JP4525151B2 - Stereoscopic image display body and observation method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、回折パターンにしたがって出射される回折光を用いて立体像(3次元画像)を表示する立体像表示体、およびこの立体像表示体によって表示された立体像の観察方法に係り、更に詳しくは、この立体像が観察されることによって効果的に真偽判別がなされる立体像表示体と、その観察方法の改良に関する。 The present invention relates to a stereoscopic image display for displaying a stereoscopic image (three-dimensional image) using diffracted light emitted according to a diffraction pattern, and a method for observing a stereoscopic image displayed by the stereoscopic image display, More specifically, the present invention relates to a three-dimensional image display body in which true / false discrimination is effectively made by observing the three-dimensional image, and improvement of the observation method.
両眼視差に基づく立体像を表示し、表示した立体像を観察する上で、左右方向(両眼の配置方向)に配列した視差を持つ2次元画像(視差画像)を、左右の目でそれぞれ異なる画像を視覚することが、立体感を得る手法として一般的に行なわれている。 When displaying a stereoscopic image based on binocular parallax and observing the displayed stereoscopic image, a two-dimensional image (parallax image) having parallax arranged in the left-right direction (binocular arrangement direction) is displayed with the left and right eyes, respectively. Visualizing different images is generally performed as a technique for obtaining a stereoscopic effect.
アナグリフ法(青赤メガネ)や偏光メガネを用いる手法とは別に、特殊な器具の不要な手法として、左右方向に並列したストライプ状のバリアを通して、視差を持つ複数枚の2次元画像が同一画面内に合成された画像(以下、「合成画像」と称する)を観察する手法や、ストライプ状のバリアに代えて、左右方向に周期性を持つレンズであるレンチキュラーレンズにより、合成画像を左右の目で分離して視覚することが行われている。 Apart from using anaglyph method (blue-red glasses) and polarized glasses, as a method that does not require special equipment, multiple two-dimensional images with parallax are displayed on the same screen through striped barriers arranged in parallel in the horizontal direction. By using a lenticular lens, which is a lens having periodicity in the left-right direction, instead of using a method of observing an image synthesized (hereinafter referred to as “composite image”) or a stripe-shaped barrier, Separating and visualizing is done.
また、回折格子からなるパターンにより立体像を表示する手法として、本出願人による特開平3−206401号公報(特許文献1)および特開平5−2148号公報(特許文献2)などに提案されている。 Further, as a technique for displaying a stereoscopic image by a pattern made of a diffraction grating, it has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-206401 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-2148 (Patent Document 2) by the present applicant. Yes.
上記の手法は、画素として、視差を持たせる方向,すなわち表示光(1次回折光)を出射させる方向に応じた回折格子(格子方向が異なる)からなるセルを用い、その方向毎に前記セルを使い分けて、合成画像を形成する手法である。 The above technique uses, as pixels, cells made of diffraction gratings (with different grating directions) according to the direction in which parallax is given, that is, the direction in which display light (first-order diffracted light) is emitted, and the cells are arranged in each direction. This is a technique for forming a composite image by properly using it.
図17(a)に示すように、被写体となる3次元物体J1,J2を、カメラK1〜K4を用いてC1〜C4の種々の方向から撮影した2次元画像について、C1〜C4の各方向に応じた1次回折光を出射する4種類の回折格子セルを用いて、合成画像を形成した場合、図17(b)に示すように、P1〜P4の各方向に応じた(それぞれ、C1〜C4の方向から撮影した)2次元画像が表示再生されることになる。この場合、観察者の左目がP2(C2)、観察者の右目がP3(C3)の方向から撮像された画像を視覚するため、立体感を伴って感じられることになる。 As shown in FIG. 17A, two-dimensional images obtained by photographing the three-dimensional objects J1 and J2 to be subjects from various directions C1 to C4 using the cameras K1 to K4 in each direction C1 to C4. When a composite image is formed using four types of diffraction grating cells that emit corresponding first-order diffracted light, as shown in FIG. 17 (b), it corresponds to each direction of P1 to P4 (respectively C1 to C4, respectively). A two-dimensional image (photographed from the direction of) is displayed and reproduced. In this case, the viewer's left eye visually senses an image picked up from the direction of P2 (C2) and the observer's right eye is viewed from the direction of P3 (C3).
回折格子が直線であると、1次回折光の出射方向が限られる。このため、図18(a)の平面図(4×1のセルEで1つの画素30を構成している場合)における各セルEに示すように、曲線の集まりからなる格子(格子ピッチd)を用いると、図18(b)に示すように、出射方向に広がりを持たせることが可能となり、照明光として作用する入射光Iが入射した場合、隣接するセルE間で1次回折光Dが出射しない領域Vを少なくすることが可能となる。 When the diffraction grating is a straight line, the emission direction of the first-order diffracted light is limited. For this reason, as shown in each cell E in the plan view of FIG. 18A (in the case where one pixel 30 is configured by 4 × 1 cells E), a lattice (grid pitch d) composed of a collection of curves. As shown in FIG. 18 (b), it is possible to have a spread in the emission direction, and when the incident light I acting as illumination light is incident, the first-order diffracted light D is generated between the adjacent cells E. It is possible to reduce the area V that is not emitted.
このことは、観察者が左右方向に視点を移動した際に、視覚される視差画像が飛びを伴って感じられることを防ぎ、滑らかに視差が変化することに寄与する。 This prevents a parallax image to be visually perceived with a jump when the observer moves the viewpoint in the left-right direction, and contributes to a smooth change in parallax.
このような回折格子を用いた立体像表示手法やレインボーホログラム技術を使った立体像表示手法は、非常に微細な凹凸構造により構成することが可能であり、薄い媒体として機能を実現することが出来るために応用形態を選ばず、立体像を表示可能であるために目視での真偽判定が容易であり、更に製造が比較的困難であるために偽造防止効果が高く、特にセキュリティ性の要求される用途において幅広く使用されている。
しかしながら、このような回折格子やレインボーホログラムを使った立体像表示体およびその観察方法は、通常、上方向からの入射光に対してのみ正確な立体像を表示するように作られている。この場合、下方向からの入射光に対しては、立体感の奥行きを反転した立体像(シュードスコピックな像)を表示してしまい、立体像を正しく観察することが難しくなるという問題がある。この事実は、上方向からの入射光によって照明が得られている場合でも、立体像表示体を上下逆に置いて観察すると、同様に立体感が反転してしまうことにもなる。すなわち、これらの立体像表示体を手に取ったときに観察された像が正しいものかどうかを判断することは事実上困難であり、真偽判定の基準として立体像の立体感などを利用することが出来ない。 However, such a stereoscopic image display using a diffraction grating or a rainbow hologram and its observation method are usually made so as to display an accurate stereoscopic image only with respect to incident light from above. In this case, for incident light from below, a stereoscopic image (pseudoscopic image) in which the depth of the stereoscopic effect is reversed is displayed, which makes it difficult to correctly observe the stereoscopic image. . This fact means that even when illumination is obtained by incident light from above, viewing the stereoscopic image display body upside down also inverts the stereoscopic effect. That is, it is practically difficult to determine whether an image observed when these three-dimensional image displays are picked up, and the stereoscopic effect of the three-dimensional image is used as a criterion for authenticity determination. I can't.
