JP4946977B2 - 画像切替型ホログラム - Google Patents

Description

本発明は見る方向により表示する画像が変化する画像切替型ホログラムに関するものであり、特に見る方向によるホログラム画像の動く方向を認識し易く、意匠性および偽造防止性の高い画像切替型ホログラムに関するものである。

近年、金券類やクレジットカード、身分証明書などの偽造や、医薬品、自動車部品、アパレル、アクセサリー、化粧品、電気製品、雑貨などのブランド商品の模倣被害が拡大している。ホログラムはその製造に特殊な装置・技術を必要とすることから、有効な偽造防止技術のひとつとして、金券類やクレジットカード、商品用ブランド保護シールなどに用いられている。

しかし、一般に使われているレリーフホログラムのうち、絵柄が単純なものについては一部で偽造品が出回るようになってきており、最近、偽造防止性を向上させたホログラムとして、見る方向により表示される画像が変化する画像切替型ホログラムが開発されている（特許文献１および特許文献２）。

この画像切替型ホログラムは、蕾から花への変化や動物の走る動きを表示したものが知られており、その視覚効果により偽造品と見分けることが可能である。また複数の模型や原画を用いて製造するので製造が困難で偽造防止性も優れており、模型や原画の数を増やすことによりさらに偽造防止性や意匠性を向上させることができる。

しかし模型や原画の数を増やした場合は、表示される画像の動きが滑らかで意匠性が高く偽造防止性を高くすることができる反面、観察者は画像がどのような順番で動くのかを把握することが難しくなり、ホログラムの特徴が理解しにくくなるという問題があった。例えば真偽判定において、多数の原画が記録された画像切替型ホログラムを複数の観察者が見る場合に、観察者によっては想定した順番と異なる順番で画像を見ることがあり、同一の画像切替型ホログラムにも係わらず違うホログラムであると認識してしまう等の問題が生ずることがあった。このような背景から偽造防止性や意匠性が高く、さらにホログラムの特徴が理解し易い画像切替型ホログラムが望まれていた。

特開平１０−２８８９７１号公報 特開２００５−２９２８８９号公報

本発明は従来技術のこのような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、見る方向によるホログラム画像の動く方向を認識し易く、意匠性および偽造防止性の高い画像切替型ホログラムに関するものである。

本発明は、複数の原画像が記録されたホログラムであり、視角に応じて複数の原画像を選択的に再生して動きを伴った画像を表現可能にする画像切替型ホログラムであって、前記原画像には前記原画像の再生順番を示す頁情報が、前記原画像と同じ角度で再生されるように記録されていることを特徴とする画像切替型ホログラムを提供する。

このような構成にすることにより、観察者が上記画像切替型ホログラムを見る際に、見る順番がわかり易く、動きを伴った画像が正しく再生されているかどうかを容易に把握できる。よって偽造防止性や意匠性を向上するために原画像の枚数を増やしても観察者は迷うことなく動きを伴った画像を見ることができ、ホログラムの特徴を理解し易い画像切替型ホログラムとすることができる。また真偽判定において、多数の原画が記録された画像切替型ホログラムを複数の観察者が見る場合においても、各々の観察者がホログラムを見る順番を誤ることなく、容易に真偽判定をすることができる。

本発明は、複数の原画像が記録されたホログラムであり、視角に応じて複数の原画像を選択的に再生して動きを伴った画像を表現可能にする画像切替型ホログラムであって、前記原画像には前記原画像の構成枚数を示す構成枚数情報と、前記原画像の再生順番を示す頁情報が、前記原画像と同じ角度で再生されるように記録されていることを特徴とする画像切替型ホログラムを提供する。

このような構成にすることにより、観察者が上記画像切替型ホログラムを見る際に見る順番がわかり易くなると共に、観察者がある視角で見ている画像が動きを伴った画像全体のどの辺りを再生しているのかを容易に把握することができる。よって偽造防止性や意匠性を向上するために原画像の枚数を増やしても観察者は迷うことなく動きを伴った画像を見ることができ、ホログラムの特徴を理解し易い画像切替型ホログラムとすることができる。

本発明は、複数の原画像が記録されたホログラムであり、視角に応じて複数の原画像を選択的に再生して動きを伴った画像を表現可能にする画像切替型ホログラムであって、前記原画像には前記原画像の構成枚数を示す構成枚数情報と、前記原画像の再生順番を示す頁情報と、観察者の視線を誘導する視線誘導情報とが、前記原画像と同じ角度で再生されるように記録されていることを特徴とする画像切替型ホログラムを提供する。

