KR20210075997A - 일체화 3 차원 표시체 및 식별 정보 기록 방법 - Google Patents

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KR20210075997A
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아키히토 가고타니
고즈에 우메다
소코 고다
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도판 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

일체화 3 차원 표시체 (10) 는, 기록면 (14) 에, 홀로그램의 재생 이미지 (40) 의 각 집광점 (Sn) 으로부터의 광의 위상 성분이 계산되는 계산 요소 구획 (16) 과, 위상 성분에 기초하여 계산된 위상각을 기록하기 위한 위상각 기록 영역 (18) 을 구비하고 있다. 위상각 기록 영역 (18) 은, 요철 구조면을 갖는 단색 구획 (22) 을 복수 포함하고 있다. 계산 요소 구획 (16) 과 위상각 기록 영역 (18) 의 중복 영역(19) 에, 위상각을 기록한다. 각 집광점 (Sn) 은, 복수의 단색 구획 (22) 으로부터의 반사광에 의해 집광되는 경우여도, 각 집광점 (Sn) 마다 결정된, 기록면 (14) 으로부터의 고유의 거리 (Zn) 에 있어서 집광된다.

Description

일체화 3 차원 표시체 및 식별 정보 기록 방법
본 발명의 실시형태는, 계산기에 의해 계산된, 예를 들어 홀로그램에 적용되는 공간 정보의 위상 성분이 기록된 일체화 3 차원 표시체 및 식별 정보 기록 방법에 관한 것이다.
최근, 계산기에 의해 계산된 광의 간섭에 기초하여 제어되는 계산기 합성 홀로그램에 관하여, 이하의 선행 기술 문헌이 개시되어 있다.
(특허문헌 1) 일본 특허 제4525151호 명세서
(특허문헌 2) 국제공개 제2018/097238호 공보
(특허문헌 3) 국제공개 제2016/167173호 공보
상기 선행 기술 문헌에 의해 개시된 기술은, 예를 들어, 증권, 카드 매체 및 인증체에 적용된다. 예를 들어 특허문헌 1 에는, 파장마다 주기가 상이한 요철 구조를 형성함으로써, 풀 컬러의 3 차원 이미지를 표시하는 기술이 개시되어 있다.
또, 특허문헌 2, 3 에는, 리프만 홀로그램으로 불리며, 파장마다 색 성분이 상이한 이미지를 레이저 광원에 의해 감광성 재료에 다중 기록함으로써, 풀 컬러의 3 차원 이미지를 표시하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 1 에서 개시되어 있는 기술은, 종방향의 시차 (視差) 를 배제하고, 횡방향으로 한 경우에만 성립되기 때문에, 횡방향으로만 밖에 입체 효과가 없다. 또한, 종방향으로는 색 편차가 발생하여, 훈색으로 색이 변화되어 버린다.
이 종류의 훈색으로의 변화는, 현재 세상에 보급되어 있는 홀로그램 전반에서 보이는 일반적인 효과로서, 코모디티화되어 있다.
또 특허문헌 2, 3 의 리프만 홀로그램은, 풀 컬러의 3 차원 이미지가 재생 가능하고, 통상적으로 RGB 3 색 레이저와 감광성 재료가 있으면, 주지의 방법으로 제조할 수 있다.
그러나, 감광성 재료는, 일반적인 자외선 경화성 수지를 사용한 엠보스 홀로그램과 비교하여 비용이 비싼 것, 또, RGB 3 색 레이저를 사용한 리프만 홀로그램의 촬영은 엠보스 홀로그램과 비교하여 택트가 느려, 양산성에 적합하지 않다는 문제가 있다.
나아가서는, 감광성 재료에 기계 판독 가능한 코드를 추기 (追記) 하는 경우에는, 그 때마다, 기계 판독 가능한 코드를 감광성 재료에 촬영하여, 기록할 필요가 있어, 시간이 걸리다는 문제도 있다.
본 발명의 실시형태는 이와 같은 배경을 감안하여 이루어진 것으로써, 훈색의 색 편차가 발생하지 않는 양산성이 높은 풀 컬러 재생 가능한 3 차원 이미지와, 기계 판독 가능한 코드를 복합하여 제공하는 것이 가능한, 일체화 3 차원 표시체 및 식별 정보 기록 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 측면은, 홀로그램의 재생을 위한 정보가 기록된 기록면을 구비한 일체화 3 차원 표시체로서, 기록면에, 홀로그램의 재생 이미지의 각 집광점으로부터의 광의 위상 성분이 계산되는, 각 집광점에 1 대 1 로 대응하는 계산 요소 구획과 위상 성분에 기초하여 계산된 위상각을 기록하기 위한 위상각 기록 영역을 구비하고 있다. 위상각 기록 영역은, 미리 정해진 해상도의 정수 배의 피치로 볼록 구조 및 오목 구조가 교대로 형성된 요철 구조면을 갖는 단색 구획을 복수 포함하고 있다. 또, 계산 요소 구획과 위상각 기록 영역의 중복 영역에, 위상각을 기록한다. 각 집광점은, 복수의 단색 구획으로부터의 반사광에 의해 집광되는 경우여도, 각 집광점마다 결정된, 기록면으로부터의 고유의 거리에 있어서 집광된다.
본 발명의 제 2 측면은, 본 발명의 제 1 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 재생 이미지의 적어도 일부와, 기록면의 깊이 방향에 있어서 중첩되도록, 기록면에 2 차원 정보를 배치하고 있다.
본 발명의 제 3 측면은, 본 발명의 제 2 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 위상각 기록 영역의 전체면을 덮지 않도록, 기록면에 2 차원 정보를 배치하고 있다.
본 발명의 제 4 측면은, 본 발명의 제 2 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 재생 이미지 및 2 차원 정보 중 적어도 어느 것이, 개인 인증 정보를 포함하고 있다.
본 발명의 제 5 측면은, 본 발명의 제 2 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 기록면에 있어서의 단색 구획의 형상, 2 차원 정보의 형상, 및 재생 이미지의 형상 중 적어도 어느 것이, 문자 또는 도안을 나타낸다.
본 발명의 제 6 측면은, 본 발명의 제 2 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 기록면에 있어서의 단색 구획의 형상, 2 차원 정보의 형상, 및 재생 이미지의 형상 중 적어도 어느 것이, 기계 판독 가능한 코드를 나타낸다.
본 발명의 제 7 측면은, 본 발명의 제 1 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 기록면에 추가로, 위상각이 기록되지 않는 위상각 비기록 영역을 구비하고, 계산 요소 구획 내의 위상각 비기록 영역의 표면을, 경면으로 하고 있다.
본 발명의 제 8 측면은, 본 발명의 제 1 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 기록면에 추가로, 위상각이 기록되지 않는 위상각 비기록 영역을 구비하고, 계산 요소 구획 내의 위상각 비기록 영역에, 위상각 이외의 정보를 기록하고 있다.
본 발명의 제 9 측면은, 본 발명의 제 8 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 위상각 이외의 정보는, 광의 산란, 반사, 및 회절 특성 중 적어도 어느 것을 포함하는 정보이다.
본 발명의 제 10 측면은, 본 발명의 제 1 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 위상각은,
Figure pct00001
에 따라서 φ 로서 산출되고, 여기서, (kx, ky) 는, 단색 구획을 구성하는 화소의 좌표, W (kx, ky) 는, 좌표 (kx, ky) 에 있어서의 위상 성분, n 은 집광점의 수 (n ＝ 0 ∼ Nmax), amp 는 집광점의 광의 진폭, i 는 허수, λ 는 재생 이미지를 재생할 때의 광의 파장, On (x, y, z) 는 집광점의 좌표, Xmin, Xmax, Ymin, Ymax 는, 집광점마다 규정되는 계산 요소 구획의 범위를 나타내는 좌표이다.
본 발명의 제 11 측면은, 본 발명의 제 1 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 단색 구획은, 홀로그램의 재생을 위해 필요해지는 색의 수와 동등한 종류수 존재하고, 단색 구획에 있어서 반사된 반사광의 색은, 필요해지는 색 중 어느 것이고, 단색 구획의 각각의 오목 구조의 깊이는, 반사광의 색에 따라 결정되고, 중복 영역에 위상각을 기록하는 대신에, 중복 영역에 있어서의 단색 구획에, 결정된 오목 구조의 깊이를 기록한다.
본 발명의 제 12 측면은, 본 발명의 제 1 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 중복 영역에 위상각을 기록하는 대신에, 중복 영역에, 위상각에 따라 보이드량이 변조된 보이드를 매립한다.
본 발명의 제 13 측면은, 본 발명의 제 1 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 계산 요소 구획은 복수 존재하고, 기록면에 있어서, 복수의 계산 요소 구획 중, 다른 계산 요소 구획과 중첩되지 않도록 배치되어 있는 계산 요소 구획을, 상이한 색으로 착색시킨다.
본 발명의 제 14 측면은, 본 발명의 제 1 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 기록면에, 금속의 반사층을 구비하고 있다.
본 발명의 제 15 측면은, 본 발명의 제 1 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 대상물에 첩부되어 있다.
본 발명의 제 16 측면은, 본 발명의 제 1 측면의 일체화 3 차원 표시체에 있어서, 기록면과 집광점 사이의 거리를 0.5 (㎜) 이상, 50 (㎜) 이하로 하고, 기록면에 대한 법선 방향에 대하여, 0 (°) 이상, 70 (°) 이하 경사진 시야각 범위에서 관찰된다.
본 발명의 제 17 측면은, 본 발명의 제 14 측면의 일체화 3 차원 표시체에 식별 정보를 기록하기 위해, 식별 정보에 따라, 금속의 반사층을 디메탈라이즈하는, 식별 정보 기록 방법이다.
본 발명의 제 18 측면은, 본 발명의 제 17 측면의 식별 정보 기록 방법에 있어서, 식별 정보는, 기계 판독 가능한 코드이고, 디메탈라이즈하는 것은, 반사와 비반사의 조합에 의해 기계 판독 가능한 코드를 실현하기 위해, 금속의 반사층 중, 비반사로 하고자 하는 부위의 금속의 30 (％) 이상, 70 (％) 이하를 디메탈라이즈한다.
본 발명의 제 19 측면은, 본 발명의 제 1 측면의 일체화 3 차원 표시체에 식별 정보를 기록하기 위해, 기록면에 인쇄층을 형성하고, 인쇄층에 식별 정보를 기록하는, 식별 정보 기록 방법이다.
본 발명의 제 1 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 계산 요소 구획을 형성함으로써, 계산기에 의한 계산 시간을 단축시키고, 공간 정보의 노이즈를 줄여, 선명한 홀로그램을 얻을 수 있다.
이 계산에서는 특히, 위상각을 계산하여, 기록할 수 있다. 이와 같은 위상형 홀로그램은, 높은 회절 효율을 실현하면서, 광의 위상 성분만을 변조할 수 있다. 이 때문에, 밝기가 저감되지 않고, 고휘도를 유지한 채로 광을 제어할 수 있다.
또, 위상각을 기록하기 위한 위상각 기록 영역을, 계산 요소 구획 내에 한정함으로써, 계산기에 의한 계산 시간을 더욱 단축시킬 수도 있다. 그것에 추가하여, 일체화 3 차원 표시체에 닿는 광의 비율을 제어할 수도 있다.
나아가서는, 계산 요소 구획 내에 있어서의, 위상각 기록 영역 이외의 부분을 위상각 비기록 영역으로 정의하면, 집광점에 있어서 재생되는 재생 이미지의 밝기를, 위상각 비기록 영역을 형성하지 않은 경우에 대하여, (위상각 기록 영역)/(위상각 기록 영역 ＋ 위상각 비기록 영역) 만 어둡게 할 수 있다. 이로써, 반사광의 명암을 제어할 수 있다.
또 위상각 기록 영역에 광이 조사된 경우에만, 3 차원의 재생 이미지를 재생할 수도 있다. 즉, 위상각 기록 영역이 클수록, 밝은 재생 이미지를 재생할 수 있고, 작을수록, 어두운 재생 이미지만 재생할 수 있도록 할 수 있다. 그러나, 어두운 재생 이미지만 재생할 수 있는 대신에, 위상각 비기록 영역을 다른 광학 요소로서 적용할 수도 있다.
추가로 또, 위상각 기록 영역 내를 1 개 또는 복수의 단색 구획으로 구성함으로써, 모노크롬 및 컬러의 3 차원 재생을 할 수 있다.
본 발명의 제 2 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 재생 이미지의 적어도 일부와, 기록면의 깊이 방향에 있어서 중첩되도록, 기록면에 2 차원 정보를 배치함으로써, 내위조성을 현격하게 높일 수 있다.
단순하게 재생 이미지와 2 차원 정보가 기록면에 있어서 분리되어 배치되어 있는 경우, 원래부터 존재하는 정규의 2 차원 정보만을 고쳐쓰면 2 차원 정보를 위조할 수 있다. 그 때문에, 정규의 재생 이미지와 위조된 2 차원 정보가 용이하게 페어로 되어, 간단하게 위조될 우려가 있어, 내위조성은 낮다. 또, 3 차원의 재생 이미지와 2 차원 정보가 2 층으로 나뉘어져 있는 경우에도, 정규의 2 차원 정보의 1 층분이, 위조된 2 차원 정보의 층으로 교체됨으로써, 용이하게 위조될 우려가 있어, 내위조성은 낮다. 그러나, 이 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 이들 문제를 해소할 수 있다.
