(57)【要約】【課題】エネルギーを消費することなく簡単な構造により、見る角度によって異なるパターンを生じさせることが可能なパターン表示用立体構造体を提供することを目的とする。【解決手段】複数の溝部３は、溝部３ａの底面４ａ及び底面４ａの中心を通る線に垂直な中心線Ｃ１上から溝部３ａを見た場合に、溝部３ａと隣り合う他の溝部３ｂの底面４ｂが隠れるように形成されている。さらに、複数の溝部３の底面４には、所定のパターンが描かれていている。たとえば本実施形態に係る溝部３ａには、楕円状のパターン１０の一部が形成されており、中心線Ｃ１上の点（底面４から離れる方向の点）から、溝部３ａの底面４ａとともに底面４ａと互いに平行な底面を有する溝部３ｃの底面４ｃを合わせて見ると、楕円状のパターン１０が見えるように形成されている。【選択図】図１
2016081006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面において、同じ方向に沿って並行して形成されている複数の溝部を有し、
前記複数の溝部は、前記複数の溝部のうち一の溝部の底面と前記底面に沿った該底面の中心を通る線とに垂直な中心線上から前記一の溝部を見た場合に、前記一の溝部と隣り合う他の溝部の底面が隠れるように形成されている、
パターン表示用立体構造体。
【請求項２】
互いに連結された複数の円柱状の単位構造体からなり、
前記複数の溝部が、前記単位構造体の円周面において、単位構造体の中心軸方向の一方の面から他方の面にかけて直線状に形成されている、
請求項１に記載のパターン表示用立体構造体。
【請求項３】
前記複数の溝部は、前記単位構造体の円周方向において、隣り合う溝部の間隔が等しくなるように形成されている、
請求項２に記載のパターン表示用立体構造体。
【請求項４】
前記中心軸から伸びる前記他の溝部の底面に垂直な直線と、前記中心線上の位置と前記他の溝部の開口端のうち前記中心線上の前記位置に最も近い開口端とを結ぶ直線とがなす角度をγとし、前記溝部の底面の幅を２ｘとし、前記溝部の深さをｙとしたときに、下記式（１）を満たす、請求項２又は３に記載のパターン表示用立体構造体。
γ＞ａｒｃｔａｎ（２ｘ／ｙ）・・・（１）
【請求項５】
前記単位構造体の底面の半径をＧとし、３６０度を前記単位構造体の有する溝部の数で割った角度をΘとし、前記中心軸から前記溝部の一方の開口端に伸びる前記中心軸に垂直な直線と前記中心軸から前記溝部の他方の開口端に伸びる前記中心軸に垂直な直線とがなす角度を２αとしたときに、下記式（２）および下記式（３）を満たす、請求項４に記載のパターン表示用立体構造体。
ｘ＝Ｇｓｉｎα・・・（２）
ｙ＝Ｇ−Ｇｓｉｎα／ｔａｎ０．５Θ―Ｇｓｉｎα・ｔａｎ０．５α・・・（３）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン表示用立体構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、広告板などにおいて、見る角度によって異なるパターンを表示する仕組みが用いられている。例えば、見る角度によって見えるパターンが変化する構造として、レンチキュラー構造がある。レンチキュラー構造は、２次元に広がったパターン上にレンズを張り付けたフィルターを装着することにより、角度によって異なる複数のパターンが見えるという仕組みを持つものである。また、見る角度によって見えるパターンが変化する立体として、特許文献１に開示されているような、光学的手法を用いるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１０／１３７６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レンチキュラー構造では、パターンが見える角度の広がりは、１８０°未満に制限される。また、レンチキュラー構造においては、シート状のレンズを形成する必要があることから、製造コストが高くなるという問題がある。