(57)【要約】【課題】従来の回折構造の組合せにより表現されたカラー画像は、Ｒ，Ｇ，Ｂを表す回折格子の格子ピッチが一組で形成され、認識できる範囲が狭かった。また、設定された視野角から外れた場合には回折波長が変化し、設定された視野角以外ではカラーに見えないという課題があった。そこで、本発明は、認識できる範囲が広い回折構造によるカラー画像を提供する。【解決手段】複数の視点から観察された角度を認識可能角度とする回折構造によるカラー画像であって、前記回折構造は、それぞれが異なる格子ピッチで構成されたＲ，G，Ｂの組が、二組以上で構成された回折構造によるカラー画像を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの視点から観察された角度を認識可能角度とする回折構造によるカラー画像であって、
前記回折構造は、それぞれが異なる格子ピッチで構成されたＲ，G，Ｂの組が、二組以上で構成されたことを特徴とする回折構造によるカラー画像。
【請求項２】
請求項１に記載の回折構造によるカラー画像において、
二組以上の格子ピッチ組で構成されたＲ，G，Ｂの回折格子の集合は、原画像の画素配列に対応して配列されたことを特徴とする回折構造によるカラー画像。
【請求項３】
請求項１，２何れかに記載の回折構造によるカラー画像において、
二組以上の格子ピッチ組で構成されたＲ，G，Ｂの回折格子の集合は、Ｒ，G，Ｂが線状に配置された状態で組を形成し、隣接して配置された各組のＲ，G，Ｂが互いに異なる原色と隣接するように配置されたことを特徴とする回折構造によるカラー画像。
【請求項４】
請求項１〜３何れかに記載の回折構造によるカラー画像において、
Ｒ，G，Ｂによる回折格子の大きさは、原画像の単位面積に対応した大きさで形成されたことを特徴とする回折構造によるカラー画像。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、認識できる範囲が広い回折構造によるカラー画像に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、偽造防止のためにクレジットカードや、有価証券類の一部にホログラムが形成されて使用されている。また、ホログラムは意匠性を高める効果が高いために、従来から印刷物や成型品の一部に貼付されて使用されている。
これらホログラムの多くは、物体に光を当て、物体から反射される物体光と参照光とを、レンズなどの光学系を用いて集光させ、感光剤が塗布された記録媒体面に干渉縞を形成する方法で作成される。
【０００３】
また、前記の干渉縞によってホログラムを作製する方法のほかに、コンピュータを用い、演算により記録面上に干渉縞を形成させて作製する方法もある。このような方法で作製されたホログラムは、計算機ホログラム、または、ＣＧＨ（Ｃｏｎｐｕｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｈｏｌｏｇｒａｍ）と呼ばれている。この計算機ホログラムは、光学的な干渉縞の生成プロセスをコンピュータ上のシミュレーションにより行い、取得した画像データを媒体上に記録して作製する。
【０００４】
また、視点位置を変えることにより全く別な原画像を鮮明に再生させることができるホログラム記録媒体およびその製造方法が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に開示されている技術は、「記録面上に、３通りのグループのいずれかに所属する記録領域Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，…を定義する。３通りの原画像を三次元画像データとして用意し、第１の原画像Ｆａから放出された物体光Ｏａと参照光Ｒａとによって生じる干渉縞を演算によって求め、第１のグループである記録領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に記録する。第２の原画像から放出された物体光と参照光とによって生じる干渉縞を第２のグループである記録領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に記録し、第３の原画像から放出された物体光と参照光とによって生じる干渉縞を第３のグループである記録領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に記録する。