また、通常の回折格子やレインボーホログラムは、比較的構成が簡単であるため、模造、偽造、光学的複製などの危険性が高まりつつあるという問題がある。 In addition, since ordinary diffraction gratings and rainbow holograms have a relatively simple configuration, there is a problem that risks such as imitation, forgery, and optical duplication are increasing.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、正常な立体像の観察を容易にかつ確実にし、特に短時間に真偽判定を可能としながら真偽判定の確実性を向上させると共に、偽造防止効果も向上させた立体像表示体およびその観察方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to easily and surely observe a normal stereoscopic image, and in particular, to ensure authenticity determination while enabling authenticity determination in a short time. It is providing the stereoscopic image display body which improved the forgery prevention effect, and its observation method.
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。 In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.
すなわち、請求項1の発明は、予め定められた格子パターンで構成された複数の素子から構成され視差画像を形成する複数の画素を備えてなり、格子パターンにしたがって視差画像が観察される視差方向に回折される回折光を用いて両眼視差に基づく立体像を表示する立体像表示体であって、第1の素子と、第2の素子とからなる複数の対を、対応する画素の位置に配置することによって各画素を構成している。 In other words, the invention according to claim 1 includes a plurality of pixels configured by a plurality of elements configured with a predetermined lattice pattern and forming a parallax image, and the parallax direction in which the parallax image is observed according to the lattice pattern A stereoscopic image display body that displays a stereoscopic image based on binocular parallax using diffracted light that is diffracted into a plurality of pairs of a first element and a second element, and corresponding pixel positions Each pixel is configured by arranging them in the.
ここで、第1の素子は、第1のブレーズド格子で構成されてなり、第1のブレーズド格子の回折効率または面積を複数の画素のうちの対応する画素の輝度に対応させることによって、回折光の強度分布を各画素毎に設定することを可能としている。また、第2の素子は、第1のブレーズド格子と視差方向を対称軸として対称な凹凸形状および格子パターンを有し、第1のブレーズド格子と回折効率および面積をほぼ同一とする第2のブレーズド格子で構成されてなり、第1の素子に隣接して配置されている。 Here, the first element is composed of the first blazed grating, and the diffraction efficiency or area of the first blazed grating is made to correspond to the luminance of the corresponding pixel among the plurality of pixels, thereby diffracted light. It is possible to set the intensity distribution for each pixel. The second element has a concavo-convex shape and a grating pattern symmetrical to the first blazed grating with the parallax direction as the axis of symmetry, and the second blazed grating has substantially the same diffraction efficiency and area as the first blazed grating. It is composed of a lattice and is arranged adjacent to the first element.
上述したように、請求項1の発明では、このように第1の素子と、第2の素子とからなる素子の対を設けることにより、上方向より入射した入射光に対してと、下方向より入射した入射光に対して、実質的にそれぞれ対応するブレーズド格子の素子のみが光を回折しながら、どちらの素子によっても一定の光強度で同一方向に光が射出される。このため、表示される立体像も立体感も含めて同一となり、極めて安定した立体像の観察が容易に可能となる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, by providing a pair of elements composed of the first element and the second element in this way, the incident light incident from above is directed downward. Only incident blazed grating elements substantially diffract light with respect to more incident light, and both elements emit light in the same direction with a constant light intensity. For this reason, the displayed stereoscopic image is the same including the stereoscopic effect, and an extremely stable stereoscopic image can be easily observed.
なお、入射光は上下方向に限らず、一般的な照明条件下でシュードスコピックな像を観察することはほとんど無くなる。また、上方向、下方向の入射光を同時にもしくは交互に切り換えて照明すると、従来の回折格子やレインボーホログラムの方法では立体感が反転するなどの問題が生じるが、本発明では安定して、正しい立体感を持った表示像を得ることが出来る。これらの効果により、極めて正確かつ容易に真偽判定を行うことも可能となる。 The incident light is not limited to the vertical direction, and a pseudoscopic image is hardly observed under general illumination conditions. In addition, when illumination is performed by switching the upward and downward incident light simultaneously or alternately, there is a problem that the stereoscopic effect is reversed in the conventional diffraction grating or rainbow hologram method, but in the present invention, it is stable and correct. A display image having a stereoscopic effect can be obtained. With these effects, it is possible to make a true / false determination very accurately and easily.
なお、ここで、上方向、下方向の入射光は、視差方向を対称軸とし、かつ立体像表示体の表面の法線に対して対称となる関係であることが望ましいが、おおよそこのような関係であれば、上方向、下方向の入射光による同時照明や切り替えによる視覚効果は十分に確認できる。また、上方向、下方向の入射光が大きく違う条件であった場合でも、十分に強い回折光が観察できる条件下であれば、入射光の切り換えにより立体像の見え方が変化するのみであり、常に正しい立体感を伴った立体像が得られる。 Here, it is desirable that the incident light in the upward direction and the downward direction have a relationship in which the parallax direction is an axis of symmetry and is symmetric with respect to the normal line of the surface of the stereoscopic image display body. If it is a relation, the visual effect by simultaneous illumination by the upward and downward incident light and switching can be fully confirmed. In addition, even when the incident light in the upward and downward directions is significantly different, the appearance of the stereoscopic image only changes by switching the incident light as long as sufficiently strong diffracted light can be observed. , A stereoscopic image always with the correct stereoscopic effect can be obtained.
更に、本発明の立体像表示体は素子毎にブレーズド格子から構成されているので、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り、偽の立体像も同時に表示する表示体となり、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、模造・偽造・複製物の識別に対して高い効果を有する。 Furthermore, since the three-dimensional image display body of the present invention is composed of a blazed grating for each element, it is extremely difficult to imitate, and optical duplication is also impossible. Because the optically duplicated hologram technology has a structure having a sinusoidal or rectangular cross-sectional shape, and a display body that simultaneously displays a false stereoscopic image, which is completely different from the stereoscopic image display body of the present invention. Because it becomes. For this reason, it has a high effect on identification of counterfeit / counterfeit / replica.
請求項2の発明は、各第1の素子からの回折光の視差方向の強度分布と、各第2の素子からの回折光の視差方向の強度分布とが、ともに連続的になるようにした請求項1の発明の立体像表示体である。
In the invention of
従って、請求項2の発明では、立体像表示体を観察時に連続的な視域を形成し、視域内のどこからでも安定した高品位な立体像を観察することが可能となる。
Therefore, in the invention of
請求項3の発明は、格子パターンは、曲線の格子縞からなる請求項1または請求項2の発明の立体像表示体である。 A third aspect of the present invention is the stereoscopic image display body according to the first or second aspect of the present invention, wherein the lattice pattern comprises curved lattice stripes.
従って、請求項3の発明では、立体像表示体を観察時に連続的な視域を形成する素子を簡便に設計・形成でき、視域内のどこからでも安定した高品位な立体像を観察可能にする立体像表示体を容易に作製できるようになる。 Therefore, according to the third aspect of the present invention, it is possible to easily design and form an element that forms a continuous viewing zone when observing a stereoscopic image display, and to make it possible to observe a stable and high-quality stereoscopic image from anywhere within the viewing zone. A stereoscopic image display can be easily produced.
