JP5875208B2 - 画像表示体及び放射状凸レンズ集合体 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示体及び放射状凸レンズ集合体に関し、特に、放射状に配置した凸レンズを用いた画像表示体及び放射状凸レンズ集合体に関する。

観察者の視覚を利用することによって、視覚的効果を観察できる画像表示シートがある。特許文献１には、左眼用、右眼用の各画像を、短冊状切片に分割して並べることにより可変画像を観察する技術が開示されている。更に、本願出願人による特許文献２、３の技術がある。特許文献２には、凸レンズが一の方向Ｄｘに並んだ凸レンズ集合体と、凸レンズの焦点面等に凸レンズに沿って置かれた要素画像により、モアレ網を画像として立体又は動画表示する技術が開示されており、特許文献３には、虚像のレンズの配列方向のサイズを縮小した虚像観察用画像を用いる技術が開示されている。

特開２０１０−０４４２１３号公報 特許第５０７１９９３号 特許第５２２４４８９号

従来技術による画像表示シートは、少なくとも一方向に配列されたレンズと、当該レンズの配列と同一方向の画像配列により形成されるものばかりであり、それ以外の基本構成を有する画像表示シートは存在していなかった。
本発明の目的は、このような背景技術に鑑み、新規の基本構成を有する凸レンズを用いて、視覚的効果を観察可能な画像表示体及び放射状凸レンズ集合体を提供することにある。

本発明の画像表示体は、複数の微細な凸レンズを有するレンズ層と、画像形成層により構成される画像表示体であって、前記レンズ層は、前記複数の凸レンズが所定ピッチ角で放射状に形成されており、前記画像形成層には、複数の前記凸レンズと作用して視覚的効果を現出させるための画像が、前記凸レンズのピッチ角と異なるピッチ角で放射状に形成されており、前記レンズ層は、前記画像形成層が前記凸レンズの焦点面に位置するよう所定の厚さを有し、前記凸レンズと前記画像に基づいて、前記凸レンズの凸形状を有する側から他の反射光学部材を介さずに視覚的効果を観察可能であることを特徴とする。

前記視覚的効果は、前記凸レンズと前記画像に基づくモアレ現象による虚像であってもよい。

前記凸レンズは、前記複数の凸レンズが円形又は円弧状に放射状に配置される当該円の中心側から、前記レンズ層の外端部側まで、前記凸レンズの凸状部の頂点と、前記レンズ層の前記凸レンズを有しない側の面との距離が同一となるよう形成してもよい。

前記レンズ層は、前記複数の凸レンズが円形又は円弧状に放射状に配置される当該円の中心に、前記凸レンズを形成しない非形成部を有するよう構成してもよい。

前記レンズ層及び前記画像形成層は、前記複数の凸レンズが円形又は円弧状に放射状に配置される当該円の中心を軸として、相対的に回動可能であるか、又は、前記レンズ層及び前記画像形成層が共に回動可能に支持されるよう構成してもよい。

前記レンズ層は、第一のピッチ角で形成された前記凸レンズを含む円形又は円弧状の第一領域と、前記第一のピッチ角とは異なる第二のピッチ角で形成された前記凸レンズを含む第二領域であって、前記第一領域と同一の中心点を有し、半径の異なる円形又は円弧状の前記第二領域と、を有し、前記画像形成層の前記レンズ層の前記第一領域に対応する部分には、前記第一領域の前記凸レンズと作用して虚像を表示させる前記画像が形成されており、前記画像形成層の前記レンズ層の前記第二領域に対応する部分には、前記第二領域の前記凸レンズと作用して虚像を表示させる前記画像が形成されるよう構成してもよい。

前記画像形成層の前記レンズ層の前記第一領域に対応する部分には、前記第一のピッチ角と異なるピッチ角で前記画像が放射状に形成されており、前記画像形成層の前記レンズ層の前記第二領域に対応する部分には、前記第二のピッチ角と異なるピッチ角で前記画像が放射状に形成されるよう構成してもよい。

本発明の放射状凸レンズ集合体は、複数の微細な凸レンズからなる凸レンズ集合体と画像形成層により構成される画像表示体における、前記凸レンズ集合体であって、前記画像形成層は、前記凸レンズの焦点面に位置するよう所定の厚さからなり、前記画像形成層には、複数の前記凸レンズと作用して視覚的効果を現出させるための画像が放射状に形成されており、前記複数の凸レンズは、前記画像のピッチ角と異なるピッチ角で放射状に形成されており、前記画像を、前記凸レンズの凸形状を有する側から他の反射光学部材を介さずに観察することにより、視覚的効果が観察可能であることを特徴とする。
前記視覚的効果は、前記凸レンズと前記画像に基づくモアレ現象による虚像であってもよい。

