JP7424131B2

JP7424131B2 - 表示体

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Publication number: JP7424131B2
Application number: JP2020045111A
Authority: JP
Inventors: 智子小手川; 啓太郎杉原
Original assignee: Toppan Holdings Inc
Current assignee: Toppan Holdings Inc
Priority date: 2020-03-16
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2024-01-30
Anticipated expiration: 2040-03-16
Also published as: JP2021148815A

Description

本発明は、表示体に関する。

各種物品の偽造を防止するために当該物品に付される表示体は、例えば、第１画像と第２画像とを表示することが可能である。表示体が広がる平面と、観察者の視線方向を含む平面とが形成する角度を観察角度とする場合に、表示体は、例えば、第１画像を第１観察角度に表示し、かつ、第２画像を第１観察角度とは異なる第２観察角度に表示する。第１画像および第２画像の各々は、表示体が広がる平面と対向する視点から見て、表示体に対して隙間なく設定された複数の画素が有する凹凸構造によって形成される。

表示体には、表示体が広がる平面と対応する視点から見て、第１領域、第２領域、および、第３領域が設定される。第１領域は、第１画像を形成するための凹凸構造を有した第１画素を含む一方で、第２画像を形成するための凹凸構造を有した第２画素を含まない。第２領域は、第２画素を含む一方で、第１画素を含まない。これに対して、第３領域は、第１画素と第２画素との両方を含む。

第１領域では、第１領域によって形成される第１画像の一部における色彩と、第３領域によって形成される第１画像の一部における色彩とのばらつきを抑えるために、第１領域に含まれる画素のうち、一部の画素のみが凹凸構造を有する。第２領域においても、第１領域と同様の理由から、一部の画素のみが凹凸構造を有する。第１領域および第２領域では、凹凸構造を有した画素の配置に偏りが生じることを抑えるために、凹凸構造を有した画素と凹凸構造を有しない画素とが、市松状またはストライプ状に配置される（例えば、特許文献１を参照）。

国際公開第２０１９／１８２０５１号

ところで、第１領域および第２領域の各々では、凹凸構造を有した画素と凹凸構造を有しない画素とが周期的に配置されるため、画素の配置における周期に応じた光学効果が認められる場合がある。こうした光学効果は、本来表示体に表示することが求められている各画像が有する光学効果に対するノイズであり、これによって、本来表示体に表示することが求められている各画像が有する光学効果を弱めるため、各画像の視認性が低下する。

一方で、表示体を解析する技術は、偽造が困難である構造有した表示体を開発するために発展している。表示体を製造する技術もまた、偽造が困難である構造を具現化するために多様化する一方である。しかしながら、表示体を解析する技術の向上は、表示体の偽造を目的とした表示体の解析を容易なものとし、表示体を製造する技術の多様化もまた、偽造品の製造を容易なものとしている。そこで、表示体には、偽造に対するより高い耐性を有することが求められている。

本発明は、表示体が表示可能な画像の視認性を高めること、および、偽造に対する耐性を高めることを可能とした表示体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための表示体は、凹凸構造が形成されたレリーフ層を備える表示体である。前記レリーフ層が広がる平面と、観察者の視線方向を含む平面とが形成する角度が観察角度であり、前記表示体は、第１画像および第２画像を互いに異なる前記観察角度に表示可能である。前記レリーフ層が広がる平面と対向する視点から見て、前記レリーフ層には複数の画素が敷き詰められ、前記複数の画素は、第１画素群、第２画素群、および、第３画素群を含む。前記第１画素群の各画素は、第１凹凸構造を備え、前記第２画素群の各画素は、第２凹凸構造を備え、前記第３画素群の各画素は、前記第１凹凸構造と前記第２凹凸構造とを備える。前記第１画像は、前記第１画素群の各画素と前記第３画素群の各画素によって形成される。前記第２画像は、前記第２画素群の各画素と前記第３画素群の各画素によって形成される。前記第１画素群の各画素は、前記レリーフ層が広がる平面と対向する平面視において、形状および配置の少なくとも一方が非周期的な複数の島領域を有した海島構造を有し、海領域および島領域の一方が前記第１凹凸構造を有し、他方がブランク構造を有する。前記第３画素群は、機械読み取り可能なコードを記録している。

上記構成によれば、島領域が非周期的に並ぶ海島構造を第１画素群の画素が有するため、第１画素群の配置における周期性に基づくノイズが抑えられ、結果として、第１画像の視認性が高められる。また、第３画素群が記録するコードを用いて表示体の真贋を判定することが可能であるため、表示体が有する偽造に対する耐性を高めることが可能である。

上記表示体において、前記第１画素群に含まれる各画素において、前記複数の島領域の形状が、他の前記画素における形状と異なる、または、前記複数の島領域の配置が、他の前記画素における前記複数の島領域の配置と異なる。この構成によれば、画素の配置における周期性に基づくノイズがより確実に抑えられ、第１画像の視認性がより確実に高められる。

上記表示体において、前記第１画素群に含まれる各画素において、前記複数の島領域の形状および配置が、他の前記画素における前記複数の島領域の形状および配置と同じであってもよい。

上記構成によれば、第１画素群に属する各画素の配置における周期性に基づくノイズを抑えつつ、第１画素群の設計を容易にすることによって表示体の製造を容易にすることができる。

上記表示体において、前記第１凹凸構造は、前記第１凹凸構造における導波モード共鳴により正反射方向に可視光領域に含まれる光を反射し、前記島領域が第１凹凸構造を有し、前記海領域が前記ブランク構造を有してもよい。

上記構成によれば、第１凹凸構造に入射した入射光が多重反射しながら伝搬する面積が、島領域が有する面積の分だけ担保されるため、第１凹凸構造が導波モード共鳴による反射光の発色強度が高くなる。

上記表示体において、前記ブランク構造は正反射方向に光を反射し、前記第１画素群の総面積に対する前記第１画素群に含まれる前記第１凹凸構造の総面積の比が、前記第３画素群の総面積に対する前記第３画素群に含まれる前記第１凹凸構造の総面積の比よりも大きくてもよい。

上記構成によれば、第１画素群において、島領域が反射する光の光学効果が、ブランク構造が反射する光によって弱められても、第１凹凸構造の面積の割合を大きくすることによって、第１画素群と第３画素群との間で生じる第１画像における濃淡のむらが抑えられる。

上記表示体において、前記ブランク構造は凹凸構造を有し、前記ブランク構造の前記凹凸構造は、前記表示体が広がる平面と直交する断面において波状を有し、かつ、前記ブランク構造の前記凹凸構造における周期が、可視光の最短波長よりも小さく、かつ、前記ブランク構造の前記凹凸構造における高さが前記周期よりも大きく、これによって、前記ブランク構造は前記ブランク構造に入射した光を透過してもよい。

上記構成によれば、ブランク構造によって反射される光が、第１凹凸構造が反射する光に影響しないから、ブランク構造が反射した光に起因した第１画像における濃淡のむらが抑えられる。

上記表示体において、前記第２画素群の各画素は、前記平面視において、複数の島領域が非周期的な形状および配置を有した海島構造を有し、海領域および島領域の一方が前記第２凹凸構造を有し、他方がブランク構造を有してもよい。

