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Description
本発明は、平滑な基材の表面に形成した微小凹凸による光散乱要素を用い、同光散乱要素により階調画像を視認可能とする表示体に関する。 The present invention relates to a display body that uses a light scattering element formed by fine irregularities formed on the surface of a smooth substrate, and allows a gradation image to be visually recognized by the light scattering element.
精密加工により基材の平滑な表面に微細な凹凸構造を形成し、表面反射の特性を変化させることにより形状やパターンを表現する手法が知られている。
例えば特許文献１は、基材表面に形成した微細条溝パターンにより異方性反射現象と呼ぶ反射光の偏り生じさせ、これを利用して平面上の画像に立体感や動感を表現する技術を開示している。
また、特許文献２は、基材表面に微細な凹凸により形成した光散乱パターンと回折格子パターンとの組み合わせにより、観察条件に応じて情報を隠蔽あるいは表示するディスプレイに関する技術を開示している。この例では、光散乱パターンで形成した画像が白色を呈する視覚効果を用いている。
A technique is known in which a fine uneven structure is formed on a smooth surface of a substrate by precision processing, and the shape and pattern are expressed by changing the surface reflection characteristics.
For example, Patent Document 1 discloses a technique for generating a three-dimensional feeling and dynamic feeling in an image on a plane by causing a deviation of reflected light called an anisotropic reflection phenomenon by a fine groove pattern formed on a substrate surface. Disclosure.
Patent Document 2 discloses a technique related to a display that conceals or displays information according to observation conditions by a combination of a light scattering pattern and a diffraction grating pattern formed by fine irregularities on a substrate surface. In this example, the visual effect that the image formed with the light scattering pattern is white is used.
このように、基材表面の微細加工により様々な視覚効果を得ることができ、したがってその用途も、意匠性を目指すものから、情報の隠蔽などセキュリティ分野までと広範である。
そこで本発明は、上記微細加工のセキュリティ分野への適用のうち、さらに情報隠蔽効果を高めるべく、微細な凹凸により形成した光散乱要素からなる画素の集合により視認可能な画像情報を表示可能とするとともに、各画素の光散乱要素の配列が隠蔽情報を形成するような表示体の提供を目的とする。
As described above, various visual effects can be obtained by microfabrication of the surface of the base material. Therefore, the uses thereof are wide ranging from those aiming at design properties to security fields such as information hiding.
Therefore, the present invention makes it possible to display visible image information by a set of pixels composed of light scattering elements formed by fine irregularities in order to further enhance the information concealment effect, among the applications of the above-described microfabrication to the security field. In addition, an object is to provide a display body in which the arrangement of light scattering elements of each pixel forms concealment information.
上記課題を解決する本発明は、微小凹凸による光散乱要素が成す光の散乱により濃淡を表わす画素の集合により、所定の画像情報を視認可能な画像として形成する表示体において、前記各々の画素中に、前記画像情報に対応する第1の光散乱要素の配列と、隠蔽情報に対応する第２の光散乱要素の配列を設けたことを特徴とする。 The present invention for solving the above problems, by a set of pixels representing the density due to scattering of light formed by the light scattering element by fine unevenness, the display body to form a predetermined image information as a visible image, in each of the pixel In addition, a first light scattering element array corresponding to the image information and a second light scattering element array corresponding to the concealment information are provided.
また、前記第２の光散乱要素は、通常の状態では視認困難な密度で画素中に配列されていることを特徴とする。
Further, the second light scattering elements are arranged in the pixel at a density that is difficult to visually recognize in a normal state .
本発明の表示体によれば、表示される画像の画素中に通常の観察条件では視認不可能な隠蔽情報が含まれているため、同隠蔽情報を読取装置で読み取り隠蔽情報を解読することにより真偽判定が可能となる。また、表示体に表示される画像は、同画像を形成する画素が光散乱要素の粗密により濃淡を表現するため、階調を持つ画像とすることができる。 According to the display body of the present invention, since the concealment information that cannot be viewed under normal viewing conditions is included in the pixels of the displayed image, the concealment information is read by reading the concealment information with a reading device. Authenticity can be determined. In addition, the image displayed on the display body can be an image having a gradation because the pixels forming the image express light and shade due to the density of the light scattering elements.
以下、図１〜３を用いて、本発明の表示体の詳細を説明する。
図１は、本発明の表示体を構成する光散乱要素の構造を示す図である。
光散乱要素とは、基材の平滑な表面に施す微小な凹状または凸状の立体構造であり、これを複数配列することにより様々な視覚効果を得ることができる。基材２１の表面に凹状の光散乱要素２５を形成した例を図１（Ａ）に、また、凸状の光散乱要素２６を形成した例を図１（Ｂ）に示す。
このような基材２１に光が照射されると、光散乱要素２５または２６により光の乱反射が生じるため、目視した際には光沢や光量などが様々に変化して知覚される。
なお、図１では、各光散乱要素がランダムに配列されているが、これに限らず格子状に規則正しく配列されてもよい。
Hereinafter, the display body of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a light scattering element constituting the display body of the present invention.