また、特許文献１に開示されているような、光学的手法を用いた構成を採用する場合、光源が内蔵されているので、光源を駆動するための電気エネルギーが必要になるという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、エネルギーを消費することなく簡単な構造により、見る角度によって異なるパターンを生じさせることが可能なパターン表示用立体構造体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】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明によるパターン表示用立体構造体は、側面において、同じ方向に沿って並行して形成されている複数の溝部を有し、複数の溝部は、複数の溝部のうち一の溝部の底面と底面に沿った該底面の中心を通る線とに垂直な中心線上から一の溝部を見た場合に、一の溝部と隣り合う他の溝部の底面が隠れるように形成されている。一の溝部の底面に垂直な方向において、本発明によるパターン表示用立体構造体を見た場合、一の溝部の底面に加え、前記一の溝部の底面と平行な底面を有する溝部の該底面が見えるが、このとき見えている底面を有する各溝部と隣り合う他の溝部の底面は隠れている。前記一の溝部の底面、及び、前記一の溝部の底面と平行な底面を有する溝部の該底面に、第１のパターンを表示し、前記他の溝部の底面、及び、前記他の溝部の底面と平行な底面を有する溝部の該底面に、第２のパターンを表示すれば、前記一の溝部の底面と垂直な方向において本発明によるパターン表示用立体構造体を見た場合は第１のパターンが見え、前記他の溝部の底面と垂直な方向において本発明によるパターン表示用立体構造体を見た場合は第２のパターンが見える。そして、第１のパターンと第２のパターンは互いに干渉しない。すなわち、第１のパターンが見えているときは、第２のパターンは見えず、第２のパターンが見えているときは、第１のパターンは見えない。これにより、エネルギーを消費することなく簡単な構造により、見る角度によって異なるパターンを生じさせることが可能なパターン表示用立体構造体を提供することができる。
【０００７】
また、上述したパターン表示用立体構造体は、互いに連結された複数の円柱状の単位構造体からなり、複数の溝部が、単位構造体の円周面において、単位構造体の中心軸方向の一方の面から他方の面にかけて直線状に形成されていてもよい。この場合、パターン表示用立体構造体を簡易に製造することができる。
【０００８】
また、上述したパターン表示用立体構造体は、複数の溝部が、単位構造体の円周方向において、隣り合う溝部の間隔が等しくなるように形成されていてもよい。かかる構成を採れば、異なるパターンが見える角度の間隔を均一にすることができる。
【０００９】
また、中心軸から伸びる他の溝部の底面に垂直な直線と、中心線上の位置と一の溝部と隣り合う他の溝部の開口端のうち中心線上の位置に近い側の開口端とを結ぶ直線とがなす角度をγとし、溝部の底面の幅を２ｘとし、溝部の深さをｙとしたときに、下記式（１）を満たしてもよい。
γ＞ａｒｃｔａｎ（２ｘ／ｙ）・・・（１）
【００１０】
このような関係を満たすことにより、複数の溝部のうち一の溝部の底面及び底面の中心を通る線に垂直な中心線上から上述したパターン表示用立体構造体を見たときに、一の溝部の底面は見えるが、一の溝部と隣り合う他の溝部の底面が隠れるようにすることができる。
【００１１】
また、単位構造体の底面の半径をGとし、３６０°を単位構造体の有する溝部の数で割った角度をΘとし、中心軸から溝部の一方の開口端に伸びる中心軸に垂直な直線と中心軸から溝部の他方の開口端に伸びる中心軸に垂直な直線とがなす角度を２αとしたときに、下記式（２）および下記式（３）を満たしてもよい。
ｘ＝Ｇｓｉｎα・・・（２）
ｙ＝Ｇ−Ｇｓｉｎα／ｔａｎ０．５Θ―Ｇｓｉｎα・ｔａｎ０．５α・・・（３）
【００１２】