上記構成によれば、島領域が非周期的に並ぶ海島構造を第２画素群の画素が有するため、第２画素群の配置における周期性に基づくノイズが抑えられ、結果として、第２画像の視認性が高められる。

上記表示体において、前記第３画素群の各画素は、前記平面視において、形状および配置の少なくとも一方が非周期的な複数の島領域を有した海島構造を有し、前記島領域が前記第１凹凸構造を有する島領域と、前記第２凹凸構造を有する島領域とを含み、前記海領域がブランク構造を有してもよい。

上記構成によれば、第３画素群において、第１凹凸構造および第２凹凸構造の両方が不規則に配置されることから、第１画像のうちで第３画素群によって表示される部分、および、第２画像のうちで第３画素群によって表示される部分における視認性が高められる。

上記表示体において、前記第３画素群に含まれる前記画素の少なくとも一部は、前記第３画素群が有する前記海島構造の前記島領域および前記海領域の配置に対応付けられたコードであって、機械読み取りが可能なコードを記録してもよい。

上記構成によれば、第３画素群が、機械読み取りが可能なコードを記録しているため、当該コードを用いて表示体の真贋を判定することが可能である。これにより、表示体が表示することが可能な画像と、表示体が記録するコードとの両方を用いて、表示体の真贋を判定することが可能である。そのため、表示体がコードを記録していない場合に比べて、表示体が有する偽造に対する耐性を高めることが可能である。

本発明によれば、表示体が表示可能な画像の視認性を高め、かつ、偽造に対する耐性を高めることができる。

一実施形態の表示体に設定された画素群の外形を表示体の外形とともに示す平面図。図１が示す表示体が表示可能な第１画像が表示される第１観察角度と、第２画像が表示される第２観察角度とを示す表示体とともに示す斜視図。図１が示す第１画素群と、第１画素群の一部を拡大した構成とを示す平面図。第１画素群が含む画素における海島構造の一例を示す平面図。第１画素群が含む画素における海島構造の他の例を示す平面図。第１凹凸構造の形状を示す断面図。第１凹凸構造が延びる方向と観察者の視線方向との関係を説明するための模式図。第１凹凸構造が延びる方向と観察者の視線方向との関係を説明するための模式図。第１凹凸構造およびブランク構造の形状を示す断面図。第１凹凸構造およびブランク構造の形状を示す断面図。ブランク構造が有する凹凸構造の一例を示す斜視図。ブランク構造が有する凹凸構造の他の例を示す斜視図。第１凹凸構造およびブランク構造の形状を示す断面図。図１が示す第２画素群と、第２画素群の一部を拡大した構成とを示す平面図。第２画素群が含む画素における海島構造の一例を示す平面図。第２画素群が含む画素における海島構造の他の例を示す平面図。第２凹凸構造の形状を示す断面図。第２凹凸構造の密度と回折角度との関係を示すグラフ。ｒ値が互いに異なる９つの表示体における反射光のスペクトルを示す図。ｘｙ色度図における９つの表示体が反射した光の色を示す図。第１凹凸構造および第２凹凸構造の形状を示す断面図。図１が示す第３画素群と、第３画素群の一部を拡大した構成とを示す平面図。第３画素群が含む画素におけるサブ画素の配置の第１例を示す平面図。第３画素群が含む画素におけるサブ画素の配置の第２例を示す平面図。第３画素群が含む画素における海島構造を示す平面図。第３画素群が含む画素におけるサブ画素の配置の第３例を示す平面図。第３画像を説明するための平面図。第３画像を説明するための平面図。第３画像を説明するための平面図。表示体の真贋判定方法を説明するための模式図。表示体の真贋判定方法における手順を説明するためのフローチャート。変更例における第３画素群の海島構造における島領域と海領域の配置を示す平面図。第３画素群に対応付けられたコードを説明するための表。画素における島領域と海領域の配置と画素に記録されたコードとの関係を示す図。画素における中心の位置と島領域における中心の位置との関係を示す平面図。島領域が有する形状における他の例を示す平面図。複数の画素によって記録されるコードの例を示す図。第３画素群が有する決定用画素の一例を示す図。第３画素群が有する決定用画素の他の例を示す図。第３画素群が備える指定用画素の構造における一例を示す平面図。第３画素群が備える指定用画素の構造における他の例を示す平面図。第３画素群に記録されたコードを用いた表示体の真贋判定方法における処理の手順を示す図。

図１から図３１を参照して、表示体の一実施形態を説明する。
［表示体］
図１が示すように、表示体１０は、凹凸構造が形成されたレリーフ層１０Ｒを備えている。レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する視点から見て、レリーフ層１０Ｒには複数の画素１０Ｐが敷き詰められている。複数の画素１０Ｐにおいて、各画素１０Ｐは互いに隣り合っている。複数の画素１０Ｐは、第１画素群ＰＧ１、第２画素群ＰＧ２、および、第３画素群ＰＧ３を含んでいる。

表示体１０は、第１画像および第２画像を表示することが可能である。第１画素群ＰＧ１は、第１画像を形成するための画素１０Ｐから形成されている。第２画素群ＰＧ２は、第２画像を形成するための画素１０Ｐから形成されている。これに対して、第３画素群ＰＧ３に含まれる各画素１０Ｐは、第１画像を形成するための画素であり、かつ、第２画像を形成するための画素である。

第１画素群ＰＧ１の各画素１０Ｐは、第１凹凸構造を備えている。典型的には、第１画素群ＰＧ１の各画素１０Ｐは第２凹凸構造を備えない。第２画素群ＰＧ２の各画素１０Ｐは、第２凹凸構造を備えている。典型的には、第２画素群ＰＧ２の各画素１０Ｐは第１凹凸構造を備えない。第３画素群ＰＧ３の各画素１０Ｐは、第１凹凸構造と第２凹凸構造との両方を含んでいる。第１画像は、第１画素群ＰＧ１の各画素と第３画素群ＰＧ３の各画素とによって形成される。第２画像は、第２画素群ＰＧ２の各画素と第３画素群ＰＧ３の各画素とによって形成される。

図２は、表示体１０が表示可能な第１画像および第２画像を説明するための図である。図２では、説明の便宜上、第１画像および第２画像を１つの図中に示している。なお、本実施形態では、実際には、所定の観察角度の範囲において、表示体１０は第１画像を表示し、所定の観察角度の範囲において、表示体１０は第２画像を表示する。第１画像が表示される観察角度の範囲には、第２画像が表示される観察角度の範囲における一部が含まれてもよいし、含まれなくてもよい。

図２が示すように、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と、観察者ＯＢの視線方向を含む平面とが形成する角度が観察角度θＯＢである。表示体１０は、第１画像ＰＩＣ１および第２画像ＰＩＣ２を互いに異なる観察角度θＯＢに表示可能である。本実施形態において、表示体１０は、第１観察角度θＯＢ１に第１画像ＰＩＣ１を表示し、かつ、第２観察角度θＯＢ２に第２画像ＰＩＣ２を表示する。第２観察角度θＯＢ２は、第１観察角度θＯＢ１とは異なる角度である。