このような構成にすることにより、観察者が上記画像切替型ホログラムを見る際に見る順番がわかり易くなると共に、動きを伴った画像を正しく見ることができるように観察者の視線を誘導することができる。また観察者がある視角で見ている画像が動きを伴った画像全体のどの辺りを再生しているのかを容易に把握することが可能となり、ホログラムの特徴を理解し易い画像切替ホログラムとすることができる。

本発明の画像切替型ホログラムは、各原画像に再生順番を示す頁情報が付与されているので、見る方向によるホログラム画像の動く方向を認識し易く、意匠性および偽造防止性の高い画像切替型ホログラムに関するものである。

以下、本発明に係る画像切替型ホログラムの実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に示す例は好ましい実施態様であり、本発明が以下に示す例に限定されるものではない。

図１は本発明の複数の原画像が記録された画像切替型ホログラム１を再生した様子を説明する図である。図１に示すように、画像切替型ホログラム１に再生照明光２を入射させると、回折光３により原画像４と５および６が再生される。観察眼Ｅが図１の角度範囲α1 にある場合には原画像４を、角度範囲α2 にある場合には画像５を、角度範囲α3 にある場合には原画像６を見ることができ、見る方向により観察される原画像が４と５と６に切替わる。上記原画像は原画像を４から５を経て６の順に見ると馬が走る動きが再生されるようになっており、各原画像には再生順番を示す頁情報２２が付与されているので観察者が動きを伴った画像が正しく再生されているかどうかを容易に把握できるようになっている。その結果、観察者が画像の動きを正確に捉える事ができ、ホログラムの特徴が理解し易く、偽造防止性や意匠性の高い画像切替型ホログラムとなっている。

上記の例では図２（ａ）のように観察眼を垂直方向に動かした場合に動きを伴ったホログラム画像を表示する構成となっているが、この構成に限定されず図２（ｂ）に示すように観察眼を水平方向に動かした場合や、水平と垂直方向の両方に動かした場合等適宜の方向に動かした場合を想定して動きを伴った画像を表示する構成としてもよい。このような複雑な構成とした場合でも本発明では各原画像に頁情報が付与されているので、観察者が動きを伴った画像が正しく再生されているかどうかを容易に把握できるようになっている。

本発明の画像切替型ホログラム１の種類としては、白色光あるいはレーザー光で再生する方式としては、イメージホログラム、レインボーホログラム、リップマンホログラム（体積ホログラム）等の何れも使用可能である。また画像切替型ホログラム１の記録方法としては、例えば見る方向に対応した複数の原画像を用意し、各原画像を多重記録する方法、見る方向に対応した１つの原画像を１つの層に記録し各原画像が記録された層を積層する方法、あるいは見る方向を変えて撮影した複数の原画像を合成して１枚のホログラムにホログラフィックステレオグラムとして記録する方法がある。中でも見る方向に対応した各原画像を多重記録する方法が各原画像を３次元画像にすることが可能であることから好ましく用いられる。以下に各原画像を多重記録してリップマンホログラムとして記録した画像切替型ホログラムを例に詳細について説明する。

（原画像構成と頁情報）
図３は本発明の画像切替型ホログラムに記録されている原画像構成の一例を説明する図である。図３（ａ）は３つの原画像からなる画像切替型ホログラムであり、この原画像を４から５を経て６の順番に見ることにより馬が走る動きを見ることができる。本発明の画像切替型ホログラムは、この原画像に再生順番を示す頁情報２２が形成されており、観察者はこの頁情報２２を参照することにより馬が走る画像が正しい順番で再生されているかを容易に把握でき、馬の走るホログラム画像を迷うことなく観察することができる。頁情報２２は上記のような数字に限らず、図３（ｂ）のような記号の数が変化するものや、図３（ｃ）のような矢印の延び方が変化するものを適宜用いることができる。

また図４（ａ）に示すように頁情報２２に加えて、ホログラムに記録されている原画像の構成枚数を表示する構成枚数情報２３を原画像４、５、６に共通な情報として付与することもできる。このような構成とすることにより、観察者が動きを伴った画像が正しく再生されているかどうかを容易に把握できると共に、例えば観察者がある視角で５の画像を見ている時に構成枚数情報２３を参照することにより、５の画像が馬の走る動きの途中の画像であることを容易に把握することができ、その結果観察者が動きを伴った画像を正確に捉えることができ、特徴が理解しやすいホログラムとすることができる。

