、株券及び小切手などの有価証券類のほか、紙幣などは偽造が困難であることが望まれる。そのため、従来から、以上のような物品では、偽造や模造を防ぐために、偽造又は模造が困難であると共に、偽造品や模造品との区別が容易なセキュリティ媒体が貼り付けられている。

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の高まりを受け、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。

そこで、対象物品については、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を損なわないような、意匠性の高い媒体が望まれている。

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。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、カラー複写機で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。

しかし、近年では、ホログラムにおいても、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。このような偽造組織の中には、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り、それに対処すべく日々新しいＯＶＤの開発が求められている。

例えば、偽造の困難さや、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)。

また、表示体の回転位置に応じて、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)。

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、観察者に立体的な印象を与える技術が示されている(特許文献３)。

特許第４１７９５３４号公報 特開２０１１−１２３２６６号公報 特表２００８−５４７０４０号公報

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、表示する多面形状の各面の単位画素群の異なる単位画素の大きさ及び同じ大きさの単位画素のパターン配置に基づく光学的な効果によって擬似的な立体感を認識可能にし、バリエーションの豊かな意匠性及び高いセキュリティ性を有する表示体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に対応する発明は、複数の単位画素で構成される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、前記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、当該微小凹凸の斜面の向きが表示する前記多面形状の対応する面の方向と一致し、前記単位画素群は、前記単位画素の大きさが少なくとも２種類以上あり、そのうち同一の大きさの単位画素を用いて、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である。

この請求項１に対応する発明によれば、微小凹凸の斜面の向きを、多面形状の対応する面の方向と一致するように決定することにより、多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、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できる。その結果、観察者としては、多面形状に陰影がついたような印象を受け、多面形状の擬似的な立体感を観察することが可能となる。

また、単位画素群の単位画素の大きさが少なくとも２種類以上とし、そのうち同一の大きさの単位画素を用いて、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れば、単位画素の大きさから射出光強度に差異を生じさせることができ、かつ、意識的に配置パターンを認識させるだけでなく、擬似的な立体像を認識させることが可能となる。

さらに、多面形状の擬似的な立体感と、多面形状の各面の中に形成される複数の大きさの単位画素のうち、同じ大きさの単位画素による配置パターンによる相互作用によって、豊かなバリエーションをもった表示体を提供できる。

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、前記単位画素群を構成する複数の単位画素の中には、微小凹凸が形成されている単位画素と微小凹凸が形成されていない単位画素とが存在し、当該微小凹凸が形成されていない単位画素を用いて、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。

請求項２に対応する発明によれば、微小凹凸が形成されている単位画素と、微小凹凸が形成されていない単位画素との間に生じる明暗から、多角形状の面内においても絵柄などのパターンを容易に視認することができる。

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。

この請求項３に対応する発明によれば、単位画素の縦寸法及び横寸法とも３００μｍ以下とすることにより、人間の目の解像度以下の微細なパターンとすることで観察することはできないが、顕微鏡などを用いて観察することができ、セキュリティ性を高めることができる。また、表現する多面形状の解像度が向上し、表示体の性能を向上させることが可能である。

請求項４に対応する発明は、請求項１ないし請求項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複数の単位画素は、前記微少凹凸の斜面の方向が少なくとも２種類以上あることを特徴とする。

この請求項４に対応する発明によれば、微小凹凸の斜面が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の傾け方に応じて、観察者は、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ことができる。

また、請求項５に対応する発明は、請求項１ないし請求項４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。

請求項５に対応する発明によれば、多面形状の各面に形成される微小凹凸の断面が鋸歯状の格子とすれば、単位画素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、結果として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を作製できる。

また、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単位画素の微小凹凸の繰り返しピッチは、１０μｍ以上であることを特徴とする。

この請求項６に対応する発明によれば、微小凹凸の繰り返しピッチＰが１０μｍ以上であれば、周期的な構造を用いた際に想定される回折光の影響を受け難くなり、表示体１が白色を呈するような見やすく表現できる表示体を提供できる。

また、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、前記単位画素群を構成する単位画素の各微小凹凸は、直線構造からなることを特徴とする。

この請求項７に対応する発明によれば、画素として、鋸歯格子を有する微小凹凸を直線構造とすることにより、斜面の方向を変えるとき、鋸歯格子の方向を任意の方向に回転させればよく、多面形状の各面に対応した斜面の設定が容易である。