表示体１０において、第１画像ＰＩＣ１を形成するための第１凹凸構造は、光源ＬＳからの光を第１反射角度θＲ１に反射する。これに対して、第２画像ＰＩＣ２を形成するための第２凹凸構造は、光源ＬＳからの光を第２反射角度θＲ２に反射する。第２反射角度θＲ２は、第１反射角度θＲ１とは異なる角度である。

第１画像ＰＩＣ１の形状は、第１画素群ＰＧ１の外形と、第３画素群ＰＧ３の外形とによって形成される形状にほぼ等しい。第２画像ＰＩＣ２の形状は、第２画素群ＰＧ２の外形と、第３画素群ＰＧ３の外形とによって形成される形状にほぼ等しい。以下、図面を参照して、各画素群ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３の構造を順に説明する。

［第１画素群］
図３から図１３を参照して、第１画素群ＰＧ１を説明する。
図３が示すように、第１画素群ＰＧ１は複数の画素１０Ｐを含んでいる。複数の画素１０Ｐは、隙間なく並んでいる。本実施形態において、各画素１０Ｐは、正方形状を有している。第１画素群ＰＧ１は、第１画素ＰＧ１１と第２画素ＰＧ１２とを含んでいる。

複数の画素１０Ｐは、１つの方向であるｘ方向と、ｘ方向と直交する方向であるｙ方向とに沿って並んでいる。ｘ方向に沿う画素１０Ｐの大きさは、３００μｍ以下であり、１００μｍ以下であることが好ましい。また、ｙ方向に沿う画素１０Ｐの大きさは、３００μｍ以下であり、１００μｍ以下であることが好ましい。画素１０Ｐがｘ方向およびｙ方向においてこうした範囲に含まれることによって、各画素１０Ｐは、観察者ＯＢの解像限界未満の大きさを有することが可能である。なお、各画素１０Ｐは、正方形状以外の形状を有してもよい。例えば、各画素１０Ｐは、正方形状以外の多角形状を有してよい。正方形状以外の多角形状は、例えば、三角形状または八角形状などである。

図４は、第１画素ＰＧ１１を拡大して、かつ、模式的に示している。
図４が示すように、第１画素群ＰＧ１の第１画素ＰＧ１１では、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する平面視において、複数の島領域ＰＧ１１ａが非周期的な形状および配置を有した海島構造を有している。海島構造において、複数の島領域ＰＧ１１ａを取り囲む部分が海領域ＰＧ１１ｂである。海領域ＰＧ１１ｂおよび島領域ＰＧ１１ａの一方が第１凹凸構造を有し、他方がブランク構造を有する。これにより、島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａが非周期的に並ぶ海島構造を第１画素群ＰＧ１の画素１０Ｐが有するため、第１画素群ＰＧ１の配置における周期性に基づく光学効果、すなわちノイズが抑えられ、結果として、第１画像ＰＩＣ１の視認性が高められる。なお、第１画像ＰＩＣ１の視認性が高められることから、表示体１０は、表示体１０が洗練された外観を有する印象を表示体１０の観察者に与えることが可能である。

なお、非周期は、第一の方向と、第一の方向と直交する第二の方向との双方において非周期であってよい。このとき、各画素群を２次元フーリエ変換した周波数成分は、離散的なピークを有しない。より厳密には、１ｍｍ□中の画素群を２次元フーリエ変換した周波数成分において、離散的なピークを有しない場合を、非周期であるとすることができる。また、表示体１０に対して入射したレーザー光の反射光における分布が０次光以外に離散的なピークしない場合を、非周期としてもよい。なお、レーザー光が有する波長は、例えば、波長が６３３ｎｍおよび５３２ｎｍなどであってよい。

本実施形態では、各島領域ＰＧ１１ａは四角形状を有している。複数の島領域ＰＧ１１ａは互いに四角形状を有する一方で、各島領域ＰＧ１１ａが有する幅および長さにおいて非周期的である。複数の島領域ＰＧ１１ａにおいて、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法の両方が非周期的であってもよいし、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法のいずれか一方が非周期的であってもよい。なお、各島領域ＰＧ１１ａが有する幅および長さの少なくとも一方は、ランダム性を有することがより好ましい。

また、複数の島領域ＰＧ１１ａは、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する平面視において、各画素１０Ｐ内に非周期的に配置されている。例えば、複数の島領域ＰＧ１１ａは、１つの画素１０Ｐ内において、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔の両方が非周期的であるように配置されてもよいし、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔のいずれか一方が非周期的であるように配置されてもよい。なお、複数の島領域ＰＧ１１ａは、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔の少なくとも一方がランダム性を有するように、１つの画素１０Ｐ内に配置されることがより好ましい。

図５は、第２画素ＰＧ１２を拡大して、かつ、模式的に示している。
図５が示すように、第２画素ＰＧ１２では、第１画素ＰＧ１１と同様、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する平面視において、複数の島領域ＰＧ１２ａが非周期的な形状および配置を有した海島構造を有している。海島構造において、複数の島領域ＰＧ１２ａを取り囲む部分が海領域ＰＧ１２ｂである。海領域ＰＧ１２ｂおよび島領域ＰＧ１２ａの一方が第１凹凸構造を有し、他方がブランク構造を有する。

本実施形態では、各島領域ＰＧ１２ａは四角形状を有している。複数の島領域ＰＧ１２ａは互いに四角形状を有する一方で、各島領域ＰＧ１２ａが有する幅および長さにおいて非周期的である。複数の島領域ＰＧ１２ａにおいて、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法の両方が非周期的であってもよいし、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法のいずれか一方が非周期的であってもよい。各島領域ＰＧ１２ａが有する幅および長さの少なくとも一方は、ランダム性を有することがより好ましい。

また、複数の島領域ＰＧ１２ａは、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する平面視において、各画素１０Ｐ内に非周期的に配置されている。例えば、複数の島領域ＰＧ１２ａは、１つの画素１０Ｐ内において、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔の両方が非周期的であるように配置されてもよいし、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔のいずれか一方が非周期的であるように配置されてもよい。なお、複数の島領域ＰＧ１２ａは、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔の少なくとも一方がランダム性を有するように、１つの画素１０Ｐ内に配置されることがより好ましい。

本実施形態では、第１画素群ＰＧ１に含まれる各画素１０Ｐにおいて、複数の島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａの形状および配置が、他の画素１０Ｐにおける複数の島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａの形状および配置と異なる。そのため、第２画素ＰＧ１２における島領域ＰＧ１２ａの形状および配置は、第１画素ＰＧ１１における島領域ＰＧ１１ａの形状および配置と異なる。これにより、第１画素群ＰＧ１が有する配置における周期性に基づくノイズがより確実に抑えられ、第１画像ＰＩＣ１の視認性がより確実に高められる。