請求項4の発明は、両眼視差に基づく立体像を表示する立体像表示体であって、第1の素子と、第2の素子とからなる複数の対を配置することによって構成している。 The invention of claim 4 is a stereoscopic image display for displaying a stereoscopic image based on binocular parallax, and is configured by arranging a plurality of pairs of a first element and a second element. .
しかしながら、ここでは、第1の素子は、微小な凹凸構造からなるレインボーホログラム型のキノフォームをストライプ状、またはドット状に分割してなる複数の領域をそれぞれ構成しており、第2の素子は、第1の素子のキノフォームと視差方向を対称軸として対称な凹凸形状および表面パターンを有し、第1の素子に隣接して配置されている。 However, here, each of the first elements is composed of a plurality of regions obtained by dividing a rainbow hologram type kinoform having a fine concavo-convex structure into stripes or dots, and the second elements are The first element has a symmetric uneven shape and surface pattern with the kinoform and parallax direction as the symmetry axis, and is disposed adjacent to the first element.
従って、請求項4の発明では、上方向より入射した入射光に対してと、下方向より入射した入射光に対して、互いに対になっている第1および第2の素子のうち、実質的にそれぞれ対応するキノフォームの素子のみが光を回折しながら、どちらの素子によっても同一の光強度分布を有する光が射出される。このため、表示される立体像も立体感も含めて同一となり、極めて安定した立体像の観察が容易に可能になる。入射光は上下方向に限らず、一般的な照明条件下でシュードスコピックな像を観察することはほとんど無くなる。 Therefore, in the invention of claim 4, the first and second elements which are paired with each other with respect to the incident light incident from above and the incident light incident from below are substantially While only the kinoform elements corresponding to each diffract light, light having the same light intensity distribution is emitted by both elements. For this reason, the displayed stereoscopic image is the same including the stereoscopic effect, and an extremely stable stereoscopic image can be easily observed. Incident light is not limited to the vertical direction, and almost no pseudoscopic image is observed under general illumination conditions.
また、上方向、下方向の入射光を同時にもしくは交互に切り換えて照明すると、従来の回折格子やレインボーホログラムの方法では立体感が反転するなどの不具合が生じるが、本発明では安定して、正しい立体感を持った表示像を得ることが出来る。これらの効果により、極めて正確かつ容易に真偽判定を行うことも可能となる。 In addition, when the incident light in the upward and downward directions is switched at the same time or alternately, the conventional diffraction grating or rainbow hologram method causes inconveniences such as inversion of the stereoscopic effect. However, in the present invention, it is stable and correct. A display image having a stereoscopic effect can be obtained. With these effects, it is possible to make a true / false determination very accurately and easily.
なお、ここで、上方向、下方向の入射光は、視差方向を対称軸とし、かつ立体像表示体の表面の法線に対して対称となる関係であることが望ましいが、おおよそこのような関係であれば、上方向、下方向の入射光による同時照明や切り替えによる視覚効果は十分に確認できる。また、上方向、下方向の入射光が大きく違う条件であった場合でも、十分に強い回折光が観察できる条件下であれば、入射光の切り換えにより立体像の見え方が変化するのみであり、常に正しい立体感を伴った立体像が得られる。 Here, it is desirable that the incident light in the upward direction and the downward direction have a relationship in which the parallax direction is an axis of symmetry and is symmetric with respect to the normal line of the surface of the stereoscopic image display body. If it is a relation, the visual effect by simultaneous illumination by the upward and downward incident light and switching can be fully confirmed. In addition, even when the incident light in the upward and downward directions is significantly different, the appearance of the stereoscopic image only changes by switching the incident light as long as sufficiently strong diffracted light can be observed. , A stereoscopic image always with the correct stereoscopic effect can be obtained.
更に、本発明の立体像表示体は素子毎にキノフォームから構成されているので、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。というのも、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り、偽の立体像も同時に表示する表示体となり、本発明の立体像表示体とは全く異なるからである。このため、模造・偽造・複製物を認識する場合に高い効果を有する。 Furthermore, since the stereoscopic image display body of the present invention is composed of kinoform for each element, imitation is extremely difficult, and optical duplication is impossible. This is because the optically duplicated hologram technology has a structure having a sinusoidal or rectangular cross-sectional shape, and becomes a display body that simultaneously displays a false stereoscopic image, which is completely different from the stereoscopic image display body of the present invention. Because it is different. For this reason, it has a high effect when recognizing imitations, counterfeits, and duplicates.
請求項5の発明は、請求項1乃至4のうち何れか1項の発明の立体像表示体において、第1および第2の素子が配置された配置面に、第1および第2の素子以外の回折光学素子を配置している。 A fifth aspect of the present invention is the stereoscopic image display body according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the first and second elements are arranged on the arrangement surface other than the first and second elements. The diffractive optical element is arranged.
例えば、入射光の入射方向によって、前述した第1および第2の素子とは異なる視覚効果を呈する回折光学素子を並べることにより、第1および第2の素子と、この回折光学素子との視覚効果の差により、一層明確に真偽判定を行うことが可能となる。 For example, by arranging diffractive optical elements that exhibit different visual effects from the first and second elements described above depending on the incident direction of incident light, the visual effects of the first and second elements and the diffractive optical elements are arranged. Due to the difference, it becomes possible to perform the authenticity determination more clearly.
このような回折光学素子の例としては、断面形状が正弦波状、矩形波状などの回折格子やホログラムの他、ブレーズド格子やキノフォームなどを用いても良い。前者の場合、入射光の入射方向の切り替えにより、回折光の射出方向が異なり、常に正しく表示される立体像との差が明確になる。後者の場合、入射光の入射方向の切り替えにより、回折光の強弱が激しく変化し、常に正しく一定の輝度で表示される立体像との差が明確になる。 As an example of such a diffractive optical element, a blazed grating, a kinoform, or the like may be used in addition to a diffraction grating or hologram having a sine wave shape or a rectangular wave shape in cross section. In the former case, by changing the incident direction of the incident light, the exit direction of the diffracted light is different, and the difference from the stereoscopic image that is always displayed correctly becomes clear. In the latter case, the intensity of the diffracted light changes drastically by switching the incident direction of the incident light, and the difference from a stereoscopic image that is always displayed with a correct and constant brightness becomes clear.
請求項6の発明は、回折光学素子により、立体像もしくは2次元的な図柄もしくは幾何学的パターンを表示するようにした請求項5の発明の立体像表示体である。 A sixth aspect of the present invention is the three-dimensional image display according to the fifth aspect of the present invention, wherein a three-dimensional image or a two-dimensional pattern or geometric pattern is displayed by a diffractive optical element.