さらに、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、前記単位画素の微小凹凸の全て又は当該微小凹凸の一部に反射層を設けたことを特徴とする。

請求項８に対応する発明によれば、反射層を設けることにより、微小凹凸から射出される光の強度を高めることができ、観察者が表示体を視認し易くなり、多面形状を観察した時の視覚効果である擬似的な立体感を強調できる。

本発明によれば、表示する多面形状の各面の単位画素群の異なる単位画素の大きさ及び同じ大きさの単位画素のパターン配置に基づく光学的な効果によって擬似的な立体感が得られ、バリエーションの豊かな意匠性と高いセキュリティ性を有する表示体を提供できる。

本発明に係る表示体の一実施の形態を概略的に示す平面図。 単位画素の微小凹凸の幾つかの例を示す平面図。 図２（ａ）に示す微小凹凸のＸ−Ｘ´線に沿う断面図。 表示体を観察する際の光源と観察者との位置関係を説明する図。 本発明に係る表示体の他の実施の形態例を概略的に示す平面図。 本発明に係る表示体のさらに他の実施の形態例を概略的に示す平面図。 微小凹凸の凹凸構造に光を入射させた際の回折現象を説明する図。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、具体例に近い好適な実施の形態を説明していることから、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかし、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、これらの実施の形態に限られない。

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。

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で構成される。ここで、本発明における面とは単位画素群と同義である。ちなみに、図１の例は、２つの面２Ａ，２Ｂを用いて、ピラミッド形状（四角錐）を表現したものである。

表示体１を構成する各単位画素３の形状は、四角形で表しているが、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の形状によって後に述べる効果が損なわれることは無い。

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。

図１において、６は単位画素３と区別する観点から変化画素と呼ぶ。例えば大きさの異なる複数種類の単位画素３が存在する場合、例えば一方の大きさの単位画素３と区別するため、他方の大きさの画素を変化画素６と呼ぶ。この変化画素６の詳細は後記する。

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（ａ）〜（ｃ）は単位画素３の幾つかの態様例を示す平面図である。単位画素３は、一様な方向に斜面４を持った複数の微小凹凸５，…から構成されている（図３参照）。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。

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から射出される射出光Ｏとの関係を示している。なお、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。

単位画素３を構成する複数の微小凹凸５は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、斜面４の向きが一様な方向を持った、例えば鋸歯状の断面形状を有している。その結果、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、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。

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（この例ではＹ軸に垂直な方向）に強い光の射出光Ｏが射出される。

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、正反射角度方向へ強い光の射出光Ｏが射出される。

すなわち、表示体１は、微小凹凸５の斜面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。

図４は表示体１を観察する際の光源１０と観察者１１との位置関係の一例を説明する図である。すなわち、図４の例は、上方向から光源１０が表示体１に入射し、観察者１１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の３つの面から成る立方体として表現されている。

ここで、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２（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１０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１１の方向に強く光が射出される。そのため、観察者１１は面２Ａを明るい面として視認することが可能となる。

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。

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の斜面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、面２Ｃを構成する微小凹凸５の斜面４が右方向を向くように構成されている。

従って、表現したい多面形状（多角形状）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、多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１１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。

つまり、図４に示す表示体１においては、照明光源１０の入射方向や表示体１の面の向き、観察者１１の観察方向などが変化することで、観察者１１が明るいと認識できる表示体１の面が変化することになる。

その結果、観察者１１に対して、表示体１の多面形状に陰影がついたような印象を与えることができ、擬似的な立体感を得ることが可能となる。

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た微小凹凸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。

さらに、本発明に係る表示体１は、多面形状を表示する各面２Ａ〜２Ｃ（単位画素３群）の中において、大きさの異なる単位画素３が少なくとも２種類以上あり、そのうち、大きさが同一である変化画素６を文字，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。ここで、変化画素６とは、他の単位画素３と比較して、大きさが異なる画素のことを指す。なお、図１に示す表示体１の例では、変化画素６の大きさは１種類であるが、変化画素６の画素の大きさが２種類以上であってもよい。

因みに、図１に示す表示体１では、単位画素３と比較して、画素の大きさが異なる変化画素６が配置されている。そのうち、例えば面２Ｂ上に配置される変化画素６は、アルファベットの『Ｈ』の文字を表すようにパターンを配置している。また、変化画素６は、他の単位画素３よりも小さくしている。