また加えて図５（ａ）に示すように各原画に視線誘導情報２４を付与することもできる。このような構成にすることにより、観察者がどのように視線を動かせば動きを伴った画像が正しく表示されるのかがわかり、よりホログラムの特徴を理解し易くすることができる。視線誘導情報２４としては図５（ａ）のように矢印の画像など適宜用いることができる。

また図４（ｂ）に示すように構成枚数情報２３を１つの原画像を１単位とするメモリからなるメモリ枠体とし、このメモリ枠体をすべての原画像４、５、６に共通な情報として付与し、このメモリ枠体上に各原画像４、５、６に対応した頁情報２２を付与する構成とすることもできる。このような構成にすることにより構成枚数情報や頁情報の視覚的アピールを高めることができ、より観察者にわかり易い表示とすることができる。またこのメモリ枠体を図５（ｂ）に示すように上記視線誘導情報を兼ねるような配置にすることもでき、頁情報や構成枚数情報や視線誘導情報をコンパクトにわかり易く表示できるので好ましく用いられる。

図６（ａ）は３つの原画像からなる画像切替型ホログラムであり、この原画像を４から５を経て６の順番に見ることにより物体９が奥から手前に向かってくる動きが観察される。このような原画像には図６（ｂ）に示すように物体９の動く方向に沿ったメモリ枠体を構成枚数情報２３とし、このメモリ枠体上に各原画像４、５、６に対応した頁情報２２を付与する構成とすることもできる。このような構成とすることにより物体９の動く方向と頁情報や構成枚数情報の変化が連動しており、より観察者が理解し易く印象的な表示とすることができる。

また上記の構成は、動きを伴った画像を見るための視線を動かす方向が一方向のみの例であるが、図２でも示したように視線を垂直方向や水平方向に動かすことにより画像が変化するような構成としても良い。例えば原画像４を中心として配置し、その垂直上下方向および水平左右方向に視線を動かして画像が切り替わるような構成とした場合は、図７のように上記メモリ枠体を視線移動方向と対応させて十字状とし、このメモリ枠体上に各原画像５、６、７、８に対応した頁情報２２を付与する構成とすることもできる。このような構成とすることにより構成枚数情報２３が視線誘導情報を兼ねた機能を有し、観察者が見る順番を想起し易く、動きを伴った画像が正しく再生されているかどうかを容易に把握できるのでよりホログラムの特徴を理解し易くすることができる。

また、上記は画像数が３か４画像の例であるが、表示する画像に応じて画像数を適宜変更しても良い。画像数を多くすればより滑らかな画像変化を表示可能で意匠性を向上させることができ、また偽造防止性も向上させることができる。また本発明ではこのような複雑な構成とした場合でも各原画像に頁情報が付与されているので、観察者が動きを伴った画像が正しく再生されているかどうかを容易に把握できるようになっている。

（作製方法）
原画像を作製する方法としては、各視線方向に対応したホログラム画像形成用の模型と、頁情報が記録された原画フィルムを用意し、ホログラム画像形成用の模型とそのホログラム画像に対応した頁情報が記録された原画フィルムを重ねて原画像とする方法を用いることができる。ここで原画フィルムとしては、印刷で使用する製版フィルムやＯＨＰフィルム等を用いることができる。

次に本発明の画像切替型ホログラムを作製する方法について、各画像を多重記録しリップマンホログラムとして記録する方法を例に説明する。

まず、図８（ａ）に示すように、第１画像として記録する立体模型１０と、第１画像の再生順番を示す頁情報の原画フィルム１０Ｐを重ねて第１の原画像Ｏ₁とし、原画像Ｏ₁に面して感光材料１３を配置する。そして、その感光材料１３の第１の原画像Ｏ₁のホログラムを記録する第１の分割領域１３₁ 以外の面をマスク１４を用いて遮光する。第１の原画像Ｏ₁を所定波長のレーザ光で照明して第１の原画像Ｏ₁で散乱された物体光１５₁を感光材料１３の第１の分割領域１３₁ に入射させると共に、感光材料１３の面に入射角θで物体光１５₁と可干渉な同一光源からの平行光からなる参照光１６₁を同時に入射させ、感光材料１３の第１の分割領域１３₁ に第１の原画像Ｏ₁ のホログラムを記録する。