前記凸レンズは、前記複数の凸レンズが円形又は円弧状に放射状に配置される当該円の中心側から、前記放射状凸レンズ集合体の外端部側まで、前記凸レンズの凸状部の頂点と、前記放射状凸レンズ集合体の前記凸レンズを有しない側の面との距離が同一となるよう形成してもよい。

本発明の放射状凸レンズ集合体は、複数の微細な凸レンズからなる凸レンズ集合体であって、前記複数の凸レンズが所定ピッチ角で放射状に形成されており、前記凸レンズの凸形状を有する側から、前記凸レンズの凸形状を有しない側に配した画像を他の反射光学部材を介さずに観察することにより、前記凸レンズと前記画像に基づいて、視覚的効果を観察可能であって、前記画像が前記凸レンズの焦点面に位置するよう所定の厚さを有し、第一のピッチ角で形成された前記凸レンズを含む円形又は円弧状の第一領域と、前記第一のピッチ角とは異なる第二のピッチ角で形成された前記凸レンズを含む第二領域であって、前記第一領域と同一の中心点を有し、半径の異なる円形又は円弧状の前記第二領域と、を有することを特徴とする。

本発明の画像表示体によれば、複数の凸レンズを放射状に円形配置させるという新規な基本構成を有するレンズ層を用いても、凸レンズと画像に基づいて、凸レンズの凸形状を有する側から視覚的効果を観察可能とした。
本発明の放射状凸レンズ集合体によれば、複数の凸レンズを放射状に円形配置させるという新規な基本構成であっても、凸レンズと画像に基づいて、凸レンズの凸形状を有する側から視覚的効果を観察可能とした。

第一実施形態による画像表示体１の外観平面図である。 画像表示体１の要部拡大側面図である。 レンズ層２の説明図である。 画像形成層３の説明図である。 レンズ層２のＡ_１−Ａ_１断面説明図である。 凸レンズ２ａの説明図である。 レンズ層２のＡ_２−Ａ_２断面説明図である。 レンズ層２のＢ_１−Ｂ_１断面、Ｂ_２−Ｂ_２断面、Ｂ_２−Ｂ_２断面の説明図である。 画像表示体１の使用状態を示す説明図である。 レンズ層５の説明図である。 レンズ層５のＡ−Ａ断面説明図である。 レンズ層６の説明図である。 第二実施形態による画像表示体７の外観説明図である。 画像形成層９の説明図である。 第三実施形態による画像表示体１２の外観平面図である。 レンズ層１３の説明図である。 画像形成層１４の説明図である。 画像表示体１６の使用状態を示す説明図である。 レンズ層２０の説明図である。 レンズ層２０のＡ−Ａ断面説明図である。 レンズ層２０の要部拡大側面図である。 画像表示体２１の外観説明図である。

＜第一実施形態＞ 図１Ａは、第一実施形態による画像表示体１の外観平面図、図１Ｂは画像表示体１の要部拡大側面図である。図２はレンズ層２の説明図であり、図３は画像形成層３の説明図である。
画像表示体１は、本発明の放射状凸レンズ集合体としてのレンズ層２と、画像形成層３を必須の構成として形成される。レンズ層２に形成された複数の凸レンズ２ａと、画像形成層３に形成された複数の画像３ａに基づいて視覚的効果の一例である虚像Ｖを観察することができる。なお、本実施形態では、紙等の画像形成媒体４に画像形成層３を形成した例について説明する。また、図面はレンズ層２の凸レンズ２ａ、画像形成層３の画像３ａの構成を理解し易くするために凸レンズ２ａ及び画像３ａの数を省略している。

放射状凸レンズ集合体としてのレンズ層２は、点Ｃを中心に複数の凸レンズ２ａをピッチ角θ_LENSで放射状に円形配置して構成される。レンズ層２の材料は、従来から画像表示シートに用いられているレンズシートであれば特に限定されないが、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ、ＰＥＴＧ（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）、アクリル、アクリレート系樹脂などの透明な樹脂材料が用いられる。レンズ層２の凸レンズ２ａのピント面は、画像形成層３にある。言い換えれば、画像３ａに凸レンズ２ａの焦点が合うように、レンズ層２は所定の厚みを有して構成されている。