この場合、立体像表示と回折光学素子による表示との視覚効果の差として、以下の効果が得られる。すなわち、回折光学素子として断面形状が正弦波状、矩形波状などの回折格子やホログラムを用いる場合、入射光の入射方向の切り替えにより、回折光の射出方向が異なり、図柄もしくは幾何学的パターンなどが観察できる方向が変化する。このため、一定の視点から観察すると像が変化して見えたり、特に立体像の表示時にはシュードスコピックな像となるため、常に正しく表示される立体像との差が明確になる。回折光学素子としてブレーズド格子やキノフォームを用いると、入射光の入射方向の切り替えにより、回折光の強弱が激しく変化し、常に正しく一定の輝度で表示される立体像との差が明確になる。 In this case, the following effects can be obtained as a difference in visual effect between the stereoscopic image display and the display by the diffractive optical element. In other words, when a diffraction grating or hologram having a sine wave shape or a rectangular wave shape is used as the diffractive optical element, the direction of the diffracted light emission differs depending on the change of the incident light incident direction, and a pattern or geometric pattern is observed. The direction that can be changed. For this reason, the image changes when viewed from a certain viewpoint, or becomes a pseudoscopic image especially when a stereoscopic image is displayed, so that the difference from the always correctly displayed stereoscopic image becomes clear. When a blazed grating or kinoform is used as the diffractive optical element, the intensity of the diffracted light changes drastically by switching the incident direction of the incident light, and the difference from a stereoscopic image that is always displayed with a constant luminance becomes clear.
請求項7の発明は、各画素の縦方向寸法および横方向寸法ともに300μm以下とした請求項1乃至6のうち何れか1項の発明の立体像表示体である。 The invention according to claim 7 is the stereoscopic image display body according to any one of claims 1 to 6, wherein the vertical dimension and the horizontal dimension of each pixel are 300 μm or less.
従って、一般的な観察条件下において、対となる第1の素子と第2の素子同士が観察者の目の解像限界以下の距離となり、入射光の入射方向を切り換えた際には観察される立体像の変位が感じられず、一方、対となる入射光を同時に入射させた場合、対となる素子による立体像が同一位置に表示されているように感じられるため、ぼけなどが発生しない。従って、安定して高品位な立体像を表示できるようになる。 Therefore, under general observation conditions, the first element and the second element that form a pair have a distance that is less than the resolution limit of the observer's eyes, and are observed when the incident light incident direction is switched. On the other hand, if the incident light that forms a pair is incident simultaneously, the three-dimensional image of the pair of elements appears to be displayed at the same position, so there is no blurring. . Accordingly, a high-quality stereoscopic image can be displayed stably.
請求項8の発明は、各第1の素子、および各第2の素子はそれぞれR,G,Bの3つの波長に対応する3種類の部分素子からなる請求項1乃至7のうち何れか1項の発明の立体像表示体である。 The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein each of the first elements and each of the second elements comprises three kinds of subelements corresponding to three wavelengths of R, G, and B, respectively. It is a three-dimensional image display body of invention of term.
従って、表示する立体像をフルカラーとすることができ、一層本発明の立体像表示体の効果を際だたせることができ、容易に正確な真贋判定を行うことが可能となる。 Accordingly, the stereoscopic image to be displayed can be made full color, the effect of the stereoscopic image display body of the present invention can be further emphasized, and accurate authentication can be easily performed.
請求項9の発明は、請求項1乃至8のうち何れか1項の発明の立体像表示体に対する照明光の入射方向を、立体像表示体の表面にほぼ直交する平面内に含まれる第1の方向と、視差方向を対称軸とし、かつ立体像表示体の表面に対する法線に対して対称な第2の方向との2つとし、第1の方向からの照明光の入射と、第2の方向からの照明光の入射とを同時もしくは交互に切り換えながら、第1または第2の入射方向からの照明光が立体像表示体で回折してなる回折光によって形成される立体像を、表面側から観察するようにした方法である。 According to a ninth aspect of the present invention, the incident direction of the illumination light with respect to the stereoscopic image display body according to any one of the first to eighth aspects of the present invention is included in a plane substantially orthogonal to the surface of the stereoscopic image display body. And a second direction that is symmetric with respect to the normal to the surface of the stereoscopic image display body, the incident direction of the illumination light from the first direction, and the second direction A stereoscopic image formed by diffracted light formed by diffracting illumination light from the first or second incident direction by a stereoscopic image display body while simultaneously or alternately switching incident illumination light from the direction of This is a method of observing from the side.
従って、表示される立体像が2つの入射光の切り換えによって変化しない状態を容易につくることができ、あるいは2つの入射光の同時照明によって入射光が片方だった場合の2倍の明るさでぼけのない正しい立体像を観察することができ、確実な真偽判定が行える。仮に、従来の回折格子やホログラムによる立体像表示体を本観察方法で観察すると、入射光の切り換えによって立体像の奥行きが反転したり、2つの入射光の同時照明によって奥行きの判定した立体像と正しい立体像が重なったりといった明らかな変化が見られるため、本発明の立体像表示体との区別が容易である。 Therefore, it is possible to easily create a state in which the displayed stereoscopic image does not change by switching between the two incident lights, or the brightness is twice as bright as when the incident light is one side by the simultaneous illumination of the two incident lights. It is possible to observe a correct three-dimensional image with no error, and to perform true / false determination with certainty. If a stereoscopic image display body using a conventional diffraction grating or hologram is observed with this observation method, the depth of the stereoscopic image is reversed by switching the incident light, or the depth of the stereoscopic image is determined by simultaneous illumination of two incident lights. Since a clear change such as a correct three-dimensional image is observed, it is easy to distinguish from the three-dimensional image display of the present invention.
請求項10の発明は、第1の方向が含まれる平面を、視差方向とほぼ直交するようにした請求項9の発明の方法である。
The invention of
従って、立体像表示体によって表示される立体像における2つの入射光による差異を極限まで小さくでき、また観察における最適な照明状態を容易に実現することができるため、極めて簡便に確実な真偽判定が行える。 Therefore, the difference between the two incident lights in the stereoscopic image displayed by the stereoscopic image display body can be minimized, and the optimum illumination state in observation can be easily realized. Can be done.
本発明によれば、正常な立体像の観察を容易にかつ確実にし、特に短時間に真偽判定を可能としながら真偽判定の確実性を向上させると共に、偽造防止効果も向上させることが可能な立体像表示体およびその観察方法を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to easily and surely observe a normal stereoscopic image, and particularly to improve the authenticity of the authenticity determination while enabling the authenticity determination in a short time and to improve the anti-counterfeit effect. 3D image display body and its observation method can be realized.