このような関係を満たすことにより、単位構造体により多くの溝部を形成することが可能となり、上述のパターン表示用立体構造体上のパターンの視認性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によるパターン表示用立体構造体によれば、エネルギーを消費することなく簡単な構造により、見る角度によって異なるパターンを生じさせることが可能なパターン表示用立体構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の好適な一実施形態にかかるパターン表示用立体構造体１の斜視図である。
【図２】図１のパターン表示用立体構造体１の上面図である。
【図３】図１のパターン表示用立体構造体１の正面図である。
【図４】図１のパターン表示用立体構造体１を角度を変えて側面２に垂直な方向から見た図である。
【図５】図１のパターン表示用立体構造体１を構成する単位構造体５の斜視図である。
【図６】図５の単位構造体５の上面図である。
【図７】図５の単位構造体５の正面図である。
【図８】図５の単位構造体５を上面から見た概念図である。
【図９】図５の単位構造体５を上面から見た概念図である。
【図１０】本発明の変形例にかかるパターン表示用立体構造体２０の斜視図である。
【図１１】図１０のパターン表示用立体構造体２０の上面図である。
【図１２】図１０のパターン表示用立体構造体２０の正面図である。
【図１３】本発明の他の変形例にかかるパターン表示用立体構造体３０の斜視図である。
【図１４】図１３のパターン表示用立体構造体３０の上面図である。
【図１５】図１３パターン表示用立体構造体３０の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明によるパターン表示用立体構造体の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面は説明用のために作成されたものであり、説明の対象部位を特に強調するように描かれている。そのため、図面における各部材の寸法比率は、必ずしも実際のものとは一致しない。
【００１６】
図１には、本発明の好適な一実施形態にかかるパターン表示用立体構造体１の斜視図が示されている。図２には、図１のパターン表示用立体構造体１の上面図が示されている。図３には、図１のパターン表示用立体構造体１の正面図が示されている。パターン表示用立体構造体１は、例えば広告やインテリアなどに使われ、見る角度が変わることによって異なるパターンを表示することを可能とする。
【００１７】
図１〜３に示すように、パターン表示用立体構造体１は、側面２において、側面２に沿った方向に並行して形成されている複数の溝部３を有する。複数の溝部３のそれぞれは、底面４と、２つの側面７と、開口８とを有する。底面４は、開口８の端部を通る平面と平行に形成されている。側面７は、底面４に垂直であって、２つの側面７が互いに平行になるように形成されている。
【００１８】
これらの複数の溝部３は、複数の溝部３のうち一の溝部３ａの底面４ａ及び底面４ａの中心を通る線に垂直な中心線Ｃ１上から溝部３ａを見た場合に、溝部３ａと隣り合う他の溝部３ｂの底面４ｂが隠れるように形成されている。さらに、複数の溝部３の底面４には、所定のパターンが描かれていている。すなわち、複数の溝部３の底面４に描かれるパターンは、複数の溝部３の底面４のうち互いに平行な底面４を有する複数の溝部３の底面４のパターンが、１つのまとまりのあるパターンとなるように形成されている。たとえば本実施形態に係る溝部３ａには、楕円状のパターン１０の一部が形成されており、中心線Ｃ１上の点（底面４から離れる方向の点）から、溝部３ａの底面４ａとともに底面４ａと互いに平行な底面を有する溝部３ｃの底面４ｃを合わせて見ると、楕円状のパターン１０が見えるように形成されている。
【００１９】
また、図４には、パターン表示用立体構造体１を角度を変えて側面２に垂直な方向から見た図を示す。図４に示すように、複数の溝部３の底面のうち互いに平行な底面を有する複数の溝部３であって、図２の溝部３ａ、３ｃとは異なる複数の溝部３の底面４には、矩形状のパターン１１が形成されている。ただし、底面４に形成されるパターンは特定の形状に限定されない。