본 발명의 제 3 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 위상각 기록 영역의 전체면을 덮지 않도록, 기록면에 2 차원 정보를 배치하고 있다. 만일, 집광점 1 점에 대한 위상각 기록 영역의 전체면이 2 차원 정보에 의해 덮인 경우, 위상각 기록 영역으로부터 재생할 예정이었던 집광점이 사라져 버린다. 그러나, 이 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 위상각 기록 영역의 전체면을 덮지 않도록 2 차원 정보를 배치하므로, 위상각 기록 영역으로부터 재생하는 집광점을 사라지지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 제 4 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 재생 이미지 및 2 차원 정보 중 적어도 어느 것을, 개인 인증 정보로서 적용할 수 있다.
본 발명의 제 5 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 동적인 3 차원의 재생 이미지와, 정적인 2 차원 정보인 문자나 도안을 조합하여 표시할 수 있다. 이로써, 2 차원 정보의 내위조성을 높일 수도 있다.
본 발명의 제 6 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 단색 구획의 형상, 2 차원 정보의 형상, 및 재생 이미지의 형상 중 적어도 어느 것에 의해서, 기계 판독 가능한 코드를 나타냄으로써, 내위조성을 더욱 높인 가변 코드를 제공할 수 있다. 기계 판독 가능한 코드는, 2 차원 코드, 또는 1 차원 코드이다. 기계 판독 가능한 코드는, QR 코드 (등록 상표), 바코드, 데이터 매트릭스 등이다.
본 발명의 제 7 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 기록면에 있어서, 계산 요소 구획 내의 위상각 비기록 영역의 표면을, 경면으로 할 수 있다.
본 발명의 제 8 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 계산 요소 구획 내의 위상각 비기록 영역에, 위상각 이외의 정보를 기록함으로써, 위상각 비기록 영역에서, 3 차원 재생 이미지의 광의 위상 성분 이외를 제어할 수 있다.
본 발명의 제 9 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 위상각 이외의 정보를, 광의 산란, 반사, 및 회절 특성 중 적어도 어느 것을 포함하는 정보로 함으로써, 상이한 광의 효과를 사용해서 다종 광의 제어를 실시하여, 복잡한 육안 효과를 실현할 수 있다.
본 발명의 제 10 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 단색 구획을 구성하는 화소의 좌표에 있어서의 위상각을, 구체적으로,
Figure pct00002
에 따라서 산출할 수 있다.
본 발명의 제 11 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 위상각을 기록하는 대신에, 위상각에 따른 단색 구획의 오목 구조의 깊이를, 중복 영역에 기록할 수 있다.
본 발명의 제 12 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 위상각을 기록하는 대신에, 위상각에 따라 보이드량이 변조된 보이드를, 중복 영역에 매립할 수 있다.
본 발명의 제 13 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 기록면에 있어서, 다른 계산 요소 구획과 중첩되지 않도록 배치되어 있는 계산 요소 구획을, 상이한 색으로 착색시킴으로써, 풀 컬러로 3 차원의 재생 이미지를 재생할 수 있다.
본 발명의 제 14 측면의 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 기록면에, 금속의 반사층을 구비함으로써, 광의 반사 효율을 높여, 반사광에 의해 밝은 재생 이미지를 재생할 수 있다.
본 발명의 제 15 측면의 일체화 3 차원 표시체는, 대상물에 첩부될 수 있다.
본 발명의 제 16 측면의 일체화 3 차원 표시체에서는, 재생 이미지는, 일반적인 오피스 환경 등에서는 형광등 등의 조명의 사이즈나 수에 따라, 흐릿해져 시인되지 않지만, 점 광원인 LED 나, 스마트폰이나 레지스터 리더의 광원의 조사에 의해, 시인되게 된다.
본 발명의 제 17 측면의 식별 정보 기록 방법에 의하면, 금속의 반사층 중, 비반사로 하고자 하는 부위를, 레이저에 의해 디메탈라이즈함으로써, 식별 정보를 기록할 수 있다.
본 발명의 제 18 측면의 식별 정보 기록 방법에 의하면, 금속의 반사층 중, 비반사로 하고자 하는 부위를 디메탈라이즈함으로써, 2 차원 정보를 기록할 수 있다. 또한, 디메탈라이즈량이 클수록, 2 차원 정보의 콘트라스트가 높아져, 인식하기 쉬워지므로, 단위 시간당의 인식률은 높아지는 한편, 3 차원의 재생 이미지의 밝기는 저하된다. 반대로, 디메탈라이즈량이 작을수록, 3 차원의 재생 이미지는 밝기가 증대되지만, 기계 판독 가능한 2 차원 정보의 콘트라스트가 낮아져, 결과적으로 인식률이 낮아진다. 본 발명의 제 18 측면의 식별 정보 기록 방법에 의하면, 금속의 반사층 중, 비반사로 하고자 하는 부위의 금속의 30 (％) 이상, 70 (％) 이하를 디메탈라이즈함으로써, 인식 용이한 2 차원 정보와 밝은 재생 이미지의 양방을 실현할 수 있다.
본 발명의 제 19 측면의 식별 정보 기록 방법에 의하면, 기록면에 인쇄층을 형성하고, 이 인쇄층에 식별 정보를 기록함으로써, 기록면에 있어서의 위상각 기록 영역의 일부를 차폐하고, 차폐한 영역을, 2 차원 정보의 기록을 위해 유효하게 활용할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 식별 정보 기록 방법이 적용된 일체화 3 차원 표시체를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2 는, 위상각에 대응하는 화소의 깊이가 기록된 중복 영역의 일부분을 예시하는 단면도이다.
도 3 은, 도 2 와 같은 구성예의 중복 영역을 갖는 일체화 3 차원 표시체에 의한 재생 이미지의 정면도이다.
도 4 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 일체화 3 차원 표시체에 의해 실현되는 풀 컬러 표시의 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5A 는, 집광점을 적색으로 발광시키기 위한 단색 구획의 배치예를 나타내는 개념도이다.
도 5B 는, 집광점을 청색으로 발광시키기 위한 단색 구획의 배치예를 나타내는 개념도이다.
도 5C 는, 집광점을 자색으로 발광시키기 위한 단색 구획의 배치예를 나타내는 개념도이다.
도 6 은, 색조 변환 구간에 있어서 종방향으로 RGB 가 반복하여 배치된 배치예를 나타내는 개념도이다.
도 7 은, 종방향으로 RGB 가 반복하여 배치된 색조 변환 구간이 2 열 배치된 배치예를 나타내는 개념도이다.
도 8 은, 종방향으로 전부 G 가 배치된 색조 변환 구간의 배치예를 나타내는 개념도이다.
도 9 는, R, B, G 가 랜덤하게 배치된 색조 변환 구간의 배치예를 나타내는 개념도이다.
도 10 은, 복수의 화소 패턴이 배치된 색조 변환 구간의 배치예를 나타내는 개념도이다.
도 11 은, 6 개의 파장의 반사광을 위해 6 종류의 단색 구획을 형성한 일체화 3 차원 표시체를 예시하는 개념도이다.
도 12 는, 시역에 따라 상이한 색이 표시되는 상태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 13 은, 도안을 나타내는 형상을 갖는 2 차원 정보를, 일체화 3 차원 표시체에 부여한 예를 나타내는 개념도이다.
도 14A 는, 2 차원 정보와 3 차원적으로 분포되어 있는 집광점이, xy 평면에 있어서 중첩되지 않는 위치 관계의 일례를 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 14B 는, 2 차원 정보와 3 차원적으로 분포되어 있는 집광점이, xy 평면에 있어서 중첩되는 위치 관계의 일례를 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 15A 는, 중복 영역과 2 차원 정보의 기록면 상에 있어서의 위치 관계 (중복 영역의 일부만이, 2 차원 정보에 의해 덮여져 있다) 를 나타내는 개념도이다.
도 15B 는, 중복 영역과 2 차원 정보의 기록면 상에 있어서의 위치 관계 (중복 영역의 전체면이, 2 차원 정보에 의해 덮여져 있다) 를 나타내는 개념도이다.
도 16A 는, 2 차원 정보 (도안) 와 집광점이, xy 평면에 있어서 중첩되도록 배치되어 있는 인증체의 일 실시형태를 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 16B 는, 2 차원 정보 (2 차원 바코드) 와 집광점이, xy 평면에 있어서 중첩되도록 배치되어 있는 인증체의 일 실시형태를 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 17A 는, 단색 구획의 평면 형상에 의해 표현되는 도안을 갖는 인증체의 일 실시형태를 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 17B 는, 단색 구획의 평면 형상에 의해 표현되는 도안과 2 차원 바코드를 갖는 인증체의 일 실시형태를 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 18A 는, 재생색이 상이한 복수의 단색 구획에 걸쳐지도록, 3 차원의 재생 이미지가 재생되는 것을 설명하는 개념도이다 (우측으로부터 비스듬한 방향으로 진행되는 시선 방향인 경우).
도 18B 는, 재생색이 상이한 복수의 단색 구획에 걸쳐지도록, 3 차원의 재생 이미지가 재생되는 것을 설명하는 개념도이다 (면에 대하여 직교하는 시선 방향인 경우).
도 18C 는, 재생색이 상이한 복수의 단색 구획에 걸쳐지도록, 3 차원의 재생 이미지가 재생되는 것을 설명하는 개념도이다 (좌측으로부터 비스듬한 방향으로 진행되는 시선 방향인 경우).
도 19A 는, 디메탈라이즈에 의해 반사 스펙트럼을 변화시키는 방법의 예를 설명하기 위한 본 발명의 실시형태에 관련된 일체화 3 차원 표시체의 일례를 나타내는 단면도이다 (디메탈라이즈 전).
도 19B 는, 디메탈라이즈에 의해 반사 스펙트럼을 변화시키는 방법의 예를 설명하기 위한 본 발명의 실시형태에 관련된 일체화 3 차원 표시체의 일례를 나타내는 단면도이다 (디메탈라이즈 후).
도 20A 는, 기계 인증 장치로부터 조사된 검사광이, 반사층에 있어서 반사되는 상태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 20B 는, 기계 인증 장치로부터 조사된 검사광이, 디메탈라이즈부에 있어서 투과되는 상태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 21A 는, 인쇄층을 형성함으로써, 반사 스펙트럼을 변화시키는 방법을 설명하기 위한 본 발명의 실시형태에 관련된 일체화 3 차원 표시체의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다 (단색 구획 구성).
도 21B 는, 인쇄층을 형성함으로써, 반사 스펙트럼을 변화시키는 방법을 설명하기 위한 본 발명의 실시형태에 관련된 일체화 3 차원 표시체의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다 (멀티 레벨 구성).
도 22 는, 디메탈라이즈 처리에 의해 2 차원 바코드를 작성하기 위해, 컴퓨터에 입력되는 조건 데이터의 일례를 나타내는 도면이다.
도 23 은, 금속의 반사층에 있어서의 디메탈라이즈량과, 기계 판독 가능한 코드의 인식률 및 재생 이미지의 시인 용이성의 관계를 나타내는 테이블이다.
도 24 는, 위상각에 따른 보이드량을 갖는 보이드가 화소에 매립된 상태의 일례를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 동일 또는 유사한 기능을 발휘하는 구성 요소에는, 모든 도면을 통하여 동일한 참조 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다. 본 발명의 각 실시형태, 각 구성, 각 구조, 각 측면은 조합할 수 있으며, 상승 효과를 발휘할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 식별 정보 기록 방법이 적용된 일체화 3 차원 표시체를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 실시형태에 관련된 식별 정보 기록 방법이 적용된 일체화 3 차원 표시체 (10) 는, 도 1 에 나타내는 xy 평면에 배치된 기재 (12) 와, 기재 (12) 상에 형성된 기록면 (14) 을 구비하고 있다. 기록면 (14) 상에는, 다수의 화소 (g) 가 격자상으로 배치되어 있다. 각 화소 (g) 의 형상은 정방으로 할 수 있고, 한 변의 길이 (p) 는, 전자선 묘화 장치의 최소 해상도 (가능한 범위로는, 100 ∼ 500 (㎚)) 로 할 수 있다. 또한, 각 화소 (g) 의 형상은, 장방형으로 할 수 있고, 또한, 그 장방형의 모서리를 둥글게 할 수도 있다.
기록면 (14) 에는, 계산 요소 구획 (16), 위상각 기록 영역 (18), 및 위상각 비기록 영역 (20) 이 배치된다. 기록면 (14) 을, 금속의 반사층으로 덮을 수 있다.
계산 요소 구획 (16) 은, 홀로그램의 재생 이미지 (40) 의 각 집광점 (Sn) (n 는 양의 정수) 에 1 대 1 로 대응하여 규정되고, 각 집광점 (Sn) 으로부터의 광의 위상 성분이 계산되는 영역이다. 이 홀로그램의 재생 이미지 (40) 는, 가시로 할 수 있다. 홀로그램을 재생하는 광의 파장은, 470 (㎚) 이상, 750 (㎚) 이하로 할 수 있다. 일체화 3 차원 표시체 (10) 는, 가시역에서 3 차원 정보를 판독 가능하게 할 수 있다. 고체 촬상 카메라로, 가시역에서 3 차원 정보를 판독할 수 있다. 고체 촬상 카메라는, CCD 카메라, CMOS 카메라로 할 수 있다. 또, 일체화 3 차원 표시체 (10) 는 적외역, 자외역에서도 3 차원 정보를 판독 가능하게 할 수 있다. 적외 카메라를 사용하여, 적외역에서 3 차원 정보를 판독할 수 있다. 적외 카메라는, 고체 촬상 카메라로 할 수 있다. 블랙 라이트 등의 자외선 램프로 조명하고, 형광체에 의해 자외광을 가시광이나 적외광으로 변환시켜, 자외역에서 3 차원 정보를 고체 촬상 카메라로 판독할 수 있다.
