JP5605538B2 - Diffraction structure display - Google Patents

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Description

本発明は、回折構造表示体に関し、特に、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表示体に関するものである。   The present invention relates to a diffractive structure display, and more particularly to a diffractive structure display in which black and white of a display pattern is inverted or switched depending on the rotation position of the display.

預貯金用カード、クレジットカード等のカード類には、それらの真正性を保証する意味で、回折格子やホログラムが適用されていることが多い。また、模造品が出回りやすい高額商品若しくはそのケース等にも、やはりそれらの真正性を保証する意味で回折格子やホログラムが適用されていることが多い。   In many cases, a diffraction grating or a hologram is applied to a card such as a deposit / save card or a credit card in order to guarantee the authenticity thereof. In addition, diffraction gratings and holograms are often applied to expensive products or cases where counterfeit products are easily available, in order to guarantee their authenticity.

回折格子やホログラムが上記の例以外の種々の分野の物品にも適用されているのは、ホログラム等が製造若しくは複製の困難性を有しているからであり、また、外観的には干渉色を有していて目をひきやすく、意匠的にも優れており、さらに場合によっては、剥がそうとすると破壊して、他に転用できない構造とすることが可能である等のメリットを有しているからである。   The reason why diffraction gratings and holograms are applied to articles in various fields other than the above examples is because holograms and the like have difficulty in manufacturing or copying, and in appearance they are interference colors. It is easy to catch the eye and is excellent in design, and in some cases, it has the merit that it can be destroyed when trying to peel off, and it can be made a structure that can not be diverted elsewhere Because.

このようなホログラムとして、原画像のフーリエ変換像の位相情報を多値化して深さとして記録したホログラム(CGH)を用いるものが特許文献1にて提案されている。このフーリエ変換像の位相情報を多値化して深さとして記録したホログラム(CGH)は、レーザー光を当てると、原画像がスクリーン面上等に投影再生される。このホログラム(CGH)は、図11に示すように、次の(1)〜(7)の各ステップを順次行うことで得られる。
(1)まず、原画像を形成する。原画像は任意に決定された画像でよく、文字、数字、図形若しくは記号、絵画、アニメーション、又は、写真等の何れでもよい。
(2)次に、原画像からコンピュータを用いて原画像をフーリエ変換処理することにより、原画像のフーリエ変換像を作成する。
(3)振幅=1とする。
(4)フーリエ逆変換を行う。
(5)振幅を元の振幅とする(位相はそのままとする。)。
この後、(2)に戻り、「フーリエ変換→フーリエ逆変換」を繰返した後、所定の条件を満たすフーリエ変換像が得られたと判断された時点で停止する。
(6)停止後、位相データを抽出する。
(7)位相データの多値化を行って、所定の段数の深さ情報とする。
As such a hologram, Patent Document 1 proposes a hologram (CGH) in which phase information of a Fourier transform image of an original image is multivalued and recorded as a depth. A hologram (CGH) in which the phase information of the Fourier transform image is multi-valued and recorded as a depth is projected and reproduced on a screen surface or the like when a laser beam is applied. As shown in FIG. 11, the hologram (CGH) is obtained by sequentially performing the following steps (1) to (7).
(1) First, an original image is formed. The original image may be an arbitrarily determined image, and may be any of letters, numbers, figures or symbols, paintings, animations, photographs, and the like.
(2) Next, a Fourier transform image of the original image is created by subjecting the original image to a Fourier transform process using the computer.
(3) Amplitude = 1.
(4) Perform inverse Fourier transform.
(5) The amplitude is set to the original amplitude (the phase is left as it is).
Thereafter, returning to (2), after repeating “Fourier transform → Fourier inverse transform”, it stops when it is determined that a Fourier transform image satisfying a predetermined condition has been obtained.
(6) After stopping, extract phase data.
(7) The phase data is multivalued to obtain depth information of a predetermined number of steps.

原画像に基づく位相データの多値化は、例えば、2値化、4値化、8値化、若しくは、16値化等であり得る。   Multi-leveling of phase data based on the original image can be, for example, binarization, quaternarization, octarization, or 16-value conversion.

一方、方向の揃った複数の直線状の凸部又は凹部からなり、その方向が互いに異なる複数の光散乱能異方性を持つ領域からなるものが特許文献2にて提案されている。図12に示すように、数字“9”の文字領域20aとその数字“9”を囲む領域20bとでは、平行に並ぶ多数の直線状の凸部又は凹部の方向が相互に直交しており、各領域の凸部又は凹部の方向に直交する方向から見ると、その領域は周囲光の散乱のため相対的に白色に見え、その凸部又は凹部の方向から見るとその方向には周囲光が散乱されないため相対的に黒色に見える。したがって、図12の場合、右上乃至左下方向から見ると、文字領域20aが白色に、囲む領域20bが黒色に見える。それと直交する左上乃至右下方向から見ると、白黒が反転して、文字領域20aが黒色に、囲む領域20bが白色に見える。   On the other hand, Patent Literature 2 proposes a plurality of regions having a plurality of linear convex portions or concave portions having the same direction and having a plurality of light scattering ability anisotropies having different directions. As shown in FIG. 12, in the character region 20a of the number “9” and the region 20b surrounding the number “9”, the directions of a large number of linear convex portions or concave portions arranged in parallel are orthogonal to each other. When viewed from the direction perpendicular to the direction of the convex portion or concave portion of each region, the region appears to be relatively white due to scattering of ambient light, and when viewed from the direction of the convex portion or concave portion, ambient light is present in that direction. Since it is not scattered, it looks relatively black. Therefore, in the case of FIG. 12, when viewed from the upper right to the lower left, the character region 20a appears white and the surrounding region 20b appears black. When viewed from the upper left or lower right direction orthogonal thereto, the black and white are reversed, and the character region 20a appears black and the surrounding region 20b appears white.

特開2003−122233号公報JP 2003-122233 A 特開2008−107472号公報JP 2008-107472 A

特許文献1のホログラム(CGH)も、特許文献2の光散乱能異方性を持つ媒体も偽造防止用の記録体あるいは表示体として用いられるものであったが、特許文献1の場合はその記録体に意匠性、装飾性あるいは視覚効果の点から必ずしも十分なものではなかった。他方、特許文献2の表示体の場合、見る方向により表示パターンが白黒反転するだけで、表示パターンの切り換わり等の変化が少なく意匠性、装飾性あるいは視覚効果の点から必ずしも十分なものではなかった。   Both the hologram (CGH) of Patent Document 1 and the medium having the light scattering ability anisotropy of Patent Document 2 are used as a forgery-preventing recording body or display body. It was not always sufficient in terms of design, decoration, and visual effects on the body. On the other hand, in the case of the display body of Patent Document 2, only the display pattern is reversed in black and white depending on the viewing direction, and there is little change such as switching of the display pattern, which is not necessarily sufficient in terms of design, decoration, or visual effect. It was.

本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、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り、意匠性、装飾性、視覚効果が高く、偽造防止効果の高い回折構造表示体を提供することである。   The present invention has been made in view of such a situation in the prior art, and the purpose thereof is to invert or switch the display pattern depending on the rotation position of the display body, and has high designability, decorativeness, and visual effect. Another object is to provide a diffractive structure display body having a high anti-counterfeit effect.

上記目的を達成する本発明の回折構造表示体は、表示体の表示面の中心を通り表示面に沿った相互に直交する2つの座標軸を定義し、表示面に垂直に入射する光を第1の座標軸の正方向に成分を有して回折、散乱する第1の回折構造からなる第1のパターン領域と、第1の座標軸の負方向に成分を有して回折、散乱する第2の回折構造からなる第2のパターン領域と、第2の座標軸方向に成分を有して回折、散乱する第3の回折構造からなる第3のパターン領域とが並列されて配置されてなることを特徴とするものである。   The diffractive structure display body of the present invention that achieves the above object defines two coordinate axes that pass through the center of the display surface of the display body and that are orthogonal to each other along the display surface. A first pattern region comprising a first diffractive structure that diffracts and scatters with a component in the positive direction of the first coordinate axis, and a second diffraction that diffracts and scatters with a component in the negative direction of the first coordinate axis. A second pattern region comprising a structure and a third pattern region comprising a third diffraction structure having a component in the second coordinate axis direction and diffracting and scattering are arranged in parallel. To do.