【００２０】
上述した複数の溝部３の構成は、次のような構造によって実現される。すなわち、パターン表示用立体構造体１は、複数の単位構造体が互いに連結された構造を有する。
【００２１】
図５には、図１のパターン表示用立体構造体１を構成する単位構造体５の斜視図が示されている。図６には、図５の単位構造体５の上面図が示されている。図７には、図５の単位構造体５の正面図が示されている。図５〜７に示すように、単位構造体５は、円柱状であり、複数の溝部３は単位構造体５の側面７に沿った方向において、単位構造体５の中心軸９に沿った方向の一方の面から他方の面にかけて直線状に形成されている。なお、複数の溝部３は、単位構造体５の円周方向において、隣り合う溝部３の間隔が等しくなるように形成されている。単位構造体５が有する溝部３の数に制限はないが、本実施形態にかかる単位構造体５には、８個の溝部３が形成されている。
【００２２】
具体的には、複数の溝部３のうち一の溝部３ａは、底面４ａと、２つの側面７ａと、開口８ａとを有する。底面４ａは、開口８ａを含む面に平行に形成されている。２つの側面７ａは、いずれも底面４ａと垂直な方向であって、２つの側面７ａが互いに平行となるように形成されている。すなわち、溝部３ａの深さは全体で一定であり、幅も全体で一定となるよう形成されている。他の複数の溝部３も同様の形状である。
【００２３】
次に、複数の溝部３が有する底面の幅と、深さの関係について説明する。
【００２４】
図８には、図５の単位構造体５を上面から見た概念図が示されている。図８に示すように、中心軸９から伸びる他の溝部３ｂの底面４ｂに垂直な直線Ｌ１と、中心線Ｃ１上の位置Ｐ１と溝部３ａと隣り合う溝部３ｂの開口端のうち中心線Ｃ１上の位置Ｐ１に近い側の開口端１２ｃとを結ぶ直線とがなす角度をγとし、溝部３ｂの底面４ｂの幅を２ｘとし、溝部３ｂの深さをｙとしたときに、下記式（１）を満たす。
γ＞ａｒｃｔａｎ（２ｘ／ｙ）・・・（１）
【００２５】
このような関係を満たすことにより、中心線Ｃ１上からパターン表示用立体構造体１を見たときに、一の溝部３ａの底面４ａは見えるが、溝部３ａと隣り合う溝部３ｂの底面４ｂが隠れるようにすることができる。したがって、底面４ａに形成されたパターンと、底面４ｂに形成されたパターンが干渉しない。
【００２６】
次に、単位構造体５に、複数の溝部３を効率よく形成する条件を述べる。
【００２７】
図９には、図５の単位構造体５を上面から見た概念図が示されている。図９に示すように、単位構造体５の底面の半径をＧとし、３６０度を単位構造体５の有する溝部の数で割った角度をΘとし、中心軸９から一方の開口端１２ａに伸びる中心軸９に垂直な直線Ｌ２と中心軸９から他方の開口端１２ｂに伸びる中心軸９に垂直な直線Ｌ３のなす角度を２αとし、中心軸９と底面４ａとの距離をｄ１とし、中心軸９から伸びる底面４ａに垂直な直線の上の点であって中心軸９から距離Ｇの位置にある点１３と、開口８ａを含む面との距離をｄ２とする。このとき、溝部３ａの底面４ａと溝部３ｂの底面４ｂとが接することで溝部３を効率良く配置する条件を考える。まず下記式（２）；
ｘ＝Ｇｓｉｎα・・・（２）
が成り立つ。また、下記式；
ｄ１＝ｘ／ｔａｎ０．５Θ
及び下記式；
ｄ２＝ｘ・ｔａｎ０．５α
の関係も成り立つ。ここで、下記式；
Ｇ＝ｄ１＋ｙ＋ｄ２
が成立するので、ｄ１及びｄ２の式をこの式に代入すると、下記式；
Ｇ＝ｘ／ｔａｎ０．５Θ＋ｙ＋ｘ・ｔａｎ０．５α
が成立する。この式をｙについて整理すると、下記式；
ｙ＝Ｇ−ｘ／ｔａｎ０．５Θ―ｘ・ｔａｎ０．５α
が導き出される。これにｘを代入すると、下記式（３）；
ｙ＝Ｇ−Ｇｓｉｎα／ｔａｎ０．５Θ―Ｇｓｉｎα・ｔａｎ０．５α・・・（３）
が成立する。
【００２８】