レンズ層２と、画像形成層３を設けた画像形成媒体４は、中心Ｃを軸として互いに独立した回動が可能となるよう支持する。このとき、レンズ層２と画像形成層３とが互いに接触しないよう所定距離隔てて対向させ、隙間を空けて支持してもよい。観察者がレンズ層２の凸レンズ２ａの凸形状を有する側から画像形成層３に形成された画像３ａを観察できる程度に透明性を保ち、かつ、接触して又は接触させずに積層できればよい。凸レンズ２ａが画像３ａと作用して視覚的効果を観察できればよい。

レンズ層２は放射状に円形配置された凸レンズ２ａの円の中心に非形成部２ｂを有する。なお、非形成部２ｂは、レンズ層２の中央の凸レンズ２ａを形成しない部分であり、平坦化してもよく、凸状、凹状、波形状、斜面形状等であってもよく、或いは貫通孔としてもよい。貫通孔としてレンズ層２をくり貫いた場合には、レンズ層２はドーナツ形状となる。

図４Ａは、図２に示すレンズ層２のＡ_１−Ａ_１断面説明図であり、凸レンズ２ａの凸部の頂点に沿った断面図である。図４Ｂは、レンズ層２のＡ_１−Ａ_１断面から凸レンズ２ａの凸形状を有する部分（以下、「凸状部」と言う。）のみを抜き出し図示した説明図である。図４Ｃは、レンズ層２のＡ_２−Ａ_２断面説明図であり、凸レンズ２ａの凸部と凸部の間の谷部に沿った断面図である。図４Ｄは、図２に示すレンズ層２のＢ_１−Ｂ_１断面、Ｂ_２−Ｂ_２断面、Ｂ_３−Ｂ_３断面の説明図であり、凸レンズ２ａの凸部の地点２ｄ_１、２ｄ_２、２ｄ_３にて凸形状を有する部分（凸状部）のみを抜き出し図示した説明図である。
凸レンズ２ａの凸状部の頂点と、レンズ層２の凸レンズ２ａを有しない側の面（以下、「レンズ層２の最低面」と言う。）との距離は、レンズ層２の中心Ｃ側から、レンズ層２の外端部２ｃ側まで、同一距離Ｈとなるよう形成する。図４Ａ中、凸レンズ２ａの凸部と凸部の間の谷部に沿う線を、図４Ｃ中、凸レンズ２ａの凸状部の頂点に沿う線を、夫々参考として破線で示す。当該谷部と、レンズ層２の最低面との距離は、レンズ層２の中心Ｃ側から、レンズ層２の外端部２ｃ側に向かって、徐々に小さくなる。言い換えれば、レンズ層２の最低面から、谷部までの高さは、レンズ層２の外端部２ｃ側の方が、非形成部２ｂ側より低くなる。

凸レンズ２ａの凸状部の高さは、レンズ層２の中心Ｃ側から、レンズ層２の外端部２ｃ側に向かって、徐々に高くなるよう形成される。図４Ｂの例では、レンズ層２の外端部２ｃ側は非形成部２ｂ側より距離ｈ_１だけ高くなる。
凸レンズ２ａの各地点２ｄ_１、２ｄ_２、２ｄ_３の高さの関係は、

地点２ｄ_１の凸状部の高さＲ_１ ＞ 地点２ｄ_２の凸状部の高さＲ_２ ＞ 地点２ｄ_３の凸状部の高さＲ_３

である（図４Ｄ）。

画像形成層３は、絵柄、文字、模様等の画像３ａが印刷又は転写等により形成された層である。画像形成層３は、点Ｃを中心に複数の画像３ａをピッチ角θ_IMAGEで放射状に円形配置して形成される。画像形成層３の材料は特に限定されないが、例えば、従来公知のインキ材等が用いられる。インキ材は蓄光インキ、蛍光インキ等でもよい。

画像３ａの形成方法は、凸レンズ２ａと作用して虚像Ｖを観察することができれば、どのような画像でもよい。一例として、画像３ａは、被観察対象である虚像Ｖの周方向のサイズを縮小した縮小画像を用いてもよい。周方向とは、凸レンズ２ａ及び画像３ａが並ぶ放射状の方向である。他の例として、虚像Ｖのアニメーションの各フレーム画像であるフレーム成分画像でもよく、三次元物体を複数の方向から撮影して得た視差成分画像でもよい。なお、縮小画像に関しては、本願出願人による特許第５２２４４８９号に詳細に記載されており、フレーム成分画像及び視差成分画像に関しては、本願出願人による特許第５０７１９９３号に詳細に記載されているため、説明を省略する。