위상각 기록 영역 (18) 은, 각 집광점 (Sn) 으로부터의 광의 위상 성분에 기초하여 계산된 위상각이나, 위상각에 따른 화소 깊이를 기록하기 위한 영역이다. 위상각 기록 영역 (18) 중, 계산 요소 구획 (16) 과 중첩되는 중복 영역에, 이들 정보가 기록된다.
한편, 위상각 비기록 영역 (20) 은, 위상각 기록 영역 (18) 에 기록되는 정보가 기록되지 않는 영역이다. 즉, 위상각 비기록 영역 (20) 에는, 각 집광점 (Sn) 으로부터의 광의 위상 성분에 기초하여 계산된 위상각이나, 위상각에 따른 화소 깊이도 기록되지 않는다. 그러나, 위상각 비기록 영역 (20) 에는, 그 이외의 정보인, 광의 산란, 반사, 및 회절 특성 등을 기록할 수 있다. 위상각 비기록 영역 (20) 의 표면을, 경면으로 할 수 있다.
위상각 (φ) 은,
Figure pct00003
에 따라서 산출된다. 여기서, (kx, ky) 는, 화소 (g) 의 좌표, W (kx, ky) 는, 좌표 (kx, ky) 에 있어서의 위상 성분, n 은 집광점 (Sn) 의 수 (n ＝ 0 ∼ Nmax), amp 는 집광점 (Sn) 의 광의 진폭, i 는 허수, λ 는 재생 이미지 (40) 를 재생할 때의 광의 파장, On (x, y, z) 는 집광점 (Sn) 의 좌표, Xmin, Xmax, Ymin, Ymax 는, 집광점 (Sn) 마다 규정되는 계산 요소 구획 (16) 의 범위를 나타내는 좌표이다.
상기 식에 따라서 얻어진 위상각 (φ) 이, 위상각 기록 영역 (18) 중, 계산 요소 구획 (16) 과 중첩되는 중복 영역에 있어서의 대응하는 화소 (g) 에 기록된다.
또, 중복 영역에 있어서의 대응하는 화소 (g) 에, 위상각 (φ) 에 따른 화소 (g) 의 깊이로서 위상각 (φ) 을 기록할 수 있다. 이 경우, 위상각 (φ) 을, 화소 (g) 의 깊이로 변환시킨다. 이것은, 계산기가, 위상각 (φ) 을 0 ∼ 2 π 의 범위에서 계산하고, 추가로 계산 결과를 출력하기 위해, 8 비트의 그레이 스케일값으로 변환시킴으로써 실시한다. 이 경우, 2π 가 8 비트의 그레이 스케일값의 255 에 상당한다. 그 후, 계산 결과를 기초로, 전자선 묘화 장치에 의해, 레지스트 기재에 묘화한다.
전자선 묘화 장치가 멀티 레벨의 묘화에 대응할 수 없는 경우에는, 동일 지점에 파워가 상이한 묘화를 다단계 실시함으로써, 멀티 레벨에 가까운 묘화를 실시할 수 있다. 3 회 묘화함으로써, 8 단계의 멀티 레벨을 표현할 수 있다. 그 후, 레지스트를 현상하여 요철을 가진 기재를 얻는다. 요철을 가진 기재를 전기 주조 처리를 실시함으로써, 스탬퍼를 얻는다. 레지스트 기재에 묘화할 때에는, 4 단계, 8 단계로 위상각을 기록할 수 있다. 특히, 단색 구획 (22) 의 요철은, 2 단계로 할 수 있다.
화소 (g) 의 깊이에 의해 색미를 변화시키는 경우에는 1 회 묘화의 2 단계일 필요가 있다. 이 경우, 설계값인 그레이 스케일을 2 치화함으로써, 묘화할 수 있다. 요컨대, 단색 구획 (22) 의 요철의 오목부는, 일정한 깊이를 갖고 있다. 또, 단색 구획 (22) 의 요철의 볼록부는, 일정한 높이를 갖고 있다.
오목부가 되는 화소 (g) 의 깊이는, 전자선의 도스량을 변조함으로써 제어할 수 있다. 도스량에 수반하여, 레지스트 기재에 묘화되는 깊이가 변화되기 때문이다. 이와 같이 하여, 기록면 (14) 상의 화소 (g) 에 어느 깊이의 오목부를 기록할 수 있다.
그 스탬퍼를 사용하여, 열가소성 수지, 열경화성 수지, UV 수지 등으로, 레지스트 기재에 면하여 형성된 중복 영역에 있어서의 화소 (g) 에 요철을 형성한다. 이와 같이 하여, 엠보스층의 요철은, 스탬퍼를 엠보스함으로써 형성할 수 있다. 이 엠보스는 열엠보스로 할 수 있다. 또, 엠보스 중, 엠보스 후, 또는 그 쌍방에서 자외선을 조사할 수 있다. 스탬퍼는, 엠보스 중에 가열 또는 냉각시켜도 된다. 이와 같이 하여, 중복 영역에 있어서의 화소 (g) 에, 위상각 (φ) 에 대응하는 화소 (g) 의 깊이를 기록할 수 있다.
도 2 는, 위상각에 대응하는 화소의 깊이가 기록된 중복 영역의 일부분을 예시하는 단면도이다.
도 2 에는, 도면 중 상측에서부터, 박리층 (27), 엠보스층 (23), 반사층 (24), 점착층 (25) 의 순서로 적층된 중복 영역 (19) 의 단면 구성예가 도시되어 있다. 이것들 중, 엠보스층 (23) 및 반사층 (24) 은, 기록면 (14) 에 상당한다. 기재 (12) 는 도시를 생략하고 있다. 엠보스층 (23) 의 화소 (g) 의 깊이는, 위상각 (φ) 에 대응한다. 점착층 (25) 은, 일체화 3 차원 표시체 (10) 를 대상물 (26) 에 고정시킬 수 있고, 박리층 (27) 은, 엠보스층 (23) 의 표면을 보호할 수 있다. 이 구성에서는, 엠보스층 (23) 과 반사층 (24) 의 계면이 기록면 (14) 이 된다.
중복 영역 (19) 은, xy 평면 상에, 복수의 화소 (g) 의 그룹으로 구성되는 1 개 또는 복수의 단색 구획 (22) 을 구비하고 있다. 또, 동일한 각 단색 구획 (22) 내에서는, 엠보스층 (23) 의 깊이 (T) 는 동일하다. 즉, 도 2 에 설명되고 있는 2 개의 단색 구획 (22 (＃1), (＃2)) 중, 단색 구획 (22 (＃1)) 에 있어서의 엠보스층 (23) 의 화소 (g) 는 깊이 T1 을 갖고, 단색 구획 (22 (＃2)) 에 있어서의 엠보스층 (23) 의 화소 (g) 는, 깊이 T1 보다 깊은 깊이 T2 (T2 ＞ T1) 를 갖는다. 엠보스층 (23) 의 화소 (g) 는, x 방향 및 y 방향에 있어서, 화소 (g) 의 한 변의 길이 (p) 의 임의의 정수 배의 피치 (p, 2p, 3p, …) 로, 오목과 볼록이 교대로 배치된다.
엠보스층 (23) 과 점착층 (25) 사이에는, 금속 또는 금속 화합물의 반사층 (24) 이 퇴적되고, 추가로 엠보스층 (23) 의 점착층 (25) 과는 반대측의 표면은, 박리층 (27) 에 의해 덮인다. 반사층 (24) 의 금속은, 알루미늄, 은, 금 등으로 할 수 있다. 반사층 (24) 의 금속은, 황화 금속, 금속 산화물, 질화 금속 등으로 할 수 있다. 황화 금속은, 황화아연 등으로 할 수 있다. 금속 산화물은, 알루미나, 산화티탄 등으로 할 수 있다. 질화 금속은, 질화칼슘, 질화알루미늄 등으로 할 수 있다. 금속의 반사층은, 레이저광을 흡수하기 쉽기 때문에, 레이저 인그레이빙에 적합하다.
단색 구획 (22) 의 종류는, 엠보스층 (23) 의 화소 (g) 의 깊이 (T) 에 따라 결정된다. 도 2 에 나타내는 예에서는, 화소 (g) 의 깊이 T1 인 단색 구획 (22 (＃1)) 과, 화소 (g) 의 깊이 T2 인 단색 구획 (22 (＃2)) 의 2 종류의 단색 구획 (22) 만 예시되어 있지만, 일체화 3 차원 표시체 (10) 에서는, 단색 구획 (22) 의 종류수는, 재생 이미지 (40) 의 재생을 위해 필요해지는 색의 수와 동등하다. 재생 이미지 (40) 를 재생하기 위해, RGB 의 3 색이 적용되는 경우, 엠보스층 (23) 의 깊이 (T) 가 상이한 3 종류의 단색 구획 (22) 을, 각각 RGB 의 3 색에 대응하는 단색 구획 (22) 으로 할 수 있다. 화소 (g) 의 깊이는, 78 (㎚) 이상, 250 (㎚) 이하로 할 수 있다. 이것은, 가시광의 청색 내지 적색의 범위를 470 (㎚) 내지 750 (㎚) 으로 하고, 엠보스층 (23) 의 굴절률을 1.5 로 하고, 필요한 구조의 깊이를 1/4λ 내지 1/2λ 로 한 경우이다.
도 2 에 나타내는 예에서는, 단색 구획 (22 (＃1)) 의 엠보스층 (23) 의 화소 (g) 는, 중심 파장 (λ1) 의 광을 반사시키기 위해 깊이 T1 을 갖고, 단색 구획 (22 (＃2)) 의 엠보스층 (23) 의 화소 (g) 는, 중심 파장 (λ2) 의 광을 반사시키기 위해 깊이 T2 를 갖는다.
또, 도 2 에서는, 일례로서, 인접하는 2 개의 단색 구획 (22 (＃1), (＃2)) 만을 예시하고 있지만, 중복 영역 (19) 에는, xy 평면 상에, 동일 종류의 단색 구획 (22) 을 다수 배치할 수 있다. 단색 구획 (22) 은, 인접하여 배치할 수 있다. 또, 인접하여 배치한 단색 구획 (22) 을, 일체화된 집합체로서 기록면 (14) 에 형성할 수 있다.
이와 같이 하여, 단색 구획 (22) 을 구성하는 각 화소 (g) 에, 각 화소 (g) 의 좌표에 있어서 산출된 위상각 (φ) 에 따른 깊이 (T) 를 기록할 수 있다.
또, 단색 구획 (22 (＃1)) 에는, 점 (C1) 을 중심으로 한 존 플레이트가 되도록 화소 (g) 가 배치되고, 단색 구획 (22 (＃2)) 에는, 점 (C2) 을 중심으로 한 존 플레이트가 되도록 화소 (g) 가 배치되어 있다.
점 (C1) 은, 집광점 (S1) 으로부터 기록면 (14) 에 대한 수선과, 기록면 (14) 의 표면의 교점이다. 동일하게, 점 (C2) 은, 집광점 (S2) 으로부터 기록면 (14) 에 대한 수선과, 기록면 (14) 의 표면의 교점이다. 집광점 (S1) 으로부터 기록면 (14) 의 표면까지의 수선의 길이는 Z1 이고, 집광점 (S2) 으로부터 기록면 (14) 의 표면까지의 수선의 길이는 Z2 이다.
또한, 단색 구획 (22 (＃1)) 에는, 점 (C2) 을 중심으로 한 존 플레이트가 되도록 화소 (g) 가 배치되고, 단색 구획 (22 (＃2)) 에는, 점 (C1) 을 중심으로 한 존 플레이트가 되도록 화소 (g) 가 배치되어 있다. 바꿔 말하면, 단색 구획 (22 (＃1)) 과 단색 구획 (22 (＃2)) 은 위상 접속되도록 정렬되어 있다. 또, 이 존 플레이트의 공간 주파수는, 중심으로부터 주위를 향함에 따라 높아진다. 이 공간 주파수는 단색 구획 (22) 의 집광점 (S) 에 집광되는 반사광의 파장에 영향을 준다. 특히 존 플레이트 중, 지나치게 높은 공간 주파수가 되는 영역에서는, 회절되는 영향이 현저해지기 때문에, 이 영향을 경감시키는 관점에서, 존 플레이트의 공간 주파수는, 500 (개/㎜) 이하로 할 수 있다.
이로써, 각 집광점 (Sn) 은, 상이한 단색 구획 (22) 으로부터의 반사광이 집광되는 경우여도, 각 집광점 (Sn) 마다 결정된 기록면 (14) 으로부터의 고유의 거리 (Zn) 에 있어서 집광된다. 거리 (Zn) (n 은 자연수) 는 모두 0.5 (㎜) 이상, 50 (㎜) 이하로 할 수 있다. 그 이유는, 백색광으로 재생한 경우, 재생하는 거리가 지나치게 멀기 때문에, RGB 마다 이미지의 색이 분리되지 않아, 색의 분해에 의한 화질의 열화를 방지할 수 있고, 또, 3 차원 이미지를 평면의 이미지와 구별 가능하여, 3 차원 이미지로서 시인할 수 있기 때문이다.