The light scattering element is a minute concave or convex three-dimensional structure applied to the smooth surface of the substrate, and various visual effects can be obtained by arranging a plurality of the light scattering elements. An example in which the concave light scattering element 25 is formed on the surface of the substrate 21 is shown in FIG. 1 (A), and an example in which the convex light scattering element 26 is formed is shown in FIG. 1 (B).
When such a base material 21 is irradiated with light, irregular reflection of light is caused by the light scattering element 25 or 26, so that the gloss and the light amount are perceived with various changes when visually observed.
In FIG. 1, the light scattering elements are randomly arranged. However, the present invention is not limited to this, and the light scattering elements may be regularly arranged in a lattice shape.
図２は、本発明の表示体の模式図である。
表示体１には表示画像１５が表示されており、１１ａ〜１１ｃに示す同画像の部分拡大像は、表示画像１５が複数の画素の集合であることを表わす。表示画像１５を構成する画素１６には光散乱要素１３が配列されており、その分布の様子を画素拡大像１２ａ〜１２ｃに示す。なお、図２の光散乱要素１３は、図1の光散乱要素２５（凹状）または２６（凸状）の何れであってもよい。
FIG. 2 is a schematic view of the display body of the present invention.
A display image 15 is displayed on the display 1, and partial enlarged images of the images shown in 11 a to 11 c indicate that the display image 15 is a set of a plurality of pixels. The light scattering elements 13 are arranged in the pixels 16 constituting the display image 15, and the state of the distribution is shown in the enlarged pixel images 12a to 12c. The light scattering element 13 in FIG. 2 may be either the light scattering element 25 (concave) or 26 (convex) in FIG.
また、光散乱要素１３は表示画像１５の階調に応じた配列としており、図1の例では、１２ａ→１２ｂ→１２ｃの順に光散乱要素１３の密度が高くなるよう構成されている。例えば、基材表面が金属光沢の鏡面であると、光散乱要素１３が配列された部分は白濁（白色）として知覚され、光散乱要素１３の密度が高くなるにつれ光の散乱度が増大し、より白く知覚される。すなわち、拡大図１２ａ〜１２ｃに示すように光散乱要素１３の密度を変化させると画素１６は階調を表現することが可能となる。 The light scattering elements 13 are arranged in accordance with the gradation of the display image 15, and in the example of FIG. 1, the light scattering elements 13 are configured so that the density of the light scattering elements 13 increases in the order of 12a → 12b → 12c. For example, when the substrate surface is a metallic gloss mirror surface, the portion where the light scattering elements 13 are arranged is perceived as white turbidity (white), and the light scattering increases as the density of the light scattering elements 13 increases. Perceived whiter. That is, as shown in the enlarged views 12a to 12c, when the density of the light scattering element 13 is changed, the pixel 16 can express gradation.
光散乱要素１３（すなわち第１の光散乱要素）は、上記のように視認可能な表示画像１５を形成するとともに、隠蔽画像も形成する。すなわち、画素拡大像１２に示すように、各画素の光散乱要素１３は、隠蔽情報を構成する光散乱要素Ｘ１３ｘ（すなわち第２の光散乱要素）と、隠蔽情報にかかわらない光散乱要素Ｙ１３ｙとで構成され、画素拡大像１２ａ〜１２ｃのように光散乱要素１３の密度が変化しても光散乱要素Ｘ１３ｘの配列は保持される。
The light scattering element 13 (that is, the first light scattering element) forms a display image 15 that is visible as described above, and also forms a concealment image. That is, as shown in the enlarged pixel image 12, the light scattering element 13 of each pixel includes a light scattering element X13x (that is, a second light scattering element) that constitutes the concealment information, and a light scattering element Y13y that is not related to the concealment information. Even if the density of the light scattering elements 13 changes as in the pixel enlarged images 12a to 12c, the arrangement of the light scattering elements X13x is maintained.
そこで、専用読み取り装置で画素１６を読み取り、光散乱要素Ｘ１３ｘを抽出すれば、隠蔽情報が解析できる。表示画像１５の何れの画素にも光散乱要素Ｘ１３ｘが含まれているため、何れの画素を読み取っても隠蔽情報が取得できる。これを真偽判定に用いれば、表示体１の真正性の判別が可能となり、表示体１は偽造防止媒体としての利用が可能となる。 Therefore, the concealment information can be analyzed by reading the pixel 16 with a dedicated reading device and extracting the light scattering element X13x. Since any pixel of the display image 15 includes the light scattering element X13x, the concealment information can be acquired by reading any pixel. If this is used for authenticity determination, the authenticity of the display body 1 can be determined, and the display body 1 can be used as a forgery prevention medium.