図６から図１２を参照して、海島構造が有する第１凹凸構造およびブランク構造をより詳しく説明する。図６は、レリーフ層１０Ｒが広がる平面に直交する断面での第１凹凸構造の形状を示している。図９は、レリーフ層１０Ｒが広がる平面に直交する断面での第１凹凸構造およびブランク構造の形状における一例を示している。図１０は、レリーフ層１０Ｒが広がる平面に直交する断面での第１凹凸構造およびブランク構造の形状における他の例を示している。なお、図６、図９、および、図１０では、説明および図示の便宜上、各構造に入射する入射光の角度、および、各構造が反射する反射光の角度として、入射光および反射光の各々における強度が最も高くなる角度のみを示している。また、図６、図９、および、図１０では、図示の便宜上、凹凸構造の延びる方向と、入射光および反射光を含む平面とが直交している。両者は平行であっても良いし、直交、および、平行以外の角度で交差していてもよい。なお、後述のように、凹凸構造の周期性に起因する回折光、言い換えればノイズが観察者の方向に射出されない観点では、凹凸構造の延びる方向と、入射光および反射光を含む平面とが平行であることが好ましい。

図６が示すように、本実施形態の第１凹凸構造ＵＥ１は、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と直交する断面において、１つの方向に沿って周期的に繰り返す波状を有している。第１凹凸構造ＵＥ１は、正弦波状を有することが可能である。第１凹凸構造ＵＥ１の周期Ｐ１は、可視波長以下である。第１凹凸構造ＵＥ１の周期Ｐ１は、例えば２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。第１凹凸構造ＵＥ１の高さＨ１は、例えば２００ｎｍ未満であることが好ましい。なお、第１凹凸構造ＵＥ１は、頂部を含む凸面と、底部を含む凹面とを有する。第１凹凸構造ＵＥ１の周期Ｐ１は、第１凹凸構造ＵＥ１において、互いに隣り合う２つの頂部間の距離である。第１凹凸構造ＵＥ１の高さＨ１は、第１凹凸構造ＵＥ１が有する頂部と底部との間の距離である。

本実施形態において、第１凹凸構造ＵＥ１は、第１凹凸構造ＵＥ１における導波モード共鳴により正反射方向に可視光領域に含まれる光を反射する。この場合には、島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａが第１凹凸構造ＵＥ１を有することが好ましい。これにより、第１凹凸構造ＵＥ１に入射した入射光が多重反射しながら伝搬する面積が、島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａが有する面積の分だけ担保されるため、第１凹凸構造ＵＥ１が導波モード共鳴による反射光の発色強度が高くなる。

なお、入射光の伝搬距離は、正反射方向に反射される光の強度に寄与する。正反射方向に反射される光の強度は、入射光の伝搬距離が長いほど高くなる傾向を有する。正反射方向に反射される光が十分な強度を有する観点では、島領域における一辺の長さが５０μｍ以上であることが好ましい。

第１凹凸構造ＵＥ１に入射光ＩＬが入射すると、レリーフ層１０Ｒが広がる平面に垂直であり、かつ、入射光を含む平面に対して回折光の反射が抑えられる一方で、導波モード共鳴による光の反射が生じる。導波モード共鳴は、特定の波長域の光が光学デバイス内を多重反射しながら伝搬することによって共鳴を起こし、これによって、当該波長域の光が高い強度を有した反射光ＲＬとして光学デバイスにおいて反射される現象である。第１凹凸構造ＵＥ１は、正反射方向である第１反射角度θＲ１に反射光ＲＬを反射する。

第１凹凸構造ＵＥ１が導波モード共鳴により、特定の波長を有した可視光を正反射する場合には、レリーフ層１０Ｒは、少なくとも第１凹凸構造ＵＥ１に対応する部位において、３層構造を有する。三層構造は、第１低屈層、高屈層、および、第２低屈層から形成される。三層構造において、高屈層が、第１低屈層と第２低屈層とに挟まれている。各層はいずれも光透過性を有し、かつ、高屈層の屈折率は、第１低屈層および第２低屈層の屈折率よりも高い。第１低屈層の屈折率は、第２低屈層の屈折率と等しくてもよいし、第２低屈層の屈折率とは異なってもよい。

表示体１０では、表示体１０に入射した入射光のなかで、高屈層に回折された光の一部が、第１低屈層と高屈層との境界、および、高屈層と第２低屈層との境界において全反射しながら高屈層を伝搬する。こうした光の伝搬は、高屈層の第２屈折率ｎ２が、第１低屈層の第１屈折率ｎ１よりも高く、かつ、第２低屈層の第３屈折率ｎ３よりも高いことによって生じる。なお、入射光のなかで、以下に説明する導波の伝搬条件を満たす波長を有した光のみが導波光として高屈層を伝搬し、伝搬の結果として、高い輝度を有した反射光として表示体１０において反射される。反射光は、正反射の方向に反射される。一方で、伝搬条件を満たさない波長を有した光は、表示体を透過する透過光として表示体から出て行く。

表示体１０内を伝搬する光から見て、表示体１０は、高屈層の凹面と凸面とが並ぶ方向において、高屈層の一部と、第１低屈層あるいは第２低屈層の一部とが交互に並ぶ構造である。すなわち、凹面と凸面とが並ぶ方向において、高屈部と低屈部とが交互に並ぶ構造である。

伝搬条件は、周期ｄにおける高屈層の占有率Ｆ、入射光の波長λ、高屈層が有する凹凸面の周期ｄ、波数ｋ、および、逆格子ベクトルＫを用いて、以下の式（１）から式（６）によって表すことが可能である。

ｋ＝２π／λ … 式（４）
Ｋ＝２π／ｄ … 式（５）
β ＝（２π／λ）・ｎ_ｅｆｆ … 式（６）

式（３）において、回折次数ｍは整数である。また、式（３）において、導波層、すなわち高屈層の伝搬定数βは、入射光の波長λと、高屈層の有効屈折率ｎ_ｅｆｆに依存する。式（１）は、ＴＥ波に対する高屈層の有効屈折率ｎ_ｅｆｆを示し、式（２）は、ＴＭ波に対する高屈層の有効屈折率ｎ_ｅｆｆを示している。高屈層の有効屈折率ｎ_ｅｆｆでは、凹凸面の周期ｄが入射光の波長λよりも短い場合に、ＴＥ波に対する有効屈折率ｎ_ｅｆｆと、ＴＭ波に対する有効屈折率ｎ_ｅｆｆとが互いに異なる。

各有効屈折率ｎ_ｅｆｆは、周期ｄにおける高屈層の占有率によって決まる。高屈層の幅をａに設定し、第１低屈層あるいは第２低屈層の幅をｂに設定する場合に、周期ｄにおける高屈層の占有率は、周期ｄに対する幅ａの比であり、周期ｄにおける第１低屈層あるいは第２低屈層の占有率は、周期ｄに対する幅ｂの比である。

上記式（１）から式（６）を満たす導波条件は、以下の式によって表すことができる。
ｎ_ｅｆｆ＞ｎ１，ｎ３ … 式（７）
λ＞ｄ … 式（８）

上述したように、有効屈折率ｎ_ｅｆｆは周期ｄにおける高屈層の占有率（ａ／ｄ）によって決まることから、以下の関係を導くことが可能である。
ｎ２＞ｎ１，ｎ３ … 式（９）

また、有効屈折率ｎ_ｅｆｆを用いて、表示体１０において導波される光の波長と、当該波長を有した光の反射率とを求めることが可能である。すなわち、有効屈折率ｎ_ｅｆｆを調整することによって、導波モード共鳴を用いて高い輝度を有した有彩色の光を表示体１０に反射させることが可能である。