この場合、前記第1の回折構造が、画像面上の中心を通る第1の座標軸の正方向の位置に第1の画像が配置されてなる原画像のフーリエ変換像の位相情報を位相データを3値化以上の多値化をして深さとして記録したホログラムからなり、前記第2の回折構造が、画像面上の中心を通る第1の座標軸の負方向の位置に第2の画像が配置されてなる原画像のフーリエ変換像の位相情報を位相データを3値化以上の多値化をして深さとして記録したホログラムからなるものとすることができる。   In this case, the phase information of the Fourier transform image of the original image in which the first image is arranged at a position in the positive direction of the first coordinate axis passing through the center on the image plane is used as the phase information. It consists of a hologram recorded as a depth by multi-value quantization more than ternarization, and the second diffractive structure has a second image at a position in the negative direction of the first coordinate axis passing through the center on the image plane. The phase information of the Fourier transform image of the arranged original image can be composed of a hologram in which phase data is multivalued not less than three values and recorded as a depth.

あるいは、前記第1の回折構造が、表示面に垂直に入射する光を第1の座標軸の正方向に成分を有して回折、散乱するブレーズド回折格子からなり、前記第2の回折構造が、表示面に垂直に入射する光を第1の座標軸の負方向に成分を有して回折、散乱するブレーズド回折格子からなるものとしてもよい。   Alternatively, the first diffractive structure comprises a blazed diffraction grating that diffracts and scatters light incident perpendicularly to the display surface with a component in the positive direction of the first coordinate axis, and the second diffractive structure includes: It may be composed of a blazed diffraction grating that diffracts and scatters light incident perpendicularly to the display surface with a component in the negative direction of the first coordinate axis.

また、前記第3の回折構造は、画像面上の中心を通る第2の座標軸の正方向又は負方向の位置に第3の画像が配置されてなる原画像のフーリエ変換像の位相情報を2値以上の多値化をして深さとして記録したホログラムから構成してもよく、あるいは、表示面に垂直に入射する光を第2の座標軸に直交する両側へ散乱する回折格子又は光散乱能異方性散乱体から構成してもよい。   In addition, the third diffractive structure uses the phase information of the Fourier transform image of the original image in which the third image is arranged in the positive or negative position of the second coordinate axis passing through the center on the image plane. A diffraction grating or a light scattering ability that scatters light incident perpendicularly to the display surface to both sides orthogonal to the second coordinate axis may be composed of a hologram that has been recorded in depth as a multivalued value. You may comprise from an anisotropic scatterer.

本発明の回折構造表示体は、前記第1のパターン領域と前記第2のパターン領域と前記第3のパターン領域とが並列してなる表示体部分の周囲に密にあるいは離して別の回折格子からなる表示領域、別のレリーフホログラムからなる表示領域の少なくとも一方が配置されているものとしてもよい。   The diffractive structure display of the present invention has another diffraction grating densely or separated from the periphery of the display body portion in which the first pattern region, the second pattern region, and the third pattern region are arranged in parallel. It is also possible that at least one of a display area consisting of and a display area consisting of another relief hologram is arranged.

本発明によると、表示体を正立状態からその法線を中心に90°、180°回転させると、3つの回折構造のパターンが各々白黒が反転して見え、全体として見た場合に各回転位置で異なったパターンに切り換わって見え、意匠性、装飾性、視覚効果の高いものとなる。また、その回折構造の少なくとも1つをホログラムで構成することで、レーザー光を照射することで真贋判定情報を再生することができ、意匠性、装飾性、視覚効果を備えながら、高い偽造防止効果を達成することができる。   According to the present invention, when the display body is rotated 90 ° and 180 ° around its normal from the upright state, the patterns of the three diffractive structures appear to be reversed in black and white, and each rotation when viewed as a whole It looks as if it is switched to a different pattern depending on the position, and it has high design, decoration, and visual effects. In addition, since at least one of the diffractive structures is composed of a hologram, it is possible to reproduce the authentication information by irradiating laser light, and it has a high anti-counterfeiting effect while providing design, decoration, and visual effects. Can be achieved.

原画像として点光源を用いる場合のフーリエ変換像の位相情報を多値化して深さとして記録するホログラムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the hologram which multi-values the phase information of the Fourier-transform image in the case of using a point light source as an original image, and records it as depth. 本発明の回折構造表示体に用いるホログラムの1つの実例を示す図である。It is a figure which shows one example of the hologram used for the diffraction structure display body of this invention. 本発明の回折構造表示体に用いるホログラムの他の実例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the hologram used for the diffraction structure display body of this invention. 本発明の回折構造表示体に用いるホログラムの他の実例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the hologram used for the diffraction structure display body of this invention. 本発明による回折構造表示体を作製順に従って説明するための図である。It is a figure for demonstrating the diffraction structure display body by this invention according to preparation order. ホログラムの代わりに回折格子を用いる場合の図5と同様の図である。FIG. 6 is a view similar to FIG. 5 when a diffraction grating is used instead of the hologram. 本発明による回折構造表示体の1つの実施例の配置を示すための図である。It is a figure for showing arrangement of one example of a diffraction structure display object by the present invention. 図7の回折構造表示体を回転させた場合に白黒反転してパターンが切り換わる様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that black and white inversion is carried out and a pattern switches when the diffraction structure display body of FIG. 7 is rotated. 本発明による回折構造表示体の真正性を確認するための配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning for confirming the authenticity of the diffraction structure display body by this invention. 原画像面上において画像が配置可能な領域を示す図である。It is a figure which shows the area | region which can arrange | position an image on an original image surface. 公知の原画像のフーリエ変換像の位相情報を多値化して深さとして記録したホログラムの作製手順を示す図である。It is a figure which shows the preparation procedure of the hologram which multi-valued the phase information of the Fourier-transform image of a well-known original image, and was recorded as depth. 公知の複数の光散乱能異方性を持つ領域からなり、白黒が反転して見える表示体を示す図である。It is a figure which shows the display body which consists of a well-known area | region with several light scattering ability anisotropy, and appears to reverse black and white.

以下、本発明の回折構造表示体の実施例の説明をその原理の説明に基づいて行う。   Hereinafter, embodiments of the diffractive structure display body of the present invention will be described based on the principle description.

図1は、原画像として点光源を用いる場合のフーリエ変換像の位相情報を多値化して深さとして記録するホログラム(CGH)を説明するための図であり、正レンズのフーリエ変換作用を用いて説明する。   FIG. 1 is a diagram for explaining a hologram (CGH) in which phase information of a Fourier transform image in a case where a point light source is used as an original image and recorded as a depth, and using a Fourier transform action of a positive lens. I will explain.

焦点距離fの正レンズLの前側焦点Fを通り光軸に直交する平面を原画像面とし、正レンズLの後側焦点を通り光軸に直交する平面をホログラム面Hとする。正レンズLの光軸を水平方向にとり、原画像面上の光軸に直交する水平方向にx軸、垂直方向にy軸、ホログラム面H上の光軸に直交する水平方向にp軸、垂直方向にq軸をとる。原画像面上のy軸上の光軸(原点)から負方向に離れた位置に点光源Pが位置しているとき、すなわち、原画像として、原画像面の中心から垂直方向に外れた位置に点光源Pが位置している画像のフーリエ変換像を考える。点光源Pから出た球面波は正レンズLで平面波に変換され、点光源Pと正レンズLの中心を通る直線方向に進む平面波となってホログラム面Hに入射する。図1(a)は平面図、図1(b)は側面図であり、正レンズLで平面波に変換された光束の等位相面Sは、平面図でみたとき、ホログラム面Hに平行になってホログラム面に入射し、側面図でみたとき、ホログラム面Hに対して角度をなして入射する。そのため、ホログラム面Hに記録されるこの点光源Pのフーリエ変換像の等位相位置(等位相面Sとホログラム面Hの交差点(線))は、水平方向(p方向)に延びる平行線となる。等位相位置として、例えば位相π及びその奇数倍の位置を最も深い位置とし、2π及びその整数倍の位置を最も高い位置としとする場合、最も高い位置の分布はホログラム面H上で水平方向(p方向)に延びる等間隔の平行線(干渉縞)となる。点光源Pがy軸上の原点から正方向にずれている場合も同様である。   A plane passing through the front focal point F of the positive lens L at the focal length f and orthogonal to the optical axis is defined as the original image plane, and a plane passing through the rear focal point of the positive lens L and orthogonal to the optical axis is defined as the hologram surface H. The optical axis of the positive lens L is taken in the horizontal direction, the x-axis in the horizontal direction orthogonal to the optical axis on the original image plane, the y-axis in the vertical direction, the p-axis in the horizontal direction perpendicular to the optical axis on the hologram surface H, and the vertical Take q-axis in direction. When the point light source P is located at a position away from the optical axis (origin) on the y-axis on the original image plane in the negative direction, that is, as the original image, a position deviated from the center of the original image plane in the vertical direction. Consider a Fourier transform image of an image where the point light source P is located. The spherical wave emitted from the point light source P is converted into a plane wave by the positive lens L, and enters the hologram surface H as a plane wave traveling in a linear direction passing through the center of the point light source P and the positive lens L. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a side view. The equiphase surface S of the light beam converted into a plane wave by the positive lens L is parallel to the hologram surface H when viewed from the plan view. Then, the light enters the hologram surface and enters the hologram surface H at an angle when viewed from a side view. Therefore, the equiphase position (intersection (line) between the equiphase surface S and the hologram surface H) of the Fourier transform image of the point light source P recorded on the hologram surface H is a parallel line extending in the horizontal direction (p direction). . As the equiphase position, for example, when the position of phase π and its odd multiple is the deepest position, and the position of 2π and its integral multiple is the highest position, the distribution of the highest position is the horizontal direction on the hologram surface H ( Equally spaced parallel lines (interference fringes) extending in the (p direction). The same applies when the point light source P is displaced in the positive direction from the origin on the y-axis.