図３は、本発明の表示体の隠蔽情報の態様を示す図であり、図３（Ａ）は、画素中に光散乱要素がランダムに配列された態様を、また、図３（Ｂ）は光散乱要素が格子状に配列された態様を表わす。
画素１６に含まれる光散乱要素１３は、隠蔽情報を持つ光散乱要素Ｘ１３ｘと、隠蔽情報を持たない光散乱要素Ｙ１３ｙとで構成されるため、上記のように専用読み取り装置で画素１６を読み取り光散乱要素Ｘ１３ｘのみを抽出し、その配列を解析することにより隠蔽情報が解読できる。隠蔽情報は光散乱要素Ｘ１３ｘのみに含まれるため、光散乱要素Ｙ１３ｙの数や密度が変化しても隠蔽情報の解読は可能であり、したがって、図２の拡大像１１に示すように、表示画像１５の階調に応じて画素１６中の光散乱要素１３の密度を変化させることが可能となる。これにより、表示画像１５は階調を持つ画像とすることができ、また、何れの画素を取り出しても、そこに含まれる隠蔽情報を抽出することが可能となる。
なお図２および図３では、光散乱要素Ｘ１３ｘと光散乱要素Ｙ１３ｙとの差異を明示するために、それぞれ異なるハッチングを施し区別している。
FIG. 3 is a diagram showing a mode of concealment information of a display body according to the present invention. FIG. 3A shows a mode in which light scattering elements are randomly arranged in a pixel, and FIG. This represents an embodiment in which light scattering elements are arranged in a grid pattern.
Since the light scattering element 13 included in the pixel 16 includes the light scattering element X13x having concealment information and the light scattering element Y13y having no concealment information, the pixel 16 is read by the dedicated reading device as described above. The concealment information can be deciphered by extracting only the scattering element X13x and analyzing the array. Since the concealment information is included only in the light scattering element X13x, it is possible to decipher the concealment information even if the number and density of the light scattering elements Y13y change. Therefore, as shown in the enlarged image 11 in FIG. The density of the light scattering element 13 in the pixel 16 can be changed according to the 15 gradations. As a result, the display image 15 can be an image having gradation, and the concealment information contained therein can be extracted regardless of which pixel is extracted.
In FIGS. 2 and 3, in order to clarify the difference between the light scattering element X13x and the light scattering element Y13y, different hatchings are used for distinction.
上記のように、光散乱要素Ｘ１３ｘに隠蔽情報が含まれるため、光散乱要素１３を読み取り、続いて光散乱要素Ｘ１３ｘを抽出してその配列から隠蔽情報を解読することになるが、解読にあたっては、解析の手法として、個々の光散乱要素Ｘ１３ｘの位置情報（座標）を用いるもの、光散乱要素Ｘ１３ｘ相互の距離情報を用いるもの、など種々のものがある。ここでは位置情報を用いる例で以下に説明を加える。 As described above, since the concealment information is included in the light scattering element X13x, the light scattering element 13 is read, and then the light scattering element X13x is extracted and the concealment information is decoded from the array. There are various analysis methods such as those using position information (coordinates) of individual light scattering elements X13x and those using distance information between the light scattering elements X13x. Here, an example using position information will be described below.
図４は、隠蔽情報の解読の様子を示す図である。
画素１６を読み取る専用読み取り装置は、光散乱要素Ｘ１３ｘを抽出するための検出パターン１５（検出すべき位置情報の集合）を予め保持しており、読み取った光散乱要素１３と検出パターン１５とを付き合わせることにより、光散乱要素Ｙ１３ｙを除外した抽出パターン１７を得る。抽出パターン１７には、光散乱要素Ｘ１３ｘと光散乱要素を含まない空要素Ｚ１３ｚが含まれているが、空要素Ｚ１３ｚはパターンとなる実像がないため光散乱要素Ｘ１３ｘのみが残る（抽出結果１８）。
FIG. 4 is a diagram illustrating how the concealment information is decoded.
The dedicated reading device that reads the pixel 16 holds in advance a detection pattern 15 (a set of position information to be detected) for extracting the light scattering element X13x, and includes the read light scattering element 13 and the detection pattern 15. By combining them, an extraction pattern 17 excluding the light scattering element Y13y is obtained. The extraction pattern 17 includes the light scattering element X13x and the empty element Z13z that does not include the light scattering element. However, since the empty element Z13z has no real image to be a pattern, only the light scattering element X13x remains (extraction result 18). .