以上のように単位画素３と比較して、変化画素６の大きさを変化させた場合、単位画素３と変化画素６とでは、射出光強度に差異が生じる。

また、単位画素３と変化画素６は、斜面４が一様な方向を持った、微小凹凸５から構成されているので、それぞれの画素から、斜面４の向きの方向に光が強く射出されることになる。このとき、画素が大きければ、微小凹凸５の大きさも大きくなり、画素が小さければ、微小凹凸５の大きさも小さくなることになる。

ゆえに、ひとつの画素から射出される光量(射出光強度)に変化が生じる。その結果、観察者１１は、射出光強度の変化を認識することで、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、面２Ｂではアルファベット『Ｈ』の文字も、擬似的な立体像として認識することが可能となる。

また、図１に示すように、多面形状の面２Ａには、単位画素３に比べて小さな画素サイズの変化画素６が四角形を表すように配置されているので、面２Ｂのアルファベット『Ｈ』と同様に、四角形のパターンを擬似的な立体像の中に認識することが可能となる。

すなわち、図１に示す表示体１は、各面２Ａ、２Ｂに対応させた斜面４の向きに起因して、射出光の方向を制御することで、観察者１１の左右の目にそれぞれ異なる方向からの射出光が届くことで、多面形状が擬似的な立体感をもって観察できる。

さらに、多面形状の各面２Ａ，２Ｂの中において、画素の大きさを異ならしめ、かつ、文字，数字，絵柄などを表すパターン配置とした変化画素６は、それ以外の単位画素３の間で射出光強度の差異が生じるため、同一面内の中で明暗差が生じ、意識的に配置パターンを認識することができる。

また、多面形状各面の変化画素６に対応するように、斜面４の向きが一様である微小凹凸５から構成されているので、パターン配置された変化画素６も、各面内で擬似的な立体感を生じさせることが可能になる。

これによって、多面形状の擬似的な立体感と、各面２Ａ〜２Ｃの中に形成された変化画素６によるパターンによる相互作用によって、表示体１としての表現のバリエーションを増やすことが可能になる。

次に、微小凹凸５から構成される単位画素の大きさを変化させることによって、生じる射出光強度の変化について、詳細に説明する。

いま、図２に示すように、単位画素３の縦方向の寸法をＨ，横方向の寸法をＷとしたとき、表示体１が観察者１１に十分な解像度を有する観察像を提供するためには、実際の画素の大きさは、観察者の視力（目の分解能）による識別能力を上回る程度に微細化を行えば十分であり、縦方向の寸法Ｈ、横方向の寸法Ｗはともに３００μｍ以下であることが望ましい。

そこで、単位画素３の大きさを３００μｍ以下の大きさになるように変化させれば、微細な画素の大きさで多角形状を区切ることができる。その結果、表現する多面形状の解像度が向上する利点があり、表示体１のセキュリティ性を向上させることが可能となる。

単位画素３は微細凹凸５から構成されていることから、単位画素３の大きさによって、画素から射出される光の面積が異なる。つまり、射出光の光量が変化する。ゆえに、単位画素３の面積を変えることで、画素間の明るさに差異を生じさせることができる。

因みに、図１に示す表示体１の例は、変化画素６の大きさがその他の単位画素３よりも小さくするとともに、面２Ａ上には単位画素３よりも小さい寸法の変化画素６が四角形に配置され、一方、面２Ｂ上には単位画素３よりも小さい寸法の変化画素６がアルファベット『Ｈ』を表すように配置されている。

つまり、図１の表示体では、変化画素６が他の単位画素３よりも小さい、つまり、単位画素３を構成する微小凹凸５の大きさも小さくなっていることになる。よって、変化画素６とその他の単位画素３の間に、単位画素の大きさ（縦寸法Ｈと横寸法Ｗ）に起因した、射出光強度の差異が生じることとなる。

従って、単位画素の大きさを変化させる効果は、単位画素３を構成する微小凹凸５の高さＤを変化させた場合と同様の効果が期待できる。単位画素３と変化画素６の間に生じた射出光強度の差異によって、面２Ｂに配置されたアルファベット『Ｈ』のパターンや、面２Ａの四角形パターンを、擬似的な立体感の中のパターンとして視認することができ、視覚効果の向上を実現することができる。

次に、図５は本発明に係る表示体の他の実施の形態例を説明する平面図である。
この表示体１の例は、単位画素３に一部微小凹凸５が形成されない領域があってもよいことを含む形態例を示している。