この検討から分かることは、原画像面上の中心から所定方向(上記の例ではy軸方向)に点光源Pがずれて位置していると、そのフーリエ変換像の等位相線(干渉縞)はそのずれ方向と直交する方向(上記の例ではp軸方向)に延びる直線となることである。   It can be understood from this examination that if the point light source P is located in a predetermined direction (y-axis direction in the above example) from the center on the original image plane, the isophase lines (interference fringes) of the Fourier transform image are obtained. Is a straight line extending in a direction orthogonal to the direction of deviation (p-axis direction in the above example).

原画像は通常点光源Pではないが、点光源Pの集合と考えることができるので、原画像面上の中心から所定方向を挟んで両側に原画像面上の中心からずれて配置された原画像のフーリエ変換像は、その所定方向と直交する方向に平行な等位相線とその所定方向と直交する方向に小さな角度をなして延びる等位相線とを多数重畳したものとなる。   Although the original image is not usually a point light source P, it can be considered as a set of point light sources P. Therefore, the original image is arranged on both sides of the original image plane so as to be shifted from the center on the original image plane across a predetermined direction. The Fourier transform image of an image is formed by superimposing a number of equiphase lines parallel to a direction orthogonal to the predetermined direction and isophase lines extending at a small angle in the direction orthogonal to the predetermined direction.

図2は1つの実例を示す図であり、(a)は原画像、(b)はフーリエ変換像を示す図であり、原画像は原画像面の中心から垂直上方向(+y方向)の外れた位置に文字“D”が位置しているもので、その原画像のフーリエ変換像は、等位相線(干渉縞)Bが水平方向(p方向)に略向くように分布しているものであることが分かる。   FIGS. 2A and 2B are diagrams showing one actual example, where FIG. 2A is an original image, and FIG. 2B is a diagram showing a Fourier transform image. The original image deviates vertically from the center of the original image plane (+ y direction). The character “D” is located at the position where the Fourier transform image of the original image is distributed so that the equiphase lines (interference fringes) B are substantially directed in the horizontal direction (p direction). I understand that there is.

このように、画像面の中心から所定方向の外れた位置に原画像が位置している原画像のフーリエ変換像は、等位相線(干渉縞)Bがその所定と直交する方向(特定方向)あるいはその直交する方向に対して小さな角度をなして延びるものとなる。   In this way, the Fourier transform image of the original image in which the original image is located at a position deviating from the center of the image plane is a direction (specific direction) in which the equiphase lines (interference fringes) B are orthogonal to the predetermined. Alternatively, it extends at a small angle with respect to the orthogonal direction.

このような位相像の記録媒体(ホログラム(CGH))は、その特定方向に並列して延びる曲線状の多数の凸部又は凹部Bからなるものであり、図2(b)の実施例で言えば、ホログラム(CGH)の前面から入射した光をその曲線状の凸部又は凹部Bに直交する方向、すなわち、±q方向に散乱する光散乱能異方性を持つものとなる(特許文献2)。   Such a phase image recording medium (hologram (CGH)) is composed of a large number of curved convex portions or concave portions B extending in parallel in a specific direction, and can be said in the embodiment of FIG. For example, light incident from the front surface of the hologram (CGH) has a light scattering ability anisotropy that scatters in a direction orthogonal to the curved convex portion or concave portion B, that is, in the ± q direction (Patent Document 2). ).

ただし、後で説明するように、ホログラム(CGH)に位相を記録する際に位相データの多値化を2値化ではなく、それ以上の3値化、4値化、8値化、16値化等を行うと、記録される等位相線(干渉縞)Bはブレーズド化され、図2の実施例の場合で言えば、原画像“D”の偏り方向である+q方向に大部分の周囲光が散乱する特性になる。   However, as will be described later, when recording a phase on a hologram (CGH), multi-leveling of phase data is not binarized, but more than three values, four values, eight values, 16 values. In the case of the embodiment of FIG. 2, the recorded equiphase lines (interference fringes) B are blazed, and in the case of the embodiment of FIG. The light is scattered.

図3は他の実例を示す図であり、(a)は原画像、(b)はフーリエ変換像を示す図であり、原画像は原画像面の中心から垂直下方向(−y方向)の外れた位置に文字“GENUINE”が位置しているもので、その原画像のフーリエ変換像は、図2の場合と同様に、等位相線(干渉縞)Bが水平方向(p方向)に略向くように分布しているものであることが分かる。   FIG. 3 is a diagram showing another example, where (a) is an original image, (b) is a diagram showing a Fourier transform image, and the original image is vertically downward (−y direction) from the center of the original image plane. The character “GENUINE” is located at a deviated position, and the Fourier transform image of the original image has an equiphase line (interference fringe) B substantially in the horizontal direction (p direction) as in the case of FIG. It can be seen that they are distributed so as to face.

この場合も、ホログラム(CGH)に位相を記録する際に位相データの多値化は、3値化、4値化、8値化、16値化等を行うことで、記録される等位相線(干渉縞)Bはブレーズド化され、原画像“GENUINE”の偏り方向である−q方向に大部分の周囲光が散乱する特性になる。   Also in this case, when phase is recorded in the hologram (CGH), the phase data is converted into multi-values by performing ternarization, quaternarization, octarization, 16-value conversion, etc. (Interference fringes) B is blazed and has a characteristic that most of the ambient light is scattered in the −q direction, which is the bias direction of the original image “GENUINE”.

図4はもう1つの実例を示す図であり、(a)は原画像、(b)はフーリエ変換像を示す図であり、原画像は原画像面の中心から水平左方向(+x方向)の外れた位置に文字“OK”が位置しているもので、その原画像のフーリエ変換像は、今度は等位相線(干渉縞)Bが垂直方向(q方向)に略向くように分布しているものであることが分かる。   FIG. 4 is a diagram showing another example, (a) is an original image, (b) is a diagram showing a Fourier transform image, and the original image is in the horizontal left direction (+ x direction) from the center of the original image plane. The character “OK” is located at an off position, and the Fourier transform image of the original image is now distributed so that the equiphase lines (interference fringes) B are substantially directed in the vertical direction (q direction). You can see that it is.

ただし、図4の場合は、ホログラム(CGH)に位相を記録する際に位相データの多値化は2値化とする。こうすると、記録される等位相線(干渉縞)Bはブレーズド化されず、原画像“OK”の偏り方向に沿った±p方向に大部分の周囲光が散乱する特性になる。   However, in the case of FIG. 4, the phase data is binarized when the phase is recorded on the hologram (CGH). In this way, the recorded equiphase lines (interference fringes) B are not blazed and have a characteristic that most of the ambient light scatters in the ± p direction along the bias direction of the original image “OK”.