光散乱要素Ｘ１３ｘの配列のパターンから隠蔽されている元の情報を復元することができる。すなわち、例えば、抽出結果１８に含まれる光散乱要素Ｘ１３ｘの配列のパターンを予めＩＤ（識別要素）として登録されているパターンと照合することにより、同ＩＤに対応して紐付けされている情報を引き出すことができる。
なお、抽出パターン１７と光散乱要素Ｙ１３ｙの配列は、同じ位置で重ならぬよう配列することが好ましい。
また、図４の説明では光散乱要素が格子状に配列された例を用いたが、図３（Ａ）のように、画素中に光散乱要素がランダムに配列された場合も同様である。
The original information concealed from the pattern of the arrangement of the light scattering elements X13x can be restored. That is, for example, by collating the pattern of the array of light scattering elements X13x included in the extraction result 18 with a pattern registered in advance as an ID (identification element), information associated with the ID is obtained. It can be pulled out.
Note that the arrangement of the extraction pattern 17 and the light scattering element Y13y is preferably arranged so as not to overlap at the same position.
In the description of FIG. 4, an example in which the light scattering elements are arranged in a lattice shape is used. However, the same applies to the case where the light scattering elements are randomly arranged in the pixel as shown in FIG.
以上説明したように、本発明の表示体は、階調を持つ画像を表示するとともに、表示する画像の画素中に隠蔽情報を含むため、単なる表示体ではなく秘密情報を併せ持つ表示体とすることができる。
さらに、本発明に表示体は、光散乱要素の加工のみで階調画像と隠蔽情報とを形成するため、単一の工程での製造が可能であり、光散乱要素と回折格子を併用するような表示体に比べ製造コストの低減が可能となる。
As described above, the display body of the present invention displays an image having gradation and includes concealment information in the pixels of the image to be displayed. Therefore, the display body is not a mere display body but also a display body having secret information. Can do.
Furthermore, since the display body according to the present invention forms a gradation image and concealment information only by processing the light scattering element, it can be manufactured in a single process, and the light scattering element and the diffraction grating are used in combination. The manufacturing cost can be reduced compared to a simple display.
本発明の光散乱要素をなす微細な凹凸構造は、例えばフォトリソグラフィ技術を利用して形成することができる。すなわち、原画像から光散乱要素の元となるパターンを生成し、これを原版として平滑な金属板上にエッチングにより光散乱要素となる凹凸構造を形成することができる。これを型とし熱プレス等により樹脂シートに転写することにより、図１に示すような光散乱要素２５が得られる。さらに、光散乱要素２５が形成された表面にアルミ蒸着等により光反射層を設けることで、視覚効果はより向上する。
また、電子線加工やレーザー加工を用いれば、金属や樹脂の表面に光散乱要素の凹凸構造を直接形成することも可能である。
The fine concavo-convex structure constituting the light scattering element of the present invention can be formed using, for example, a photolithography technique. That is, it is possible to generate a pattern serving as a light scattering element from an original image and use this as an original plate to form an uneven structure serving as a light scattering element on a smooth metal plate by etching. By using this as a mold and transferring it to a resin sheet by hot pressing or the like, a light scattering element 25 as shown in FIG. 1 is obtained. Furthermore, the visual effect is further improved by providing a light reflecting layer on the surface on which the light scattering element 25 is formed by vapor deposition of aluminum or the like.
If electron beam processing or laser processing is used, it is also possible to directly form the uneven structure of the light scattering element on the surface of a metal or resin.
発明者の試行によれば、光散乱要素の１辺を０．４〜１．４μｍとして表示体を作成したところ良好な表示画像を得た。
また、基材２１としては、種々の素材の樹脂シートが利用でき、例えばポリ塩化ビニール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリ乳酸樹脂などがある。
According to the inventor's trial, when a display body was prepared with one side of the light scattering element being 0.4 to 1.4 μm, a good display image was obtained.
Moreover, as the base material 21, resin sheets of various materials can be used, and examples thereof include polyvinyl chloride resin, polyethylene terephthalate resin, polycarbonate resin, and polylactic acid resin.
１ 表示体
１１ 拡大像
１２ 画素拡大像
１３ 光散乱要素
１５ 検出パターン
１６ 画素
１７ 抽出パターン
１８ 抽出結果
２１ 基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display body 11 Enlarged image 12 Pixel enlarged image 13 Light scattering element 15 Detection pattern 16 Pixel 17 Extraction pattern 18 Extraction result 21 Base material
Claims (2)
前記各々の画素中に、前記画像情報に対応する第1の光散乱要素の配列と、隠蔽情報に対応する第２の光散乱要素の配列を設けたことを特徴とする表示体。 In a display body representing predetermined image information as a visible image by a set of pixels in which light scattering elements due to minute unevenness are arranged at a density according to gradation,
During pixel of said each first and sequence of the light scattering element, a display element, characterized in that a sequence of a second light-scattering element corresponding to the concealed information corresponding to the image information.
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