画像形成媒体４はレンズ層２の凸レンズ２ａの凸形状を有しない側に設けられ、レンズ層２側に画像形成層３が形成される。画像形成媒体４の材料は、従来から画像表示シートに用いられている画像形成媒体であれば特に限定されないが、コート紙、合成紙、上質紙、中質紙、含浸紙、ラミネート紙、金属蒸着紙、印刷用塗工紙、記録用塗工紙等の紙、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリカーボネートフィルム等のプラスチックフィルム、金属箔、あるいはそれらの複合体等が用いられる。画像形成媒体４の材料は、画像表示体１に要求される強度や用途等に応じて適宜選択することができる。

本実施形態の例では、凸レンズ２ａのピッチ角θ_LENSと、画像３ａのピッチ角θ_IMAGEは異なる。画像３ａのピッチ角θ_IMAGEが凸レンズ２ａのピッチ角θ_LENSよりも小さい場合（ピッチ角θ_LENS＞ピッチ角θ_IMAGE）には、観察者は、凸レンズ２ａと画像３ａに基づく虚像Ｖがレンズ層２の下方に沈んで立体的にみえる。一方、画像３ａのピッチ角θ_IMAGEが凸レンズ２ａのピッチ角θ_LENSよりも大きい場合（ピッチ角θ_LENS＜ピッチ角θ_IMAGE）には、観察者は、凸レンズ２ａと画像３ａに基づく虚像Ｖがレンズ層２の上方に浮いて立体的にみえる。

図５は、画像表示体１の使用状態を示す説明図である。なお、図５中、理解し易くするため凸レンズ２ａ、及び、レンズ層２又は画像形成層３の回動による移動前の虚像Ｖを破線にて図示した。図５に示すように、レンズ層２の複数の凸レンズ２ａと、画像形成層３の複数の画像３ａによって発生するモアレ効果により、虚像Ｖを観察することができる。レンズ層２が回転すると、虚像Ｖも回転して見える。画像形成層３の回転によっても、虚像Ｖは回転して見える。図５において、レンズ層２を時計回りに回転させると、虚像Ｖは順方向である時計回りに回転し、レンズ層２を反時計回りに回転させると、虚像Ｖは順方向である反時計回りに回転する。画像形成層３を時計回りに回転させると、虚像Ｖは逆方向である反時計回りに回転し、反時計回りに回転させると、虚像Ｖは逆方向である時計回りに回転する。

虚像Ｖの数は、（式１）のように、放射状に並んだ凸レンズ２ａの数と画像３ａの数の差となる。

｜凸レンズ２ａの数 − 画像３ａの数｜＝虚像Ｖの数・・・（式１）

凸レンズ２ａが一周３６０個（ピッチ角θ_LENS＝１度）形成されたレンズ層２と、画像３ａが一周３５２個（ピッチ角θ_IMAGE＝（３６０／３５２）度）形成された画像形成層３で構成すれば、虚像Ｖが８個（３６０個−３５２個＝８個）観察できる画像表示体１を実現できる。図５は、凸レンズ２ａの数と画像３ａの数の差が「６」となるようなレンズ層２と画像形成層３を用いて、６個の虚像Ｖを観察した例である。

このように、画像表示体１は、所定ピッチ角θ_LENSで放射状に形成された複数の凸レンズ２ａを有するレンズ層２と、複数の凸レンズ２ａと作用して視覚的効果を現出させるための画像３ａが形成された画像形成層３により構成され、レンズ層２は、画像形成層３が凸レンズ２ａの焦点面に位置するよう所定の厚さを有するよう構成した。これにより、複数の凸レンズ２ａを放射状に円形配置させるという新規な基本構成を有するレンズ層２を用いても、凸レンズ２ａと画像３ａに基づいて、凸レンズ２ａの凸形状を有する側からモアレ現象による視覚的効果を観察可能とした。

放射状凸レンズ集合体としてのレンズ層２を、所定ピッチ角θ_LENSで放射状に形成された複数の凸レンズ２ａを有し、画像３ａが凸レンズ２ａの焦点面に位置するよう所定の厚さを有するよう有するよう構成した。これにより、複数の凸レンズ２ａを放射状に円形配置させるという新規な基本構成であっても、凸レンズ２ａと画像３ａに基づいて、凸レンズ２ａの凸形状を有する側からモアレ現象による視覚的効果を観察可能とした。