すなわち、この表示体１は、面２Ｂ上に白色で示した画素が、微小凹凸５が形成されていない領域を示している。その他の画素は、微小凹凸５が施されている領域であって、表示したい多面体形状に対応する面の方向に、斜面４の向きが一様な図３に示すような断面形状の微小凹凸５が形成されている。

以上のように表示体１を構成する単位画素３の中に、微小凹凸５が形成されていない領域と微小凹凸５が形成されている領域とが存在するとき、微小凹凸５が形成されている領域からは、多角形状の各面２Ａ、２Ｂの方向に対応するように形成された斜面４によって、射出方向が制御された光を観察することができる。

そのため、観察者１１は照明光源１０の入射方向や表示体１の向き、観察方向などの変化によって、明るいと認識できる多面形状の面が変化することを観察できる。その結果、観察者１１には表示体１の多面形状に陰影がついたような印象を与えることができ、擬似的な立体感を得ることが可能となる。

一方、微小凹凸５が形成されていない単位画素３からは、上記の射出光が射出されない。ゆえに、微小凹凸５が形成された単位画素３と微小凹凸５が形成されていない画素との間で明暗の差が生まれることになる。

本発明に係る表示体１においては、微小凹凸５が形成されていない単位画素３を、文字や記号、絵柄などのパターンを表現するように配置していることを特徴としている。そのため、表示する多角形状から得られる擬似的な立体感が得られ、さらに、微小凹凸５が形成されていない単位画素３によって形成された例えば絵柄などのパターンが観察できる。

これは、微小凹凸５が形成された単位画素３と、微小凹凸５が形成されていない画素との間に生じる明暗から、多角形状の面内においても絵柄などのパターンを視認できるものである。

１つの単位画素３を、さらに細かく細分化し、微小凹凸５が形成された領域と、微小凹凸５が形成されていない領域を作製し、微小凹凸５が形成されていない領域を文字，数字，絵柄などのパターン状に配置すれば、顕微鏡などを用いなければ確認できないパターンを形成することが可能になる。

図６は１つの単位画素３を細かく細分化した例を説明する平面図である。

この表示体１は、面２Ｂ上に灰色で表したひとつの単位画素３を抽出し拡大したとき、当該単位画素３の中に『ＴＯＰ』の文字を示すように、微小凹凸５が形成されていない領域が配置されている。

本発明に係る表示体１は、単位画素３の大きさ(縦寸法Ｈ．横寸法Ｗ)が、３００μｍ以下の大きさを持つことを特徴としているため、ＴＯＰの文字は３００μｍ以下の大きさであり、人間の目の解像度以下の微細なパターンが形成されていることになる。

この単位画素３の中の文字『ＴＯＰ』は目視で観察することはできないが、顕微鏡などを用いて観察することが可能であり、かつ、多面形状の擬似的な立体感を得られる効果は損なわれることが無い。

よって、かかる表示体１を偽造・模倣防止媒体として用いた場合、目視で擬似的な立体感を確認して真偽判定を行うことができることに加え、微小凹凸５が形成されていない領域で表現される、文字，数字，絵柄などのパターンを確認することでも真偽判定が可能となるため、更に高度なセキュリティ性を付加することができる。

次に、図７は各画素を構成する微小凹凸５の凹凸構造と入射光及び回折光との関係を説明する図である。

各画素を構成する微小凹凸５の繰り返しピッチＰは、１０μｍ以上であることが望ましい。微小凹凸５の繰り返しピッチＰが１０μｍ以上であれば、周期的な構造を用いた際に想定される、回折光の影響を受けにくく、表示体１が白色を呈するような見やすい表現が可能となる。以下に、その理由について詳しく説明する。

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、凹凸構造への入射角度をα、１次回折光の射出角度をβとしたとき、これらの間には以下のような関係式で表すことができる。
Ｐ＝λ／（ｓｉｎα−ｓｉｎβ）
たとえば、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、λ＝４５０ｎｍ(青色を呈する光)の光を入射させた時、上記式から１次回折光の射出角度βは４１．５°が得られる。

また、λ＝５１４ｎｍ(緑色を呈する光)の光を入射させた時、上記式から１次回折光の射出角度βは４１．５°が得られる。

さらに、λ＝６３３ｎｍ(赤色を呈する光)の光を入射させた時、上記式から１次回折光の射出角度βは４０．１°が得られる。

以上の結果から、どの波長でもほぼ同じ角度に回折光が射出されていることが分かり、かつ、正反射角度である４５度に近い角度であることも分かる。

通常、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、上記の様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）の回折光はそれぞれほぼ同じ角度、且つ、正反射角度に近い角度に射出される。

