JPH07146635A - ホログラム記録媒体およびその作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 階調をもったモチーフについて、鮮明で再現
性のよいホログラム像が得られるホログラム記録媒体を
提供する。 【構成】 微細な線幅の格子線を微細なピッチで所定の
画素領域内に配置した画素パターンＰ１〜Ｐ５を複数用
意する。各画素パターンＰ１〜Ｐ５は、それぞれ格子線
の配置角度が異なる。通常の照明環境では、格子線配置
角度が０°であるパターンＰ１が最も明るく観察され、
格子線配置角度が９０°であるパターンＰ５が最も暗く
観察される。そこで、階調をもった画像の各画素を、そ
の濃度値Ｃ（０〜１００％）に応じて、画素パターンＰ
１〜Ｐ５のいずれかに置き換えて表現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はホログラム記録媒体およ
びその作成方法、特に、真正な物品であることを証明す
るためのセキュリティ用ホログラムシールへの利用に適
したホログラム記録媒体およびその作成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】クレジットカード、預金通帳、金券など
の偽造を防止するための手段として、ホログラムシール
が利用されている。また、ビデオテープや高級腕時計な
どの商品についても、海賊版が出回るのを防止するため
に、ホログラムシールが利用されている。この他、装飾
用、販売促進用といった目的にも、ホログラムシールが
利用されている。このようなホログラムシールには、三
次元立体像ではなく二次元の絵柄がモチーフとして用い
られることが多い。

【０００３】このようなホログラムシールを作成するに
は、通常、レーザ光を用いて干渉縞を形成させる光学的
なホログラム撮影方法が用いられている。すなわち、二
次元の絵柄モチーフが描かれた原稿を用意し、２つに分
岐させたレーザ光の一方をこの原稿に照射し、その反射
光と分岐したもう一方のレーザ光とを干渉させてその干
渉縞を感光材に記録するのである。こうしてホログラム
原版が作成できたら、この原版を用いて、プレスの手法
によりホログラムシールを量産することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光学的なホログラム撮影方法には、鮮明なホロ
グラム像が得られないという問題がある。すなわち、光
学的に形成された干渉縞は、振動に敏感であるため、振
動を完全に排除した環境でのホログラム撮影を行う必要
がある。ところが、かなりの精度の防振台を用いて撮影
を行っても、振動を完全に排除することは困難であり、
このため、干渉縞の記録像にいわゆる「ボケ」が生じ、
コントラストのある明るいホログラム像が得られないの
である。また、用いるレーザ光の発振波長にもゆらぎが
生じるため、くも硝子状ノイズが避けられない。このよ
うに、光学的なホログラム撮影には再現性が悪いという
問題があるため、同じ原版を何枚か作成することも困難
になる。

【０００５】このような問題を解決するための新規なホ
ログラム記録媒体、ならびにその作成方法および作成装
置が、特願平５−１４８６８１号明細書に開示されてい
る。この新規な手法によれば、所定のモチーフを表現す
るのに、このモチーフを複数の画素で構成し、個々の画
素位置に回折格子パターンをあてはめる方法が採られ
る。この手法によれば、記録媒体上に鮮明なホログラム
像が得られ、しかも再現性も良好となる。ところが、こ
の手法では、階調をもったモチーフを効果的に表現する
ことができない。

【０００６】そこで本発明は、階調をもったモチーフに
ついて、鮮明で再現性のよいホログラム像が得られるホ
ログラム記録媒体およびその作成方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】(1) 本願第１の発明
は、階調をもった所定のモチーフを回折格子によって表
現したホログラム記録媒体において、所定線幅の格子線
を所定ピッチで所定の閉領域内に配置した画素パターン
を、格子線の配置角度を変えることにより複数定義し、
モチーフを構成する個々の画素を、その濃度値に応じた
格子線配置角度をもつ画素パターンに対応づけ、個々の
画素にそれぞれ対応する画素パターンを並べることによ
りモチーフを表現したものである。

【０００８】(2) 本願第２の発明は、上述の第１の発
明に係るホログラム記録媒体において、互いに近似した
格子線配置角度をもつ複数の画素パターンを１グループ
として、複数グループの画素パターンを定義し、各モチ
ーフごとに異なるグループに属する画素パターンを対応
づけることにより、階調をもった複数のモチーフを同一
平面上に重複させて表現したものである。

【０００９】(3) 本願第３の発明は、階調をもった所
定のモチーフを回折格子によって表現したホログラム記
録媒体を作成する方法において、所定線幅の格子線を所
定ピッチで所定の閉領域内に配置した画素パターンを、
格子線の配置角度を変えることにより複数定義するパタ
ーン定義段階と、それぞれ所定の濃度値をもった複数の
画素を平面上の所定位置に定義することにより階調をも
った所定のモチーフを表現した、モチーフ画素情報を用
意するモチーフ準備段階と、モチーフ画素情報における
各濃度値に基づいて、各画素に画素パターンを対応づ
け、各画素位置に、対応する画素パターンを配置するパ
ターン配置段階と、を行うようにしたものである。