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1(a)は、第1の実施の形態に係る立体像表示体の平面構成例を示す概念図であり、図1(b)は、この立体像表示体の画素を構成している素子A,Bの配置例を示す拡大図である。図中、横方向をx方向、縦方向をy方向、奥行き方向をz方向としている。図1(a)および図1(b)に示すように、本実施の形態に係る立体像表示体10は、H×Wからなる長方形状の画素12を格子状に規則的に配置してなり、図1(a)に示す横方向が視差方向Sとなる。また、図1(b)に示すように、画素12は、1×5の素子A(A1〜A5)と、1×5の素子B(B1〜B5)とを対面配列した2×5の素子からなっている。素子A1〜A5、素子B1〜B5は、ともに同寸法(縦H/2、横W/5)の長方形状をしている。
(First embodiment)
FIG. 1A is a conceptual diagram showing a planar configuration example of the stereoscopic image display according to the first embodiment, and FIG. 1B is an element constituting the pixels of the stereoscopic image display. It is an enlarged view which shows the example of arrangement | positioning of A and B. FIG. In the figure, the horizontal direction is the x direction, the vertical direction is the y direction, and the depth direction is the z direction. As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the
図2(a)および図2(b)は、素子Aの平面図および立面図の例であり、図3(a)および図3(b)は、素子Bの平面図および立面図の例である。素子Aと素子Bとは互いに1つづつで対を形成しており、図1(b)に示すように、対になっている素子同士(素子A1と素子B1、素子A2と素子B2、素子A3と素子B3、素子A4と素子B4、素子A5と素子B5)が隣接して配置している。 2A and 2B are examples of a plan view and an elevation view of the element A, and FIGS. 3A and 3B are views of the plan view and the elevation view of the element B. FIG. It is an example. The element A and the element B form a pair with each other, and as shown in FIG. 1B, the paired elements (element A1 and element B1, element A2 and element B2, element A3 and element B3, element A4 and element B4, element A5 and element B5) are arranged adjacent to each other.
図4(a)および図4(b)は、上方向からの入射光Iの素子Aにおける回折現象を例示する説明図であり、図5(a)および図5(b)は、下方向からの入射光Iの素子Aにおける回折現象を例示する説明図である。 4A and 4B are explanatory views illustrating the diffraction phenomenon in the element A of the incident light I from above, and FIGS. 5A and 5B are from below. It is explanatory drawing which illustrates the diffraction phenomenon in the element A of the incident light I of.
すなわち、本実施の形態に係る立体像表示体10は、観察時の画素12内に素子A,Bからなる対を複数備え、それと同数の視差画像を、素子Aまたは素子Bを用いて表示することにより、両眼視差による立体像表示を行うものである。
That is, the
素子A1〜A5は、それぞれ異なる複数の方向から見た場合の被写体の2次元画像、すなわち視差画像を構成する画素に相当し、それぞれ対応する方向に回折光を射出する機能を持つ。ここで、立体像表示体10上の画素12の位置に対して、立体像を表示するための視差画像上の対応する位置に当たる画素の輝度(明暗)を、それぞれ素子A1,A2,A3,A4,A5の回折効率あるいは面積によって対応させることにより、もとの視差画像の濃淡を再現しつつ、各視差画像がそれぞれの方向からのみ観察できるようにすることができ、両眼視差による立体像表示を実現する。
The elements A1 to A5 correspond to pixels constituting a two-dimensional image of a subject when viewed from a plurality of different directions, that is, parallax images, and have a function of emitting diffracted light in the corresponding directions. Here, with respect to the position of the
また、素子B1〜B5は、視差方向Sを対称軸として素子A1〜A5を構成するブレーズド格子と対称な凹凸形状および格子パターンを有するものである。従って、上方向や下方向からの入射光I、すなわち視差方向Sに直交する方向に比較的近い方向で、視差方向Sを軸として対称となるような入射光Iに対して、素子A1と素子B1、素子A2と素子B2、素子A3と素子B3、素子A4と素子B4、素子A5と素子B5がそれぞれ対応する入射光Iに対して同様の方向に回折光を射出する。 In addition, the elements B1 to B5 have an uneven shape and a lattice pattern that are symmetrical to the blazed grating constituting the elements A1 to A5 with the parallax direction S as the axis of symmetry. Therefore, with respect to the incident light I from the upper direction or the lower direction, that is, the incident light I that is symmetric about the parallax direction S in a direction relatively close to the direction orthogonal to the parallax direction S, the element A1 and the element B1, element A2 and element B2, element A3 and element B3, element A4 and element B4, element A5 and element B5 respectively emit diffracted light in the same direction with respect to the corresponding incident light I.
従って、前述のように素子A1〜A5を形成した場合、素子B1〜B5も対称的な入射光Iによって、前述と同一の立体像を表示することになる。 Therefore, when the elements A1 to A5 are formed as described above, the elements B1 to B5 also display the same stereoscopic image as described above by the symmetric incident light I.
ここで、より具体的には、素子Aおよび素子Bはそれぞれ、図2および図3のようなブレーズド格子から構成している。すなわち、図2および図3のブレーズド格子は、視差方向Sを対称軸として対称な凹凸形状および格子パターンを有し、回折効率および面積が略等しい関係になっている。 More specifically, the element A and the element B are each composed of a blazed grating as shown in FIGS. That is, the blazed gratings of FIGS. 2 and 3 have symmetrical uneven shapes and grating patterns with the parallax direction S as the axis of symmetry, and have a diffraction efficiency and an area that are substantially equal.
素子Aは、上方向および下方向からの入射光Iに対して、それぞれ図4および図5のように振る舞う。すなわち、素子Aのようなブレーズド格子においては、図4に示すように上方向からの入射光Iに対して極めて強い回折光Dを生じ、一方、図5に示すように下方向からの入射光Iに対しては上方向からの回折光Dに比べて極めて弱い回折光しか生じず、実質的に下方向からの入射光Iに対しては正反射光Tのみが射出しているものとして扱える。 The element A behaves as shown in FIGS. 4 and 5 with respect to the incident light I from above and below, respectively. That is, in a blazed grating like the element A, extremely strong diffracted light D is generated with respect to the incident light I from above as shown in FIG. 4, while incident light from below is generated as shown in FIG. For I, only diffracted light that is extremely weaker than the diffracted light D from the upper direction is generated, and for the incident light I from the lower direction, only the specularly reflected light T is emitted. .
ブレーズド格子で素子毎の射出光強度を変調するには、回折光強度を変化させることが必要であり、素子毎の面積を射出光強度に対応させて変える方法と、素子毎の回折効率を射出光強度に対応させて変える方法がある。後者の場合、ブレーズド格子の深さなどを変えることにより容易に実現できる。 In order to modulate the intensity of emitted light for each element with a blazed grating, it is necessary to change the intensity of diffracted light. The method of changing the area for each element according to the intensity of emitted light and the diffraction efficiency for each element are emitted. There is a method of changing according to the light intensity. In the latter case, it can be easily realized by changing the depth of the blazed grating.