ここで、複数の溝部３は、上記式（２）、（３）を満たすように幅２ｘ、深さｙが設定されている。これにより、溝部３ａの底面４ａの端１４ａが、溝部３ａの隣の溝部３ｂの底面４ｂの端１４ｂと接するように溝部を形成することができる。これにより複数の溝部３の底面４の総面積を大きくすることができるので、パターンの視認性が高まる。なお、現実には溝部３ａの底面４ａの端１４ａが、溝部３ａの隣の溝部３ｂの底面４ｂの端１４ｂと接するように形成することはできないので、式（２）及び（３）で得られた値を目安にして微調整する必要がある。
【００２９】
図１及び２に戻って、上記のような構成を有する単位構造体５が、単位構造体５の中心軸９が任意の円の円周上に位置するように、複数の単位構造体５が並んで配置されてパターン表示用立体構造体１が構成されている。これにより、単位構造体５の形状を決めさえすれば、その単位構造体５を並べることによって、パターン表示用立体構造体１を構成することが可能となり、容易にパターン表示用立体構造体１を製造することができる。また、単位構造体５について式（１）、（２）、及び（３）が同時に成り立つことにより、中心線Ｃ１上の点からパターン表示用立体構造体１を見た場合、底面４ａ及び底面４ａと平行な底面を有する溝部３ｃの底面４ｃが見えるが、溝部３ａの隣の溝部３ｂの底面４ｂは隠れている。さらに、溝部３ａの底面４ａの端１４ａが、溝部３ａの隣の溝部３ｂの底面４ｂの端１４ｂと接するように溝部が形成されるので、複数の溝部３の底面４の総面積を大きくすることができ、視認性が高まる。よって、パターン表示用立体構造体１は、エネルギーを消費することなく簡単な構造により、見る角度によって異なるパターンを生じさせることが可能である。
【００３０】
本発明によるパターン表示用立体構造体は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。
【００３１】
例えば、図１０〜１２には、本発明の変形例にかかるパターン表示用立体構造体２０が示されている。図１０は、パターン表示用立体構造体２０の斜視図、図１１は、図１０のパターン表示用立体構造体２０の上面図、図１２は、図１０のパターン表示用立体構造体２０の正面図である。このパターン表示用立体構造体２０は、単位構造体５が角柱状に配列され、隣り合う単位構造体５と互いに連結することにより形成されている。
【００３２】
また、図１３〜１５には、本発明の他の変形例にかかるパターン表示用立体構造体３０が示されている。図１３は、パターン表示用立体構造体３０の斜視図、図１４は、図１３のパターン表示用立体構造体３０の上面図、図１５は、図１３のパターン表示用立体構造体３０の正面図である。このパターン表示用立体構造体３０は、パターン表示用立体構造体１と同様の径が異なる円柱状構造体が、径が段階的に変化するように複数段積み上げられて構成されている。具体的には、パターン表示用立体構造体３０は、このような構造体を３段有し、その上に単位構造体５が１つ配置された構造を有する。
【００３３】
このような、パターン表示用立体構造体２０及び３０によっても、エネルギーを消費することなく簡単な構造により、見る角度によって異なるパターンを生じさせることが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１…パターン表示用立体構造体、３…溝部、３ａ…溝部、３ｂ…溝部、４…底面、４ａ…底面、４ｂ…底面、５…単位構造体、９…中心軸
【図１】
2016081006.tif 000003
【図２】
2016081006.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図６】
2016081006.tif 000007
【図７】
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【図８】
2016081006.tif 000009
【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2016081006.tif 000015
【図５】
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【図１０】
2016081006.tif 000017