【００１０】(4) 本願第４の発明は、上述の第３の発
明に係る作成方法において、定義された複数の画素パタ
ーンのそれぞれについて、ディスプレイ画面上での固有
の表示態様を定め、配置された個々の画素パターンをそ
れぞれ固有の表示態様によってディスプレイ画面上に表
示させるパターン検査段階、を更に行うようにしたもの
である。

【００１１】(5) 本願第５の発明は、上述の第４の発
明に係る作成方法において、パターン検査段階で、格子
線の配置角度が所定の範囲内に含まれる画素パターンの
みをディスプレイ画面上に表示させるようにしたもので
ある。

【００１２】(6) 本願第６の発明は、上述の第４の発
明に係る作成方法において、パターン検査段階で、格子
線の配置角度に応じて、ディスプレイ画面上での画素パ
ターンの表示輝度を変えるようにしたものである。

【００１３】

【作 用】本発明は、特願平５−１４８６８１号明細書
に開示された新規な手法を、階調をもったモチーフにま
で広げて適用するための技術思想である。前記明細書に
開示されたホログラム記録媒体の特徴は、回折格子が形
成された画素を平面的に配置することにより、ホログラ
ムパターンを記録するようにした点にある。本願発明者
は、このような回折格子が形成された画素を視覚的に観
察した場合、画素の明るさが、回折格子の格子線配置角
度によって変化する現象に着目した。すなわち、画素の
濃度値を格子線の配置角度に置き換えることにより、階
調をもったモチーフを表現することが可能になることに
気付いたのである。そこで、格子線配置角度の違いによ
り明るさの異なる複数種類の画素パターンを用意してお
き、モチーフを構成する個々の画素を、その濃度値に対
応した明るさの画素パターンに置き換えてゆけば、階調
をもったモチーフが表現されたホログラム記録媒体が実
現できる。

【００１４】通常、上述の処理はコンピュータによって
なされることになるが、このとき、ディスプレイ画面上
において、正しいモチーフ表現がなされているかを確認
する場合、格子線の配置角度によって選択的に所定の画
素パターンのみを表示させるようにすれば、オペレータ
はより自由度の高い方法でパターン確認を行うことがで
きるようになる。

【００１５】なお、一般に「ホログラム」という文言
は、干渉縞によって得られた像を指す言葉として用いら
れており、そのような意味からすれば、本発明の記録媒
体上に作成される像は、「ホログラム」ではなく「疑似
ホログラム」あるいは「回折格子パターン」と言うべき
ものである。しかしながら、偽造防止用のシールとして
用いられている記録媒体は、一般に「ホログラムシー
ル」と呼ばれているため、本願明細書においては、記録
媒体上に形成されている「回折格子パターン」について
も「ホログラム」という言葉を用いることにする。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて説
明する。前述したように、本発明は、特願平５−１４８
６８１号明細書に開示された新規な手法を、階調をもっ
たモチーフにまで広げて適用するための技術思想であ
る。したがって、説明の便宜上、まず前記明細書に開示
されている階調をもたないモチーフについての実施例に
ついて述べる。

【００１７】§１． 階調をもたないモチーフについて
の実施例本発明に係るホログラム記録媒体の特徴は、複
数の画素の集合によって構成されるモチーフを、媒体上
にホログラムとして表現した点にある。ここでは、図１
(a) に示すような、階調をもたない比較的単純なモチー
フ（英文字の「Ａ」を示す）をホログラム記録媒体上に
表現する方法について説明する。なお、本発明に係るホ
ログラム記録媒体の作成方法は、コンピュータを用いて
実施することを前提としたものであり、これから説明す
る各処理は、いずれもコンピュータを用いて実行され
る。

【００１８】まず、図１(a) に示すモチーフに対応する
画像データとして、図１(b) に示すようなモチーフ画素
情報を用意する。ここに示す例では、７行７列に画素が
配列されており、各画素は「０」または「１」のいずれ
かの画素値をもっており、いわゆる二値画像を示す情報
となる。このような情報は、いわゆる「ラスター画像デ
ータ」と呼ばれている一般的な画像データであり、通常
の作画装置によって作成することができる。あるいは、
紙面上に描かれたデザイン画をスキャナ装置によって取
り込むことにより、このようなモチーフ画素情報を用意
してもかまわない。