従って、本実施の形態においては、上方向からの入射光Iに対して、素子A1〜A5により立体像が表示され、下方向からの入射光Iに対しては素子B1〜B5により立体像が表示され、両者が同一の立体像を表示するため、多くの照明条件下で、正しい奥行きを持った立体像を容易に観察することができる。これにより、真偽判定に本実施の形態に係る立体像表示体10を用いた場合、立体像の確認は極めて容易に確実に、かつ短時間で行うことが出来、簡便かつ正確な真偽判定を実現できるようにしている。
Therefore, in the present embodiment, a stereoscopic image is displayed by the elements A1 to A5 with respect to the incident light I from above, and a stereoscopic image is displayed by the elements B1 to B5 with respect to the incident light I from below. Since both are displayed and the same stereoscopic image is displayed, a stereoscopic image having the correct depth can be easily observed under many illumination conditions. Thereby, when the
また、本実施の形態に係る立体像表示体10は、素子A,B毎にブレーズド格子によって構成されているため、模造が極めて難しく、また光学的に複製する(レーザー光の干渉を利用し、ホログラムを複製する方法が代表的)と正弦波状、矩形波状などの断面形状を持つ回折格子としてしか再現できず、本実施の形態に係る立体像表示体10の効果が失われるため、極めて信憑性の高いセキュリティ媒体として利用することができる。
Further, since the stereoscopic
なお、正弦波状、矩形波状などの断面形状を持つ回折格子Mは、図6および図7に示すように、上方向および下方向からの入射光Iに対してそれぞれ回折光Dが同様の光強度で、異なる方向に射出することになる。従って、従来の回折格子あるいはホログラムによる立体像表示体、あるいは本実施の形態に係る立体像表示体10を光学的に複製した表示体では、上方向および下方向からの入射光Iに対してそれぞれ異なる表示状態を呈し、典型的には立体像の奥行きの反転などに帰結する。
Note that, as shown in FIGS. 6 and 7, the diffraction grating M having a cross-sectional shape such as a sine wave shape or a rectangular wave shape has the same light intensity as that of the diffracted light D with respect to the incident light I from above and below. In this case, it will be emitted in different directions. Accordingly, in the conventional three-dimensional image display body using a diffraction grating or hologram, or the display body optically replicating the three-dimensional
また、観察者に十分な解像度を有する立体像を提供するためには、見た目の画素の大きさを、観察者の視力(目の分解能)による識別能力を上回る微細化を行えば十分である。通常の観察条件を考慮すると、画素12の縦方向の寸法H,横方向の寸法W共に300μm以下であることが望ましい。
Further, in order to provide a three-dimensional image with sufficient resolution to the observer, it is sufficient to make the size of the apparent pixels finer than the discrimination ability based on the visual acuity (eye resolution) of the observer. Considering normal observation conditions, it is desirable that both the vertical dimension H and the horizontal dimension W of the
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態に係る立体像表示体10は、図8(a)に示すように、複数の画素14を正方格子状に配置して構成してなる。更に各画素14は、図8(b)に示すように、第1の実施の形態に係る立体像表示体の素子A,Bに、曲線パターンから成るブレーズド格子を用いている。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 8A, the
ここでは、素子A,Bの縦方向の面積を変えることにより、対応する視差方向Sへの回折光Dの強度を変化させている。この場合も、第1の実施の形態と同様に、それぞれ対をなす素子Aと素子B(素子A1’と素子B1’、素子A2’と素子B2’、素子A3’と素子B3’、素子A4’と素子B4’、素子A5’と素子B5’)とは同一の面積であり、視差方向Sを対称軸として素子Aを構成するブレーズド格子と、素子Bを構成するブレーズド格子とが対称な凹凸形状および格子パターンを持つようにしている。 Here, the intensity of the diffracted light D in the corresponding parallax direction S is changed by changing the vertical areas of the elements A and B. Also in this case, as in the first embodiment, a pair of element A and element B (element A1 ′ and element B1 ′, element A2 ′ and element B2 ′, element A3 ′ and element B3 ′, element A4) 'And the element B4', and the element A5 'and the element B5') have the same area, and the blazed grating constituting the element A and the blazed grating constituting the element B are symmetrical with respect to the parallax direction S as the symmetry axis. It has a shape and a lattice pattern.
しかし、曲線のブレーズド格子を素子として用いているため、視差方向Sにおいて、射出する回折光Dの強度分布を素子毎に設定することが容易であり、その射出方向にある程度の範囲を持たせることができる。これにより、少ない視差数(視差画像数)の場合でも、視域内での観察される回折光強度を一様にしつつ、視域を大きくさせることができる。 However, since a curved blazed grating is used as an element, it is easy to set the intensity distribution of the diffracted light D to be emitted for each element in the parallax direction S, and to have a certain range in the emission direction. Can do. Thereby, even in the case of a small number of parallaxes (number of parallax images), it is possible to enlarge the viewing zone while keeping the diffracted light intensity observed in the viewing zone uniform.
更に図8(b)に示すように、素子A1’〜A5’から構成される曲線パターン、および素子B1’〜B5’から構成される曲線パターンを、それぞれお互いに連続的なパターンとすることにより、視域内における視差画像の切り替わりを滑らかにし、視域内の視点位置に依存しない高品位な立体像を観察可能とすることができ、視点移動時にも観察者に自然な立体感を与えることができる。 Further, as shown in FIG. 8 (b), the curve pattern composed of the elements A1 ′ to A5 ′ and the curve pattern composed of the elements B1 ′ to B5 ′ are respectively made continuous patterns. , Smooth switching of parallax images within the viewing zone, making it possible to observe high-quality stereoscopic images that do not depend on the viewpoint position within the viewing zone, and giving the viewer a natural stereoscopic effect even when the viewpoint is moved .
もちろん、第1の実施の形態と同様に、対をなす素子Aと素子Bとの対称性により、上方向および下方向の何れの入射光Iに対しても同じように自然で正しい奥行きを持った立体像を安定して表示させることが可能となる。 Of course, as in the first embodiment, the symmetry between the paired elements A and B has a natural and correct depth for both the upward and downward incident light I. 3D images can be displayed stably.
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態に係る立体像表示体10は、図9(a)および図9(b)に示すように、第1の実施の形態に係る立体像表示体の素子A,Bとしてブレーズド格子の代わりにレインボーホログラム型キノフォームからなる素子α,βを用いている。キノフォームは回折光Dの光強度分布を適宜設計可能な素子であるため、第1の実施の形態における立体像表示体10のための複数個の素子A1〜A5(または素子B1〜B5)の役割を1つの素子α(または素子β)で実現することが出来る。したがって、図9(b)に示すように、一対の素子α,βで画素16を構成している。しかし、キノフォームも微視的にはブレーズド格子と同様に作用するため、適切な設計を行うことにより、第1の実施の形態と同様の視覚効果を実現することが出来る。
(Third embodiment)
As shown in FIGS. 9A and 9B, the
具体的には、図9(b)のようにレインボーホログラム型キノフォームをストライプ状、もしくはドット状の複数の領域に分割し、各領域を素子αとし、視差方向Sを対称軸として素子αを構成するキノフォームと対称な凹凸形状および表面パターンを有する素子βを、対をなす素子αの近傍に配置する。このとき、素子αと素子βとは、図10と図11とに示すような対となる。 Specifically, as shown in FIG. 9B, the rainbow hologram type kinoform is divided into a plurality of stripe-shaped or dot-shaped areas, each area is defined as element α, and element α is defined with parallax direction S as the axis of symmetry. An element β having a concavo-convex shape and a surface pattern symmetrical to the constituent kinoform is disposed in the vicinity of the paired element α. At this time, the element α and the element β are paired as shown in FIGS.