このように、画像面の中心から所定方向の外れた位置に原画像が位置している原画像の
フーリエ変換像は、等位相線(干渉縞)Bがその所定方向と直交する方向(特定方向)あるいはその直交する方向に対して小さな角度をなして延びるものとなる。
Thus, the Fourier transform image of the original image in which the original image is located at a position deviating from the center of the image plane is a direction (specific direction) in which the equiphase lines (interference fringes) B are orthogonal to the predetermined direction. ) Or extending at a small angle with respect to the orthogonal direction.

このような位相像の記録媒体(ホログラム(CGH))は、その特定方向に並列して延びる曲線状の多数の凸部又は凹部Bからなるものであり、図2の実施例で言えば、ホログラム(CGH)の前面から入射した光をその曲線状の凸部又は凹部Bに直交する方向、すなわち、±q方向に散乱する光散乱能異方性を持つものとなる(特許文献2)。図3、図4の実施例の場合も同様である。   Such a phase image recording medium (hologram (CGH)) is composed of a large number of curved convex portions or concave portions B extending in parallel in a specific direction. In the embodiment of FIG. Light incident from the front surface of (CGH) has light scattering ability anisotropy that scatters in a direction orthogonal to the curved convex portion or concave portion B, that is, in the ± q direction (Patent Document 2). The same applies to the embodiments of FIGS.

ただし、後で説明するように、ホログラム(CGH)に位相を記録する際に位相データの多値化を2値化ではなく、それ以上の3値化、4値化、8値化、16値化等を行うと、記録される等位相線(干渉縞)Bはブレーズド化され、図2の実施例の場合で言えば、原画像“D”の偏り方向である+q方向に大部分の周囲光が散乱する特性になり、図3の実施例の場合で言えば、原画像“GENUINE”の偏り方向である−q方向に大部分の周囲光が散乱する特性になる。なお、図4の実施例の場合は位相データを2値化しているため、原画像“OK”の偏り方向だけでなく、その反対方向にも、すなわち、±p方向に大部分の周囲光が散乱する特性になる。   However, as will be described later, when recording a phase on a hologram (CGH), multi-leveling of phase data is not binarized, but more than three values, four values, eight values, 16 values. In the case of the embodiment of FIG. 2, the recorded equiphase lines (interference fringes) B are blazed, and in the case of the embodiment of FIG. In the case of the embodiment of FIG. 3, the characteristic is that most of the ambient light is scattered in the −q direction, which is the bias direction of the original image “GENUINE”. In the case of the embodiment of FIG. 4, since the phase data is binarized, most of the ambient light is not only in the bias direction of the original image “OK” but also in the opposite direction, that is, in the ± p direction. It becomes a scattering characteristic.

なお、図1のように、画像面の中心から所定方向の外れた位置に点光源Pがある場合は、上記したように、等位相線(干渉縞)Bがその外れた方向と直交する方向に延びる等間隔の平行線となり、その位相データを3値化以上の多値化すると、ブレーズド化された回折格子(ブレーズド回折格子)と同じになる。また、2値化の場合は単純な(ブレーズド化されていない)回折格子と同じになる。   As shown in FIG. 1, when the point light source P is located at a position deviating from the center of the image plane in a predetermined direction, the isophase line (interference fringe) B is perpendicular to the deviating direction as described above. If the phase data is converted into multi-values that are ternary or higher, it becomes the same as a blazed diffraction grating (blazed diffraction grating). In the case of binarization, it is the same as a simple (not blazed) diffraction grating.

次に、図2〜図4のような3つのホログラム(CGH)を作製順に従って説明する。図5(a)/(1)、(b)/(1)、(c)/(1)に示すように、それぞれ図2(a)、図3(a)、図4(a)に示すような原画像を用意する。すなわり、図5(a)/(1)の原画像12は、原画像面11の中心Oから垂直上方向(+y方向)の外れた位置に文字“D”が位置しているものであり、図5(b)/(1)の原画像22は、原画像面21の中心Oから垂直下方向(−y方向)の外れた位置に上下反転した文字“GENUINE”が位置しているものであり、図5(c)/(1)の原画像32は、原画像面31の中心Oから水平左方向(+x方向)の外れた位置に文字“OK”が位置しているものである。   Next, three holograms (CGH) as shown in FIGS. As shown in FIGS. 5 (a) / (1), (b) / (1), (c) / (1), they are shown in FIGS. 2 (a), 3 (a), and 4 (a), respectively. Prepare an original image like this. In other words, the original image 12 in FIGS. 5A and 5A has the character “D” positioned at a position deviated vertically upward (+ y direction) from the center O of the original image plane 11. Yes, in the original image 22 of FIGS. 5B / 5A, the vertically inverted character “GENUINE” is located at a position deviated vertically downward (−y direction) from the center O of the original image plane 21. The original image 32 in FIG. 5C / (1) is the one in which the character “OK” is located at a position off the center O of the original image plane 31 in the horizontal left direction (+ x direction). is there.

それぞれの原画像面11、21、31を特許文献1の(1)〜(6)と同様にしてフーリエ変換したフーリエ変換像13、23、33は、それぞれ図5(a)/(2)、(b)/(2)、(c)/(2)に示すようにな位相データを持つもので、曲線は等位相線を模型的に示しているが、原画像12、22、32に対してそれぞれ図2(b)、図3(b)、図4(b)のような等位相線Bが分布したものである。そして、それぞれのフーリエ変換像13、23、33を、特許文献1の(7)のように行うことで、それぞれ図5(a)/(3)、(b)/(3)、(c)/(3)に示すようにな位相データを図5(a)/(3)、(b)/(3)の場合は3値以上の多値化したホログラム(CGH)14、24を、図5(c)/(3)の場合は2値化したホログラム(CGH)34が得られる。   Fourier transform images 13, 23, and 33 obtained by performing Fourier transform on the original image surfaces 11, 21, and 31 in the same manner as in (1) to (6) of Patent Document 1 are shown in FIGS. 5 (a) / (2), (B) / (2) and (c) / (2) have phase data as shown, and the curve schematically shows isophase lines. FIG. 2 (b), FIG. 3 (b), and FIG. And by performing each Fourier-transform image 13,23,33 like (7) of patent document 1, FIG. 5 (a) / (3), (b) / (3), (c), respectively. In the case of FIGS. 5 (a) / (3) and (b) / (3), multi-valued holograms (CGH) 14 and 24 having three or more values are shown in FIG. In the case of 5 (c) / (3), a binarized hologram (CGH) 34 is obtained.

図5(a)/(4)、(b)/(4)はぞれぞれホログラム(CGH)14、24のq軸に平行な直線A−A’に沿って取った断面図を模式的に示す図であり、図5(c)/(4)はホログラム(CGH)34のp軸に平行な直線C−C’に沿って取った断面図を模式的に示す図であり、ホログラム(CGH)14、24の位相分布を示す等位相線Bの断面形状は、各々の凸部の断面が鋸歯状をしており、このホログラム(CGH)14、24を透過型で使用する場合も、レリーフ面等に反射コーテングを施して反射型で使用する場合も、断面鋸歯状面の斜面が屈折面あるいは反射面として作用し、回折格子のブレーズド
面と同様に回折光あるいは散乱光を特定方向に集中させる作用を持つようになり、図4(a)/(3)、(4)のホログラム(CGH)14は、正面から入射した光を原画像12側である+q方向に偏って散乱するか、+qの斜め方向から入射した光を正面方向に散乱する。他方、図4(b)/(3)、(4)のホログラム(CGH)24は、正面から入射した光を原画像22側である−q方向に偏って散乱するか、−qの斜め方向から入射した光を正面方向に散乱するものとなる。また、ホログラム(CGH)34の位相分布を示す等位相線Bの断面形状は、凸部の断面が矩形波状をしており、このホログラム(CGH)34を透過型で使用する場合も、レリーフ面等に反射コーテングを施して反射型で使用する場合も、等位相線Bに直交する両側に回折光あるいは散乱光を集中させる作用を持つようになり、図5(c)/(3)、(4)のホログラム(CGH)34は、正面から入射した光を±p方向に散乱するか、±pの斜め方向から入射した光を正面方向に散乱するものとなる。
5 (a) / (4) and (b) / (4) are schematic sectional views taken along a straight line AA ′ parallel to the q-axis of the holograms (CGH) 14 and 24, respectively. 5 (c) / (4) are diagrams schematically showing a sectional view taken along a line CC ′ parallel to the p-axis of the hologram (CGH) 34, and FIG. The cross-sectional shape of the equiphase line B indicating the phase distribution of (CGH) 14 and 24 has a sawtooth shape in the cross section of each convex portion. Even when this hologram (CGH) 14 and 24 is used in a transmission type, When a reflective surface is used with a reflective coating, the slope of the sawtooth cross section acts as a refracting or reflecting surface, and diffracted or scattered light is directed in a specific direction in the same way as a blazed surface of a diffraction grating. The hologram shown in FIGS. 4 (a) / (3) and (4). (CGH) 14, either scatter disproportionately light incident from the front + q direction is the original image 12 side scatter light incident from the oblique direction of + q in the front direction. On the other hand, the hologram (CGH) 24 shown in FIGS. 4 (b) / (3) and (4) scatters light incident from the front side in the -q direction on the original image 22 side, or scatters in the -q oblique direction. The light incident from the side is scattered in the front direction. Further, the cross-sectional shape of the equiphase line B indicating the phase distribution of the hologram (CGH) 34 is such that the cross section of the convex portion has a rectangular wave shape, and even when this hologram (CGH) 34 is used as a transmission type, the relief surface Also, when a reflective coating is used with a reflection coating, etc., diffracted light or scattered light is concentrated on both sides orthogonal to the equiphase line B, and FIG. 5 (c) / (3), ( The hologram (CGH) 34 of 4) scatters light incident from the front in the ± p direction or scatters light incident from the ± p oblique direction in the front direction.