【００１９】続いて、図２に示すように、所定線幅ｄの
格子線を所定ピッチｐおよび所定角度θで所定の閉領域
Ｖ内に配置した画素パターンを定義する。ここで、閉領
域Ｖは１つの画素を構成する領域であり、実際には非常
に微小な要素になる。別言すれば、図１(a) ，(b) に示
した７×７の配列における１つ１つの画素に相当した大
きさのものになる。この実施例では、閉領域Ｖとして、
縦×横が５０μｍ×４５μｍの大きさの長方形を用いて
いる。また、この閉領域Ｖ内に配置される格子線Ｌの線
幅ｄおよびピッチｐも光の波長に準じた微小な寸法をも
ったものであり、この実施例では、線幅ｄ＝０．６μ
ｍ、ピッチｐ＝１．２μｍである。要するに、格子線Ｌ
は回折格子としての機能を果たす線幅ｄおよびピッチｐ
で配置されている必要がある。格子線Ｌの配置角度θ
は、所定の基準軸に対して設定された角度である。本明
細書では、図示するような方向にＸ軸およびＹ軸をとっ
たＸＹ座標系を定義し、Ｘ軸を基準軸として格子線Ｌの
配置角度θを表わすことにする。このような画素パター
ンも、コンピュータ上ではパターンデータとして用意さ
れることになる。なお、この画素パターンのパターンデ
ータは、「ラスター画像データ」として用意してもよい
し（この場合は、モチーフを構成する１つ１つの画素
が、更に微小な画素によって表現されることになる）、
あるいは、格子線Ｌを構成する四角形の４頂点の座標値
を指定することにより格子線Ｌの輪郭線を定義した「ベ
クトル画像データ」として用意してもよい。データ量を
抑えるためには、後者の方が好ましい。

【００２０】次に、図１(b) に示すようなモチーフ画素
情報における各画素値に基づいて、図２に示すような画
素パターンを所定の画素に対応づけ、各画素位置に、対
応する画素パターンを配置する処理を行う。具体的に
は、図１(b) に示すモチーフ画素情報において、画素値
が「１」である画素のそれぞれに図２の画素パターンを
対応づける。画素値が「０」である画素には、画素パタ
ーンは対応づけられない。こうして対応づけられた画素
位置に、それぞれ画素パターンを配置してゆく。いわ
ば、図１(b) に示す配列を壁にたとえれば、この壁の中
の「１」と描かれた各領域に、図２に示すようなタイル
を１枚ずつ貼る作業を行うことになる。この結果、図３
に示すような画像パターンが得られる。この画像パター
ンが最終的にホログラム記録媒体に記録されるパターン
である。図１(a) に示すモチーフがそのまま表現されて
いるが、１つ１つの画素は回折格子で構成されており、
ホログラムとしての視覚的な効果が得られることにな
る。

【００２１】もっとも、図２に示すような画素パターン
を「タイル」として貼り付ける処理は、コンピュータ内
での割付処理として行われる。この処理は、たとえば、
モチーフ全体に対応する画像の右下位置に座標原点Ｏを
とった場合、貼り付けるべき画素位置に基づいたオフセ
ット量ａ，ｂを演算により求め、画素パターンの貼り込
み処理を行えばよい。このような演算処理の結果、図３
に示すようなパターンを示すパターンデータが得られる
ので、これをフィルムなどの上に物理的に出力すれば、
所望のホログラム記録媒体が作成できることになる。な
お、本実施例では、後述するように、コンピュータで作
成したパターンデータを電子ビーム描画装置に与え、電
子ビームにより図３に示すようなパターンを原版上に描
画し、この原版を用いてプレスの手法でホログラムシー
ルを大量生産するようにしている。

【００２２】以上は、階調をもたないモチーフについて
の実施例であるが、特願平５−１４８６８１号明細書に
は、この手法を階調をもったモチーフについて適用する
ための一方法が開示されている。これは、たとえば図４
に示すような複数の画素パターンを用いるのである。こ
こで、実線で示す領域は画素としての全占有領域Ｖであ
り、破線で示す領域は、全占有領域Ｖの中で格子線を配
置する対象となった閉領域Ｗである。図４に示す５つの
画素パターンは、全占有領域Ｖに対する閉領域Ｗの面積
比が、それぞれ１００％，５０％，３０％，１０％，５
％のものであり、それぞれ濃度値の異なる画素パターン
ということができる。もとになったモチーフを構成する
各画素の濃度値に応じて、これら濃度値の異なる画素パ
ターンを使い分けるようにすれば、階調をもったモチー
フの表現が可能になる。

【００２３】しかしながら、このような階調画像の表現
方法では、回折格子が形成されていない領域（閉領域Ｗ
の外側の領域）は有効に利用されないことになり、画像
全体が暗くなるという問題がある。本発明は、このよう
な問題を解決するために、階調表現を行う別な手法を提
示するものである。