各原画像ごとに、参照光の入射角度を変えて記録を行う。」というものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１０９３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている技術は、視点位置を変えることにより全く別な画像が観察されるホログラム記録媒体およびその製造方法に関するもので、従来の回折構造の組合せにより表現されたカラー画像は、Ｒ，Ｇ，Ｂを表す回折格子の格子ピッチが一組で形成され、認識できる範囲が狭かった。また、設定された視野角から外れた場合には回折波長が変化し、設定された視野角以外ではカラーに見えないという課題があった。
そこで、本発明は、認識できる範囲が広い回折構造によるカラー画像を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題の目的を達成するために、本発明の回折構造によるカラー画像の第一の態様は、複数の視点から観察された角度を認識可能角度とする回折構造によるカラー画像であって、前記回折構造は、それぞれが異なる格子ピッチで構成されたＲ，G，Ｂの組が、二組以上で構成されたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、第二の態様は、第一の態様において、二組以上の格子ピッチ組で構成されたＲ，G，Ｂの回折格子の集合は、原画像の画素配列に対応して配列されたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、第三の態様は、第一，第二何れかの態様において、二組以上の格子ピッチ組で構成されたＲ，G，Ｂの回折格子の集合は、Ｒ，G，Ｂが線状に配置された状態で組を形成し、隣接して配置された各組のＲ，G，Ｂが互いに異なる原色と隣接するように配置されたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、第四の態様は、第一，第二，第三何れかの態様において、Ｒ，G，Ｂによる回折格子の大きさは、原画像の単位面積に対応した大きさで形成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の回折構造によるカラー画像によって、従来は、一つの視点からしか認識することができなかった回折構造によるカラー画像を、二つ以上の視点から認識可能としたために、回折構造の価値を高めることができ、偽造防止，意匠何れの分野に対しても利用範囲を広げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の回折構造によるカラー画像について説明する。
図１は、本発明の回折構造によるカラー画像の一例について説明するための図，図２は、回折格子の大きさを定めた一例について説明するための図，図３は、回折構造によるカラー画像の観察角度の一例について説明するための図，図４は、観察角度と格子ピッチ、および、再生波長の一例について説明するための図，図５は、従来の回折構造によるカラー画像の一例について説明するための図，である。
以下の説明では、本発明の回折構造によるカラー画像の回折構造について、それぞれが異なる格子ピッチで構成された二組のＲ，G，Ｂの組で構成された例で説明する。
【００１３】
図の説明に入る前に、回折構造の複製について簡単に説明する。
回折構造は、耐熱性を有する基材フィルム上に剥離層を形成し、その上に、例えば、熱硬化性の樹脂層を形成し、熱硬化性の樹脂層に凹凸が形成された回折構造原版を押し付けて回折構造の複製を作製する。
必要な場合は、金属の薄膜を蒸着やスパッタリングなどの方法で前記凹凸面に形成し、反射層とすることもできる。
転写用として使用される場合は、反射層の上に感熱接着剤層を形成する。
ラベルとして使用される場合は、反射層の上に粘着剤層を形成する。
【００１４】
前記反射層は、前述の回折構造形成層の凹凸面に反射性を与えるために設けられる。反射層には、不透明な反射層と、透明性を有する反射層とがあるが、意匠効果を高める手段として使用する場合は、アルミニウムや、ニッケルなどの金属による不透明な反射層を形成する。