なお、原画像12が原画像面11の中心Oから垂直上方向(+y方向)の外れた位置にある点光源の場合は、上記のようなフーリエ変換、位相データの多値化をしなくとも、断面が図6(a)/(2)(図5(a)/(4)と同じ)に示したような鋸歯状で、格子の方向が図6(a)/(1)に示したように水平方向(p方向)に伸びるブレーズド回折格子14となり、同様に、原画像22が原画像面21の中心Oから垂直下方向(−y方向)の外れた位置に点光源の場合は、上記のようなフーリエ変換、位相データの多値化をしなくとも、断面が図6(b)/(2)(図5(b)/(4)と同じ)に示したような鋸歯状で、格子の方向が図6(b)/(1)に示したように水平方向(p方向)に伸びるブレーズド回折格子24となり、原画像32が原画像面31の中心Oから水平左方向(+x方向)の外れた位置に点光源の場合は、上記のようなフーリエ変換、位相データの多値化をしなくとも、断面が図6(c)/(2)(図5(c)/(4)と同じ)に示したような矩形波状で、格子の方向が図6(c)/(1)に示したように垂直方向(q方向)に伸びる単純な(ブレーズド化されていない)回折格子34となる。   Note that in the case of a point light source in which the original image 12 is located at a position deviated from the center O of the original image surface 11 in the vertical upward direction (+ y direction), the above-described Fourier transform and multi-value phase data are not required. The cross section is serrated as shown in FIGS. 6 (a) / (2) (same as FIGS. 5 (a) / (4)), and the direction of the lattice is shown in FIGS. 6 (a) / (1). Thus, in the case of the point light source, the blazed diffraction grating 14 extends in the horizontal direction (p direction), and similarly, the original image 22 is located at a position deviated from the center O of the original image plane 21 in the vertical downward direction (−y direction). Even if the Fourier transform and the phase data are not multi-valued as described above, the cross section has a sawtooth shape as shown in FIG. 6 (b) / (2) (same as FIG. 5 (b) / (4)). As shown in FIG. 6 (b) / (1), the direction of the grating becomes a blazed diffraction grating 24 extending in the horizontal direction (p direction). In the case where the point light source 32 is located at a position deviated from the center O of the original image plane 31 in the horizontal left direction (+ x direction), the cross section is as shown in FIG. 6 without performing the Fourier transform and the multi-level phase data as described above. (C) / (2) (same as FIG. 5 (c) / (4)), and the direction of the grating is vertical (as shown in FIG. 6 (c) / (1)). The diffraction grating 34 is simple (not blazed) extending in the q direction.

このようなブレーズド回折格子14も、ホログラム(CGH)14と同様に、正面から入射した光を+q方向に偏って散乱するか、+qの斜め方向から入射した光を正面方向に散乱するものである。また、ブレーズド回折格子24も、ホログラム(CGH)24と同様に、正面から入射した光を−q方向に偏って散乱するか、−qの斜め方向から入射した光を正面方向に散乱するものである。また、ブレーズド化されていない回折格子34も、ホログラム(CGH)34と同様に、正面から入射した光を±p方向に散乱するか、±pの斜め方向から入射した光を正面方向に散乱するものである。   Similar to the hologram (CGH) 14, such a blazed diffraction grating 14 also scatters light incident from the front side biased in the + q direction or scatters light incident from the oblique direction of + q in the front direction. . Similarly to the hologram (CGH) 24, the blazed diffraction grating 24 also scatters light incident from the front side biased in the -q direction, or scatters light incident from an oblique direction of -q in the front direction. is there. Similarly to the hologram (CGH) 34, the non-blazed diffraction grating 34 also scatters light incident from the front in the ± p direction, or scatters light incident from the ± p oblique direction in the front direction. Is.

そこで、例えば図7に示すように、表示体の並列する3つのパターン領域、文字“A”の内側領域41、文字“B”の内側領域42、文字“A”と“B”の外側領域43を配置し、文字“A”の内側領域41には、図5(a)/(3)の位相データを3値以上の多値化したホログラム(CGH)14、あるいは、図6(a)/(1)のブレーズド回折格子14を配置し、文字“B”の内側領域42には、図5(b)/(3)の位相データを3値以上の多値化したホログラム(CGH)24、あるいは、図6(b)/(1)のブレーズド回折格子24を配置し、文字“A”と“B”の外側領域43には、図5(c)/(3)の位相データを2値化したホログラム(CGH)34、あるいは、図6(c)/(1)の単純な(ブレーズド化されていない)回折格子34を配置して表示体1を構成する。   Therefore, for example, as shown in FIG. 7, three pattern areas arranged in parallel on the display body, an inner area 41 of the character “A”, an inner area 42 of the character “B”, and an outer area 43 of the characters “A” and “B”. And the hologram (CGH) 14 in which the phase data of FIG. 5 (a) / (3) is multi-valued into three or more values (CGH) 14 or FIG. 6 (a) / The blazed diffraction grating 14 of (1) is arranged, and the hologram (CGH) 24 in which the phase data of FIG. Alternatively, the blazed diffraction grating 24 of FIG. 6B / (1) is arranged, and the phase data of FIG. 5C / (3) is binarized in the outer region 43 of the letters “A” and “B”. Hologram (CGH) 34, or the simple (blazed) of FIG. 6 (c) / (1) B) forming the display body 1 by disposing the diffraction grating 34.

このような表示体1は、図7の状態で照明光源が斜め上方に位置している場合、図7の正面から表示体1を観察すると、図8(a)に示すように、文字“A”の内側領域41のホログラム(CGH)14あるいはブレーズド回折格子14は、表示体1の斜め上方から入射した周囲光を主として前方に回折、散乱するため、正面に位置する観察者には相対的に明るく見え、文字“B”の内側領域42のホログラム(CGH)24あるいはブレーズ
ド回折格子24は、表示体1の斜め上方から入射した周囲光を前方にはほとんど回折、散乱しないため、正面に位置する観察者には相対的に暗く見え、文字“A”と“B”の外側領域43のホログラム(CGH)34あるいは回折格子34は、表示体1の斜め上方から入射した周囲光を前方にはほとんど回折、散乱しないため、正面に位置する観察者には相対的に暗く見えるため、文字“A”の内側領域41のみが明るく見えることになり、図8(a)に示すように、表示体1は文字“A”のみ明るく観察される。
When the display 1 is observed obliquely from the front of FIG. 7 when the illumination light source is positioned obliquely upward in the state of FIG. 7, as shown in FIG. The hologram (CGH) 14 or the blazed diffraction grating 14 in the inner region 41 of FIG. 1 mainly diffracts and scatters ambient light incident from an obliquely upper side of the display body 1, so that it is relative to an observer located in front. The hologram (CGH) 24 or the blazed diffraction grating 24 in the inner region 42 of the letter “B” looks bright and is positioned in front because the ambient light incident from obliquely above the display body 1 hardly diffracts and scatters forward. It looks relatively dark to the observer, and the hologram (CGH) 34 or the diffraction grating 34 in the outer region 43 of the letters “A” and “B” has an ambient light incident from diagonally above the display body 1 forward. When Since it does not diffract or scatter, it looks relatively dark to the observer located in front, so only the inner area 41 of the letter “A” appears bright, and as shown in FIG. As for 1, only the letter “A” is observed brightly.