【００２４】§２． 階調をもったモチーフの本発明に
よる表現方法続いて、本発明の基本原理を説明する。い
ま、図５(a) に示すように、図の水平方向に多数の格子
線が配列された回折格子板Ｋを用意する。各格子線は、
たとえば、線幅ｄ＝０．６μｍ程度、ピッチｐ＝１．２
μｍ程度、で配列されている。ここで、このような回折
格子板Ｋを手に持って垂直に立てて保持し、水平方向か
ら観察してみる（図に描かれた回折格子板Ｋを紙面垂直
上方から観察するのに相当する）。すなわち、視線がこ
の回折格子板Ｋに対して垂直に交わるような方向から観
察する。その状態で、視線を回転軸として、回折格子板
Ｋを回転させてみる。図５(b) 〜(e) は、図５(a) に示
す状態を０°として、それぞれ、３０°，４５°，６０
°，９０°だけ回転させたときの状態を示す。観察者か
ら見ると、この回転により、格子線の配置角度が０°〜
９０°に変化することになる。このような観察を行う
と、通常の照明環境（屋外あるいは通常の照明がなされ
た室内）では、図５(a) に示すような０°の配置角度の
状態が最も明るく見え、図５(e) に示すような９０°の
配置角度の状態が最も暗く見える。したがって、回折格
子板Ｋを図５(a) に示すような状態に保持し、これを時
計回りに徐々に回転させながら図５(e) に示すような状
態にまでもってゆくと、観察者からは回折格子板Ｋの前
面が徐々に暗くなってゆくように観察される。

【００２５】この原理を上述したホログラム記録媒体に
適用すれば、階調をもったモチーフの表現が可能にな
る。たとえば、図６に示すような５種類の画素パターン
Ｐ１〜Ｐ５を用意する。ここで、各画素パターンＰ１〜
Ｐ５は、いずれも同じ線幅の格子線を同じピッチで配置
した回折格子パターンであるが、格子線の配置角度が０
°〜９０°とそれぞれ異なっている。したがって、上述
の原理によれば、これらの各画素パターンＰ１〜Ｐ５
を、通常の照明環境下において垂直に立てて保持し、こ
れを水平方向から観察すれば、画素パターンＰ１が最も
明るく見え、画素パターンＰ２〜Ｐ４になるに従って徐
々に暗くなり、画素パターンＰ５が最も暗く見えること
になる。そこで、これらの各画素パターンを、それぞれ
の画素の濃度値に応じて対応づければ、階調をもったモ
チーフの表現が可能になる。たとえば、濃度値Ｃ＝０％
（最も明るい）〜１００％（最も暗い）が与えられた画
素については、図６の一番下の行に示すような濃度値範
囲に基づいて、画素パターンＰ１〜Ｐ５のうちのいずれ
か１つを対応づければよい。すなわち、０％≦Ｃ＜２０
％の濃度値をもった画素については画素パターンＰ１を
対応づけ、２０％≦Ｃ＜４０％の濃度値をもった画素に
ついては画素パターンＰ２を対応づけ、４０％≦Ｃ＜６
０％の濃度値をもった画素については画素パターンＰ３
を対応づけ、６０％≦Ｃ＜８０％の濃度値をもった画素
については画素パターンＰ４を対応づけ、８０％≦Ｃ≦
１００％の濃度値をもった画素については画素パターン
Ｐ５を対応づけるのである。

【００２６】次に、本発明を具体的なモチーフに適用し
た例を示す。前述した図１(a) のモチーフは、英文字の
「Ａ」を示す絵柄であるが、階調をもたない二値画像で
あり、各画素は図１(b) に示すように「０」または
「１」のいずれかの画素値しか有さない。これに対し、
各画素が０％〜１００％の濃度値Ｃをもったモチーフを
考えてみる。図７(a) に各画素の濃度値を示した画像
は、図１(a) のモチーフと同様に英文字の「Ａ」を示す
絵柄であるが、階調をもった画像であり、背景部分は濃
度値Ｃ＝５％の画素で、絵柄部分は濃度値Ｃ＝９５％，
９０％，７０％，３５％，３０％のいずれかの画素で構
成されている。これらの濃度値をもった各画素につい
て、図６に示す方法で５つの画素パターンＰ１〜Ｐ５を
対応づけると、図７(b) に示すような対応関係が得られ
る。そこで、この対応関係に基づいて、各画素パターン
を各画素位置に配置してゆけば、階調をもった絵柄
「Ａ」が回折格子により表現できる。

【００２７】なお、上述の実施例では、画素パターンの
格子線配置角度を０°〜９０°という広い範囲にわたっ
て分布させているが、実用上は、これほど広い範囲に分
布させる必要はない。具体的には、格子線配置角度を０
°〜４５°まで変化させることにより、明るい状態（０
°）から、かなり暗い状態（４５°）まで変化させるこ
とができ、更に、格子線配置角度を４５°〜９０°まで
変化させても、明度はそれほど大きくは変化しない。し
たがって、実用上は、格子線配置角度０°〜４５°の範
囲、あるいは、０°〜３０°の範囲を、濃度値０％〜１
００％の範囲に対応づけるようにすれば十分である。