従って、こうして形成された第3の実施の形態の立体像表示体10は、上方向からの入射光Iに対して素子αにより立体像を表示し、下方向からの入射光Iに対しては素子βにより立体像を表示する。これら立体像は同一である。したがって、多くの照明条件下で、正しい奥行きを持った立体像を容易に観察することができる。これにより、真偽判定に本実施の形態に係る立体像表示体10を用いた場合、立体像の確認は極めて容易に確実に、かつ短時間で行うことが出来、簡便かつ正確な真偽判定を実現できる。
Accordingly, the stereoscopic
また、本実施の形態に係る立体像表示体10は、素子毎にキノフォームによって構成されているため、模造が極めて難しく、また光学的に複製すると正弦波状、矩形波状などの断面形状を持つ通常のレインボーホログラムとしてしか再現できず、入射光Iによって容易に立体像の奥行きが変化してしまうなど、本実施の形態に係る立体像表示体10とは全く異なるものとなる。従って、本実施の形態に係る立体像表示体10は極めて信憑性の高いセキュリティ媒体として利用することができる。
In addition, since the
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態に係る立体像表示体10は、図12に示すように、第1および第2の実施の形態に係る立体像表示体の素子Aおよび素子Bのそれぞれを、R,G,Bに対応した3種類の素子Ar,Ag,Abおよび素子Br,Bg,Bbから構成している。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 12, the stereoscopic
前述した第1から第3までの実施の形態では、素子を構成するブレーズド格子やキノフォームのy方向における空間周波数が一定の場合、単色の立体像を観察することができる。一方、y方向における空間周波数を適切に設定することにより、観察時の波長を任意に選択することができる。 In the first to third embodiments described above, a monochromatic stereoscopic image can be observed when the spatial frequency in the y direction of the blazed grating or kinoform constituting the element is constant. On the other hand, the wavelength at the time of observation can be arbitrarily selected by appropriately setting the spatial frequency in the y direction.
すなわち、図12あるいは図13のようにR,G,Bの3色に対応したy方向の空間周波数を持った素子Ar,Ag,Abおよび素子Br,Bg,Bbを用いることにより、R,G,Bの3色の組み合わせによるフルカラーの立体像を表示することができる。 That is, by using elements Ar, Ag, Ab and elements Br, Bg, Bb having spatial frequencies in the y direction corresponding to the three colors R, G, B as shown in FIG. , B can be displayed as a full-color three-dimensional image.
図12(b)は、任意の画素18についてそれぞれR,G,Bの3原色に相当する各素子Ar(Ar1,Ar2,・・・Arn),Ag(Ag1,Ag2,・・・Agn),Ab(Ab1,Ab2,・・・Abn)と、これらと対になる各素子Br(Br1,Br2,・・・Brn),Bg(Bg1,Bg2,・・・Bgn),Bb(Bb1,Bb2,・・・Bbn)とをそれぞれ隣接して配置している。素子Ar(Ar1,Ar2,・・・Arn)および素子Br(Br1,Br2,・・・Brn)は視差画像のR成分に対応し、素子Ag(Ag1,Ag2,・・・Agn)および素子Bg(Bg1,Bg2,・・・Bgn)は視差画像のG成分に対応し、素子Ab(Ab1,Ab2,・・・Abn)および素子Bb(Bb1,Bb2,・・・Bbn)は視差画像のB成分にそれぞれ対応する。
FIG. 12B shows elements Ar (Ar1, Ar2,... Arn), Ag (Ag1, Ag2,... Agn), corresponding to the three primary colors R, G, and B for an
図13は、本実施の形態に係る立体像表示体の変形例を示すものである。図13に示す立体像表示体10のように、必ずしも対となる素子を隣接して配置する必要はない。すなわち、図13(b)に示すように、この立体像表示体10を構成している画素20は、y方向に沿って素子Ar、素子Ag、素子Ab、素子Br、素子Bg、素子Bbの順に配置されてなっており、対である素子Arと素子Br、素子Agと素子Bg、素子Abと素子Bbが隣接して配置されていない。
FIG. 13 shows a modification of the stereoscopic image display according to the present embodiment. Like the stereoscopic
しかしながら、対となる素子同士が必ずしも隣接して配置していなくても、十分近くに配置しておけば、観察者には同一位置にある点と認識されるため、表示像の品質低下を招くことはない。 However, even if the paired elements are not necessarily arranged adjacent to each other, if they are arranged close enough, the observer will recognize that they are at the same position, leading to a reduction in the quality of the display image. There is nothing.
(第5の実施の形態)
本発明の第5の実施の形態に係る立体像表示体10は、図14(a)に示すように、第1から第4の実施の形態で説明したような画素22を構成している一対の素子A,Bの他に、回折光学素子Qを含んでいる。これにより、例えば、立体像もしくは2次元的な図柄もしくは幾何学的パターンを表示することができる。
(Fifth embodiment)
A stereoscopic
この回折光学素子Qによる表示像は、上方向および下方向の入射光Iの切り換えやこれらの同時入射に対する立体像の安定性とは異なり、これら入射光Iの変化により大きな立体像の変化を生じる。 The display image by the diffractive optical element Q is different from the switching of the incident light I in the upward and downward directions and the stability of the stereoscopic image with respect to the simultaneous incidence thereof, and the change of the incident light I causes a large change in the stereoscopic image. .
この回折光学素子Qにより立体像を表示した場合には、入射光Iの切り換えにより立体像の奥行きの反転が起こるが、これと、前述した安定した立体像表示効果との対比により、視覚効果が一層際だち、視覚的にも楽しく、また真偽判定も一層容易となる。 When a stereoscopic image is displayed by the diffractive optical element Q, the depth of the stereoscopic image is reversed by switching the incident light I. However, the visual effect is improved by comparing this with the above-described stable stereoscopic image display effect. It is even more prominent, visually fun, and authenticity determination is easier.
回折光学素子Qにより2次元的な図柄を表示した場合には、入射光Iの切り換えにより表示像が変化しないようにすることも可能であり、前述した安定した立体像表示効果との組み合わせが容易である。 When a two-dimensional pattern is displayed by the diffractive optical element Q, it is possible to prevent the display image from changing by switching the incident light I, and it is easy to combine with the above-described stable stereoscopic image display effect. It is.
回折光学素子Qにより幾何学的パターンを表示した場合には、入射光Iの切り換えにより表示像が大きく変化するようにすることも可能であり、前述した安定した立体像表示効果との対比により、視覚効果を一層際だたせ、真偽判定が一層容易となる。 When the geometric pattern is displayed by the diffractive optical element Q, it is possible to change the display image greatly by switching the incident light I. By contrast with the stable stereoscopic image display effect described above, The visual effect is more prominent, and authenticity determination becomes easier.
更に、回折光学素子Qとして、対とならないブレーズド格子やキノフォームを使用することにより、入射光Iの切り換えにより対となっていない部分のみを明暗を変化させて表示することができ、視覚効果を一層際だたせ、真偽判定が一層容易となるとともに、偽造・模造などを一層困難にすることができる。特に、この明暗を利用して、ロゴマークなどを表示すると、一層視覚効果的に優れたものとなり、真偽判断が容易になる。 Furthermore, by using an unpaired blazed grating or kinoform as the diffractive optical element Q, it is possible to display only the unpaired portion by changing the incident light I by changing the brightness and the visual effect. Further, it is possible to make the determination of authenticity easier and counterfeiting / imitation can be made more difficult. In particular, when a logo mark or the like is displayed using this light and darkness, the visual effect is further improved and authenticity determination is facilitated.