この状態(図7)から照明光源が斜め上方に位置したまま表示体1をその法線を中心に90°右へ回転させると、照明光源は相対的に斜め左方に位置することになり、今度は、文字“A”の内側領域41のホログラム(CGH)14あるいはブレーズド回折格子14、及び、文字“B”の内側領域42のホログラム(CGH)24あるいはブレーズド回折格子24からは前方にはほとんど回折、散乱しなくなるため、正面に位置する観察者には相対的に暗く見え、文字“A”と“B”の外側領域43のホログラム(CGH)34あるいは回折格子34からは前方へ回折、散乱することになるため、表示体1は文字“A”、“B”が相対的に暗く、文字“A”と“B”の外側領域43は相対的に明るく、図8(b)に示すように、表示体1は文字“A”と“B”が暗い文字として観察される。   From this state (FIG. 7), when the display body 1 is rotated 90 ° right about its normal line while the illumination light source is located obliquely upward, the illumination light source is located relatively obliquely to the left, This time, the hologram (CGH) 14 or blazed diffraction grating 14 in the inner region 41 of the letter “A” and the hologram (CGH) 24 or blazed diffraction grating 24 in the inner region 42 of the letter “B” are almost forward. Since it is not diffracted or scattered, it looks relatively dark to the observer located in front, and diffracts and scatters forward from the hologram (CGH) 34 or diffraction grating 34 in the outer region 43 of the letters “A” and “B”. Therefore, in the display 1, the characters “A” and “B” are relatively dark, and the outer area 43 of the characters “A” and “B” is relatively bright, as shown in FIG. In addition, the display 1 is a sentence "A" and "B" are observed as dark characters.

同様に、図7の状態から照明光源が斜め上方に位置したまま表示体1をその法線を中心に90°左へ回転させると、図8(c)に示すように、表示体1は文字“A”と“B”が暗い文字として観察される。なお、図8(b)と(c)の違いは、文字“A”と“B”の向きが反対になるだけである。   Similarly, when the display body 1 is rotated 90 ° to the left about the normal line while the illumination light source is located obliquely upward from the state of FIG. 7, as shown in FIG. “A” and “B” are observed as dark characters. The difference between FIGS. 8B and 8C is only that the directions of the characters “A” and “B” are opposite.

図8(a)(図7)の状態から表示体1をその法線を中心に右あるいは左へ180°回転させるか、図8(b)の状態から右へさらに90°回転させるか、あるいは、図8(c)の状態から左へさらに90°回転させると、照明光源は相対的に斜め下方に位置することになり、文字“A”の内側領域41のホログラム(CGH)14あるいはブレーズド回折格子14からは前方にはほとんど回折、散乱せず、文字“B”の内側領域42のホログラム(CGH)24あるいはブレーズド回折格子24からは今度は前方に回折、散乱することになり、また、文字“A”と“B”の外側領域43のホログラム(CGH)34あるいは回折格子34からは前方にはほとんど回折、散乱しないため、文字“B”の内側領域42のみが明るく見えることになり、図8(d)に示すように、表示体1は文字“B”のみ明るく観察される。   From the state of FIG. 8 (a) (FIG. 7), the display body 1 is rotated 180 ° to the right or left about the normal line, or is further rotated 90 ° to the right from the state of FIG. 8 (b), or When the light source is further rotated by 90 ° to the left from the state of FIG. 8C, the illumination light source is positioned relatively obliquely downward, and the hologram (CGH) 14 or blazed diffraction of the inner region 41 of the letter “A”. The grating 14 hardly diffracts and scatters in the forward direction, and is now diffracted and scattered forward from the hologram (CGH) 24 or the blazed diffraction grating 24 in the inner region 42 of the letter “B”. From the hologram (CGH) 34 or the diffraction grating 34 of the outer area 43 of “A” and “B” hardly diffracts and scatters forward, so only the inner area 42 of the letter “B” looks bright. As shown in FIG. 8 (d), the display 1 is observed brightly only letter "B".

したがって、本発明の表示体1は観察者が正面から観察するとき、表示体1を正立状態から90°、180°回転させると、3つのホログラム(CGH)14、24、34のパターンが各々白黒が反転して見え、全体として見た場合に各回転位置で異なったパターンに切り換わって見え、意匠性、装飾性、視覚効果の高いものとなる。   Therefore, when the observer observes from the front, the display body 1 of the present invention is rotated by 90 ° and 180 ° from the upright state, and the patterns of the three holograms (CGH) 14, 24, and 34 are respectively obtained. Black and white appear to be reversed, and when viewed as a whole, the pattern is switched to a different pattern at each rotational position, and the design, decoration, and visual effects are high.

そして、このような表示体1を用いたカード10を例に、真正性証明の方法を説明する。この場合の表示体1は、文字“A”の内側領域41にはホログラム(CGH)14が、文字“B”の内側領域42にはホログラム(CGH)24が、文字“A”と“B”の外側領域43にはホログラム(CGH)34が配置されている場合で、3つの領域41〜43の全てでなく、1個又は2個の領域のみにホログラムが配置され、他の領域には回折格子が配置されていてもよい。ただし、3つの領域41〜43に全て回折格子14、24、34が配置されている場合は、以下のような真正性証明の方法は採用できない。   Then, the authenticity proof method will be described taking the card 10 using such a display body 1 as an example. In this case, the display 1 includes a hologram (CGH) 14 in the inner area 41 of the letter “A”, a hologram (CGH) 24 in the inner area 42 of the letter “B”, and the letters “A” and “B”. In the case where the hologram (CGH) 34 is arranged in the outer area 43, the hologram is arranged not in all of the three areas 41 to 43 but only in one or two areas, and diffracted in the other areas. A lattice may be arranged. However, when the diffraction gratings 14, 24, and 34 are all arranged in the three regions 41 to 43, the following authenticity proof method cannot be adopted.

図9に示すように、このような回折構造表示体1にレーザー光源51を用いて、所定の波長のコヒーレント光であるレーザー光52を真上から照射する。レーザー光52のビーム径は、回折構造表示体1の領域41、42、43よりも小さくてもよいが、複数領域41〜43にかかる大きさの方が好ましい。この照射により、領域41のホログラム(CG
H)14、領域42のホログラム(CGH)24、領域43のホログラム(CGH)34に予め多値化された深さ情報情報として記録されている原画像“D”、“GENUINE”及び“OK”が回折光54a、54b、54cによって再生される。再生された像を予め準備された基準像と比較し、同一であるか、若しくは、異なるかの判定を行うことにより、真正性の確認を行うことができる。
As shown in FIG. 9, a laser light source 51 is applied to such a diffractive structure display 1 to irradiate laser light 52, which is coherent light having a predetermined wavelength, from directly above. The beam diameter of the laser beam 52 may be smaller than the regions 41, 42, and 43 of the diffractive structure display 1, but the size of the plurality of regions 41 to 43 is preferable. By this irradiation, the hologram (CG) of the region 41
H) 14, original image “D”, “GENUINE”, and “OK” recorded as multi-value depth information information in hologram (CGH) 24 in region 42 and hologram (CGH) 34 in region 43. Is reproduced by the diffracted beams 54a, 54b and 54c. The authenticity can be confirmed by comparing the reconstructed image with a reference image prepared in advance and determining whether they are the same or different.