また、複数の画像３ａを凸レンズ２ａのピッチ角θ_LENSと異なるピッチ角で放射状に並べた構成とすれば、観察したい虚像Ｖの数に応じて、凸レンズ２ａと画像３ａの数を適宜変更可能な画像表示体１を実現できる。
更に、レンズ層２及び画像形成層３は、中心Ｃを軸として相対的に回動可能に構成した。これによれば、観察者の目線が停止している状態でも、視覚的効果としての虚像Ｖを周方向に疑似的に変化させて見せることができる。
なお、画像表示体１では、レンズ層２と画像形成層３が相対的に回動可能に支持したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、レンズ層２と画像形成層３とを接触させて積層してもよい。画像形成媒体４及び画像形成層３の材料に応じて、周知の接着又は粘着などの方法を用いて行われる。例えば、ホイールの中央部等の回転体に画像表示体１を設置させれば、回転体の回転状態とは異なる回転状態を表す虚像Ｖを観察することができる。これにより、回転体の見かけの回転を制御することができる。

また、本実施形態では、画像形成媒体４に画像形成層３を形成したが、画像形成媒体４は必須の構成ではない。レンズ層２の凸レンズ２ａを有する面と反対側の面に画像形成層３を直接形成してもよい
更に、複数の凸レンズ２ａが円形に放射状に配置される当該円の中心に、凸レンズ２ａを形成しない非形成部２ｂを有するよう構成した。これによれば、凸レンズ２ａの無い非形成部２ｂに、レンズ層２を回転制御するためのギア等の回転制御手段（不図示）を取り付けやすくなる。

なお、画像形成層３の構成について複数の画像３ａを放射状に並べた構成に限らず、例えば、砂目パターン、シボ状パターン、波状パターン、斑点模様等の種々の画像でもよい。虚像Ｖが現出する構成について説明したが、種々の画像が凸レンズ２ａと作用することにより視覚的効果を現出させることができればよい。視覚的効果とは、本実施形態で説明したモアレ現象によるものに限らない。例えば、虚像の可視化又は不可視化、模様等の変化、立体化等であるが、用いる画像によって無限の視覚的効果が期待できる。

＜放射状凸レンズ集合体の実施例＞
放射状凸レンズ集合体としてのレンズ層２の実施例を示す。
直径 ４０ｍｍ
厚さ ０．４ｍｍ
非形成部２ｂの直径 ４０ｍｍ
凸レンズ２ａのピッチ角θ_LENS １度
凸レンズ２ａの数 ３６０個
凸レンズ２ａの凸状部の曲率半径 ０．２ｍｍ

＜レンズ層の他の形態１＞ レンズ層が第一実施形態と異なる他の形態について説明する。第一実施形態のレンズ層２には非形成部２ｂを設けたが、非形成部を備えない構成について説明する。
図６Ａは、レンズ層５の説明図、図６Ｂは、図６Ａに示すレンズ層５のＡ−Ａ断面説明図であり、凸レンズ５ａの凸部の頂点に沿った断面図である。
レンズ層５は、複数の凸レンズ５ａをピッチ角θ_LENSで放射状に配置して構成される。凸レンズ５ａの凸状部の高さは、レンズ層５の中心Ｃ側から、レンズ層５の外端部５ｂ側に向かって、徐々に高くなるよう形成される。図６Ａ及び図６Ｂの例では、レンズ層５の外端部５ｂ側は中心Ｃ側より距離ｈ_２だけ高くなる。
以上、説明したように、中心に非形成部を備えないレンズ層５を用いてもよい。画像形成層は第一実施形態と同様の構成とすればよい。

＜レンズ層の他の形態２＞ レンズ層の形状の他の例について説明する。第一実施形態のレンズ層２は、図２に示すように円形だが、本発明の画像表示体に用いられるレンズ層は、円形に限らずどのような形状でもよい。一例として正六角形のレンズ層について説明する。
図７は、正六角形のレンズ層６の説明図である。レンズ層６は、複数の凸レンズ６ａをピッチ角θ_LENSで放射状に配置して構成される。複数の凸レンズ６ａが円形に放射状に配置される当該円の中心に、凸レンズ６ａを形成しない非形成部６ｂを有するよう構成した。凸レンズ６ａの凸状部の高さは、凸レンズ２ａと同様、レンズ層６の中心Ｃ側から外端部６ｃ側に向かって徐々に高くなる。
このように、レンズ層６を正六角形とすることにより、複数のレンズ層６をハニカム構造で隙間なく敷き詰めて並べて使用することが可能となる。