反射層を形成する方法としては、真空蒸着法，スパッタリング法，イオンブレーティング法等があり、目的によって使い分ける。
また、剥離層，熱硬化性樹脂層，接着剤層，粘着剤層等の形成手段として、グラビアコート，ダイコート，ナイフコート，ロールコート等の一般的なコーティング方法、及び、シルクスクリーン等の印刷方法があり、これらの方法の中から選択して使用する。
【００１５】
回折構造、または、光回折構造という表現は、ホログラムや回折格子の上位概念による表現であるるが、以下の説明では電子線描画によって描画するモノクロ画像や、カラー画像による回折構造の例で説明する。
回折格子によるカラー画像は、三原色の色成分ごとに画素値をもった回折格子の集合として再生される。そして、原画の各部分領域の画素を三原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各色成分に分解し、８ビットで表現できる画素値（０〜２５５種）を適用させ、回折格子によるカラー画像として再現する。
前述の画素値（０〜２５５種）は、輝度値に置き換えられ、以下の説明では輝度値という。
また、回折格子Ｒ（Ｒｅｄ）は波長６００ｎｍ用、回折格子Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）は波長５００ｎｍ用、回折格子Ｂ（Ｂｌｕｅ）は波長４００ｎｍ用として形成する。再生光を所定の位置に設置して、回折構造形成面に照射し、照射面を観察するとこれらの再生画像はカラー画像として認識される。
【００１６】
図１を参照して、本発明の回折構造によるカラー画像の一例について説明する。
ａ図は、原画像の一例で、立体像の場合や平面画像の場合がある。
ｂ図は、原画像を回折構造によって再生した、回折構造によるカラー画像の一例を示している。
ｃ図は、ａ図の原画像の一部領域（ｘ＊ｙ）をＲ，G，Ｂに分解して、Ｒ，G，Ｂ毎に輝度値を表示したものである。
ｄ図は、ｃ図の一部領域に対応して、それぞれの大きさに応じて、格子ピッチが異なる組を適用し、回折格子の大きさを表したものである。
【００１７】
先ず、ａ図の原画像１の一部領域１１を、例えば、スキャナによって電気的に走査し、ＣＣＤセンサなどによって輝度値を電気信号に変換してｃ図に示すような場所別、輝度値別表が作成される。
一部領域１１の大きさは、縦方向がｙμｍ、横方向がｘμｍで設定される。
次に、各一部領域にＲ，G，Ｂ毎に設定された格子ピッチが適用され、輝度値に対応して回折格子の大きさが定められる。
各回折格子の一辺の大きさｘ，ｙは、それぞれ５μｍ前後に設定される。
【００１８】
ｄ図の最上枠（黒く塗りつぶされた部分）の例で説明すると、黒く塗りつぶされた最上枠部分は、ｃ図の最上枠に示された一部領域に対応している。
ｃ図の最上枠の左枠の一部領域の輝度値をＲ，G，Ｂに分解して表示すると、ｄ図に示すように、Ｒの輝度値が「ｒ１３／２５５」，Ｇの輝度値が「ｇ１３／２５５」，Ｂの輝度値が「ｂ１３／２５５」となる。
また、最上枠の中枠の一部領域の輝度値をＲ，G，Ｂに分解して表示すると、ｄ図に示すように、Ｒの輝度値が「ｒ２３／２５５」，Ｇの輝度値が「ｇ２３／２５５」，Ｂの輝度値が「ｂ２３／２５５」となる。
また、最上枠の右枠の一部領域の輝度値をＲ，G，Ｂに分解して表示すると、ｄ図に示すように、Ｒの輝度値が「ｒ３３／２５５」，Ｇの輝度値が「ｇ３３／２５５」，Ｂの輝度値が「ｂ３３／２５５」となる。
【００１９】
そして、最上枠には、格子ピッチＰ１の組で再生された「Ｐ１ｇ１３／２５５」，「Ｐ１ｂ２３／２５５」，「Ｐ１ｒ３３／２５５」で構成されたＲ，G，Ｂによる「組Ｐ１」の帯状の集合が形成される。
同様な方法で、二段目の枠を前記同様、格子ピッチＰ２の組で再生すると、「Ｐ２ｂ１２／２５５」，「Ｐ２ｒ２２／２５５」，「Ｐ２ｇ３２／２５５」で構成されるＲ，G，Ｂによる「組Ｐ２」の帯状の集合が形成される。
「組Ｐ１」の帯状の集合と「組Ｐ２」の帯状の集合のＲ，Ｇ，Ｂの配列は、上下左右共にそれぞれ異なった原色による配列となっている。
因みに、「組Ｐ２」の帯の下側には、ｃ図の最下枠を格子ピッチＰ１の組で再生した「Ｐ１ｒ１１／２５５」，「Ｐ１ｇ２１／２５５」，「Ｐ１ｂ３１／２５５」で構成されるＲ，G，Ｂによる「組Ｐ１」の帯状の集合（図示せず）が形成される。