そのため、観察者１１としては、ＲＧＢが分光した、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することができることになる。

このことは、微小凹凸５の繰り返しピッチＰを１０μｍ以上にした単位画素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、虹色の回折光とは異なる、白色を呈する表示体を実現することができ、表示体の意匠性を向上させることが可能となる。

単位画素３として、鋸歯格子を有する微小凹凸５を用いた場合、図２に示すように直線状の直線構造で構成されていれば、斜面４の方向を変えるとき、鋸歯格子の方向を任意の方向に回転させればよい。

これによって、微小凹凸５の斜面４を、多面（多角）形状の各面に対応させて設定する際も、鋸歯格子の方向を任意の方向に回転させればよく、多面形状の各面に対応した斜面４の設定も容易になる。

ここで、斜面４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１０の入射角度が変化することに繋がる。

図４に示すように光源１０を固定した状態で観察した場合、観察者１１にとっては、観察者１１の方向に光を射出する単位画素３群(図４では面２Ａ)のみが明るく見えることになる。それ以外の面(図４において面２Ｂと面２Ｃ)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２０は表示体１を擬似的な立体像として観察できる。

なお、前述したように光源１０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な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、上記と同じ様に陰影がついたように視認される為、表示体１が擬似的な立体感を損なうことは無い。

本発明に係る表示体１の特徴としては、各同一面(面２Ａ〜面２Ｃ)内で、画素の大きさが２種類以上であるのがよく。そうすることで、細かな光源入射角度の変化や、表示体１の傾け方によって、観察者１１が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が広がる効果も考えられる。

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の斜面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の斜面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の斜面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１１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。

微小凹凸５として、鋸歯格子のような非対称な斜面４を持った構造を用いると、極めて模造が困難であり、更に光学的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になる。

正弦波状もしくは矩形波状の断面形状を持った微小凹凸５では偽の立体像も同時に表示してしまう表示体となり、本発明の立体像表示体とは全く異なるものとなるからである。このため、鋸歯格子のような非対称な斜面４を持った微小凹凸５では、模造・偽造・複製物の識別に対して高い効果を有する。

また、本発明に係る表示体１においては、微小凹凸５に反射層を施したものであっても良い。反射層は、微小凹凸５の全てに設けても良いし、または一部に設けても良い。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。

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１１が表示体を視認し易くなり、多面形状を観察した時の視覚効果である、擬似的な立体感を強調することが可能となる。

また、変化画素６によって形成したパターンや微小凹凸５が形成されていない領域で表現されたパターンのコントラストを強調することができ、表示体としての意匠性をさらに高めることが可能となる。

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。

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。

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、１０…光源、１１…観察者、I…入射光、Ｏ…射出光、Ｄ…高さ又は深さ、Ｐ…ピッチ、Ｈ…単位画素の縦寸法、Ｗ…単位画素の横寸法。

Claims (8)

1. 複数の単位画素で構成される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、前記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、当該微小凹凸の斜面の向きが前記多面形状の対応する面の方向と一致し、
   前記単位画素群は、前記単位画素の大きさが少なくとも２種類以上あり、そのうち同一の大きさの単位画素を用いて、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。
2. 請求項１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の中には、微小凹凸が形成されている単位画素と微小凹凸が形成されていない単位画素とが存在し、当該微小凹凸が形成されていない単位画素を用いて、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。
3. 請求項１又は請求項２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表示体。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか一項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、前記微少凹凸の斜面の方向が少なくとも２種類以上あることを特徴とする表示体。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載の表示体において、
   前記単位画素群を構成する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。
6. 請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載の表示体において、
   前記単位画素群を構成する単位画素の微小凹凸の繰り返しピッチは、１０μｍ以上であることを特徴とする表示体。
7. 請求項１ないし請求項６の何れか一項に記載の表示体において、
   前記単位画素群を構成する単位画素の各微小凹凸は、直線構造からなることを特徴とする表示体。
8. 請求項１ないし請求項７の何れか一項に記載の表示体において、
   前記単位画素の微小凹凸の全て又は当該微小凹凸の一部に反射層を設けたことを特徴とする表示体。

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