＜第二実施形態＞ 図８Ａは第二実施形態による画像表示体７の外観説明図、図８Ｂは第二実施形態の画像形成層９の説明図である。なお、図８Ａ中、理解し易くするためレンズ層８の凸レンズを点線にて図示した。
画像表示体７は、レンズ層８と、画像形成層９が形成された画像形成媒体１０により構成される。画像形成媒体を用いる場合、第一実施形態ではレンズ層２と画像形成媒体４の形状を同一としたが、図８Ａに示すように、レンズ層８の形状と画像形成媒体１０の形状が異なるよう構成してもよい。レンズ層８と画像形成媒体１０は、互いに重ね合せた際に、レンズ層８の各凸レンズに対して、画像形成層９に形成された各画像９ａが対向するような位置に配置させる。図８Ａ及び図８Ｂの例では、レンズ層８の中心Ｃ、具体的には、円形配置された凸レンズの当該円形の中心Ｃと、円形配置された画像９ａの当該円形の中心Ｃが同一となるよう構成すればよい。

この構成によれば、例えば、画像形成媒体４をその四隅等の外縁で固定した状態で、レンズ層８を図８Ａ中矢印で示すように画像形成層９に対して相対的に回動させやすくなり、虚像Ｖを安定的に観察可能な画像表示体７を実現できる。

＜第三実施形態＞ 図９Ａは第三実施形態による画像表示体１２の外観平面図、図９Ｂは第三実施形態のレンズ層１３の説明図、図９Ｃは第三実施形態の画像形成層１４の説明図である。ここでは、複数種類の虚像を観察可能な画像表示体１２について説明する。
画像表示体１２は、レンズ層１３と、画像形成媒体（不図示）に形成された画像形成層１４が、中心Ｃを軸として互いに独立回動可能に積層される。画像表示体１２は、虚像Ｖ_ｏｕｔを観察可能な領域と、虚像Ｖ_ｉｎを観察可能な領域とにより構成される。
レンズ層１３は、点Ｃを中心に複数の凸レンズ１３ａを第一のピッチ角としてのピッチ角θ_{LENS_out}で放射状に円形配置する第一領域Ｓ_outと、点Ｃを中心に複数の凸レンズ１３ｂを第二のピッチ角としてのピッチ角θ_{LENS_in}で放射状に円形配置する第二領域Ｓ_inを有する。複数の凸レンズ１３ａと複数の凸レンズ１３ｂは、同一の中心点を有し、半径の異なる円弧上に円形配置される。

レンズ層１３と画像形成層１４を積層した際に、画像形成層１４のレンズ層１３の第一領域Ｓ_outと対応する部分には、複数の凸レンズ１３ａと作用して虚像Ｖ_outを表示させる画像が形成されている。図９Ｃの例では、複数の画像１４ａをピッチ角θ_{LENS_out}と異なるピッチ角θ_{IMAGE_out}で放射状に円形配置する。
そして、レンズ層１３と画像形成層１４を積層した際に、画像形成層１４のレンズ層１３の第二領域Ｓ_inと対応する部分には、複数の凸レンズ１３ｂと作用して虚像Ｖ_inを表示させる画像が形成されている。図９Ｃの例では、複数の画像１４ｂをピッチ角θ_{LENS_in}と異なるピッチ角θ_{IMAGE_in}で放射状に円形配置する。画像１４ａは、走る人を表す虚像Ｖ_ｏｕｔの周方向のサイズを縮小した縮小画像であり、画像１４ｂは、飛行機の離着陸のアニメーションを表す虚像Ｖ_inのフレーム成分画像である。
この構成によれば、レンズ層１３と画像形成層１２を相対的に回動させることにより、複数種類の虚像を観察可能な画像表示体１２を実現できる。図９Ａの例では、凸レンズ１３ａと画像１４ａによる６個の虚像Ｖ_outと、凸レンズ１３ｂと画像１４ｂによる７個の虚像Ｖ_ｉｎを観察できる。

上述した例では、第一領域Ｓ_outと第二領域Ｓ_inのレンズ層１３を一体形成したが、第一領域Ｓ_outと第二領域Ｓ_inのレンズ層を別個独立して回動可能に形成してもよい。図９Ｄは、画像表示体１６の使用状態を示す説明図である。画像表示体１６は、レンズ層１７_out及びレンズ層１７_in、画像形成層を有する画像形成媒体１８により構成される。レンズ層１７_outとレンズ層１７_inは、点Ｃを中心にそれぞれ独立して回動可能である。この構成によれば、レンズ層１７_outとレンズ層１７_inを異なるスピードで回動させるができる。また、図９Ｄ矢印で示すように互いを別の方向に回動させることもできる。なお、図９Ｄの例では、画像形成媒体１８を、第一領域Ｓ_outと第二領域Ｓ_inで共有したが、それぞれに独立した画像形成媒体を設けてもよい。
更に、第一領域と第二領域とを有するレンズ層１３、１７_out、１７_inを用いた例について説明したが、３以上の領域を有するレンズ層を用いてもよい。この場合、各領域に対応する画像を用いることにより、各領域で異なる視覚的効果の観察が可能となる。