【００２０】
ｄ図の四、五、六行目も同様な基準で帯状の集合が形成され、ａ図の原画像１から、ｂ図に示すような、回折格子によるカラー画像１００が形成される。
【００２１】
各枠の回折格子の大きさについて、ｄ図に示す最下段の右枠の例で説明する。
最下段の右枠の例では、ブルーｂに「Ｐ２の組」の格子ピッチが適用され、輝度値「ｂ３１／２５５」に対応付けされて設定されている。
この枠の回折格子の大きさは、原画像の「ｘ＊ｙ」に対応しているために、格子ピッチがＰ２対応で、回折格子の大きさは、横が「ｘ＊３１／２５５μｍ」に、縦が「ｙ＊３１／２５５μｍ」となっている。
以下、「３１／２５５」の文字列を輝度率と呼ぶ。
【００２２】
図２を参照して、回折格子の大きさを定めた一例について説明する。
表１の１行目の枠に表示されている数値は、三原色Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度値で、８ビットで表現できる２５６通りの数値となっている。２行目に表示されている数値は、回折格子の縦の長さ（μｍ）で、３行目に表示されている数値は、回折格子の横の長さ（μｍ）である。表１では、回折格子の一辺の長さを、最大５μｍに設定している。
表１の第１列目には、Ｒ，Ｇ，Ｂの最大の輝度率「２５５／２５５」を示す回折格子の縦横サイズ「５μｍ」が表示されている。
第２列目には、次に小さい輝度値を示す回折格子の縦横サイズが表示されている。回折格子の縦横サイズは、何れも、「５μｍ×２５４／２５５」となっている。
第２５５列目には、回折格子の最小の輝度率「１／２５５」を示す回折格子の縦横サイズが表示されている。回折格子の縦横サイズは、何れも、「５μｍ×１／２５５」となっている。
このように、原画像の輝度値に対応して、回折格子の縦横サイズが設定される。
【００２３】
前記表１の場合は、輝度値を８ビットで表現しているが、８ビット表現に拘るものではなく、７ビット表現でも、５ビット表現でもよい。
７ビット表現の場合は、１２９通り、５ビット表現の場合は、３３通りの大きさに置き換えて表現する。
【００２４】
図３を参照して、回折構造によるカラー画像の観察角度の一例について説明する。
回折構造が形成されたカラー画像記録媒体２に光源３からコヒーレント光を照射すると、観察角度（または、認識角度）５の観察位置（または、認識位置）４からは、カラー画像記録媒体２は、Ｒ，Ｇ，Ｂで再生されたカラー画像として認識される。
再生画像がカラーで認識される観察角度（認識角度）５は、一部領域を構成しているＲ，Ｇ，Ｂの回折格子の格子ピッチで決定される。
【００２５】
例えば、図４の表２に示すように、ＲＧＢの格子ピッチが、Ｒ「２．０μｍ」，Ｇ「１．６μｍ」，Ｂ「１．４μｍ」に設定されたときに、観察角度１９．７°の位置でカラー画像記録媒体２がカラーで観察される。
そのときに、Ｒの部分の回折格子からは「６６６．６ｎｍ」，Ｇの部分の回折格子からは「５３３．３ｎｍ」，Ｂの部分の回折格子からは「４６６．７ｎｍ」の波長の再生光が発せられる。
【００２６】
また、Ｒ，Ｇ，Ｂの格子ピッチが、Ｒ「１．２μｍ」，Ｇ「１．０μｍ」，Ｂ「０．８μｍ」に設定されたときに、観察角度３０°の位置でカラー画像記録媒体２がカラーで観察される。
そのときに、Ｒの部分の回折格子からは「６００ｎｍ」，Ｇの部分の回折格子からは「５００ｎｍ」，Ｂの部分の回折格子からは「４００ｎｍ」の波長の再生光が発せられている。
【００２７】
また、Ｒ，Ｇ，Ｂの格子ピッチが、Ｒ「０．９μｍ」，Ｇ「０．７μｍ」，Ｂ「０．６μｍ」に設定されたときに、観察角度４５°の位置でカラー画像記録媒体２がカラーで観察される。
そのときに、Ｒの部分の回折格子からは「６３６ｎｍ」，Ｇの部分の回折格子からは「４９５ｎｍ」，Ｂの部分の回折格子からは「４２４ｎｍ」の波長の再生光が発せられている。
【００２８】
本発明の回折構造によるカラー画像の例では、格子ピッチの組を「Ｐ１」，「Ｐ２」と2つの組で設定しており、例えば、「Ｐ１」の組を観察角度「１９．７°」の組に、「Ｐ２」の組を観察角度「３０．０°」の組に設定する。