또, 도안, 도형, 코드 등을 레이저로, 반사층 (24) 을 부분적으로 제거함으로써, 기록할 수 있다. 이 기록을 위한 레이저로서, 적외선 레이저를 적용할 수 있다. 적외선 레이저의 빔은, 반사층 (24) 을 제거하는 데에 필요한 열에너지를 반사층 (24) 에 조사할 수 있다. 적외선 레이저는, 고체 레이저를 적용할 수 있다. 고체 레이저로는, 일반적인 YAG 레이저를 적용할 수 있다. YAG 레이저의 기본 파장은 1064 (㎚) 이다. 또, 엠보스층 (23) 이 폴리머인 경우, 그 굴절률은 일반적으로 1.5 부근이다. 그 때문에, 엠보스층 (23) 의 굴절률을 1.5 로 하면, 엠보스층 (23) 중의 파장은 709 (㎚) 이다. 수직 입사시에, 가장 광을 반사시키는 조건은, 엠보스층 (23) 의 화소의 깊이가 레이저의 엠보스층 (23) 중에서의 파장의 절반이 되는, 354 (㎚) 이다. 한편으로, 구조의 깊이가 177 (㎚) 에서, 광의 반사가 가장 적어진다.
그 때문에, 구조의 깊이를 89 (㎚) 이상, 266 (㎚) 이하로 함으로써, 레이저의 광을 흡수하기 쉬워진다. 또, 이 구간 내이면, 상이한 구조여도 동일한 인그레이빙의 조건에서 반사층 (24) 을 부분 제거할 수 있다. 또, 가시로의 홀로그램의 재생으로서의 요구 특성으로부터, 화소의 깊이는 78 (㎚) 이상, 250 (㎚) 이하이고, 인그레이빙의 요구 특성으로부터의 화소의 깊이는 89 (㎚) 이상, 266 (㎚) 이하이기 때문에, 89 (㎚) 이상, 250 (㎚) 이하이면, 양 요구를 만족시킬 수 있다.
이와 같이, 일체화 3 차원 표시체 (10) 는, 가시로 홀로그램을 재생할 수 있고, 또한 레이저에 의해 2 차원 정보를 그 반사층 (24) 에 기록할 수 있다. 또한, 구조의 깊이 또는 높이는 350 (㎚) 이상이면, 엠보스 가공이 곤란해진다.
이와 같이 하여 다수의 단색 구획 (22) 으로부터의 반사광은, 모두 규정된 각 집광점 (S1, S2, … Sn) 에 있어서 집광된다. 도 2 에는, 단색 구획 (22 (＃1)) 으로부터의 반사광인 전파광, 및 단색 구획 (22 (＃2)) 으로부터의 반사광인 전파광이, 모두 집광점 (S1, S2) 에 있어서 집광되는 것이 도시되어 있다. 즉, 도 2 의 예에서는, 복수의 단색 구간 (22 (＃1, ＃2)) 에 공통되는 집광점 (S1) 에, 복수의 단색 구간 (22 (＃1, ＃2)) 으로부터의 전파광이 집광된다. 동일하게, 복수의 단색 구간 (22 (＃1, ＃2)) 에 공통되는 집광점 (S2) 에, 복수의 단색 구간 (22 (＃1, ＃2)) 으로부터의 전파광이 집광된다. 요컨대, 반사층 (24) 으로부터 집광점 (S) 을 향하는 전파광은, 떨어진 위치인 집광점 (S) 에 집광된다.
도 3 은, 도 2 와 같은 구성예의 중복 영역을 갖는 일체화 3 차원 표시체에 의한 재생 이미지를 상측 (Z 방향) 에서 본 정면도이다.
집광점 (S1, S2) 에 있어서, 각 단색 구획 (22 (＃1), (＃2)) 각각으로부터의 반사광이 집광되어 있는 것이 도시되어 있다.
다음으로, 본 발명의 실시형태에 관련된 일체화 3 차원 표시체에 의해 실현되는 풀 컬러 표시의 원리에 대해 설명한다.
도 4 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 일체화 3 차원 표시체에 의해 실현되는 풀 컬러 표시의 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
전술한 바와 같이, 일체화 3 차원 표시체 (10) 에서는, 단색 구획 (22) 의 종류수는, 재생 이미지 (40) 의 재생을 위해 필요해지는 색의 수와 동등하다. 그것에 추가하여, 일체화 3 차원 표시체 (10) 에서는, 단색 구획 (22) 의 수 및 배치를, 표현하고자 하는 도안, 혹은 기계 판독 가능한 코드에 따라 변화시킬 수 있다.
재생 이미지 (40) 의 재생을 위해 필요해지는 발색하는 색을 RGB 의 3 색으로 하고, 단색 구획 (22) 을, 인간의 눈으로 시인할 수 없을 정도의 사이즈로 할 수 있다. 인간의 눈으로 시인할 수 없을 정도의 사이즈는, 100 (㎛) 이하로 할 수 있고, 거기까지 작게 한 상태에서 xy 평면 상에 배치한 경우, 확산 조명하에서는, 백색이 관찰되지만, 점 광원하에서는, 각 집광점 (Sn) 의 색에 맞춰, 3 차원의 재생 이미지 (40) 를 풀 컬러로 재생할 수 있다. 그 때에 있어서의 중복 영역 (19) 내의 단색 구획 (22) 의 배치예를 도 5A, 도 5B, 및 도 5C 를 사용하여 설명한다.
도 5A 는, 집광점 (S1) 을 적색으로 발광시키기 위한 단색 구획의 배치예를 나타내는 개념도이다.
도 5B 는, 집광점 (S2) 을 청색으로 발광시키기 위한 단색 구획의 배치예를 나타내는 개념도이다.
도 5C 는, 집광점 (S3) 을 자색으로 발광시키기 위한 단색 구획의 배치예를 나타내는 개념도이다.
도 5A 에 나타내는 바와 같이, 집광점 (S1) 을 적색으로 발광시키기 위해서는, 집광점 (S1) 에 의해 규정되는 계산 요소 구획 (16) 과 위상각 기록 영역 (18) 의 중복 영역 (19A) 내에, 적색광을 반사시키는 단색 구획 (22 (＃1)) 만을 배치한다.
도 5B 에 나타내는 바와 같이, 집광점 (S2) 을 청색으로 발광시키기 위해서는, 집광점 (S2) 에 의해 규정되는 계산 요소 구획 (16) 과 위상각 기록 영역 (18) 의 중복 영역 (19B) 내에, 청색광을 반사시키는 단색 구획 (22 (＃2)) 만을 배치한다.
한편, 자색은 적색과 청색의 합성색이므로, 도 5C 에 나타내는 바와 같이, 집광점 (S3) 을 자색으로 발광시키기 위해서는, 집광점 (S3) 에 의해 규정되는 계산 요소 구획 (16) 과 위상각 기록 영역 (18) 의 중복 영역 (19C) 내에, 적색광을 반사시키는 단색 구획 (22 (＃1)) 과 청색광을 반사시키는 단색 구획 (22 (＃2)) 을 배치한다.
또, 도 6 과 같이, 위상각 기록 영역 (18) 중에, 적색용 구획 (R), 녹색용 구획 (G), 청색용 구획 (B) 이 도면 중 종방향으로 반복하여 배치된 RGB 의 색조 변환 구획 (21) 을 형성하고, 각 RGB 에, 각각의 색의 강도에 있던 키노폼을 형성함으로써, 3 차원의 재생 이미지 (40) 를 RGB 에 의한 풀 컬러로 재생할 수 있다. 도 6 에 대하여 도 7 과 같이, 도 6 에 있어서의 색조 변환 구획 (21) 에 대응하는 색조 변환 구획 (21 (＃1)) 에 기록된 데이터를, 그대로 횡방향으로 카피하고, 색조 변환 구획 (21 (＃1)) 에 인접한 색조 변환 구획 (21 (＃2)) 을 형성함으로써, 재생점의 휘도를, 도 6 에 대하여 2 배로 할 수 있다.
도 6 에 있어서의 RGB 의 색 변환 구역 (21) 에 있어서의 구획을, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 전부 녹색용 구획 (G) 으로 함으로써, 요컨대, 도 6 에 있어서의 녹색용 구획 (G) 에 기록된 데이터를, 인접하는 적색용 구획 (R) 및 청색용 구획 (B) 에 카피함으로써, 도 6 에 비해, 녹색 성분의 휘도를 3 배로 할 수 있다.
도 6 에서는, 적색용 구획 (R), 녹색용 구획 (G), 청색용 구획 (B) 이 종방향으로 규칙적으로 반복된 색조 변환 구획 (21) 이 예시되어 있다. 그에 반하여, 도 9 와 같이, 색조 변환 구획 (21) 에 적색용 구획 (R), 녹색용 구획 (G), 청색용 구획 (B) 을 랜덤하게 배치할 수도 있다. 이와 같은 랜덤 배치에 의해, 색조 변환 구획 (21) 의 나열 방법을 생각하지 않고, RGB 의 비율을 자유롭게 변경할 수 있다.
도 10(a) 는, 도 9 와는 달리, 색조 변환 구획 (21) 에 적색용 구획 (R), 녹색용 구획 (G), 청색용 구획 (B) 을 규칙적으로 배치한 일례를 나타내고 있다. 단, 색조 변환 구획 (21) 에 동일 패턴의 화소 (g) 가 배치되어 있는 것이 아니라, 도 10(b) 에 예시하는 바와 같이, 복수의 패턴의 화소 (g1, g2) 가 배치되어 있다. 화소 (g1, g2) 모두 L 자형 형상을 하고 있지만, RGB 의 배열 패턴이 상이하다. 화소 (g1) 는, 녹색용 구획 (G) 을 중심으로 하여, 청색용 구획 (B) 과 적색용 구획 (R) 이 녹색용 구획 (G) 에 인접 배치됨으로써 형성되는 L 자형 형상의 화소이다. 한편, 화소 (g2) 는, 청색용 구획 (B) 을 중심으로 하여, 녹색용 구획 (G) 과 적색용 구획 (R) 이 청색용 구획 (B) 에 인접 배치됨으로써 형성되는 L 자형 형상의 화소이다. 도 10(b) 에서는, 2 패턴의 화소 (g1, g2) 만 예시하고 있지만, 화소의 패턴도, 패턴의 수도 일례이며, 색조 변환 구획 (21) 에는, 복수의 패턴의 화소 (g) 를 임의로 배치할 수 있다.
또한, 2 이상의 배치가 상이한 영역을 형성해도 된다. 이 배치의 차이에 의해, 도안을 형성할 수 있다. 이 도안은, 문자, 코드, 랜드마크, 초상, 심볼 등으로 할 수 있다.
또, 디지털 화상에 있어서 RGB ＝ (255, 255, 255) 로 한 경우, 예를 들어 RGB ＝ (10, 20, 30) 을 기록하는 경우에는, 단색 구획 (22) 에 기록할 때, 기록 면적을 조정함으로써 실현할 수 있다. 예를 들어, (10/255, 20/255, 30/255) 의 면적률로 기록할 수 있다. 또, 이와 같이 면적을 조정하여 기록하는 방법 외에, 전술한 amp (집광점의 광의 진폭) 로 조정하는 방법도 있다.
도 11 은, 6 개의 파장의 반사광을 위해 6 종류의 단색 구획 (22 (＃1), (＃2), (＃3), (＃4), (＃5), (＃6)) 을 형성한 일체화 3 차원 표시체 (10) 를 예시하는 개념도이다.
도 11 은, X 축 방향으로 가로로 긴 장방형상의 6 개의 단색 구획 (22 (＃1), (＃2), (＃3), (＃4), (＃5), (＃6)) 을, Y 축 방향으로 쌓아 올리도록 배치한 예를 나타내고 있다. 그러나, 이것은 일례로서, 다른 임의의 배치로 할 수도 있다.
도 12 는, 시역에 따라 상이한 색이 표시되는 상태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 11 에 나타내는 구성에 의하면, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 시야의 각도 방향에 따라, 1 개의 집광점 (S1) 이 6 색의 상이한 색으로 재생된다.
도 13 은, 도안을 나타내는 형상을 갖는 2 차원 정보를, 일체화 3 차원 표시체에 부여한 예를 나타내는 개념도이다.
2 차원 정보 (50) 는, 기록면 (14) 보다 관찰자측, 즉, 집광점 (Sn) 측에 형성된 도시되지 않은 인쇄층에 인쇄됨으로써, 일체화 3 차원 표시체 (10) 에 부여할 수 있다. 혹은, 금속의 반사층 (24) 에 대하여, 레이저를 사용한 인그레이빙에 의해 디메탈라이즈함으로써, 반사층 (24) 으로부터 금속을 제거하고, 광의 반사를 제어함으로써, 일체화 3 차원 표시체 (10) 에 부여할 수 있다.
또한, 2 차원 정보 (50) 는, 도안을 나타내는 형상에 한정되지 않고, 문자를 나타내는 형상이나, 기계 판독 가능한 코드로 할 수도 있다. 이들 도안, 문자, 및 패턴을, 개인 인증 정보로서 적용할 수도 있다.