＜レンズ層の他の形態３＞ 上述した各実施形態のレンズ層とは異なる他の形態について説明する。上述した各画像表示体で使用したレンズ層は、レンズ層に凸レンズを敷き詰めた構成とした。ここでは他の形状の凸レンズにより形成したレンズ層について説明する。
図１０Ａは、レンズ層２０の説明図である。図１０Ｂは、図１０Ａに示すレンズ層２０のＡ−Ａ断面説明図であり、凸レンズ２０ａの凸部の頂点に沿った断面図である。凸レンズ２０ａの凸部と凸部の間の間隙２０ｂに沿う線を参考として破線で示した。図１０Ｃはレンズ層２０の要部拡大側面図である。
レンズ層２０は、複数の凸レンズ２０ａをピッチ角θ_LENSで放射状に配置して構成される。凸レンズ２０ａの凸状部の頂点と、レンズ層２０の最低面との距離が、凸レンズ２０ａの内側、すなわち、凸レンズ２０ａが放射状に配置される当該円の中心Ｃ側から外端部２０ｃ側まで、同一距離Ｈとなるよう形成する。つまり、凸レンズ２０ａを中心Ｃ側から外端部２０ｃ側まで同じ高さで構成する（図１０Ｂ）。また、各凸レンズ２０ａの間には、間隙２０ｂを有する（図１０Ｃ）。
このような構成により、レンズ層２０を、例えば、スクリーン印刷装置等の汎用の設備を用いて容易に形成することができる。スクリーン印刷装置等の汎用の設備を用いず、成型加工等によって、レンズ層２０を形成してもよい。また、間隙２０ｂは平坦化してもよく、画像形成層の画像と協動した視覚的効果を生じさせることができれば、凸状、凹状、波形状、斜面形状等であってもよい。

以上、図１乃至図１０Ｃを用いて説明した各実施形態は、それぞれ組み合わせて構成することもできる。また、レンズ層と画像形成層を有する画像形成媒体との間に視覚的表現を妨げない任意の媒体を介在させてもよい。

また、各実施形態において凸レンズと画像を放射状に円形配置させたが、これに限定されず、円弧状に配置してもよい。図１１は画像表示体２１の外観説明図である。画像表示体１１は、凸レンズを半円形配置させた放射状凸レンズ集合体としてのレンズ層２２を用いる。レンズ層２２と画像形成層は、円弧状の円の中心Ｃを軸として、相対的に、又は、共に、回動可能となるよう支持する。なお、図１１中、理解し易くするため凸レンズ、及び、レンズ層２２又は画像形成層の回動による移動前の虚像Ｖを点線にて図示した。
このように、放射状凸レンズ集合体としてのレンズ層と画像表示体の形状は、用途に応じて適宜設計変更可能である。
また、本実施形態では、画像形成層が凸レンズの焦点面に位置するよう構成しているが、本発明の画像表示体及び放射状凸レンズ集合体は、画像形成層が凸レンズの焦点面に正確に一致する構成に限定するものではない。画像形成層が凸レンズの焦点面付近にあって、多少のピントずれが生じても、視覚的効果を観察できればよい。

本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、視覚的効果を表現可能な画像表示体及び放射状凸レンズ集合体に対し、広く適用することができる。

１、７、１２、１６、２１ ・・・画像表示体
２、５、６、８、１３、１７_ｉｎ、１７_ｏｕｔ、２０、２２ ・・・レンズ層（放射状凸レンズ集合体）
２ａ、５ａ、６ａ、１３ａ、１３ｂ、２０ａ ・・・凸レンズ
２ｂ、６ｂ ・・・非形成部
３、９、１４、１８ ・・・画像形成層
３ａ、９ａ、１４ａ、１４ｂ、２２ａ ・・・画像
４、１０ ・・・画像形成媒体
２０ｂ ・・・間隙
Ｖ，Ｖ_ｉｎ、Ｖ_ｏｕｔ ・・・虚像
θ_LENS、θ_IMAGE、θ_{LENS_in}、θ_{LENS_out}、θ_{IMAGE_in}、θ_{IMAGE_out} ・・・ピッチ角
Ｓ_out ・・・第一領域
Ｓ_in ・・・第二領域

Claims (11)