また、上記式から明らかなように、有効屈折率ｎ_ｅｆｆおよび伝搬定数βは、これらを導出する式中に含まれるパラメーター、すなわち、第１屈折率ｎ１から第３屈折率ｎ３、周期ｄ、および、占有率Ｆが変更されることによって、導波モード共鳴によって反射される光の波長と反射率とを制御することが可能である。さらに、導波モード共鳴によって反射される光は、表示体１０に入射する入射光の角度にも依存する。そのため、導波モード共鳴を用いた表示体１０は、表示体１０が反射する光を機械読み取りによって判定する上で好適である。

また、有効屈折率ｎ_ｅｆｆと第１屈折率ｎ１との差や、有効屈折率ｎ_ｅｆｆと第３屈折率ｎ３との差が大きいほど、導波モード共鳴により反射される光の反射率は高くなる。すなわち、高屈層の占有率Ｆが大きいほど、光の反射率を高くすることが可能である。このように、有効屈折率ｎ_ｅｆｆと第１屈折率ｎ１との差や、有効屈折率ｎ_ｅｆｆと第３屈折率ｎ３との差に応じて光の反射率が決まる。そのため、第１低屈層および第２低屈層に用いることが可能な材料、言い換えれば屈折率が固定されている場合には、第１低屈層における凹凸面の形状、および、高屈層の厚さなどによって有効屈折率ｎ_ｅｆｆを制御することが、表示体１０が反射する光の波長を多様化させる上で有用である。

図７および図８は、第１凹凸構造ＵＥ１が有する凹面および凸面が延びる方向と、観察者ＯＢの視線方向との関係を示している。図７および図８では、凹面および凸面が延びる方向が、表示体１０に記載された実線によって模式的に示されている。

図７が示すように、第１凹凸構造ＵＥ１が備える凹面および凸面は、１つの方向に沿って延びている。図７が示す例では、凹面および凸面は紙面の左右方向に沿って延びている。一方で、観察者ＯＢの視線方向ＤＯＢを表示体１０が広がる平面に投影した投影方向は、紙面の左右方向である。投影方向は、凹面および凸面が延びる方向と平行である。すなわち、第１凹凸構造ＵＥ１は、観察者ＯＢに対して縦向きである。

図８が示す例では、凹面および凸面は紙面の上下方向に沿って延びている。これに対して、観察者ＯＢの視線方向ＤＯＢを表示体１０が広がる平面に投影した投影方向は、紙面の左右方向である。投影方向は、凹面および凸面が延びる方向と直交する。すなわち、第１凹凸構造ＵＥ１は、観察者ＯＢに対して横向きである。

表示体１０の反射光ＲＬには、１次回折光が含まれる場合がある。１次回折光は、凹面および凸面が延びる方向と直交し、かつ、表示体１０が広がる平面に対して直交する平面に反射される。そのため、観察者ＯＢに対して第１凹凸構造ＵＥ１が横向きである場合には、観察者ＯＢは表示体１０が反射した１次回折光を視認する場合がある。また、観察者ＯＢは、自身が視認した１次回折光を０次回折光、すなわち、導波モード共鳴による反射光であると誤認する可能性がある。これに対して、観察者ＯＢに対して第１凹凸構造ＵＥ１が縦向きである場合には、観察者ＯＢが１次回折光を０次回折光であると誤認する可能性を低くすることが可能である。

海島構造が有するブランク構造は、第１凹凸構造ＵＥ１が有する光学的な効果とは異なる光学的な効果を有する。第１凹凸構造ＵＥ１が有する光学的な効果は、第１画像ＰＩＣ１を表示するための光学的な効果である。一方で、ブランク構造が有する光学的な効果は、第１画像ＰＩＣ１の表示に寄与しない。ブランク構造は、第１画素群ＰＧ１から反射される光であって、第１画像ＰＩＣ１を表示するための光の色彩と、第３画素群ＰＧ３から反射される光であって、第１画像ＰＩＣ１を表示するための光の色彩とのばらつきを抑えるための構造である。ただし、ブランク構造が反射した光は、第１凹凸構造ＵＥ１が反射する光とともに、観察者ＯＢによって観察されてもよい。すなわち、ブランク構造における反射光の反射角度は、第１凹凸構造ＵＥ１が反射する反射光ＲＬの反射角度θＲ１に含まれてよい。

図９が示す例では、ブランク構造ＢＬは、略平坦である。ブランク構造ＢＬは、第１凹凸構造ＵＥ１よりも平坦である。ブランク構造ＢＬにおいて、凹凸の高さは、例えば４０ｎｍ以下であってよい。ブランク構造ＢＬの粗さが高くなるにつれて、ブランク構造ＢＬは、ブランク構造ＢＬに入射した光を広範囲に散乱する傾向を有する。これに対して、ブランク構造ＢＬの表面粗さが低くなるにつれて、ブランク構造ＢＬは、ブランク構造ＢＬに入射した光を鏡面反射、すなわち正反射する傾向を有する。

ブランク構造ＢＬが平坦である場合には、ブランク構造ＢＬの表面粗さが高い場合であれ低い場合であれ、ブランク構造ＢＬに入射した光を少なからず正反射する。これにより、ブランク構造ＢＬは、入射光ＩＬの入射角度と等しい反射角度θＲＢに光を反射する。ブランク構造ＢＬの反射角度θＲＢは、第１凹凸構造ＵＥ１の第１反射角度θＲ１に等しい。そのため、観察者ＯＢが表示体１０を観察した場合には、第１凹凸構造ＵＥ１が反射した光をブランク構造ＢＬが反射した光とともに観察する。

ブランク構造ＢＬは、入射光ＩＬの反射に際して入射光ＩＬを分光しないため、ブランク構造ＢＬが反射した光が有する波長は光源ＬＳが放射した光の波長に依存する。光源ＬＳが太陽、蛍光灯、および、白色ＬＥＤなどである場合には、ブランク構造ＢＬが反射する光は、互いに異なる波長を有した光の混合であるため、白色を有する。これにより、本実施形態によるように、第１凹凸構造ＵＥ１が、特定の波長を有した可視光を正反射する場合には、第１凹凸構造ＵＥ１が反射した光が有する色が、ブランク構造ＢＬが反射した光によって弱められ、これによって第１凹凸構造ＵＥ１が反射した光が有する色が淡くなる。

この場合には、第１画素群ＰＧ１の総面積（ＴＡ１）に対する第１画素群ＰＧ１に含まれる第１凹凸構造ＵＥ１の総面積（ＴＡＵ１）の比（ＴＡＵ１／ＴＡ１）が、第３画素群ＰＧ３の総面積（ＴＡ３）に対する第３画素群ＰＧ３に含まれる第１凹凸構造ＵＥ１の総面積（ＴＡＵ３）の比（ＴＡＵ３／ＴＡ３）よりも大きいことが可能である。これにより、第１画素群ＰＧ１において、島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａが反射する光による光学効果が、ブランク構造ＢＬが反射する光によって弱められても、第１凹凸構造ＵＥ１の面積の割合を大きくすることによって、第１画像ＰＩＣ１における濃淡のむらが抑えられる。