したがって、表示体1からある程度離れたある面53を想定すると、例えば、図9の向かって右の53aの区域でホログラム(CGH)14の記録像“D”を、図9の向かって左の53bの区域でホログラム(CGH)24の記録像“GENUINE”を、図9の奥側の53cの区域でホログラム(CGH)34の記録像“OK”を観察することができるので、面53を箱の上板とし、レーザー光源51及び真正性証明用の回折構造表示体1(カード10)の固定台(図示せず)等を備えた器具を準備し、箱の上板の53a〜53cの各区域に透過型スクリーンを設けておく等しておけば、この器具を用いて、再生された像を判定することが可能であり、真正性証明用の回折構造表示体1の真正性を確認することが、簡便にできる。なお、3つの領域41〜43の1個又は2個の領域のみにホログラムが配置されている場合は、原画像“D”、“GENUINE”及び“OK”の中の1つ又は2つが再生される。その場合も、基準像と比較することで真正性の確認を行うことができる。   Therefore, assuming a certain surface 53 that is separated from the display body 1 to some extent, for example, the recorded image “D” of the hologram (CGH) 14 in the area 53a on the right in FIG. 9 and the left 53b in FIG. 9, the recorded image “GENUINE” of the hologram (CGH) 24 can be observed, and the recorded image “OK” of the hologram (CGH) 34 can be observed in the area 53 c on the back side of FIG. Prepare an instrument having a top plate, a laser light source 51 and a fixing base (not shown) of the diffraction structure display 1 (card 10) for authenticity verification, etc., and each area of 53a to 53c on the top plate of the box If a transmissive screen is provided on the screen, it is possible to determine the reproduced image using this instrument, and confirm the authenticity of the diffraction structure display 1 for authenticity verification. However, it can be simplified. If the hologram is arranged only in one or two of the three areas 41 to 43, one or two of the original images “D”, “GENUINE”, and “OK” are reproduced. The Even in that case, authenticity can be confirmed by comparing with the reference image.

ところで、図2、図3の説明では、画像面の中心からy軸の+y方向あるいは−y方向の外れた位置にホログラム(CGH)14、24として記録する画像(文字)“D”、“GENUINE”を配置するとしたが、y軸に直交する方向にその画像がどの程度広がっていてもよいか説明しなかった。y軸に直交する方向への広がり方が少ない程、等位相線(干渉縞)Bの向きがy軸に直交する方向に向くことになり、その等位相線(干渉縞)Bでの散乱方向も狭くなるため、ホログラム(CGH)14の領域41とホログラム(CGH)24の領域42の白黒反転が顕著に観察できるようになり、望ましい。   In the description of FIGS. 2 and 3, images (characters) “D” and “GENUINE” recorded as holograms (CGH) 14 and 24 at positions deviated from the center of the image plane in the + y direction or −y direction of the y axis. However, it did not explain how much the image may spread in the direction orthogonal to the y-axis. The smaller the spread in the direction perpendicular to the y-axis, the more the phase of the equiphase line (interference fringe) B is directed in the direction perpendicular to the y-axis, and the scattering direction at the equiphase line (interference fringe) B Therefore, the black and white inversion of the region 41 of the hologram (CGH) 14 and the region 42 of the hologram (CGH) 24 can be remarkably observed, which is desirable.

図10に、実際上に原画像面11、21の中心Oから+y方向に外れる場合の画像を配置可能な領域をハッチ領域として示す。原画像面11、21の中心Oからy軸を挟んで±45°の範囲にフーリエ変換像として記録する画像を配置すれば、白黒反転が容易に観察できるようになる。また、中心Oから+y方向の原画像面11、21の最大値の2分の1の範囲内に配置するのが望ましい。その中心Oから+y方向の最大値の2分の1を超えると、ホログラム(CGH)14、24から再生される像(図9の“D”及び“GENUINE”)が歪んでしまい、好ましくない。   FIG. 10 shows a hatched area in which an image can be arranged when it actually deviates from the center O of the original image planes 11 and 21 in the + y direction. If an image to be recorded as a Fourier transform image is arranged in a range of ± 45 ° from the center O of the original image planes 11 and 21 with the y-axis in between, black and white inversion can be easily observed. Further, it is desirable to arrange within the range of 1/2 of the maximum value of the original image planes 11 and 21 in the + y direction from the center O. Exceeding the half of the maximum value in the + y direction from the center O is not preferable because the images (“D” and “GENUINE” in FIG. 9) reproduced from the holograms (CGH) 14 and 24 are distorted.

図4のホログラム(CGH)34として記録する原画像面31に記録する画像(文字)“OK”も、図10のハッチ領域と同様の範囲に配置することが望ましい。ただし、この場合は、図10のy軸がx軸に置き代わる。   The image (character) “OK” to be recorded on the original image surface 31 to be recorded as the hologram (CGH) 34 in FIG. 4 is desirably arranged in the same range as the hatched area in FIG. However, in this case, the y-axis in FIG. 10 is replaced with the x-axis.

ところで、等位相線(干渉縞)あるいは格子線と直交する両側からの光を正面方向へ散乱するか、正面方向から入射した光を等位相線(干渉縞)あるいは格子線と直交する両側へ散乱するホログラム(CGH)34あるいは回折格子34の代わりに、同様の特性を持つ特許文献2に記載されているような方向の揃った複数の直線状の凸部又は凹部からなる光散乱能異方性を持つ光散乱領域(光散乱能異方性散乱体)を用いてもよい。本発明においては、このような光散乱能異方性散乱体も回折構造に含めることにしている。   By the way, light from both sides orthogonal to the equiphase line (interference fringe) or grating line is scattered in the front direction, or light incident from the front direction is scattered to both sides orthogonal to the equiphase line (interference fringe) or grating line. Instead of the hologram (CGH) 34 or the diffraction grating 34, the light scattering ability anisotropy composed of a plurality of linear convex portions or concave portions with the same direction as described in Patent Document 2 having similar characteristics Alternatively, a light scattering region (light scattering ability anisotropic scatterer) having the following may be used. In the present invention, such a light scattering ability anisotropic scatterer is also included in the diffraction structure.

また、ホログラム(CGH)34あるいは回折格子34の代わりに、ホログラム(CGH)14、24あるいはブレーズド回折格子14、24と同様のホログラム(CGH)あるいはブレーズド回折格子を用いてもよい。その場合は、図7の例では、図8(b)あるいは図8(c)の状態で、全面が暗い一様な状態で観察されるようになる。   Instead of the hologram (CGH) 34 or the diffraction grating 34, a hologram (CGH) or a blazed diffraction grating similar to the holograms (CGH) 14, 24 or the blazed diffraction gratings 14, 24 may be used. In that case, in the example of FIG. 7, the entire surface is observed in a dark and uniform state in the state of FIG. 8B or FIG. 8C.

ところで、本発明による回折構造表示体には、以上のような表示面に垂直に入射する光を第1の座標軸の正方向に成分を有して回折、散乱する第1の回折構造からなる第1のパターン領域と、第1の座標軸の負方向に成分を有して回折、散乱する第2の回折構造からなる第2のパターン領域と、第1の座標軸に直交する第2の座標軸方向に成分を有して回折、散乱する第3の回折構造からなる第3のパターン領域とが並列されて配置されてなる表示体1だけでなく、別の回折格子からなる表示領域や別のレリーフホログラムからなる表示領域を表示体1の周囲に密にあるいは離して配置することで、複雑で意匠効果のより高い表示体を持つカードを構成するようにしてもよい。   By the way, the diffractive structure display according to the present invention includes a first diffractive structure that diffracts and scatters light perpendicularly incident on the display surface as described above having a component in the positive direction of the first coordinate axis. A first pattern region, a second pattern region comprising a second diffractive structure that diffracts and scatters with a component in the negative direction of the first coordinate axis, and a second coordinate axis direction orthogonal to the first coordinate axis. Not only the display body 1 in which the third pattern region having the third diffraction structure having the component and diffracting and scattering is arranged in parallel, but also the display region having another diffraction grating and another relief hologram A card having a display body that is complex and has a higher design effect may be configured by arranging the display area composed of the above in a dense or separated manner around the display body 1.

なお、以上の説明において、「回折、散乱」のように、回折と散乱を並列して用いたのは、回折格子、ホログラムの干渉縞、光散乱能異方性散乱体に特定方向から入射した光が特定の方向に向くのは、回折現象に基づくと考えた方が良い場合と、散乱現象に基づくと考えた方が良い場合との両方が有り得るので、並列して用いている。   In the above description, diffraction and scattering are used in parallel as in “diffraction and scattering” because they are incident on a diffraction grating, hologram interference fringes, and light scattering ability anisotropic scatterer from a specific direction. The light is directed in a specific direction because it can be considered to be based on the diffraction phenomenon and to be considered based on the scattering phenomenon, and is used in parallel.