【００２８】ところで、図５で説明した原理では、通常
の照明環境において水平方向の格子線をもった画素パタ
ーンは明るく見え、垂直方向の格子線をもった画素パタ
ーンは暗く見える。このため、上述の方法で階調画像を
表現したホログラム記録媒体自体を９０°回転させて観
察すると、明暗の関係が反転することになる。これを具
体的な例で説明しよう。いま、図７(a) に示すような濃
度値をもった階調画像について、図７(b) に示すような
対応関係を用いて画素パターンを配置することにより、
図８(a) に示すような記録媒体Ｍが得られたとしよう。
この記録媒体Ｍを図８(a) に示すように縦の状態に保持
して観察すると、予定どおりの明暗状態が得られる。す
なわち、図７(a) において、濃度値５％の画素（格子線
は水平になる）が最も明るい（白い）画素となり、濃度
値９５％の画素（格子線は垂直になる）が最も暗い（黒
い）画素となる。ところが、この記録媒体Ｍを図８(b)
に示すように横の状態に保持して観察すると、明暗状態
が反転し、もとの画像をポジ画像とすると、ネガ画像が
観察されることになる。すなわち、濃度値５％の画素
（格子線は今度は垂直になる）が最も暗い（黒い）画素
となり、濃度値９５％の画素（格子線は今度は水平にな
る）が最も明るい（白い）画素となる。

【００２９】また、このようなネガ／ポジの反転は、視
線と記録媒体Ｍとのなす角度を変えることによっても生
じる。たとえば、これまでの議論はいずれも、図９(a)
に示すように、視線Ｅが記録媒体Ｍの面に対して垂直に
なるような方向から観察した場合についての議論であっ
たが、図９(b) に示すように、記録媒体Ｍを視線Ｅに対
して傾斜させた場合にも、ネガ／ポジの反転が生じる。
図９(b) は縦方向への傾斜（記録媒体Ｍの上辺を観察者
から離し、下辺を観察者に近付ける方向、あるいはその
逆方向への傾斜）を示しているが、同様の現象が横方向
への傾斜（記録媒体Ｍの右辺を観察者から離し、左辺を
観察者に近付ける方向、あるいはその逆方向への傾斜）
でも生じる。あるいは、照明環境によっても、ネガ／ポ
ジの反転が生じる可能性がある。しかも、この現象は必
ずしもネガ／ポジの反転として現れるとは限らず、中途
半端な向きや角度で観察すると、もとのモチーフに対し
て濃度の関係が複雑に入り乱れた画像が現れることにな
る。要するに、本発明によって階調画像を記録媒体Ｍ上
に表現した場合、観察者による記録媒体Ｍの保持状態、
観察角度、照明環境、によって、本来の階調画像が正し
く観察されない可能性がある。

【００３０】しかしながら、これは実用上、問題にはな
らない。たとえば、この記録媒体Ｍを偽造防止のために
クレジットカード上に形成したとしよう。このクレジッ
トカードについての記載事項を確認する場合、観察者
は、図９(a) に示すように、正面に正しい向きでクレジ
ットカードを保持するのが通常だからである。このよう
に保持して観察する限り、もとのモチーフどおりの階調
をもった画像が観察できる。また、仮に観察者がクレジ
ットカードを縦横逆に保持して観察したり、傾けて観察
したりしても、特に実用上の問題は生じない。この場
合、確かにもとのモチーフを基準に考えると、階調情報
が正しく再現されていないことになるが、本来、このよ
うなホログラムシールは、写真のように被写体を忠実に
再現することを目的としたものではないため、実用上何
ら問題はない。むしろ、観察角度や向きを変えることに
より各部の濃度が千差万別に変化するため、幻想的なイ
メージを与えるという観点からは、これは好ましい現象
である。

【００３１】§３． 本発明に係るホログラム記録媒体
の作成方法次に、本発明に係るホログラム記録媒体の作
成方法の手順を、図１０の流れ図に基づいて説明する。
この手順は、ステップＳ１〜Ｓ６の６つの段階から構成
されており、このうち、ステップＳ１〜Ｓ４までがコン
ピュータおよびその周辺機器によって実行され、ステッ
プＳ５は電子線描画装置によって実行され、ステップＳ
６は印刷機によって実行される。

【００３２】ステップＳ１のパターン定義段階は、所定
線幅の格子線を所定ピッチで所定の閉領域内に配置した
画素パターンを複数定義する段階である。ここで、定義
された各画素パターンは、たとえば、図６のパターンＰ
１〜Ｐ５のように、互いに格子線の配置角度が異なる。
定義すべき画素パターンの数は、濃度値を何段階に区分
けするかによって定まる。図６の例では、０％〜１００
％の濃度値を５段階に区分けし、５種類の画素パターン
Ｐ１〜Ｐ５を定義しているが、よりきめの細かい区分け
をするのであれば、格子線の配置角度の刻みをより細か
くして多種類の画素パターンを定義すればよい。