(第6の実施の形態)
本実施の形態は、立体像表示体の観察方法に関する。この方法は、図15に示すように、第1から第5の実施の形態で説明したような立体像表示体10に対して、上方向および下方向からの入射光Iを同時もしくは交互に切り換えることにより入射し、立体像表示体10のほぼ正面方向から観察する方法である。
(Sixth embodiment)
The present embodiment relates to a method for observing a stereoscopic image display body. In this method, as shown in FIG. 15, the incident light I from above and below is switched simultaneously or alternately with respect to the
上方向および下方向として、具体化には、立体像表示体10の表面とほぼ直交する平面F1内に有する第1の方向f1(入射光I1の方向)と、視差方向Sを対称軸とし、かつ立体像表示体10の表面の法線(z方向)に対して対称となる第2の方向f2(入射光I2の方向)との2つにすることにより、同一画素において対で配置される素子A,B(または素子α,β)に対する2つの入射光条件をそれぞれ等価とすることができ、入射光I1および入射光I2のうちの何れの入射光からも観察者に対して同一の立体像を観察可能とすることができる。なお、図15において、平面F2は、入射光I2の第2の方向f2を含む平面であり、平面F3は、視差方向Sに対してほぼ直交する平面である。
Specifically, as the upward direction and the downward direction, the first direction f1 (the direction of the incident light I1) in the plane F1 substantially orthogonal to the surface of the stereoscopic
従って、立体像表示体10から表示される立体像が、2つの入射光I、すなわち入射光I1と入射光I2とを切り換えても変化しない状態を容易につくることができ、あるいは2つの入射光I1および入射光I2の同時照明によって入射光Iが片方だった場合の2倍の明るさでぼけのない正しい立体像を観察することができ、確実な真偽判定が行える。仮に、従来の回折格子やホログラムによる立体像表示体を本観察方法で観察すると、入射光Iの切り換え(入射光I1から入射光I2、または入射光I2から入射光I1)によって立体像の奥行きが反転したり、2つの入射光I1,I2の同時照明によって奥行きの判定した立体像と正しい立体像が重なったりといった明らかな変化が見られるため、本発明の立体像表示体との区別が容易である。特に立体像の認識という瞬時に判断できる方法を利用しているため、極めて短時間に確実な真偽判定が実現できる。
Therefore, it is possible to easily create a state in which the stereoscopic image displayed from the stereoscopic
ここで、図16のように第1の方向f1が、視差方向Sとほぼ直交する平面F3に存在するようにすれば、立体像表示体10によって表示される立体像における2つの入射光I1,I2による差異を極限まで小さくでき、また観察における最適な照明状態を容易に実現することができるため、極めて簡便に確実な真偽判定に適する。
Here, as shown in FIG. 16, if the first direction f1 exists on the plane F3 substantially orthogonal to the parallax direction S, the two incident lights I1, 1 in the stereoscopic image displayed by the stereoscopic
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to this structure. Within the scope of the invented technical idea of the claims, those skilled in the art will be able to conceive various changes and modifications, and these changes and modifications are also within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs to.
A,B,α,β…素子、C1〜C4…カメラの撮影方向、D…回折光、E…セル、F1,F2,F3…平面、H…縦、I,I1,I2…入射光、J1,J2…3次元物体、K1〜K4…カメラ、M…回折格子、P1〜P4…観察者による観察方向、Q…回折光学素子、S…視差方向、T…正反射光、V…領域、W…横、f1,f2…方向、10…立体像表示体、12,14,16,18,20,22…画素 A, B, α, β: Element, C1 to C4: Camera shooting direction, D: Diffracted light, E: Cell, F1, F2, F3: Plane, H: Vertical, I, I1, I2: Incident light, J1 , J2 ... three-dimensional object, K1 to K4 ... camera, M ... diffraction grating, P1 to P4 ... observation direction by an observer, Q ... diffractive optical element, S ... parallax direction, T ... regular reflection light, V ... region, W ... Horizontal, f1, f2 ... direction, 10 ... stereoscopic display, 12, 14, 16, 18, 20, 22 ... pixel
Claims (10)
第1のブレーズド格子で構成されてなり、前記第1のブレーズド格子の回折効率または面積を前記複数の画素のうちの対応する画素の輝度に対応させることによって、前記回折光の強度分布を前記各画素毎に設定することを可能とした第1の素子と、
前記第1のブレーズド格子と前記視差方向を対称軸として対称な凹凸形状および格子パターンを有し、前記第1のブレーズド格子と回折効率および面積をほぼ同一とする第2のブレーズド格子で構成されてなり、前記第1の素子に隣接して配置された第2の素子と
からなる複数の対を、前記対応する画素の位置に配置することによって前記各画素を構成してなる立体像表示体。 Comprising a plurality of pixels configured with a plurality of elements configured with a predetermined lattice pattern and forming a parallax image, diffracted light diffracted in the parallax direction in which the parallax image is observed according to the lattice pattern A stereoscopic image display body for displaying a stereoscopic image based on binocular parallax,
The first blazed grating is configured so that the diffraction efficiency or area of the first blazed grating corresponds to the luminance of the corresponding pixel of the plurality of pixels, and thereby the intensity distribution of the diffracted light is changed to each of the above. A first element that can be set for each pixel;
The first blazed grating has a concavo-convex shape and a grating pattern symmetric with respect to the parallax direction as an axis of symmetry, and is composed of a second blazed grating having substantially the same diffraction efficiency and area as the first blazed grating. The stereoscopic image display body which comprises each said pixel by arrange | positioning the several pair which consists of 2nd element arrange | positioned adjacent to the said 1st element in the position of the said corresponding pixel.
微小な凹凸構造からなるレインボーホログラム型のキノフォームをストライプ状、またはドット状に分割してなる複数の領域をそれぞれ構成している第1の素子と、
前記第1の素子のキノフォームと視差方向を対称軸として対称な凹凸形状および表面パターンを有し、前記第1の素子に隣接して配置された第2の素子と
からなる複数の対を配置してなる立体像表示体。 A stereoscopic image display for displaying a stereoscopic image based on binocular parallax,
A first element forming a plurality of regions each formed by dividing a rainbow hologram type kinoform having a minute uneven structure into stripes or dots;
A plurality of pairs of a kinoform of the first element and a second element having a concavo-convex shape and a surface pattern with a parallax direction as an axis of symmetry and arranged adjacent to the first element are arranged 3D image display body.
前記第1および第2の素子が配置された配置面に、前記第1および第2の素子以外の回折光学素子を配置してなる立体像表示体。 The stereoscopic image display body according to any one of claims 1 to 4,
A three-dimensional image display body in which a diffractive optical element other than the first and second elements is arranged on an arrangement surface on which the first and second elements are arranged.
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