JP5948931B2 - 表示体 - Google Patents
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Description
ホログラムは優れた意匠性を持ち、カラー複写機においても複製できない偽造・変造の困難性から数多く利用されてきた。しかし、近年ではホログラムにも巧妙な偽造品が出現し、一見すると真偽の判定が困難な事例も見られるようになってきた。
また、特許文献2に示されるような、回折構造(ブレーズド)を用いた表示体も提案されている。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、観察者が擬似的な立体感を得られるような新たな意匠性を持った表示体を提供することにある。また、複製が困難で偽造防止効果の高い表示体を提供することにある。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の表示体において、前記微小凹凸の深さ又は高さが一定であることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の表示体において、前記微小凹凸が平面視で直線状の格子構造であることを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示体において、前記単位画素の縦方向寸法と横方向寸法が300μm以下であることを特徴とする。
図1は本発明の一実施形態に係る表示体を示す平面図であり、本実施形態では、例えば6面体を形成する6つの面のうち3つの面2A,2B,2Cが表示体1によって表示された場合を示している。
表示体1の単位画素群は、図1に示すように、外形形状が矩形形状の単位画素3から構成されても良いし、外形形状が図7に示すような単位画素3から構成されても良い。
表示したい多面体の形状と表現したい面2に合わせて単位画素3の形状を区切り易いように決定すれば良く、単位画素3の形状によって、後述する本発明の効果の有効性が失われることはまったく無い。
微小凹凸5は鋸歯状の断面形状をしており、入射してきた光を強く一方向に射出する機能を持っている。以下に、具体的な効果を述べる。
単位画素3は、上方向および下方向からの入射光Iに対して、それぞれ図3(A)および図3(B)のように振る舞う。すなわち、上方向からの入射光Iに対しては、図3(A)に示すように、正面方向に光を射出する。一方、下方向からの入射光Iに対しては、図3(B)に示すように、正反射角度の方向へ光を射出させている。
本発明においては、表示したいそれぞれの面2に対応させて、微小凹凸5の斜面(光反射面)4の方向を決定している。図1に示す表示体1では、面2Aを表示する部分の微小凹凸5の斜面4が正面方向を向くように傾斜しており、面2Bを表示する部分の微小凹凸5の斜面4が上方向を向くように傾斜し、面2Cを表示する部分の微小凹凸5の斜面4が右方向を向くように傾斜している。
光の入射方向、表示体1の向き、観察者20の方向が相対的に変化した際に、多面形状が立体として存在する時と同様の反射光変化が起きる。その為、表示体1により多面形状に陰影がついたような印象を観察者20に与えることができ、擬似的な立体感を得ることが可能となる。
高さDが一定であれば、微小凹凸5を作製し易く、また高さDの精度も高くすることが容易になる利点がある。また、鋸歯格子の高さDを一定にすることで、単位画素群から射出される光にムラが無くなり、ノイズの少ない高品位な表示が可能となる。
繰り返しピッチPが10μm以上であれば、周期的な構造を用いた際に想定される回折光の影響を受けにくくなり、白色を呈するような見やすい表示とすることが可能となる。以下に、その理由を述べる。
P=λ/(sinα−sinβ)
で表される。
通常、表示体を観察する場合、赤(R),緑(G),青(B)の光が混ざり合った白色光源を用いる。この時、上記の様な回折の原理を考えると、ピッチP=10μm以上の微小凹凸5から射出される赤(R)、緑(G)、青(B)の回折光はそれぞれ正反射角度に近い角度で射出される。
微小凹凸5の繰り返しピッチPを10μm以上とした単位画素3を用いて単位画素群を構成すれば、従来の回折格子などの周期構造を用いた際に観察される虹色の回折光とは異なる白色光を表示体1から射出することができ、表示体1の意匠性を向上させることが可能となる。
微小凹凸5のピッチP、高さDが一定の直線状の鋸歯形状(平面図は図3、断面図は図5に示したような形状)の格子である単位画素3を用いて単位画素群を構成すれば、ピッチPや高さDの精度が高い微小凹凸を作製し易くなる。
図5に示したように、微小凹凸5として鋸歯格子(断面か鋸歯形状の格子)を用いた場合、鋸歯格子の配向方向を変化させることで、斜面4の向きを制御できる。斜面4の向きを変えることは、微小凹凸5から正面方向に光を射出させる場合、光の入射角度が変化することに繋がる。
つまり、図4に示すような位置に光源21を固定した状態で観察した場合、表示体1の単位画素群は観察者20に向けて光を射出する。この場合、面2Aのみが明るく見えることによって、それ以外の面2B,2Cは陰影が付いたように視認でき、観察者20は表示体1を擬似的な立体像として観察できる。
もちろん、同一面内区分(面2A〜面2C)内で、微小凹凸5の斜面4が複数の方向であってもよい。そうすることで、細かな光源入射角度の変化や、表示体の傾け方によって、観察者が明るく見える範囲を細分化することができ、意匠性の向上やデザイン性の幅が広がる効果も考えられる。
表示体1として、観察者に十分な解像度を有する観察像を提供するためには、見た目の画素の大きさを、観察者の視力(目の分解能)による識別能力を上回る微細化を行えば十分である。通常の観察条件を考慮すると、単位画素3の縦方向の寸法H,横方向の寸法Wは共に300μm以下であることが望ましい。
2A,2B,2C…面(単位画素群)
3…単位画素
4…斜面(光反射面)
5…微小凹凸
20…観察者
21…光源
I…入射光
O…射出光
H…縦寸法
W…横寸法
P…ピッチ
D…高さ(または深さ)
α…入射角度
β…射出角度
Claims (6)
- 複数の面を有する多面体が単位画素の集合体である複数の単位画素群により表示される表示体であって、前記単位画素が複数の光反射面を有し、前記多面体を観察する観察者に対して光の射出方向が前記多面体の面ごとに異なるように前記光反射面が前記単位画素を単位として一様な方向に傾斜して微小凹凸を形成しており、
前記微小凹凸の断面が鋸歯形状であり、
前記微小凹凸の繰り返しピッチが10μm以上であることを特徴とする表示体。 - 前記微小凹凸の種類が少なくとも2種類以上であることを特徴とする請求項1に記載の表示体。
- 前記微小凹凸の深さ又は高さが一定であることを特徴とする請求項1または2に記載の表示体。
- 前記微小凹凸の繰り返しピッチが一定であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示体。
- 前記微小凹凸が平面視で直線状の格子構造であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の表示体。
- 前記単位画素の縦方向寸法と横方向寸法が300μm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示体。
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