図１０が示す例では、ブランク構造ＢＬは凹凸構造ＵＥＢを有している。ブランク構造ＢＬの凹凸構造ＵＥＢは、表示体１０が広がる平面と直交する断面において波状を有する。ブランク構造ＢＬの凹凸構造ＵＥＢにおける周期ＰＢが可視波長以下、かつ、凹凸構造における高さＨＢが周期ＰＢよりも大きく、これによって、ブランク構造ＢＬはブランク構造ＢＬに入射した光を透過する。なお、凹凸構造ＵＥＢの周期ＰＢは、２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることができ、可視光の最短波長よりも小さいこと、すなわち４００ｎｍ以下であることが好ましい。

凹凸構造ＵＥＢは、正弦波状を有することができる。当該凹凸構造ＵＥＢにおいて、周期ＰＢは、２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが可能である。凹凸構造ＵＥＢが有する高さＨＢは、第１凹凸構造ＵＥ１が有する高さＨ１よりも高い。凹凸構造ＵＥＢが有するアスペクト比は、０．５以上３．７以下であることが好ましく、１以上であることが以下に記載した光の反射を抑制する観点ではより好ましい。凹凸構造ＵＥＢが有するアスペクト比は、当該凹凸構造ＵＥＢの周期（ＰＢ）に対する当該凹凸構造ＵＥＢの高さ（ＨＢ）の比（ＨＢ／ＰＢ）である。凹凸構造ＵＥＢが有する高さＨＢは、例えば、２００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下であってよい。

こうしたブランク構造ＢＬでは、高いアスペクト比を有した微細な凹凸が繰り返されるため、凹凸構造ＵＥＢの頂部から底部に向けて、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と平行な断面において、当該断面での屈折率が連続的に変わると見なすことが可能である。なお、当該断面の屈折率は、当該断面に含まれる凹凸構造ＵＥＢの一部と、凹凸構造ＵＥＢの周辺構造によって決まる。凹凸構造ＵＥＢの周辺構造は、例えば、空気、または、凹凸構造ＵＥＢを覆う樹脂などであることができる。そのため、凹凸構造ＵＥＢと、当該凹凸構造ＵＥＢの周辺構造との界面における光の反射が抑えられる。それゆえに、ブランク構造ＢＬに入射した光の大部分は、ブランク構造ＢＬを透過する。

こうした構造によれば、ブランク構造ＢＬによって反射される光が、第１凹凸構造ＵＥ１が反射する光に影響しないため、ブランク構造ＢＬが反射した光に起因した第１画像ＰＩＣ１における濃淡のむらが抑えられる。そのため、第１画素群ＰＧ１において、ブランク構造ＢＬが反射した光による濃淡のむらを抑えるために、第１凹凸構造ＵＥ１が有する面積や、ブランク構造ＢＬが有する面積を、第３画素群ＰＧ３を基準として調整しなくともよい。こうした構造では、第１画素群ＰＧ１における単位面積当たりの第１凹凸構造ＵＥ１の面積と、第３画素群ＰＧ３における単位面積当たりの第１凹凸構造ＵＥ１の面積とが等しくてよい。それゆえに、第１画素群ＰＧ１の設計が容易である。

図１１は、ブランク構造ＢＬが有する凹凸構造ＵＥＢの一例を示す斜視図であり、図１２は、ブランク構造ＢＬが有する凹凸構造ＵＥＢの他の例を示す斜視図である。
図１１が示すように、凹凸構造ＵＥＢは、シングルグレーティングであってもよい。この場合には、凹凸構造ＵＥＢは、１つの方向である延設方向に沿って延びる形状を有している。表示体１０が広がる平面に直交し、かつ、当該凹凸構造ＵＥＢが延びる方向と直交する断面において、凹凸構造ＵＥＢは波状を有し、かつ、当該波状が延設方向に沿って連なっている。

図１２が示すように、凹凸構造ＵＥＢは、クロスグレーティングであってもよい。この場合には、凹凸構造ＵＥＢは、第１方向と、第１方向に直交する第２方向とに沿って並ぶ複数の凸状部を有することが可能である。当該凹凸構造ＵＥＢは、第１方向と第２方向とに沿って並ぶ複数の凹状部を有してもよい。凹凸構造ＵＥＢは、第１方向において第１周期ＰＢ１を有し、第２方向において第２周期ＰＢ２を有する。第１周期ＰＢ１と第２周期ＰＢ２とは互いに同一であってもよいし、互いに異なってもよい。

なお、凹凸構造ＵＥＢがシングルグレーティングである場合には、第１凹凸構造ＵＥ１と同様の理由から、凹凸構造ＵＥＢは観察者ＯＢに対して縦向きであることが好ましい。これに対して、凹凸構造ＵＥＢがクロスグレーティングである場合には、凹凸構造ＵＥＢが、観察者ＯＢに対して縦向きでも横向きでもない、すなわち縦向きあるいは横向きに対して交差する方向に沿って並ぶことが好ましい。これにより、第１凹凸構造ＵＥ１と同様、凹凸構造ＵＥＢが反射する回折光を観察者ＯＢが視認することが抑えられる。

図１３が示すように、表示体１０は、レリーフ層１０Ｒを覆う反射層１０ＲＦを備えてもよい。反射層１０ＲＦは、レリーフ層１０Ｒの表面よりも高い屈折率を有した層である。レリーフ層１０Ｒの表面は、反射層１０ＲＦが位置する面である。反射層１０ＲＦは、透明な材料によって形成される。透明な材料は、例えば、ＴｉＯ_２、ＺｎＳ、および、ＳｉＯ_２などであってよい。反射層１０ＲＦは単層構造を有してもよいし、多層構造を有してもよい。反射層１０ＲＦが多層構造を有する場合には、反射層１０ＲＦは、透明な材料から形成された第１層と、第１層上に位置し、かつ、金属製の第２層を有することができる。金属は、例えばアルミニウムであってよい。なお、第２層の厚さは、２０ｎｍ未満であることが好ましい。これにより、反射層１０ＲＦが金属製の第２層を有しても、観察者ＯＢに表示体１０が透明であると認識させることができる。

ブランク構造ＢＬが図１１および図１２を参照して説明した凹凸構造ＵＥＢを有する場合には、反射層１０ＲＦは、第１凹凸構造ＵＥ１上に位置する第１部分ＲＦ１と、ブランク構造ＢＬが備える凹凸構造ＵＥＢ上に位置する第２部分ＲＦ２とを有する。反射層１０ＲＦにおいて、第１部分ＲＦ１の厚さが、第２部分ＲＦ２の厚さよりも厚くてよい。これにより、第１部分ＲＦ１における反射光の強度を高めつつ、第２部分ＲＦ２における反射光の強度が高まることが抑えられる。

なお、ブランク構造ＢＬが備える凹凸構造ＵＥＢでの反射を抑える観点では、表示体１０は、凹凸構造ＵＥＢを覆う反射層を有しないことが好ましい。すなわち、反射層１０ＲＦは、第２部分ＲＦ２を有しないことが好ましい。こうした反射層１０ＲＦは、例えば、第１凹凸構造ＵＥ１とブランク構造ＢＬの凹凸構造ＵＥＢとを覆う反射層を形成した後に、反射層のうちで、凹凸構造ＵＥＢを覆う部分を取り除くことによって形成される。ただし、凹凸構造ＵＥＢのアスペクト比が第１凹凸構造ＵＥ１のアスペクト比よりも高い場合には、反射層１０ＲＦにおいて、第２部分ＲＦ２の厚さが第１部分ＲＦ１の厚さよりも薄くなることから、これによって、第２部分ＲＦ２における反射を抑えることが可能ではある。