도 13 에 예시하는 구성에 의하면, 2 차원 정보 (50) 와, 집광점 (Sn) 에 반사광을 집광시키기 위한 정보가 동일한 영역에 공존하므로, 높은 내위조성을 실현할 수 있다. 집광점 (Sn) 에 반사광을 집광시키는 것은, 3 차원의 재생 이미지 (40) 를 재생시키는 것이므로, 집광점 (Sn) 에 반사광을 집광시키기 위한 정보는, 3 차원 정보에 상당한다. 즉, 도 13 은, 높은 내위조성을 실현하기 위해, 2 차원 정보 (50) 와 3 차원 정보를 동일한 영역에 공존시킨 구성을 예시하고 있다.
도 14A 는, 2 차원 정보 (50) 와 3 차원적으로 분포되어 있는 집광점 (S (S1 ∼ Sn)) 이, xy 평면에 있어서 중첩되지 않는 위치 관계의 일례를 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 14B 는, 2 차원 정보 (50) 와 3 차원적으로 분포되어 있는 집광점 (S (S1 ∼ Sn)) 이, xy 평면에 있어서 중첩되는 위치 관계의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 14A(a) 및 도 14B(a) 에 나타내는 단면도는, 각각 도 14A(b) 및 도 14B(b) 에 나타내는 W1-W1 선, 및 W2-W2 선을 따른 단면도로서, z 방향, 즉, 기록면 (14) 의 깊이 방향에 있어서의 기록면 (14) 과 집광점 (S) 의 위치 관계를 나타내고 있다. 도 14A(b) 및 도 14B(b) 에 나타내는 평면도는, xy 평면에 있어서의 중복 영역 (19) 과 2 차원 정보 (50) 의 위치 관계를 나타내고 있다.
도 14A 에 나타내는 바와 같은 구성에 의하면, 2 차원 정보 (50) 와 3 차원 정보가 xy 평면 상에 있어서 분리되어 있으므로, 2 차원 정보 (50) 만을 위조하고, 3 차원 정보는 정규의 것을 적용할 수 있다. 이 때문에, 내위조성은 약하다.
한편, 도 14B 에 나타내는 바와 같은 구성에 의하면, 2 차원 정보 (50) 와 3 차원 정보가 적어도 부분적으로, 기록면 (14) 의 깊이 방향에 있어서 중첩되도록 배치되어 있다. 이 때문에, 2 차원 정보 (50) 와 3 차원 정보의 양방을 위조하는 것은 곤란해지므로, 내위조성을 높일 수 있다.
도 15A 및 도 15B 는, 중복 영역 (19) 과 2 차원 정보 (50) 의 기록면 (14) 상에 있어서의 위치 관계를 나타내는 개념도이다.
도 15A 는, 중복 영역 (19) 의 일부만이 2 차원 정보 (50) 와 중첩되어 있는 상태, 즉, 중복 영역 (19) 의 전체면을 덮지 않도록, 2 차원 정보 (50) 가 배치되어 있는 상태를 나타낸다. 도 15B 는, 중복 영역 (19) 의 전체면이 2 차원 정보 (50) 에 의해 덮여져 있는 상태를 나타낸다.
도 15B 에 설명하는 바와 같이, 중복 영역 (19) 의 전체면이 2 차원 정보 (50) 에 의해 덮여져 있는 경우, 중복 영역 (19) 을 이용할 수 없으므로, 집광점 (Sn) 을 재생 할 수 없다. 한편, 도 15A 에 설명하는 바와 같은 위치 관계에서는, 중복 영역 (19) 의 일부가 2 차원 정보 (50) 에 덮여져 있어도, 중복 영역 (19) 중, 2 차원 정보 (50) 에 의해 덮여져 있지 않은 부분을 이용하여 집광점 (Sn) 을 재생할 수 있다. 따라서, 기록면 (14) 에 2 차원 정보 (50) 를 기록하는 경우에는, 도 15A 와 같이, 중복 영역 (19) 의 전체면을 덮지 않도록, 2 차원 정보 (50) 를 배치한다.
도 16A 및 도 16B 는, 2 차원 정보 (50) 와 3 차원적으로 분포되어 있는 집광점 (S (S1 ∼ Sn)) 이, xy 평면에 있어서 중첩되도록 배치되어 있는 인증체의 일 실시형태를 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 16A(a) 및 도 16B(a) 에 나타내는 단면도는, 각각 도 16A(b) 및 도 16B(b) 에 나타내는 W3-W3 선 및 W4-W4 선을 따른 단면도로서, 도면에서 설명하는 바와 같이, 인증체 (60) 는, 대상물 (26) 에 접착된 일체화 3 차원 표시체 (10) 를 포함하고 있다. 특히, 도 16A(b) 및 도 16B(b) 에 명시되어 있는 바와 같이, 중복 영역 (19) 에는, 동일한 크기의 세로로 긴 사각형 형상을 하고 있는 3 종류의 단색 구획 (22 (＃1), (＃2), (＃3)) 이, 도면 중 좌방향에서 우방향으로, 중첩되지 않도록, 순서대로 인접하여 배치되어 있다. 이들 3 종류의 단색 구획 (22 (＃1), (＃2), (＃3)) 을 상이한 색으로 착색시킬 수 있다.
중복 영역 (19) 의 상면에, 도시되지 않은 인쇄층을 배치하고, 인쇄층에 2 차원 정보 (50) 를 인쇄함으로써, 인증체 (60) 에 2 차원 정보 (50) 를 부여할 수 있다. 혹은, 인쇄층을 배치하지 않고, 금속의 반사층 (24) 을 디메탈라이즈함으로써도, 인증체 (60) 에 2 차원 정보 (50) 를 부여할 수 있다.
이와 같은 2 차원 정보 (50) 에 의해, 도안을 표시하거나, 2 차원 바코드를 표시할 수 있다. 도 16A(b) 에는, 2 차원 정보 (50) 가 도안인 경우가 설명되어 있고, 도 16B(b) 에는, 2 차원 정보 (50) 가 바코드인 경우가 설명되어 있다.
2 차원 정보 (50) 가 중복 영역 (19) 의 전체면을 덮고 있는 도 15B 와 같은 구성이 되지 않도록, 즉, 중복 영역 (19) 의 적어도 일부가, 2 차원 정보 (50) 에 의해 덮여져 있지 않은 도 15A 와 같은 구성이 되도록, 2 차원 정보 (50) 를 배치함으로써, 집광점 (Sn) 이 사라지지 않고, 일체화 3 차원 표시체 (10) 에 2 차원 정보 (50) 를 부여할 수 있다.
도 17A 는, 단색 구획의 평면 형상에 의해 표현되는 도안을 갖는 인증체의 일 실시형태를 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 17A(a) 에 나타내는 단면도는, 도 17A(b) 에 나타내는 W5-W5 선을 따른 단면도이다.
도 17A 에 설명되는 인증체에서는, 특히 도 17A(b) 에 도시되는 바와 같이, 중복 영역 (19) 에 배치되는 단색 구획 (22 (＃1), (＃2), (＃3)) 의 평면 형상에 의해, 도안이 표현된다. 동일하게, 복수 종류의 단색 구획 (22) 의 평면 형상의 구성에 의해, 도안 뿐만 아니라, 문자나, 기계 판독 가능한 코드를 표현할 수도 있다. 이들 도안, 문자, 코드에, 개인 인증 정보의 의미를 갖게 함으로써, 개인 인증 정보를 가진 인증체 (60) 를 실현할 수 있다.
도 17B 는, 단색 구획의 평면 형상에 의해 표현되는 도안과, 바코드의 패턴을 갖는 인증체의 일 실시형태를 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 17B(a) 에 나타내는 단면도는, 도 17B(b) 에 나타내는 W6-W6 선을 따른 단면도이다.
도 17B 에서 설명되는 인증체 (60) 는, 도 17A 에 나타내는 인증체 (60) 에 있어서의 중복 영역 (19) 의 상면에, 도 16B 와 동일하게, 도시되지 않은 인쇄층을 배치하고, 인쇄층에 2 차원 정보 (바코드 정보) (50) 를 인쇄한 것이다.
도 18A, 도 18B, 및 도 18C 는, 재생색이 상이한 복수의 단색 구획 (22 (＃1), (＃2)) 에 걸쳐지도록, 3 차원의 재생 이미지 (40) 가 재생되는 것을 설명하는 개념도이다.
도 18A, 도 18B, 및 도 18C 의 정면도에 나타내는 바와 같이, 일체화 3 차원 표시체 (10) (중복 영역 (19)) 가 2 분된 좌측 절반에 단색 구획 (22 (＃1)) 이 배치되고, 우측 절반에 단색 구획 (22 (＃2)) 이 배치되어 있다. 단색 구획 (22 (＃1)) 으로부터의 반사광은, 제 1 재생색 (예를 들어, 적색) 의 광으로 집광점 (Sn) 에서 집광되고, 단색 구획 (22 (＃2)) 으로부터의 반사광은, 제 2 재생색 (예를 들어, 청색) 의 광으로 집광점 (Sn) 에서 집광됨으로써, 재생 이미지 (40) 를 재생한다.
도 18B 의 측면도에 나타내는 바와 같이, 관찰자 (90) 가, 일체화 3 차원 표시체 (10) 의 정면 중심으로부터 면에 직교하는 시선 방향에서 일체화 3 차원 표시체 (10) 를 관찰한 경우, 도 18B 의 정면도에 나타내는 바와 같이, 일체화 3 차원 표시체 (10) 의 중심에 위치하고, 좌측 절반이 제 1 색으로, 우측 절반이 제 2 색으로 표시된 재생 이미지 (40) 를 관찰할 수 있다.
한편, 도 18A 의 측면도에 나타내는 바와 같이, 관찰자 (90) 가, 일체화 3 차원 표시체 (10) 의 중심보다 도면 중 우측 상방으로부터, 일체화 3 차원 표시체 (10) 의 면에 대하여, 0 (°) 이상, 70 (°) 이하의 경사각으로, 우측으로부터 비스듬한 방향으로 진행되는 시선 방향에서 일체화 3 차원 표시체 (10) 를 관찰한 경우, 도 18A 의 정면도에 나타내는 바와 같이, 일체화 3 차원 표시체 (10) 의 중심보다 좌측으로 시프트되어 위치하고, 그에 따라, 도 18B 에 나타내는 경우보다, 제 1 색으로 표시되는 영역의 면적이 크고, 제 2 색으로 표시되는 영역의 면적이 작게 되어 있는 재생 이미지 (40) 를 관찰할 수 있다.
반대로, 도 18C 의 측면도에 나타내는 바와 같이, 관찰자 (90) 가, 일체화 3 차원 표시체 (10) 의 중심보다 도면 중 좌측 상방으로부터, 일체화 3 차원 표시체 (10) 의 면에 대하여, 0 (°) 이상, 70 (°) 이하의 경사각으로, 좌측으로부터 비스듬한 방향으로 진행되는 시선 방향에서 일체화 3 차원 표시체 (10) 를 관찰한 경우, 도 18C 의 정면도에 나타내는 바와 같이, 일체화 3 차원 표시체 (10) 의 중심보다 우측으로 시프트되어 위치하고, 그에 따라, 도 18B 에 나타내는 경우보다, 제 2 색으로 표시되는 영역의 면적이 크고, 제 1 색으로 표시되는 영역의 면적이 작게 되어 있는 재생 이미지 (40) 를 관찰할 수 있다.
또한, 재생 이미지 (40) 에 의해 실현되는 3 차원 정보는, 문자나 도안에 한정되지 않고, QR 코드, 바코드, 데이터 매트릭스 등의 기계 인증 정보를 나타내는 패턴을 표시하기 위해 이용할 수도 있다. 또, 집광점 (Sn) 의 3 차원 위치 좌표로 진정인지 위조인지를 검증함으로써, 일체화 3 차원 표시체 (10) 를 인증하는 것에 의해, 고도의 시큐리티를 실현할 수 있다.
이와 같이, 재생 이미지 (40) 의 3 차원 정보를 인증 정보로 할 수 있다. 또, 3 차원 정보의 재생 이미지 (40) 를 표시하는 단색 구획 (22) 에 식별 정보인 2 차원 정보가 기록됨으로써, 인증 정보와 식별 정보를 불가분으로 일체화할 수 있다. 바코드는, 일정한 간격으로 바가 배열되어 있기 때문에, 기록면 (14) 상의 반사층 (24) 에 기록한 경우, 그 위상각 기록 영역 (18) 이 분산된다. 그 때문에, 기록면 (14) 으로부터 1 점의 집광점 (S) 에 광을 반사시키는 어느 존 플레이트가 기록되어 있는 영역의 반사층 (24) 전부가 제거되는 것을 피할 수 있다.
바코드는, 유통 코드에 적용되는 JAN/EAN/UPC 나, 물류 상품용 코드로서 적용되는 ITF, 공업용 바코드로서 적용되는 CODE39, 택배의 전표로 적용되는 NW-7 등으로 할 수 있다. 또, 바코드는, 오류 검출 부호나, 오류 정정 부호를 포함할 수도 있다. 요컨대 중복성을 가질 수 있다. 또, 바코드는, 반사율을 2 치화하고, ON 과 OFF 로부터 데이터를 판독하는데, 다치 (多値) 로 할 수도 있다. 또, 2 차원 정보는, 복수의 단색 구획 (22) 에 걸쳐서 기록할 수 있다. 복수의 단색 구획 (22) 을 형성하는 것은, 고도의 가공 기술을 필요로 하기 때문에, 그 복수의 단색 구획 (22) 에 걸쳐서, 2 차원 정보를 기록함으로써, 2 차원 정보의 개찬을 방지할 수 있다. 또한, 2 차원 정보가 식별 정보인 경우에는, 식별 정보의 개찬에 의한 사칭을 방지할 수 있다.