【００３３】ステップＳ２のモチーフ準備段階は、モチ
ーフ画素情報を用意する段階である。ここで、モチーフ
画素情報とは、階調をもった所定のモチーフを表現する
ために、それぞれ所定の濃度値をもった複数の画素を平
面上の所定位置に定義した情報である。たとえば、図７
(a) に示すような情報が、モチーフ画素情報となる。こ
のようなモチーフ画素情報を用意するには種々の方法が
ある。たとえば、写真原稿やデザイナが描いたイラスト
原稿などを、スキャナ装置によって階調をもった画像デ
ータとして読み込めば、これをモチーフ画素情報として
利用することができる。あるいは、コンピュータ上で、
グラフィックアプリケーションソフトウエアを動作さ
せ、このような階調画像を描くことによっても、このモ
チーフ画素情報を用意することができる。

【００３４】ステップＳ３のパターン配置段階は、モチ
ーフ画素情報における各濃度値に基づいて、各画素に個
々の画素パターンを対応づけ、各画素位置に、対応する
画素パターンを配置する段階である。たとえば、図６の
最下行に示された不等式で定義される条件に従って、図
７(a) に示す各画素に画素パターンＰ１〜Ｐ５を対応づ
ければ、図７(b) に示すような対応関係が得られる。続
いて、この対応関係に基づいて、実際の画素パターンＰ
１〜Ｐ５が各画素位置へ配置される。以上の処理は、コ
ンピュータ内部の割付処理として実行される。

【００３５】ステップＳ４のパターン検査段階は、ステ
ップＳ３のパターン配置段階において、正しくパターン
配置が行われたか否かを検査する段階である。すなわ
ち、ステップＳ１で定義された複数の画素パターンのそ
れぞれについて、ディスプレイ画面上での固有の表示態
様が定められ、配置された個々の画素パターンをそれぞ
れ固有の表示態様によってディスプレイ画面上に表示さ
せるのである。前述のように、実際の画素パターンは、
１μｍのオーダの線幅やピッチをもった微細パターンで
あるため、そのままの状態ではディスプレイ画面上に表
示することはできない。そこで、オペレータがディスプ
レイ画面上で視覚的に個々の画素パターンを把握するこ
とができるように、それぞれの画素パターンに対して固
有の表示態様が定められる。この表示態様は、個々の画
素パターンを互いに識別しうるような表示態様であれば
どのような表示態様を用いてもよいが、本実施例では、
実際の格子線の幅を肉眼で観察できる程度に拡大し、更
に適当に間引くことにより格子線のピッチを肉眼で観察
できる程度に伸長し、各画素パターンを表示している
（これまで図５や図６において示した画素パターンも、
実はこのようにして肉眼で観察できる態様で表示したも
のである）。

【００３６】ただ、この方法だと、モチーフの形状把握
が困難になる。たとえば、図７(a)に示すような濃度値
をもった絵柄は、実際のホログラムシール上では明暗の
領域が鮮明に区別できるために、「Ａ」なる英文字から
なるモチーフの認識ができるが、ステップＳ４のパター
ン検査段階において、ディスプレイ画面上に図６に示す
各画素パターンをモザイク状に配置して表示させた場
合、格子線の配置角度の違いによって「Ａ」なる英文字
のモチーフを把握することは困難である。そこで、この
実施例では、パターン検査段階で、格子線の配置角度が
所定の範囲内に含まれる画素パターンのみをディスプレ
イ画面上に表示させるような機能を付加してある。たと
えば、上述の例の場合、格子線配置角度が３０°以上の
画素パターンのみを表示させるようにすれば、図１１に
示すように、画素パターンＰ２，Ｐ４，Ｐ５のみがディ
スプレイ画面上に表示されることになり、モチーフの形
状把握を容易に行うことができる。

【００３７】また、格子線の配置角度に応じて、ディス
プレイ画面上での画素パターンの表示輝度を変えるよう
にしてよい。たとえば、上述の例の場合、格子線配置角
度が３０°未満の画素パターンについての輝度を低下さ
せるようにすれば、画素パターンＰ１の表示輝度が暗く
なり、やはりモチーフの形状把握を容易に行うことがで
きる。あるいは、格子線配置角度が所定の範囲内にある
ものだけを表示させる操作を、時分割して順次表示させ
ることも可能である。たとえば、上述の例の場合、格子
線配置角度が６０°以上の画素パターンのみを表示させ
た後、続いて、３０°〜６０°の画素パターンのみを表
示させることも可能である。

【００３８】以上の各ステップまでがコンピュータによ
って実行され、最終的に画素パターンの集合からなる画
像データが用意できる。そこで、続くステップＳ５にお
いて、この画像データに基づいて原版の作成を行う。こ
の実施例では、得られた画像データに基づいて、電子線
描画装置を用いて微細な画素パターン配列からなるホロ
グラム原版を作成している。こうして、原版が作成でき
たら、次のステップＳ６において、ホログラムシールが
製造される。この実施例では、原版を用いて印刷の手法
を用いて、ロール状のフィルムに原版上の凹凸パターン
を転写し、ホログラムシールを作成している。