［第２画素群］
図１４から図２１を参照して、第２画素群ＰＧ２を説明する。
図１４が示すように、第２画素群ＰＧ２は複数の画素１０Ｐを含んでいる。複数の画素１０Ｐは、隙間なく並んでいる。本実施形態において、各画素１０Ｐは、正方形状を有している。第２画素群ＰＧ２に含まれる画素１０Ｐは、第１画素群ＰＧ１に含まれる画素１０Ｐと同一の形状および大きさを有することが好ましい。第２画素群ＰＧ２は、第１画素ＰＧ２１と第２画素ＰＧ２２とを含んでいる。

第２画素群ＰＧ２に含まれる画素１０Ｐは、第１画素群ＰＧ１に含まれる画素１０Ｐと同様、正方形以外の多角形状を有してよい。
図１５は、第１画素ＰＧ２１を拡大して、かつ、模式的に示している。なお、図示の便宜上、第２画素群ＰＧ２の第１画素ＰＧ２１における島領域の形状および配置は、第１画素群ＰＧ１の第１画素ＰＧ１１における島領域ＰＧ１１ａの形状および配置と同じである。各第１画素ＰＧ１１，ＰＧ２１において、島領域の形状および配置は互いに同じであってもよいし、互いに異なってもよい。

図１５が示すように、第２画素群ＰＧ２の第１画素ＰＧ２１では、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する平面視において、複数の島領域ＰＧ２１ａが非周期的な形状および配置を有した海島構造を有している。海島構造において、複数の島領域ＰＧ２１ａを取り囲む部分が海領域ＰＧ２１ｂである。海領域ＰＧ２１ｂおよび島領域ＰＧ２１ａの一方が第２凹凸構造を有し、他方がブランク構造を有する。島領域ＰＧ２１ａ，ＰＧ２２ａが非周期的に並ぶ海島構造を第２画素群ＰＧ２の画素１０Ｐが有するため、第２画素群ＰＧ２の配置における周期性に基づくノイズが抑えられ、結果として、第２画像ＰＩＣ２の視認性が高められる。なお、第２画像ＰＩＣ２の視認性が高められることから、表示体１０は、表示体１０が洗練された外観を有する印象を表示体１０の観察者に与えることが可能である。

本実施形態では、各島領域ＰＧ２１ａは四角形状を有している。複数の島領域ＰＧ２１ａは互いに四角形状を有する一方で、各島領域ＰＧ２１ａが有する幅および長さにおいて非周期的である。複数の島領域ＰＧ２１ａにおいて、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法の両方が非周期的であってもよいし、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法のいずれか一方が非周期的であってもよい。なお、各島領域ＰＧ２１ａが有する幅および長さの少なくとも一方は、ランダム性を有することがより好ましい。

また、複数の島領域ＰＧ２１ａは、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する平面視において、各画素１０Ｐ内に非周期的に配置されている。例えば、複数の島領域ＰＧ２１ａは、１つの画素１０Ｐ内において、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔の両方が非周期的であるように配置されてもよいし、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔のいずれか一方が非周期的であるように配置されてもよい。なお、複数の島領域ＰＧ２１ａは、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔の少なくとも一方がランダム性を有するように、１つの画素１０Ｐ内に配置されることがより好ましい。

図１６は、第２画素ＰＧ２２を拡大して、かつ、模式的に示している。なお、図示の便宜上、第２画素群ＰＧ２の第２画素ＰＧ２２における島領域の形状および配置は、第１画素群ＰＧ１の第２画素ＰＧ１２における島領域ＰＧ１２ａの形状および配置と同じである。各第２画素ＰＧ１２，ＰＧ２２において、島領域の形状および配置は互いに同じであってもよいし、互いに異なってもよい。

図１６が示すように、第２画素ＰＧ２２では、第１画素ＰＧ２１と同様、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する平面視において、複数の島領域ＰＧ２２ａが非周期的な形状および配置を有した海島構造を有している。海島構造において、複数の島領域ＰＧ２２ａを取り囲む部分が海領域ＰＧ２２ｂである。海領域ＰＧ２２ｂおよび島領域ＰＧ２２ａの一方が第２凹凸構造を有し、他方がブランク構造を有する。

本実施形態では、各島領域ＰＧ２２ａは四角形状を有している。複数の島領域ＰＧ２２ａは互いに四角形状を有する一方で、各島領域ＰＧ２２ａが有する幅および長さにおいて非周期的である。複数の島領域ＰＧ２２ａにおいて、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法の両方が非周期的であってもよいし、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法のいずれか一方が非周期的であってもよい。なお、各島領域ＰＧ２２ａが有する幅および長さの少なくとも一方は、ランダム性を有していることが好ましい。

また、複数の島領域ＰＧ２２ａは、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する平面視において、各画素１０Ｐ内に非周期的に配置されている。例えば、複数の島領域ＰＧ２２ａは、１つの画素１０Ｐ内において、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔の両方が非周期的であるように配置されてもよいし、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔のいずれか一方が非周期的であるように配置されてもよい。なお、複数の島領域ＰＧ２２ａは、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔の少なくとも一方がランダム性を有するように、１つの画素１０Ｐ内に配置されることがより好ましい。

本実施形態では、第２画素群ＰＧ２に含まれる各画素１０Ｐにおいて、複数の島領域ＰＧ２１ａ，ＰＧ２２ａの形状および配置が、他の画素１０Ｐにおける複数の島領域ＰＧ２１ａ，ＰＧ２２ａの形状および配置と異なる。そのため、第２画素ＰＧ２２における島領域ＰＧ２２ａの形状および配置は、第１画素ＰＧ２１における島領域ＰＧ２１ａの形状および配置と異なる。

図１７から図２１を参照して、海島構造が有する第２凹凸構造をより詳しく説明する。なお、海島構造が有するブランク構造は、レリーフ層１０Ｒ内における位置が互いに異なる以外は、第１画素群ＰＧ１に含まれる各画素１０Ｐが有するブランク構造と同様である。そのため、第２画素群ＰＧ２の画素１０Ｐが有するブランク構造の詳しい説明を省略する。

図１７は、レリーフ層１０Ｒが広がる平面に直交する断面での第２凹凸構造の形状の一例を示している。図２１は、レリーフ層１０Ｒが広がる平面に直交する断面での第２凹凸構造および第１凹凸構造の形状を示している。なお、図１７および図２１では、説明および図示の便宜上、各構造に入射する入射光の角度、および、各構造が反射する反射光の角度として、入射光および反射光の各々における強度が最も高くなる角度のみを示している。