3 차원 위치 좌표의 취득은, 스테레오 카메라에 의한 방법이나, 이미 상품화되어 있는 Kinect 센서에 의한 방법, 투과형의 화소형 스캐너를 사용하여, 깊이 방향으로 스캔하는 방법 등을 포함한다.
또한, 취득한 3 차원 위치 좌표를, Point Cloud Library 등을 사용하여 연산 처리하고, SHOT (Signature of Histograms of OrienTations) 특징량, PFH (Point Feature Histograms) 특징량, PPF (Point Pair Feature) 특징량 등과 같은 3 차원 특징량을 추정하고, 데이터베이스에 있는 올바른 3 차원 위치 좌표와 비교함으로써, 인증체 (60) 가 진정품인지 위조품인지를 판정할 수 있다.
다음으로, 엠보스층 (23) 의 깊이 (T) 를 변경하지 않고, 반사광의 특성, 즉, 반사 스펙트럼을 변화시키는 방법에 대해 설명한다.
지금까지, 도 2 등에서, 엠보스층 (23) 의 깊이 (T) 를 변경함으로써, 반사광의 특성, 즉, 반사 스펙트럼을 변화시키는 것에 대해 설명하였다. 그러나, 반사 스펙트럼을 변화시키는 것은, 엠보스층 (23) 의 깊이 (T) 를 변경하지 않아도, 금속의 반사층 (24) 을 디메탈라이즈하거나, 인쇄층 (28) 을 형성함으로써도 실현할 수 있다.
금속의 반사층 (24) 을 디메탈라이즈함으로써, 반사 스펙트럼을 변화시키는 방법을, 도 19A 및 도 19B 를 사용하여 설명한다.
도 19A 는, 디메탈라이즈에 의해 반사 스펙트럼을 변화시키는 방법을 설명하기 위한 본 발명의 실시형태에 관련된 일체화 3 차원 표시체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 19A 와 같은 단면 구성을 갖는 일체화 3 차원 표시체는, 기재 (12) 에 박리층 (27), 엠보스층 (23) 이 순서대로 적층되어 있다. 또한, 반사층 (24) 이 엠보스층 (23) 을 커버하고 있다. 반사층 (24) 상에는, 추가로 접착층이 있다.
또, 도면 중 x 방향으로, 3 개의 단색 구획 (22 (＃1), (＃2), (＃3)) 이 순서대로 배치되어 있고, 동일한 단색 구획 (22) 내에서는, 각각 엠보스층 (23) 의 깊이 (T) 로서 고유의 값을 갖고 있다. 도 19A 에서는, 단색 구획 (22 (＃1)) 에 있어서의 엠보스층 (23) 은 깊이 T1 이고, 단색 구획 (22 (＃2)) 에 있어서의 엠보스층 (23) 은 깊이 T2 이고, 단색 구획 (22 (＃3)) 에 있어서의 엠보스층 (23) 은 깊이 T3 이며, T2 ＞ T1 ＞ T3 의 관계를 갖는다.
한편, 도 19B 는, 도 19A 의 상태로부터, 금속의 반사층 (24) 이 디메탈라이즈되어, 금속의 일부가 제거된 실시형태를 나타내는 단면도이다. 이 경우, 접착층은, 반사층 (24) 또는 엠보스층 (23) 상에 있다. 레이저에 의한 인그레이빙에 의해 디메탈라이즈할 수 있다.
도 19A 와 같은 구성으로부터, 도 19B 와 같이, 금속의 반사층 (24) 이 디메탈라이즈되면, 엠보스층 반사 스펙트럼을 변화시킬 수 있다.
이와 같이 디메탈라이즈에 의해 반사 스펙트럼이 변화하는 메커니즘을, 도 20A 및 도 20B 를 사용하여 설명한다.
도 20A 는, 기계 인증 장치 (70) 로부터 조사된 검사광 (α) 이, 반사층 (24) 에 있어서 반사되는 상태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 20B 는, 기계 인증 장치 (70) 으로부터 조사된 검사광 (α) 이, 디메탈라이즈부 (30) 에 있어서 투과되는 상태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 20A(a) 및 도 20B(a) 에 나타내는 일체화 3 차원 표시체 (11) 의 단면 구성은, 도 19B 에 나타내는 단면 구성으로부터 기재 (12) 를 제거하고, 점착층 (25) 에 대상물 (26) 을 점착시킨 구성을 하고 있다. 또한, 도 20A(a) 에서는, 금속의 반사층 (24) 이 디메탈라이즈된 부분을, 디메탈라이즈부 (30) 로서 나타내고 있다.
일체화 3 차원 표시체 (11) 는, 디메탈라이즈에 의한 반사 스펙트럼의 변화를 이용하여, 도 20A(b) 및 도 20B(b) 에 나타내는 바와 같은 기계 판독 가능한 코드 (80) 를 기록하기 위해 이용된다.
기계 인증 장치 (70) 는, 일체화 3 차원 표시체 (11) 를 향하여 검사광 (α) 을 조사하고, 일체화 3 차원 표시체 (11) 로부터의 반사광 (β) 을 검출함으로써, 기계 판독 가능한 코드의 패턴을 판독하기 위한 장치로서, 한정되는 것은 아니지만, 스마트폰, 레지스터 리더, 광 스펙트럼 장치 등을 적용할 수 있다.
이 때, 기계 인증 장치 (70) 는, 기록면 (14) 에 대하여, 바람직하게는 0 (°) 이상, 70 (°) 이하의 경사각으로, 기계 판독 가능한 코드의 패턴을 판독한다.
기계 인증 장치 (70) 로부터 조사된 검사광 (α) 은, 반사층 (24) 에 있어서는, 도 20A(a) 에 설명하는 바와 같이 반사되기 때문에, 반사광 (β) 은, 기계 인증 장치 (70) 에 되돌아오지 않는다. 이 때문에, 반사층 (24) 은, 기계 인증 장치 (70) 에 의해, 도 20A(b) 에 설명하는 바와 같이, 기계 판독 가능한 코드의 흑색에 상당하는 부위로서 인식된다.
한편, 기계 인증 장치 (70) 로부터 조사된 검사광 (α) 은, 디메탈라이즈부 (30) 에 있어서는, 도 20B(a) 에서 설명하는 바와 같이 투과되고, 그 아래의 대상물 (26) 에 있어서 반사된다. 특히, 대상물 (26) 이 백색이면, 검사광 (α) 이 대상물 (26) 의 표면에서 산란되어 산란광 (γ) 이 발생하고, 이 산란광 (γ) 이, 기계 인증 장치 (70) 에 되돌아와, 기계 인증 장치 (70) 에 의해 백색으로서 인식된다. 이 때문에, 디메탈라이즈부 (30) 는, 기계 인증 장치 (70) 에 의해, 도 20B(b) 에서 설명하는 바와 같이, 기계 판독 가능한 코드 중, 백색에 상당하는 부위로서 인식된다.
다음으로, 인쇄층을 형성함으로써 반사 스펙트럼을 변화시키는 방법을, 도 21A 및 도 21B 를 참조하여 설명한다.
도 21A 및 도 21B 는, 인쇄층을 형성함으로써, 반사 스펙트럼을 변화시키는 방법을 설명하기 위한 본 발명의 실시형태에 관련된 일체화 3 차원 표시체의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 21A 에 나타내는 단면 구성은, 도 19A 에 나타내는 바와 같이 단색 구획 (22) 을 구비한 구성에 있어서의 박리층 (27) 과 엠보스층 (23) 사이에, 인쇄층 (28) 을 추가한 구성을 하고 있다. 이와 같이, 인쇄층 (28) 을 추가함으로써, 엠보스층 (23) 의 깊이 (T) 를 변화시키지 않아도, 반사 스펙트럼을 변화시킬 수 있지만, 엠보스층 (23) 의 깊이 (T) 에 의해 결정되는 반사광의 색과 인쇄에 의한 색을 조합하여 적용할 수도 있다. 또한, 인쇄층 (28) 을 추가한 경우에는, 도 21B 와 같이, 단색 구획 (22) 을 형성하지 않고, 복수 종류의 상이한 깊이 (T) 를 갖는 엠보스층 (23) 이, 면 전체에 걸쳐서 랜덤하게 분포된 멀티 레벨 구성으로 할 수도 있다.
다음으로, 컴퓨터에 의해 이루어지는 디메탈라이즈 처리에 대해 설명한다.
도 22 는, 디메탈라이즈 처리에 의해 2 차원 바코드를 작성하기 위해, 컴퓨터에 입력되는 조건 데이터의 일례를 나타내는 도면이다. 도 22 에 있어서, 흰 부분은, 금속의 반사층 (24) 의 금속을 남기도록 지시된 부분에 상당하고, 검은 부분은, 금속의 반사층 (24) 의 금속을 디메탈라이즈하도록 지시된 부분에 상당한다.
이와 같은 조건 데이터에 따라서, 컴퓨터는, 도 22 에 도시되는 흰 부분에 상당하는 반사층 (24) 의 금속을 디메탈라이즈하지 않고, 도 22 에 도시되는 검은 부분에 상당하는 반사층 (24) 의 금속만을 디메탈라이즈한다.
디메탈라이즈되지 않는 부분은, 도 20A 를 사용하여 설명한 바와 같이, 검은 부분으로서 인식되는 한편, 디메탈라이즈된 부분은, 도 20B 를 사용하여 설명한 바와 같이, 흰 부분으로서 인식된다.
이와 같이, 금속을 디메탈라이즈함으로써, 기계 판독 가능한 코드를 기록할 수 있다.
그런데, 기계 인증 장치 (70) 에 의한 기계 판독 가능한 코드의 인식률이나, 재생 이미지 (40) 의 시인 용이성은, 디메탈라이즈량에 의존한다. 디메탈라이즈량은, 디메탈라이즈 전의 금속부의 면적 S1 로 하고, 디메탈라이즈 후의 금속부의 면적 S2 로 하면, 디메탈라이즈량 (％) ＝ (S1 － S2)/S1 로 정의된다. 또, 인식률은, 판독된 코드 중, 인식된 코드의 비율이다.
도 23 은, 금속의 반사층 (24) 중 비반사로 하고자 하는 부위에 있어서의 디메탈라이즈량과, 기계 판독 가능한 코드의 인식률 및 재생 이미지 (40) 의 시인 용이성의 관계를 나타내는 테이블이다.
금속의 반사층 (24) 의 디메탈라이즈량이 클수록, 기계 판독 가능한 코드로서의 콘트라스트가 높아지기 때문에, 인증하기 쉬워지므로, 단위 시간당의 인식률은 높아지는 한편, 재생 이미지 (40) 의 밝기는 저하되므로, 재생 이미지 (40) 는 보기 어려워진다.
반대로, 디메탈라이즈량이 작을수록, 재생 이미지 (40) 는 밝아져, 보기 쉬워지지만, 기계 판독 가능한 코드로서의 콘트라스트는 저하되므로, 인식률은 낮아진다.
도 23 은, 금속의 반사층 (24) 중, 비반사로 하고자 하는 부위에 있어서의 디메탈라이즈량이 30 (％) 이상, 70 (％) 이하이면, 양호한 시인성과 재생 이미지 (40) 의 시인 양호성을 양립시킬 수 있는 것을 나타내고 있다.
따라서, 본 발명의 실시형태에 관련된 일체화 3 차원 표시체에서는, 금속의 반사층 (24) 중 비반사로 하고자 하는 부위 (예를 들어, 기계 판독 가능한 코드에 있어서 희게 표시하는 부위) 의 금속의 30 (％) 이상, 70 (％) 이하를 디메탈라이즈한다.
다음으로, 본 발명의 실시형태에 관련된 일체화 3 차원 표시체를 구성하는 각 부위의 재료에 대해 설명한다.
기재 (12) 에 적용하는 재료에, 유리 기재와 같은 리지드한 것을 적용할 수도 있고, 필름 기재를 적용할 수도 있다. 기재 (12) 는, PET (폴리에틸렌테레프탈레이트), PEN (폴리에틸렌나프탈레이트), PP (폴리프로필렌) 등의 플라스틱 필름으로 할 수 있으며, 기록면 (14) 을 형성하였을 때에 가해지는 열이나 압력 등에 의해 변형이나 변질이 적은 재료가 적합하다. 또한, 용도나 목적에 따라서는 종이나 합성지, 플라스틱 복층지나 수지 함침지 등을 기재 (12) 로 할 수도 있다.
박리층 (27) 은, 수지 및 활제로 형성할 수 있다. 수지로는, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 자외선 경화성 수지, 전자선 경화성 수지 등이 바람직하다. 수지로는, 아크릴 수지나 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지를 적용할 수 있다. 또, 활제로는, 폴리에틸렌 파우더, 파라핀 왁스, 실리콘, 카나우바 왁스 등의 왁스가 바람직하다. 이것들은 박리층 (27) 으로서, 기재 (12) 에 그라비아 인쇄법이나 마이크로 그라비아법 등과 같은 주지의 도포 방식에 의해 형성된다. 박리층 (27) 의 두께는, 0.1 (㎛) 이상, 2 (㎛) 이하의 범위 내로 할 수 있다. 박리층 (27) 은, 기록면 (14) 이나, 2 차원 정보를 보호하기 위해, 하드 코트성을 가질 수 있다. 하드 코트성은, 연필 경도 시험 (JIS K5600-5-4) 에 있어서, H 이상 5H 이하의 경도로 할 수 있다.