【００３９】§４． 複数のモチーフを表現する実施例
特願平５−１４８６８１号明細書には、同一平面上に複
数のモチーフを重複させて表現する手法が開示されてい
る。たとえば、図１２(a) に示すようなモチーフＡ（英
文字の「Ａ」の形）と、図１２(b) に示すようなモチー
フＢ（英文字の「Ｂ」の形）と、を重複させてホログラ
ムシール上に表現するには、各画素をそれぞれ４つの副
画素に分割し、モチーフＡには左上の副画素と右下の副
画素を割り当て、モチーフＢには左下の副画素と右上の
副画素とを割り当て、それぞれの画素を副画素によって
表現する。こうして、モチーフＡは図１３(a) に示すよ
うな副画素パターン（この例では、格子線配置角度が０
°）を配置することにより表現され、モチーフＢは図１
３(b) に示すような副画素パターン（この例では、格子
線配置角度が９０°）を配置することにより表現され
る。そして、これらの副画素パターンを重複させること
により、図１４に示すようなホログラム記録媒体が得ら
れる。

【００４０】本発明は、このように複数のモチーフを重
複させて表示させる場合にも適用可能である。図１２に
示すモチーフＡ，Ｂは、いずれも階調をもたない２値画
像であるが、これらが階調画像であった場合には、次の
ような取扱いをすればよい。すなわち、互いに近似した
格子線配置角度をもつ複数の画素パターンを１グループ
として、複数グループの画素パターンを定義し、各モチ
ーフごとに異なるグループに属する画素パターンを対応
づけるのである。たとえば、モチーフＡについては、角
度０°近辺の格子線配置角度をもった複数の画素パター
ンを定義し、モチーフＢについては、角度９０°近辺の
格子線配置角度をもった複数の画素パターンを定義する
のである。より具体的には、モチーフＡに用いる副画素
については、角度−５°〜＋５°の範囲内の格子線配置
角度をもった複数種類の画素パターンを定義し、モチー
フＢに用いる副画素については、角度８５°〜９５°の
範囲内の格子線配置角度をもった複数種類の画素パター
ンを定義するのである。角度０°近辺の格子線配置角度
をもつ画素パターングループと、角度９０°近辺の格子
線配置角度をもつ画素パターングループと、では、見え
る角度に大きな差があるため、図１４に示すホログラム
記録媒体は、ある特定の向きおよび角度から観察すると
モチーフＡが観察され、別な特定の向きおよび角度から
観察するとモチーフＢが観察される。しかも、モチーフ
Ａが観察されているときには、各副画素によって角度−
５°〜＋５°の範囲内で格子線配置角度に相違があるた
め、個々の副画素間に濃度差が観察されることになる。
同様に、モチーフＢが観察されているときには、各副画
素によって角度８５°〜９５°の範囲内で格子線配置角
度に相違があるため、やはり個々の副画素間に濃度差が
観察されることになる。かくして、それぞれ階調をもっ
た複数のモチーフを重複させて表示することが可能にな
る。

【００４１】なお、前述したように、パターン検査段階
（図１０の流れ図のステップＳ４）において、格子線の
配置角度が所定の範囲内に含まれる画素パターンのみを
ディスプレイ画面上に表示させるような機能を付加して
おくと、上述のような複数のモチーフを重複表示させた
パターンの検査が容易になる。すなわち、角度−５°〜
＋５°の範囲内の格子線配置角度をもつ画素パターンの
みを表示させれば、図１３(a) に示すようなモチーフＡ
のみを認識することができるし、角度８５°〜９５°の
範囲内の格子線配置角度をもつ画素パターンのみを表示
させれば、図１３(b) に示すようなモチーフＢのみを認
識することができる。

【００４２】以上、本発明を図示する実施例に基づいて
説明したが、本発明はこれらの実施みに限定されるもの
ではなく、この他にも種々の態様で実施可能である。た
とえば、上述の実施例では、モチーフＡに用いる画素パ
ターンの格子線配置角度については、０°を中心にして
±５°の幅をもたせ、モチーフＢに用いる画素パターン
の格子線配置角度については、９０°を中心にして±５
°の幅をもたせたが、これらの中心角度および幅は自由
に設定することが可能である。ただし、モチーフＡとモ
チーフＢとが干渉しないようにするためには、モチーフ
Ａに用いる画素パターンの格子線配置角度の中心値（上
述の例の場合は０°）と、モチーフＢに用いる画素パタ
ーンの格子線配置角度の中心値（上述の例の場合は９０
°）と、を少なくとも３０°以上離すようにするのが好
ましい。更にモチーフＡに用いる画素パターンの格子線
配置角度のモチーフＢ側の境界値（上述の場合は＋５
°）と、モチーフＢに用いる画素パターンの格子線配置
角度のモチーフＡ側の境界値（上述の場合は８５°）
と、についても少なくとも３０°以上離すようにするの
が好ましい。なお、実際には、０°の格子線配置角度を
もった画素が最も明るく観察されるので、モチーフＡを
より明るくするには、５°を中心にして±５°の幅をも
たせることにより、格子線配置角度が０°〜１０°に分
布する画素パターングループを定義し、この画素パター
ングループを用いてモチーフＡを表現するようにすると
よい。