以上、本発明の回折構造表示体の原理と実施例を説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。   The principle and examples of the diffractive structure display of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to these examples, and various modifications can be made.

本発明によると、表示体を正立状態からその法線を中心に90°、180°回転させると、3つの回折構造のパターンが各々白黒が反転して見え、全体として見た場合に各回転位置で異なったパターンに切り換わって見え、意匠性、装飾性、視覚効果の高いものとなる。また、その回折構造の少なくとも1つをホログラムで構成することで、レーザー光を照射することで真贋判定情報を再生することができ、意匠性、装飾性、視覚効果を備えながら、高い偽造防止効果を達成することができる。   According to the present invention, when the display body is rotated 90 ° and 180 ° around its normal from the upright state, the patterns of the three diffractive structures appear to be reversed in black and white, and each rotation when viewed as a whole It looks as if it is switched to a different pattern depending on the position, and it has high design, decoration, and visual effects. In addition, since at least one of the diffractive structures is composed of a hologram, it is possible to reproduce the authentication information by irradiating laser light, and it has a high anti-counterfeiting effect while providing design, decoration, and visual effects. Can be achieved.

f…焦点距離
L…正レンズ
F…前側焦点
H…ホログラム面
P…点光源
S…等位相面
B…等位相線(干渉縞、凸部又は凹部)
O…原画像面の中心
10…カード
11、21、31…原画像面
12、22、32…原画像
13、23、33…フーリエ変換像
14、24…ホログラム(CGH)、ブレーズド回折格子
20a…文字領域
20b…文字領域を囲む領域
34…ホログラム(CGH)、ブレーズド化されていない回折格子
41、42…文字の内側領域
43…文字の外側領域
51…レーザー光源
52…レーザー光
53…面
53a…右の区域
53b…左の区域
53c…奥側の区域
54a、54b、54c…回折光
f: Focal length L ... Positive lens F ... Front focal point H ... Hologram plane P ... Point light source S ... Equiphase plane B ... Equiphase line (interference fringe, convex or concave)
O ... center of original image plane 10 ... card 11, 21, 31 ... original image plane 12, 22, 32 ... original image 13, 23, 33 ... Fourier transform image 14, 24 ... hologram (CGH), blazed diffraction grating 20a ... Character area 20b ... Area 34 surrounding the character area ... Hologram (CGH), non-blazed diffraction grating 41, 42 ... Character inside area 43 ... Character outside area 51 ... Laser light source 52 ... Laser light 53 ... Surface 53a ... Right zone 53b ... Left zone 53c ... Back zones 54a, 54b, 54c ... Diffraction light

Claims (6)

表示体の表示面の中心を通り表示面に沿った相互に直交する2つの座標軸を定義し、表示面に垂直に入射する光を第1の座標軸の正方向に成分を有して回折、散乱する第1の回折構造からなる第1のパターン領域と、第1の座標軸の負方向に成分を有して回折、散乱する第2の回折構造からなる第2のパターン領域と、表示面に垂直に入射する光を第2の座標軸の正方向及び負方向の両側に成分を有して回折、散乱する第3の回折構造からなる第3のパターン領域とが並列されて配置されてなることを特徴とする回折構造表示体。 Two coordinate axes passing through the center of the display surface of the display body and orthogonal to each other along the display surface are defined, and light incident perpendicularly to the display surface is diffracted and scattered with a component in the positive direction of the first coordinate axis. A first pattern region comprising a first diffractive structure, a second pattern region comprising a second diffractive structure that has a component in the negative direction of the first coordinate axis and diffracts and scatters, and is perpendicular to the display surface A third pattern region comprising a third diffractive structure that diffracts and scatters light incident on the second coordinate axis having components on both sides of the positive and negative directions of the second coordinate axis. Characteristic diffraction structure display. 前記第1の回折構造が、画像面上の中心を通る第1の座標軸の正方向の位置に第1の画像が配置されてなる原画像のフーリエ変換像の位相情報を位相データを3値化以上の多値化をして深さとして記録したホログラムからなり、前記第2の回折構造が、画像面上の中心を通る第1の座標軸の負方向の位置に第2の画像が配置されてなる原画像のフーリエ変換像の位相情報を位相データを3値化以上の多値化をして深さとして記録したホログラムからなることを特徴とする請求項1記載の回折構造表示体。 The first diffractive structure converts the phase data of the phase information of the Fourier transform image of the original image in which the first image is arranged in the positive direction position of the first coordinate axis passing through the center on the image plane into phase data. The second image is arranged at a position in the negative direction of the first coordinate axis passing through the center on the image plane. 2. The diffractive structure display body according to claim 1, comprising a hologram in which phase information of a Fourier transform image of the original image is recorded as phase data obtained by converting the phase data into multi-values of three values or more. 前記第1の回折構造が、表示面に垂直に入射する光を第1の座標軸の正方向に成分を有して回折、散乱するブレーズド回折格子からなり、前記第2の回折構造が、表示面に垂直に入射する光を第1の座標軸の負方向に成分を有して回折、散乱するブレーズド回折格子からなることを特徴とする請求項1記載の回折構造表示体。 The first diffractive structure includes a blazed diffraction grating that diffracts and scatters light perpendicularly incident on the display surface with a component in the positive direction of the first coordinate axis, and the second diffractive structure includes the display surface. 2. A diffractive structure display according to claim 1, comprising a blazed diffraction grating which diffracts and scatters light perpendicularly incident on the light having a component in the negative direction of the first coordinate axis. 前記第3の回折構造が、画像面上の中心を通る第2の座標軸の正方向又は負方向の位置に第3の画像が配置されてなる原画像のフーリエ変換像の位相情報を2値化をして深さとして記録したホログラムからなることを特徴とする請求項1から3の何れか1項記載の回折構造表示体。 The third diffractive structure binarizes the phase information of the Fourier transform image of the original image in which the third image is arranged in the positive or negative position of the second coordinate axis passing through the center on the image plane. 4. The diffractive structure display body according to claim 1, wherein the diffractive structure display body comprises a hologram recorded as a depth. 前記第3の回折構造が、表示面に垂直に入射する光を第2の座標軸の正方向及び負方向の両側へ散乱する回折格子又は光散乱能異方性散乱体からなることを特徴とする請求項1から3の何れか1項記載の回折構造表示体。 The third diffractive structure comprises a diffraction grating or a light scattering ability anisotropic scatterer that scatters light incident perpendicularly to the display surface to both sides of the positive and negative directions of the second coordinate axis. The diffraction structure display body according to any one of claims 1 to 3. 前記第1のパターン領域と前記第2のパターン領域と前記第3のパターン領域とが並列し
てなる表示体部分の周囲に密にあるいは離して別の回折格子からなる表示領域、別のレリーフホログラムからなる表示領域の少なくとも一方が配置されていることを特徴とする請求項1から5の何れか1項記載の回折構造表示体。
A display area comprising another diffraction grating densely or spaced apart around a display body portion in which the first pattern area, the second pattern area, and the third pattern area are arranged in parallel; another relief hologram 6. The diffractive structure display body according to claim 1, wherein at least one of the display regions is arranged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6037103B2 (en) * 2012-05-22 2016-11-30 大日本印刷株式会社 Uneven structure
JP6044815B2 (en) * 2014-10-28 2016-12-14 大日本印刷株式会社 Uneven structure and security medium
JP6365986B2 (en) * 2015-05-13 2018-08-01 独立行政法人 国立印刷局 Special latent image pattern former

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002228821A (en) * 2001-02-05 2002-08-14 Victor Co Of Japan Ltd Display body using diffraction grating
DE50212303D1 (en) * 2002-01-18 2008-07-03 Ovd Kinegram Ag DIFFUSER SECURITY ELEMENT WITH INTEGRATED OPTICAL WAVEGUIDE
JP2004126326A (en) * 2002-10-04 2004-04-22 Toppan Printing Co Ltd Diffraction grating array having blazed diffraction grating pattern
JP2004198447A (en) * 2002-12-16 2004-07-15 Dainippon Printing Co Ltd Threads, substrate, and printed matter for prevention of counterfeit
JP4039237B2 (en) * 2002-12-26 2008-01-30 凸版印刷株式会社 Image forming body having latent image
JP4305067B2 (en) * 2003-06-18 2009-07-29 凸版印刷株式会社 Optical sheet comprising a blazed diffraction grating

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