次いで、図８（ｂ）に示すように、感光材料１３をそのままの位置に保ち、立体模型１０ の代わりに第２画像として記録する立体模型１１ を、頁情報の原画フィルム１０Ｐの代わりに第２画像の再生順番を示す頁情報の原画フィルム１１Ｐを重ねて第２の原画像Ｏ₂とする。そして、その感光材料１３の第２の原画像Ｏ₂のホログラムを記録するための第２分割領域１３₂ を露出させそれ以外の領域を遮光するようにマスク１４を移動させる。この第２の分割領域１３₂ は第１の分割領域１３₁ に隣接して配置されている。その配置で、第２の原画像Ｏ₂を第１の原画像Ｏ₁ のホログラムを記録する際と同じ波長のレーザ光で照明して第２の原画像Ｏ₂で散乱された物体光１５₂を感光材料１２の第２の分割領域１３₂ に入射させると共に、感光材料１３の面に同じ入射角θで物体光１５₂と可干渉な同一光源からの平行光からなる参照光１６₂ を同時に入射させ、感光材料１３の第２の分割領域 １３₂に第２の原画像Ｏ₂ のホログラムを記録する。

同様にして、図８（ｃ）に示すように、感光材料１３をそのままの位置に保ち、立体模型１１ の代わりに第３画像として記録する立体模型１２ を、頁情報の原画フィルム１１Ｐの代わりに第３画像の再生順番を示す頁情報の原画フィルム１２Ｐを重ねて第３の原画像Ｏ₃とする。そして、その感光材料１３の第３の原画像Ｏ₃のホログラムを記録するための第３の分割領域１３₃ を露出させそれ以外の領域を遮光するようにマスク１４を移動させる。この第３の分割領域１３₃ は第２の分割領域１３₂ に隣接して配置されている。その配置で、第３の原画像Ｏ₃を第１、第２の原画像Ｏ₁、Ｏ₂のホログラムを記録する際と同じ波長のレーザ光で照明して第３の原画像Ｏ₃で散乱された物体光１５₃を感光材料１３の第３の分割領域１３₃ に入射させると共に、感光材料１３の面に同じ入射角θで物体光１５₃と可干渉な同一光源からの平行光からなる参照光１６₃を同時に入射させ、感光材料１３の第３の分割領域１３₃ に第３の原画像Ｏ₃のホログラムを記録する。

ここで、感光材料１３に面分割してホログラムとして記録される第１の原画像Ｏ₁と第２の原画像Ｏ₂と第３の原画像Ｏ₃の何れかあるいは全てを計算機合成ホログラム（ＣＧＨ）から再生された再生像としてもよい。

ここで、ＣＧＨとしては、特許文献３で提案されているような計算機を用いた演算により所定の記録面上に干渉縞を形成して作製するＣＧＨ、あるいは、非特許文献１に記載されたＡ．Ｗ．Ｌｏｈｍａｎｎ等の方法、Ｌｅｅの方法等で振幅と位相を記録したＣＧＨ等、公知の何れのＣＧＨでもよい。

特開２０００−２１４７５１号公報 「３次元コンファレンス‘９９−３Ｄ Image Conference’９９−」公 演論文集ＣＤ−ＲＯＭ（１９９９年６月３０日〜７月１日 工学院大学新宿校舎）、論文 「ＥＢ描画によるイメージ型バイナリＣＧＨ（３）−影面消去・陰影付けに立体感の向 上−」

以上のように面分割した各領域に別々のホログラムが記録された感光材料１３をＨ１ホログラム１３とする。ここで、感光材料１３とＨ１ホログラム１３を同じ符号１３で示す。

次いで、図９に示すように、このＨ１ホログラム１３を記録するときの参照光１６₁ 〜１６₃と反対に進む再生照明光１８を、Ｈ１ホログラム１３に対して記録のときの参照光１６₁ 〜１６₃ が入射する側とは反対側から入射させると、Ｈ１ホログラム１３の面に対して記録のときの原画像Ｏ₁ 〜Ｏ₃ の相対位置と同じ位置２１に回折光１９により第１〜第３の原画像Ｏ₁ 〜Ｏ₃ の像が再生結像される。第１〜第３の原画像Ｏ₁ 〜Ｏ₃ の位置が空間的に相互に重なっていれば、再生像も空間的に重なって結像される。これら第１〜第３の原画像Ｏ₁〜Ｏ₃ の再生像が結像される位置近傍に２段階目のＨ２ホログラム記録用感光材料１７を配置し、再生照明光１８と可干渉な同一光源からの平行光からなる参照光２０を回折光１９と反対側あるいは同じ側から任意の入射角で同時に入射させ、感光材料１７中に２段階目のＨ２ホログラムを記録する。この実施例においては、２段階目のホログラム記録用感光材料１７として、フォトポリマーを用いており、記録後の感光材料１７を後処理として加熱、紫外線照射を行い、Ｈ２ホログラム１７を作製する。ここで、感光材料１７とＨ２ホログラム１７を同じ符号１７で示す。