【００４３】

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、画素の濃
度値を格子線の配置角度に置き換えるようにしたため、
階調をもったモチーフについても鮮明で再現性のよいホ
ログラム像が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】階調をもたないモチーフおよびその画素情報の
一例を示す図である。

【図２】本発明に係るホログラム記録媒体に用いられる
画素パターンの一例を示す図である。

【図３】図１に示すモチーフと図２に示す画素パターン
とを用いて作成されたホログラム記録媒体を示す図であ
る。

【図４】階調をもったモチーフを表現するための一手法
に用いられる画素パターンを示す図である。

【図５】本発明の基本原理となる回折格子を観察する向
きと明るさとの関係を説明する図である。

【図６】本発明において、異なる濃度値を表現するため
に用いられる複数の画素パターンの一例を示す図であ
る。

【図７】階調をもったモチーフを構成する各画素の濃度
値および対応づけられた画素パターンを示す図である。

【図８】本発明に係るホログラム記録媒体には、観察す
る向きによってネガ／ポジの反転現象が生じることを説
明する図である。

【図９】本発明に係るホログラム記録媒体には、観察す
る角度によってネガ／ポジの反転現象が生じることを説
明する図である。

【図１０】本発明の一実施例に係るホログラム記録媒体
の作成方法の手順を示す流れ図である。

【図１１】図１０に示す流れ図のステップＳ４（パター
ン検査段階）において、ディスプレイ画面上に表示する
画素パターンに対して格子線配置角度による制限を加え
た場合の表示例を示す図である。

【図１２】ホログラム記録媒体に重複して記録すべき２
つの異なるモチーフを示す図である。

【図１３】図１２に示す各モチーフにそれぞれ副画素パ
ターンを配置した状態を示す図である。

【図１４】図１３に示す２つの副画素パターン配置を重
複することにより得られたホログラム記録媒体を示す図
である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ…モチーフ Ｅ…視線 Ｋ…回折格子板 Ｌ…格子線 Ｍ…ホログラム記録媒体 Ｐ１〜Ｐ５…画素パターン Ｖ…格子線を配置する閉領域 Ｗ…画素としての全占有領域 ｄ…格子線の線幅 ｐ…格子線のピッチ θ…格子線の配置角度

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 階調をもった所定のモチーフを回折格子
   によって表現したホログラム記録媒体であって、所定線
   幅の格子線を所定ピッチで所定の閉領域内に配置した画
   素パターンを、格子線の配置角度を変えることにより複
   数定義し、前記モチーフを構成する個々の画素を、その
   濃度値に応じた格子線配置角度をもつ画素パターンに対
   応づけ、個々の画素にそれぞれ対応する画素パターンを
   並べることにより前記モチーフを表現したことを特徴と
   するホログラム記録媒体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のホログラム記録媒体に
   おいて、互いに近似した格子線配置角度をもつ複数の画
   素パターンを１グループとして、複数グループの画素パ
   ターンを定義し、各モチーフごとに異なるグループに属
   する画素パターンを対応づけることにより、階調をもっ
   た複数のモチーフを同一平面上に重複させて表現したこ
   とを特徴とするホログラム記録媒体。
3. 【請求項３】 階調をもった所定のモチーフを回折格子
   によって表現したホログラム記録媒体を作成する方法で
   あって、所定線幅の格子線を所定ピッチで所定の閉領域
   内に配置した画素パターンを、格子線の配置角度を変え
   ることにより複数定義するパターン定義段階と、それぞ
   れ所定の濃度値をもった複数の画素を平面上の所定位置
   に定義することにより階調をもった所定のモチーフを表
   現した、モチーフ画素情報を用意するモチーフ準備段階
   と、前記モチーフ画素情報における各濃度値に基づい
   て、各画素に前記画素パターンを対応づけ、各画素位置
   に、対応する画素パターンを配置するパターン配置段階
   と、を有することを特徴とするホログラム記録媒体の作
   成方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の作成方法において、定
   義された複数の画素パターンのそれぞれについて、ディ
   スプレイ画面上での固有の表示態様を定め、配置された
   個々の画素パターンをそれぞれ前記固有の表示態様によ
   ってディスプレイ画面上に表示させるパターン検査段
   階、を更に有することを特徴とするホログラム記録媒体
   の作成方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の作成方法において、パ
   ターン検査段階で、格子線の配置角度が所定の範囲内に
   含まれる画素パターンのみをディスプレイ画面上に表示
   させるようにしたことを特徴とするホログラム記録媒体
   の作成方法。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の作成方法において、パ
   ターン検査段階で、格子線の配置角度に応じて、ディス
   プレイ画面上での画素パターンの表示輝度を変えるよう
   にしたことを特徴とするホログラム記録媒体の作成方
   法。