엠보스층 (23) 은, 수지를 모재로 할 수 있다. 수지로는, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 자외선 경화성 수지, 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 열성형성 재료, 전자선 경화성 수지 등이 바람직하다. 수지로서, 우레탄 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리염화비닐 수지의 열가소성 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 우레탄(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 폴리올(메트)아크릴레이트, 멜라민(메트)아크릴레이트, 트리아진(메트)아크릴레이트를 적용할 수 있다. 엠보스층 (23) 의 두께는, 0.5 (㎛) 이상, 5 (㎛) 이하의 범위로 할 수 있다.
반사층 (24) 의 재질은, 금속으로 할 수 있다. 금속의 반사층 (24) 은, 레이저를 흡수하기 쉬워 인그레이빙에 적합하다. 또한, 금속의 반사층 (24) 으로는, 알루미늄, 은, 주석, 크롬, 니켈, 구리, 금 등을 적용할 수 있다. 또, 반사층 (24) 의 재질은 금속 화합물로 할 수 있다. 금속 화합물의 반사층 (24) 으로서, 황화아연, 산화티탄, 산화규소, 산화철을 적용할 수 있다. 또, 산화규소는 Si2O3, SiO 등으로 할 수 있다. 금속 화합물, 산화규소의 반사층 (24) 은, 투광성으로 할 수 있다. 또, 반사층 (24) 은, 엠보스층 (23) 의 전체면 또는 일부에 형성되어 있다. 또는, 반사층 (24) 은, 단층 또는 다층이다. 금속층과, 금속 화합물 또는 산화규소의 2 층의 반사층 (24) 으로 이루어지는 다층으로 할 수 있다. 이 반사층 (24) 은, 금속층이 일부에 형성되어 있는 경우, 금속층이 형성된 영역을 선택적으로 인그레이빙하여, 2 차원 정보를 기록할 수 있다. 특히 금속층의 외형을 채문 무늬 등으로 함으로써, 위조 내성을 향상시킬 수 있다.
반사층 (24) 의 재질은, 금속 이외의 무기 화합물로 할 수도 있다. 무기 화합물은, 굴절률이 높아 반사율을 높이기 쉽다.
금속, 금속 화합물, 혹은 무기 화합물로 이루어지는 반사층 (24) 을 형성하기 위해, 기상 퇴적법을 적용할 수 있다.
기상 퇴적법으로는 증착, CVD, 스퍼터를 적용할 수 있다. 반사층 (24) 의 두께는, 40 (㎚) 이상, 1000 (㎚) 이하의 범위 내가 바람직하다. 40 (㎚) 이상이면, 레이저 인그레이빙시에 디메탈라이즈부의 윤곽이 클리어해진다. 1000 (㎚) 이하이면, 레이저 인그레이빙시 등에서의 반사층의 균열을 방지할 수 있다. 반사층 (24) 의 반사율은, 30 (％) 이상, 95 (％) 이하의 범위 내가 바람직하다. 반사층 (24) 의 반사율이 30 (％) 이상이면, 충분한 반사가 얻어진다. 한편, 반사층 (24) 의 반사율이 95 (％) 보다 높으면 충분한 이미지의 밝기는 얻어지지만, 반사층 (24) 의 가공이 곤란해진다.
반사층 (24) 은 또, 레이저광을 흡수하는 잉크를 사용하여 형성할 수도 있다. 잉크는, 인쇄 방식에 따라, 오프셋 잉크, 활판 잉크, 및 그라비아 잉크 등으로 할 수 있다. 또, 조성의 차이에 따라, 수지 잉크, 유성 잉크, 및 수성 잉크로 할 수도 있다. 또, 건조 방식의 차이에 따라, 산화 중합형 잉크, 침투 건조형 잉크, 증발 건조형 잉크, 및 자외선 경화형 잉크로 할 수도 있다. 또, 조명 각도 또는 관찰 각도에 따라 색이 변화하는 기능성 잉크를 적용할 수도 있다. 이와 같은 기능성 잉크로는, 광학적 변화 잉크 (Optical Variable Ink), 컬러 시프트 잉크, 및 펄 잉크를 적용할 수 있다.
도 2, 도 20A, 및 도 20B 에서 설명하는 일체화 3 차원 표시체는, 대상물 (26) 에 첩부되어 있다. 이 첩부는, 열압 전사로 실현할 수 있다. 바꿔 말하면, 첩부의 가공은, 열압 전사로 할 수 있다. 대상물 (26) 은, 인쇄체로 할 수 있다. 대상물 (26) 은, 지폐, 쿠폰, 카드, 보드, 포스터, 태그, 시일 등이다. 카드, 보드, 태그는, 일반적으로 평탄한 표면을 갖고, 코드의 판독성도 양호하고, 3D 이미지의 변형도 적다. 대상물 (26) 의 재질은, 종이, 폴리머 등이다. 종이, 폴리머 등은 점착층 (25) 을 개재하여 첩부 가능하다. 또, 종이, 폴리머 이외에도, 금속, 세라믹 등이어도 되고, 점착층 (25) 을 개재하여 첩부 가능한 것이면, 특별히 한정되지 않는다.
점착층 (25) 은, 일체화 3 차원 표시체 (10) 를 대상물 (26) 과 밀착시킬 수 있으면 되며, 재질은 상관없지만, 택성의 점착제나 열가소 접착재 등으로 할 수 있다.
또, 일체화 3 차원 표시체 (10) 의 표면에, 스침 등에 의해 흠집이 나면, 재생 이미지 (40) 에 블러링이 발생할 우려가 있다. 이 때문에, 일체화 3 차원 표시체 (10) 의 표면에, 도시되지 않은 보호층을 형성해도 된다. 보호층은, 하드 코트성을 부여할 수도 있다. 하드 코트성은, 연필 경도 시험 (JIS K5600-5-4) 에 있어서, H 이상 5H 이하의 경도로 할 수 있다. 이로써, 일체화 3 차원 표시체 (10) 의 표면이, 스침 등에 의해 손상되는 것을 저지할 수 있다.
일체화 3 차원 표시체 (10) 의 표면의 20°글로스 (Gs (20°)) 는, 15 이상, 70 이하인 것이 바람직하다. 20°글로스 (Gs (20°)) 가 15 에 못 미치는 경우, 방현성이 강해져, 집광점 (Sn) 이 잘 결상되지 않게 된다.
한편, 20°글로스 (Gs (20°)) 가 70 을 초과하는 경우, 방현성이 불충분하기 때문에 재생 이미지 (40) 에 반사광이 투영되어, 재생 이미지 (40) 의 촬상, 관찰이 곤란해진다. 또한, 보다 바람직한 20°글로스 (Gs (20°)) 는, 20 이상, 60 이하의 범위 내이다.
또, 기록면 (14) 의 투과 이미지 선명도 (C (0.125) ＋ C (0.5) ＋ C (1.0) ＋ C (2.0)) 의 값은, 200 (％) 이상인 것이 바람직하다. 또, 기록면 (14) 의 헤이즈 (Hz) 를 1.0 (％) 이상, 25 (％) 이하로 할 수 있다. 20°글로스의 측정은, 광택도계 (BYK-Gardner 제조의 micro-TRI-gloss) 를 사용하여, JIS-K7105-1981 에 기초하여 측정하였다. 투과 선명도의 측정은, 사상 (寫像) 측정기 (스가 시험기사 제조, 상품명 ; ICM-1DP) 를 사용하여, JIS-K7105-1981 에 기초하여 측정하였다.
방현성 필름을 투과하는 광은, 이동하는 광학 빗을 통과시켜 측정하였을 때의 최고 파장 M 및 최저 파장 m 으로부터, C ＝ (M － m)/(M ＋ m) × 100 의 식에 기초한 계산에 의해 구할 수 있다. 투과 이미지 선명도 C (％) 는, 값이 클수록, 화상이 선명하고, 양호한 것을 나타낸다. 측정에는 4 종류의 폭의 광학 빗 (0.125 (㎜), 0.5 (㎜), 1.0 (㎜), 2.0 (㎜)) 을 적용하였으므로, 100 (％) × 4 ＝ 400 (％) 이 최대값이 된다.
헤이즈 (Hz) 는, 헤이즈미터 (닛폰 전색 공업 제조의 NDH2000) 를 사용하여 JIS-K7105-1981 에 준하여 헤이즈 (Hz) 를 측정하였다.
전광선 반사율은, JIS-K7105 에 준하여, 히타치 하이테크놀로지즈사 제조의 분광 광도계인 U-4100 을 측정 장치로 하고, 적분구로 전광선을 모음으로써 계측할 수 있다.
또한, 도 19A 및 도 19B 에 설명하는 단면 구성을 갖는 일체화 3 차원 표시체 (11) 의 다른 실시형태로서, 박리층 (27) 을 생략하고, 기재 (12) 에 기록면 (14) 을 직접 적층할 수도 있다. 이 경우, 박리층 (27) 이 없는 점에서, 점착층 (25) 에 의해 대상물 (26) 에 첩부된 후에도, 기재 (12) 가 남는다.
기재 (12) 가 인쇄층을 형성하는 경우, 매트풍의 용지를 적용하는 것이 바람직하다. 매트풍의 용지로는, 상질지, 중질지, 매트 코트지, 아트지 등을 들 수 있다. 인쇄층은, 잉크를 사용하여 형성할 수도 있다.
잉크는, 안료 잉크, 염료 잉크로 할 수 있다. 안료 잉크는, 무기 화합물 뿐만 아니라, 유기물로 할 수도 있다. 무기물의 안료는, 흑연, 코발트, 티탄 등이다. 유기물의 안료는, 프탈로시아닌 화합물, 아조 안료, 유기 착물 등이다. 또, 형광성, 인광성의 안료를 적용할 수도 있다.
또, 안료를 폴리머의 모재에 분산시키고, 인쇄함으로써 인쇄층을 형성할 수도 있다. 폴리머의 모재로는, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 로진 등으로 할 수 있다. 안료의 첨가량은, 0.1 (％) 이상, 10 (％) 이하가 바람직하다. 염료 잉크는, 유기물의 염료 잉크를 적용할 수 있다.
유기물의 염료는, 천연 염료, 합성 염료가 있다. 합성 염료는, 아조 염료, 유기 착물 염료 등이다. 또, 형광성, 인광성의 염료를 적용할 수 있다. 염료를 폴리머의 모재에 분산시키고, 인쇄함으로써 인쇄층을 형성할 수도 있다. 폴리머의 모재는, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 로진 등으로 할 수 있다. 염료의 첨가량은, 0.5 ％ 이상, 30 ％ 이하가 바람직하다.
본 발명의 실시형태에 관련된 식별 정보 기록 방법이 적용된 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 상기 서술한 바와 같이, 계산 요소 구획 (16) 을 형성함으로써, 계산기에 의한 계산 시간을 단축시키고, 공간 정보의 노이즈를 줄여, 선명한 홀로그램을 얻을 수 있다.
이 계산에서는 특히, 위상각 (φ) 을 계산하여, 기록할 수 있다. 이와 같은 위상형 홀로그램은, 높은 회절 효율을 실현하면서, 광의 위상 성분만을 변조할 수 있다. 이 때문에, 밝기가 저감되지 않고, 고휘도를 유지한 채로 광을 제어할 수 있다.
또, 위상각 (φ) 을 기록하기 위한 영역을 중복 영역 (19) 내에 한정함으로써, 계산기에 의한 계산 시간을 더욱 단축시킬 수도 있다. 그것에 추가하여, 일체화 3 차원 표시체 (10) 에 닿는 광의 비율을 제어할 수도 있다.
나아가서는, 계산 요소 구획 (16) 내에 있어서의 위상각 기록 영역 (18) 이외의 부분을 위상각 비기록 영역 (20) 으로 정의하면, 집광점 (Sn) 에 있어서 재생되는 재생 이미지 (40) 의 밝기를, 위상각 비기록 영역 (20) 을 형성하지 않은 경우에 대하여, (위상각 기록 영역 (18))/(위상각 기록 영역 (18) ＋ 위상각 비기록 영역 (20)) 만 어둡게 할 수 있다. 이로써, 광의 명암을 제어할 수 있다.
또 위상각 기록 영역 (18) 에 광이 조사된 경우에만, 3 차원의 재생 이미지 (40) 를 재생할 수도 있다. 즉, 위상각 기록 영역 (18) 이 클수록, 밝은 재생 이미지 (40) 를 재생할 수 있고, 작을수록, 어두운 재생 이미지 (40) 만 재생하도록 할 수 있다. 또, 어두운 재생 이미지 (40) 만 재생할 수 있는 대신에, 위상각 비기록 영역 (20) 을 다른 광학 요소로서 적용할 수도 있다.
추가로 또, 중복 영역 (19) 내를 1 종류의 단색 구획 (22) 으로 구성함으로써, 모노크롬으로 3 차원 재생할 수 있다. 중복 영역 (19) 내를 복수 종류의 단색 구획 (22) 으로 구성함으로써, 컬러로 3 차원 재생할 수 있다.
또, 기록면 (14) 상에 2 차원 정보 (50) 를, 재생 이미지 (40) 의 적어도 일부와 기록면 (14) 의 깊이 방향에 있어서 중첩되도록 배치함으로써, 내위조성을 현격하게 높일 수도 있다.