1. 複数の微細な凸レンズを有するレンズ層と、画像形成層により構成される画像表示体であって、
   前記レンズ層は、前記複数の凸レンズが所定ピッチ角で放射状に形成されており、
   前記画像形成層には、複数の前記凸レンズと作用して視覚的効果を現出させるための画像が、前記凸レンズのピッチ角と異なるピッチ角で放射状に形成されており、
   前記レンズ層は、前記画像形成層が前記凸レンズの焦点面に位置するよう所定の厚さを有し、
   前記凸レンズと前記画像に基づいて、前記凸レンズの凸形状を有する側から他の反射光学部材を介さずに視覚的効果を観察可能であることを特徴とする画像表示体。
2. 前記視覚的効果は、前記凸レンズと前記画像に基づくモアレ現象による虚像であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示体。
3. 前記凸レンズは、前記複数の凸レンズが円形又は円弧状に放射状に配置される当該円の中心側から、前記レンズ層の外端部側まで、前記凸レンズの凸状部の頂点と、前記レンズ層の前記凸レンズを有しない側の面との距離が同一となるよう形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示体。
4. 前記レンズ層は、前記複数の凸レンズが円形又は円弧状に放射状に配置される当該円の中心に、前記凸レンズを形成しない非形成部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像表示体。
5. 前記レンズ層及び前記画像形成層は、前記複数の凸レンズが円形又は円弧状に放射状に配置される当該円の中心を軸として、相対的に回動可能であるか、又は、前記レンズ層及び前記画像形成層が共に回動可能に支持されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像表示体。
6. 前記レンズ層は、
   第一のピッチ角で形成された前記凸レンズを含む円形又は円弧状の第一領域と、
   前記第一のピッチ角とは異なる第二のピッチ角で形成された前記凸レンズを含む第二領域であって、前記第一領域と同一の中心点を有し、半径の異なる円形又は円弧状の前記第二領域と、を有し、
   前記画像形成層の前記レンズ層の前記第一領域に対応する部分には、前記第一領域の前記凸レンズと作用して虚像を表示させる前記画像が形成されており、
   前記画像形成層の前記レンズ層の前記第二領域に対応する部分には、前記第二領域の前記凸レンズと作用して虚像を表示させる前記画像が形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像表示体。
7. 前記画像形成層の前記レンズ層の前記第一領域に対応する部分には、前記第一のピッチ角と異なるピッチ角で前記画像が放射状に形成されており、
   前記画像形成層の前記レンズ層の前記第二領域に対応する部分には、前記第二のピッチ角と異なるピッチ角で前記画像が放射状に形成されることを特徴とする請求項６に記載の画像表示体。
8. 複数の微細な凸レンズからなる凸レンズ集合体と、画像形成層により構成される画像表示体における、前記凸レンズ集合体であって、
   前記画像形成層は、前記凸レンズの焦点面に位置するよう所定の厚さからなり、
   前記画像形成層には、複数の前記凸レンズと作用して視覚的効果を現出させるための画像が放射状に形成されており、
   前記複数の凸レンズは、前記画像のピッチ角と異なるピッチ角で放射状に形成されており、
   前記画像を、前記凸レンズの凸形状を有する側から他の反射光学部材を介さずに観察することにより、視覚的効果が観察可能であることを特徴とする放射状凸レンズ集合体。
9. 前記視覚的効果は、前記凸レンズと前記画像に基づくモアレ現象による虚像であることを特徴とする請求項８に記載の放射状凸レンズ集合体。
10. 前記凸レンズは、前記複数の凸レンズが円形又は円弧状に放射状に配置される当該円の中心側から、前記放射状凸レンズ集合体の外端部側まで、前記凸レンズの凸状部の頂点と、前記放射状凸レンズ集合体の前記凸レンズを有しない側の面との距離が同一となるよう形成されることを特徴とする請求項８又は９に記載の放射状凸レンズ集合体。
11. 複数の微細な凸レンズからなる凸レンズ集合体であって、
    前記複数の凸レンズが所定ピッチ角で放射状に形成されており、
    前記凸レンズの凸形状を有する側から、前記凸レンズの凸形状を有しない側に配した画像を他の反射光学部材を介さずに観察することにより、前記凸レンズと前記画像に基づいて、視覚的効果を観察可能であって、
    前記画像が前記凸レンズの焦点面に位置するよう所定の厚さを有し、
    第一のピッチ角で形成された前記凸レンズを含む円形又は円弧状の第一領域と、
    前記第一のピッチ角とは異なる第二のピッチ角で形成された前記凸レンズを含む第二領域であって、前記第一領域と同一の中心点を有し、半径の異なる円形又は円弧状の前記第二領域と、
    を有することを特徴とする放射状凸レンズ集合体。