以上のようにして記録されたＨ２ホログラム１７は画像切替ホログラムであり、図１の画像切替ホログラムと同様に見る方向により画像が変化するホログラムであり、各原画像には再生順番を示す頁情報が記録されている。

また構成枚数情報を有する原画像を作製する方法としては、各視線方向に対応したホログラム画像形成用の原画フィルムと、頁情報が記録された原画フィルムと、構成枚数情報が記録された原画フィルムを用意し、ホログラム画像形成用の原画フィルムとそのホログラム画像に対応した頁情報が記録された原画フィルムと構成枚数情報が記録された原画フィルムを重ねて原画像とする方法を用いることができる。ここで構成枚数情報はすべての原画像で共通の画像とすることができ、頁情報が記録された原画フィルム上に構成枚数情報が記録されているものを原画フィルムとして用いることもできる。その他の作製方法の態様は上記の頁情報を有する画像切替型ホログラムの作製方法と同じであるので詳細の説明は省略する。

本発明による画像切替型ホログラムの一例を示した図。 本発明による画像切替型ホログラムの画像が切替わるための視線の移動方 向の一例を示した図。 本発明による画像切替型ホログラムの原画像と頁情報の構成の一例を示した 図。 本発明による画像切替型ホログラムの原画像と頁情報と構成枚数情報の構成 の一例を示した図。 本発明による画像切替型ホログラムの原画像と頁情報と構成枚数情報の構成 の一例を示した図。 本発明による画像切替型ホログラムの原画像と頁情報と構成枚数情報の構成 の一例を示した図。 本発明による画像切替型ホログラムの原画像と頁情報と構成枚数情報の構成 の一例を示した図。 画像切替型ホログラムを作製する際の１段階目のホログラム（Ｈ１ホログラ ム）の撮影配置を示す図 画像切替型ホログラムを作製する際の２段階目のホログラム（Ｈ２ホログラ ム）の撮影配置を示す図

符号の説明

１ 画像切替型ホログラム
２ 再生照明光
３ 回折光
４〜８：原画像
９ 物体
１０ ホログラム画像１形成用の原画フィルム
１０Ｐ ホログラム画像１の再生順番を示す頁情報形成用の原画フィルム
１１ ホログラム画像２形成用の原画フィルム
１１Ｐ ホログラム画像２の再生順番を示す頁情報形成用の原画フィルム
１２ ホログラム画像３形成用の原画フィルム
１２Ｐ ホログラム画像３の再生順番を示す頁情報形成用の原画フィルム
１３ Ｈ１ホログラム記録用感光材料（Ｈ１ホログラム）
１３₁〜１３₃ 分割領域
１４ マスク
１５₁〜１５₃ 物体光
１６₁〜１６₃ 参照光
１７ Ｈ２ホログラム記録用感光材料（Ｈ２ホログラム）
１８ 再生照明光
１９ 回折光
２０ 参照光
２１ 第１〜第３画像の模型Ｏ₁ 〜Ｏ₃ の像が再生結像される位置
２２ 頁情報
２３ 構成枚数情報
２４ 視線誘導情報

Claims (3)

1. 複数の原画像が記録されたホログラムであり、視角に応じて複数の原画像を選択的に再生して動きを伴った画像を表現可能にする画像切替型ホログラムであって、前記原画像には前記原画像の再生順番を示す頁情報が、前記原画像と同じ角度で再生されるように記録されていることを特徴とする画像切替型ホログラム。
2. 複数の原画像が記録されたホログラムであり、視角に応じて複数の原画像を選択的に再生して動きを伴った画像を表現可能にする画像切替型ホログラムであって、前記原画像には前記原画像の構成枚数を示す構成枚数情報と、前記原画像の再生順番を示す頁情報とが、前記原画像と同じ角度で再生されるように記録されていることを特徴とする画像切替型ホログラム。
3. 複数の原画像が記録されたホログラムであり、視角に応じて複数の原画像を選択的に再生して動きを伴った画像を表現可能にする画像切替型ホログラムであって、前記原画像には前記原画像の構成枚数を示す構成枚数情報と、前記原画像の再生順番を示す頁情報と、観察者の視線を誘導する視線誘導情報とが、前記原画像と同じ角度で再生されるように記録されていることを特徴とする画像切替型ホログラム。