나아가서는, 2 차원 정보 (50) 를 기록면 (14) 상에 배치하는 경우, 중복 영역 (19) 의 전체면을 덮지 않도록 배치함으로써, 중복 영역 (19) 으로부터 재생하는 집광점 (Sn) 을 없애지 않도록 할 수 있다.
또한, 재생 이미지 (40) 및 2 차원 정보 (50) 중 적어도 어느 것을, 개인 인증 정보로서 적용할 수 있다. 혹은, 동적인 3 차원의 재생 이미지 (40) 와, 비동적인 문자나 도안의 2 차원 정보 (50) 를 조합하여 표시할 수도 있다. 또, 문자나 도안의 2 차원 정보 (50) 의 내위조성을 높일 수도 있다.
또한, 단색 구획 (22) 의 평면 형상, 2 차원 정보 (50), 및 재생 이미지 (40) 중 어느 하나, 그 복합체, 또는, 그 조합은, 기계 판독 가능한 코드를 나타낼 수 있다. 기계 판독 가능한 코드는, QR 코드, 바코드, 데이터 매트릭스 등으로 할 수 있다. 이로써 내위조성을 더욱 높인 가변 코드를 제조할 수도 있다.
또, 계산 요소 구획 (16) 내의 위상각 비기록 영역 (20) 에 위상각 이외의 정보를 기록함으로써, 위상각 비기록 영역 (20) 상에서, 광의 산란, 반사, 및 회절 특성과 같은, 3 차원의 재생 이미지 (40) 의 광의 위상 성분 이외를 제어할 수도 있다.
나아가서는, 위상각을 화소의 깊이로 변환시켜, 중복 영역 (19) 에 기록할 수도 있다.
추가로 또, 기록면 (14) 상에 있어서, 다른 계산 요소 구획 (16) 과 중첩되지 않도록 배치되어 있는 계산 요소 구획 (16) 을 상이한 색으로 착색시킴으로써, 풀 컬러로 3 차원의 재생 이미지 (40) 를 재생할 수도 있다. 또한, 기록면 (14) 의 표면에 금속의 반사층 (24) 을 구비함으로써, 광의 반사 효율을 높여, 보다 밝은 재생 이미지 (40) 를 재생할 수도 있다.
또, 일체화 3 차원 표시체 (10, 11) 를 대상물 (26) 에 첩부할 수도 있다. 나아가서는, 일체화 3 차원 표시체 (10, 11) 는, 일반적인 오피스 환경 등에서는 형광등 등의 조명의 사이즈나 수에 따라, 재생 이미지 (40) 가 흐릿해져 시인할 수 없지만, 점 광원인 LED 나, 스마트폰이나 레지스터 리더의 광원을 조사하여, 재생 이미지 (40) 를 시인할 수 있다.
또, 반사층 (24) 이 금속인 경우, 이 금속을 레이저 인그레이빙에 의해 디메탈라이즈함으로써, 기계 판독 가능한 코드를 기록할 수 있다. 이 패턴에 식별 정보를 기록할 수도 있다. 또한, 기계 판독 가능한 코드에 관해서는, 디메탈라이즈량이 커질수록, 인증하기 쉬워지지만, 3 차원의 재생 이미지 (40) 의 밝기는 저하되므로, 금속의 반사층 (24) 중 비반사로 하고자 하는 부위의 금속의 30 (％) 이상 70 (％) 이하를 디메탈라이즈함으로써, 코드 패턴의 인증 용이성과, 재생 이미지 (40) 를 위한 충분한 밝기를 양립시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관련된 식별 정보 기록 방법이 적용된 일체화 3 차원 표시체에 의하면, 훈색의 색 편차가 발생하지 않는 양산성이 높은 풀 컬러 재생 가능한 3 차원 이미지와, 기계 판독 가능한 코드를 복합하여 제공할 수 있다.
(제 1 의 다른 실시형태)
본 발명의 제 1 의 다른 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태는, 다른 실시형태와 조합된다.
이하에서는, 본 발명의 제 1 실시형태와 상이한 점에 대해 설명한다.
본 발명의 제 1 실시형태에서는, 위상각에 따른 화소의 깊이 (T) 를 갖는 단색 구획 (22) 을 형성하기 위해 스탬퍼를 사용하는 것에 대해 설명하였다. 그러나, 다른 수법으로서, 할로겐화은 노광 재료를 노광 현상하고, 표백 후 현상 은을 할로겐화은 등의 은염으로 바꿔 투명하게 할 수도 있다. 혹은 광에 의해 굴절률이나 표면의 형상이 변화되는 서모플라스틱 등을 이용할 수도 있다.
이와 같은 구성에 의해서도, 반사광을 집광점 (Sn) 에 집광시켜, 원하는 홀로그램의 재생 이미지 (40) 를 재생할 수 있고, 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 훈색의 색 편차가 발생하지 않는 양산성이 높은 풀 컬러 재생 가능한 3 차원 이미지와, 기계 판독 가능한 코드를 복합하여 제공할 수 있다.
(제 2 의 다른 실시형태)
본 발명의 제 2 의 다른 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태는, 다른 실시형태와 조합된다.
이하에서도 또, 본 발명의 제 1 실시형태와 상이한 점에 대해 설명한다.
본 발명의 제 1 실시형태에서는, 홀로그램의 재생 이미지 (40) 를 재생하기 위해, 중복 영역 (19) 의 대응하는 화소에, 위상 성분에 기초하여 계산된 위상각 (φ) 을 기록하거나, 위상각 (φ) 에 따른 화소 (g) 의 깊이 (T) 를 기록하는 것을 설명하였다.
본 발명의 제 2 의 다른 실시형태에서는, 홀로그램의 재생 이미지 (40) 를 재생하기 위해, 중복 영역 (19) 의 대응하는 화소 (g) 에, 위상각 (φ) 에 따른 깊이 (T) 를 기록하는 대신에, 위상각 (φ) 에 따른 보이드량으로 변조된 보이드를 매립한다.
도 24 는, 위상각에 따른 보이드량을 갖는 보이드가 화소에 매립된 상태의 일례를 나타내는 단면도이다.
이것은, 도 24 에 나타내는 바와 같이, 중복 영역 (19) 에 있어서의 단색 구획 (22) 을 구성하는 각 화소 (g) 에, 각 화소 (g) 의 좌표에 있어서 산출된 위상각 (φ) 에 따른 보이드량을 갖는 보이드를 매립함으로써 이루어진다.
도 24 에는 2 개의 단색 구획 (22 (＃1), (＃2)) 이 도시되어 있고, 단색 구획 (22 (＃1)) 에 있어서의 화소 (g) 중 어느 것은, 단색 구획 (22 (＃1)) 에 있어서 계산된 위상각 (φ) 에 따른 보이드량으로 변조된 보이드 (V1) 가 매립되어 있다.
동일하게, 단색 구획 (22 (＃2)) 에 있어서의 화소 (g) 중 어느 것은, 단색 구획 (22 (＃2)) 에 있어서 계산된 위상각 (φ) 에 따른 보이드량으로 변조된 보이드 (V2) 가 매립되어 있다.
이와 같은 구성에 의해서도, 반사광을 집광점 (Sn) 에 집광시켜, 원하는 홀로그램의 재생 이미지 (40) 를 재생할 수 있고, 본 발명의 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 훈색의 색 편차가 발생하지 않는 양산성이 높은 풀 컬러 재생 가능한 3 차원 이미지와, 기계 판독 가능한 코드를 복합하여 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 본원 발명은, 본 발명의 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 각 실시형태는 가능한 한 적절히 조합하여 실시해도 되고, 그 경우 조합한 효과가 얻어진다. 또한, 본 발명의 상기 실시형태에는 다양한 단계의 발명이 포함되어 있고, 개시되는 복수의 구성 요건에 있어서의 적당한 조합에 의해 다양한 발명이 추출될 수 있다.

Claims (19)

  1. 홀로그램의 재생을 위한 정보가 기록된 기록면을 구비한 일체화 3 차원 표시체로서,
    상기 기록면에,
    상기 홀로그램의 재생 이미지의 각 집광점으로부터의 광의 위상 성분이 계산되는, 상기 각 집광점에 1 대 1 로 대응하는 계산 요소 구획과,
    상기 위상 성분에 기초하여 계산된 위상각을 기록하기 위한 위상각 기록 영역을 구비하고,
    상기 위상각 기록 영역은, 미리 정해진 해상도의 정수 배의 피치로 볼록 구조 및 오목 구조가 교대로 형성된 요철 구조면을 갖는 단색 구획을 복수 포함하고,
    상기 계산 요소 구획과 상기 위상각 기록 영역의 중복 영역에, 상기 위상각을 기록하고,
    상기 각 집광점은, 복수의 상기 단색 구획으로부터의 반사광에 의해 집광되는 경우여도, 상기 각 집광점마다 결정된, 상기 기록면으로부터의 고유의 거리에 있어서 집광되는 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생 이미지의 적어도 일부와, 상기 기록면의 깊이 방향에 있어서 중첩되도록, 상기 기록면에 2 차원 정보를 배치한 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 위상각 기록 영역의 전체면을 덮지 않도록, 상기 기록면에 상기 2 차원 정보를 배치한 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 재생 이미지 및 상기 2 차원 정보 중 적어도 어느 것이, 개인 인증 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 기록면에 있어서의 상기 단색 구획의 형상, 상기 2 차원 정보의 형상, 및 상기 재생 이미지의 형상 중 적어도 어느 것이, 문자 또는 도안을 나타내는 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 기록면에 있어서의 상기 단색 구획의 형상, 상기 2 차원 정보의 형상, 및 상기 재생 이미지의 형상 중 적어도 어느 것이, 기계 판독 가능한 코드를 나타내는 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기록면에 추가로, 상기 위상각이 기록되지 않는 위상각 비기록 영역을 구비하고, 상기 계산 요소 구획 내의 상기 위상각 비기록 영역의 표면을, 경면으로 한 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기록면에 추가로, 상기 위상각이 기록되지 않는 위상각 비기록 영역을 구비하고, 상기 계산 요소 구획 내의 상기 위상각 비기록 영역에, 상기 위상각 이외의 정보를 기록하는 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 위상각 이외의 정보는, 광의 산란, 반사, 및 회절 특성 중 적어도 어느 것을 포함하는 정보인 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상각은,
    [수학식 1]
    Figure pct00004

    에 따라서 φ 로서 산출되고, 여기서, (kx, ky) 는, 상기 단색 구획을 구성하는 화소의 좌표, W (kx, ky) 는, 좌표 (kx, ky) 에 있어서의 상기 위상 성분, n 은 상기 집광점의 수 (n ＝ 0 ∼ Nmax), amp 는 상기 집광점의 광의 진폭, i 는 허수, λ 는 상기 재생 이미지를 재생할 때의 광의 파장, On (x, y, z) 는 상기 집광점의 좌표, Xmin, Xmax, Ymin, Ymax 는, 상기 집광점마다 규정되는 상기 계산 요소 구획의 범위를 나타내는 좌표인 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 단색 구획은, 상기 홀로그램의 재생을 위해 필요해지는 색의 수와 동등한 종류수 존재하고, 상기 단색 구획에 있어서 반사된 반사광의 색은, 상기 필요해지는 색 중 어느 것이고, 상기 단색 구획의 각각의 상기 오목 구조의 깊이는, 상기 반사광의 색에 따라 결정되고,
    상기 중복 영역에 상기 위상각을 기록하는 대신에, 상기 중복 영역에 있어서의 상기 단색 구획에, 상기 결정된 상기 오목 구조의 깊이를 기록하는 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 중복 영역에 상기 위상각을 기록하는 대신에, 상기 중복 영역에, 상기 위상각에 따라 보이드량이 변조된 보이드를 매립하는 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 계산 요소 구획은 복수 존재하고, 상기 기록면에 있어서, 상기 복수의 계산 요소 구획 중, 다른 계산 요소 구획과 중첩되지 않도록 배치되어 있는 계산 요소 구획을, 상이한 색으로 착색시키는 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 기록면에, 금속의 반사층을 구비한 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  15. 제 1 항에 있어서,
    대상물에 첩부된 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 기록면과 상기 집광점 사이의 거리를 0.5 (㎜) 이상, 50 (㎜) 이하로 하고, 상기 기록면에 대한 법선 방향에 대하여, 0 (°) 이상, 70 (°) 이하 경사진 시야각 범위에서 관찰되는 것을 특징으로 하는, 일체화 3 차원 표시체.
  17. 제 14 항에 기재된 일체화 3 차원 표시체에 식별 정보를 기록하기 위해, 상기 식별 정보에 따라, 상기 금속의 반사층을 디메탈라이즈하는 것을 특징으로 하는, 식별 정보 기록 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 식별 정보는, 기계 판독 가능한 코드이고,
    상기 디메탈라이즈하는 것은, 반사와 비반사의 조합에 의해 상기 기계 판독 가능한 코드를 실현하기 위해, 상기 금속의 반사층 중, 비반사로 하고자 하는 부위의 금속의 30 (％) 이상, 70 (％) 이하를 디메탈라이즈하는 것을 특징으로 하는, 식별 정보 기록 방법.
  19. 제 1 항에 기재된 일체화 3 차원 표시체에 식별 정보를 기록하기 위해, 상기 기록면에 인쇄층을 형성하고, 상기 인쇄층에 상기 식별 정보를 기록하는 것을 특징으로 하는, 식별 정보 기록 방법.
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