上記以外の組の組み合わせ、例えば、観察角度「１９．７°」と「４５．０°」の組み合わせとすることもできるが、前述の観察角度「１９．７°」の組と、観察角度「３０．０°」の組のように、お互いの角度が接近した観察角度の組み合わせの方が、回折構造を二つの観察角度の範囲内でカラー認識できる可能性が高くなり、好ましい。
同様の観点から、格子ピッチ「Ｐ１」，「Ｐ２」の組を観察角度「３０．０°」と観察角度「４５．０°」とし、この組み合わせを選択することもできる。
【００２９】
図１と、図５を参照して、従来の回折構造によるカラー画像の一例について説明する。
ｅ図に示すそれぞれの枠の回折格子の大きさは、図１のｃ図に示すそれぞれの枠の輝度値に対応して、一組の格子ピッチ、例えば、Ｒ，G，Ｂの「Ｒ」が１．２μｍ、「Ｇ」が１．０μｍ、「Ｂ」が０．８μｍに対応している例を示している。
図１で説明したように、ａ図の原画像１の一部領域をスキャナのような装置によって電気的に走査し、ＣＣＤセンサなどによって輝度値を電気信号に変換してｃ図に示すような場所別、輝度値別表が作成され、一部領域の大きさは、縦方向がｙμｍ、横方向がｘμｍで設定される。
次に、各一部領域をＲ，G，Ｂ毎に設定された格子ピッチで、輝度値別に回折格子を再生する。
各回折格子の一辺の大きさｘ，ｙは、５μｍ前後に設定される。
【００３０】
ｅ図の最上枠の左，中，右の回折格子の大きさは、ｃ図の最上枠に示された左，中，右の輝度値に対応している。
ｃ図の最上枠の輝度値を一種類の格子ピッチの組み合わせで回折格子に変換し、表示すると、ｅ図に示すように、Ｇの輝度値が「ｇ１３／２５５」，Ｂの輝度値が「ｂ２３／２５５」，Ｒの輝度値が「ｒ３３／２５５」となる。
図１で説明したと同様、各枠の回折格子は、ｅ図の最上段右枠に示す大きさになる。
最上段の右枠の例では、Ｒ，G，Ｂの「Ｒ」のピッチが「１．２μｍ」で設定され、輝度率が「３３／２５５」で設定されている。
この枠の回折格子の大きさは、原画像の「ｘ＊ｙ」に対応しているために、格子ピッチが「１．２μｍ」対応で、回折格子の大きさは、横が「ｘ＊３３／２５５μｍ」に、縦が「ｙ＊３３／２５５μｍ」となる。
他の枠の回折格子に関しても、前記同様の基準で大きさが設定される。
【００３１】
従来の回折構造では、図５で説明したように、一部領域の輝度を回折構造に再生する際に、Ｒ，G，Ｂそれぞれに対して一組の格子ピッチでしか対応していないために、カラー画像として認識される視点（認識角度）は一箇所しか存在しなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
高額商品の包装材，パンフレット，ＰＯＰ，書籍の表紙等の意匠分野、及び、クレジットカードなどのカード類、商品券，小切手，手形，株券，入場券等の金券類の偽造防止分野に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の回折構造によるカラー画像の一例について説明するための図である。
【図２】回折格子の大きさを定めた一例について説明するための図である。
【図３】回折構造によるカラー画像の観察角度の一例について説明するための図である。
【図４】観察角度と格子ピッチ、および、再生波長の一例について説明するための図である。
【図５】従来の回折構造によるカラー画像の一例について説明するための図である。
【符号の説明】
【００３４】
１      原画像
２      回折構造によるカラー画像記録媒体
３      光源
４      観察位置，認識位置
５      観察角度，認識角度
１１，１０１  一部領域
１００  回折構造によるカラー画像
【図１】
2008242199.tif 000003
【図２】
2008242199.tif 000004
【図３】
2008242199.tif 000005
【図４】
2008242199.tif 000006
【図５】
2008242199.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月10日(2007.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
複数の視点から観察された角度を認識可能角度とする回折構造によるカラー画像であって、前記回折構造は、それぞれが異なる格子ピッチで構成されたＲ，Ｇ，Ｂの組が、二組以上で構成されたことを特徴とする回折構造によるカラー画像。