図１７が示すように、本実施形態の第２凹凸構造ＵＥ２は、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と直交する断面において、１つの方向に沿って周期的に繰り返す波状を有している。第２凹凸構造ＵＥ２の周期Ｐ２は、第１凹凸構造ＵＥ１の周期Ｐ１よりも大きい。第２凹凸構造ＵＥ２の周期Ｐ２は、例えば５００ｎｍよりも大きく２０００ｎｍ以下である。第２凹凸構造ＵＥ２の高さＨ２は、例えば１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、第２凹凸構造ＵＥ２は、頂部を含む凸面と、底部を含む凹面とを有する。第２凹凸構造ＵＥ２の周期Ｐ２は、第２凹凸構造ＵＥ２において、互いに隣り合う２つの頂部間の距離である。第２凹凸構造ＵＥ２の高さＨ２は、第２凹凸構造ＵＥ２が有する頂部と底部との間の距離である。

本実施形態において、第２凹凸構造ＵＥ２は、反射型の一次回折格子である。第２凹凸構造ＵＥ２は、正弦波型回折格子、ブレーズド型回折格子、および、バイナリ型回折格子から選択されるいずれか１つであってよい。第２凹凸構造ＵＥ２は、これら回折格子の２つ以上を含んでもよい。

第２凹凸構造ＵＥ２が正弦波型回折格子である場合には、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と直交し、かつ、第２凹凸構造ＵＥ２が含む凹面および凸面が延びる方向と直交する断面において、第２凹凸構造ＵＥ２は、正弦波状を有する。第２凹凸構造ＵＥ２がブレーズド型回折格子である場合には、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と直交し、かつ、第２凹凸構造ＵＥ２が含む凹面および凸面が延びる方向と直交する断面において、第２凹凸構造ＵＥ２は、鋸歯状を有する。第２凹凸構造ＵＥ２がバイナリ型回折格子である場合には、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と直交し、かつ、第２凹凸構造ＵＥ２が含む凹面および凸面が延びる方向と直交する断面において、第２凹凸構造ＵＥ２は、鋸歯を近似した形状を有している。より詳しくは、第２凹凸構造ＵＥ２において、入射光を反射する斜面が、階段状の面によって近似されている。

第２凹凸構造ＵＥ２がいずれの回折格子である場合にも、以下の式（１０）を満たす特定の周期を有した回折光を特定の回折角で反射する。第２凹凸構造ＵＥ２において、回折光が反射光ＲＬであり、回折角が第２反射角度θＲ２である。

ｄ（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）＝ｍλ … 式（１０）
なお、上記式（１０）において、ｄは回折格子の周期であり、αは入射角であり、βは回折角であり、ｍは回折次数であり、λは光の波長である。

第２凹凸構造ＵＥ２において、第２凹凸構造ＵＥ２が含む凹部と凸部とが単一の周期Ｐ２で繰り返される場合には、第２凹凸構造ＵＥ２が反射する１次回折光は分光される。結果として、第２凹凸構造ＵＥ２が観察者ＯＢによって観察された場合には、観察者ＯＢは、観察角度、あるいは、表示体１０に対する光の入射角度における変化に応じて、第２凹凸構造ＵＥ２が表示する虹色を有した第２画像ＰＩＣ２を視認することができる。

一方で、第２凹凸構造ＵＥ２は、以下のように設計されることによって、無彩色の光を反射することが可能である。まず、上述した式（１０）を用いて算出される所定の周期ｄを基準周期ｄｒに設定する。次いで、基準周期ｄｒに対する正の方向、すなわち基準周期ｄｒよりも大きい範囲において、複数の周期ｄを離散的に設定し、かつ、基準周期ｄｒに対する負の方向、すなわち基準周期ｄｒよりも小さい範囲において、複数の周期ｄを離散的に設定する。こうして設定された複数の周期ｄの各々に対応する凹凸面を含む第２凹凸構造ＵＥ２を設計する。第２凹凸構造ＵＥ２によれば、特定の観察位置において、各周期ｄを有した凹凸面が反射する１次回折光の波長が、その凹凸面が有する周期ｄとは異なる周期ｄを有した凹凸面が反射する１次回折光の波長とは異なる。結果として、観察位置において、複数の波長の光が混合されるため、観察位置から第２凹凸構造ＵＥ２が観察された場合に、第２凹凸構造ＵＥ２が表示する無彩色、すなわち白色光により形成される画像が、観察者ＯＢによって視認される。

なお、上述した複数の周期ｄを設計する場合には、比視感度が高い波長の光を反射することが可能な周期ｄを基準周期ｄｒに設定することができる。比視感度が高い波長の光は、例えば５４０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の範囲に含まれる波長を有した緑色光である。この場合には、比視感度が高い緑色光と緑色光に準じた比視感度を有する光とが、第２凹凸構造ＵＥ２が反射する光に含まれる。そのため、第２凹凸構造ＵＥ２が表示する画像が、観察者ＯＢによって視認されやすくなる。また、第２凹凸構造ＵＥ２が反射する光が、緑色光を基準として、より長い波長を有した赤色光と、より短い波長を有した青色光とを含むことができる。これにより、第２凹凸構造ＵＥ２が反射する光を無彩色の光とすることが容易になる。

第２凹凸構造ＵＥ２において、基準周期ｄｒを有した凹凸面の密度が最も高く、かつ、基準周期ｄｒからのずれ量が大きい周期ｄを有した凹凸面ほど、第２凹凸構造ＵＥ２における密度が小さいことが好ましい。これにより、上述した特定の観察位置以外の観察位置に反射される１次回折光の強度を低くすることが可能である。

無彩色の光を反射することが可能な第２凹凸構造ＵＥ２は、以下の式（１１）から式（１３）を満たすことが好ましい。ただし、以下の式（１１）において、ｒは２２１以下である。

図１８は、上記式（１１）から式（１３）を満たす曲線を示している。
図１８が示すように、上記式（１１）から式（１３）において、θ_Ｒ’は回折角度θの範囲である。θ’は離散間隔、すなわち、ある凹凸面における１次回折光の回折角度θと、その凹凸面の次に大きい周期ｄまたは小さい周期ｄを有した凹凸面における１次回折光の回折角度θとの差である。θ_ｎ’は離散角、すなわち、ある凹凸面における１次回折光の回折角度θと、基準周期ｄｒを有した凹凸面における１次回折光の回折角度θとの差である。ρ_ｎ’は、特定の離散角θ_ｎ’を有した凹凸面が全ての凹凸面に占める密度である。

式（１１）から式（１３）を満たす第２凹凸構造ＵＥ２では、凹凸面の１次回折角度が、基準周期ｄｒに対応する０°を基準として、各凹凸面における回折角度θである離散角θ_ｎ’が、離散間隔θ’ずつ変化する。そして、第２凹凸構造ＵＥ２において、基準周期ｄｒを有した凹凸面の密度が極大値を有し、かつ、凹凸面が有する離散角θ_ｎ’が大きくなるほど、その凹凸面の密度が小さくなる。

このように、式（１１）から式（１３）を満たす第２凹凸構造ＵＥ２は、凹凸面の周期ｄに複数の値を含んでいる。例えば、凹凸面の周期ｄには、８００ｎｍから３２００ｎｍまでの範囲に含まれる複数の周期が混在する。そのため、図１７に示すような第２凹凸構造ＵＥ２が凹凸面の周期ｄに１つの値のみを含む場合に比べて、第２凹凸構造ＵＥ２の偽造、ひいては第２凹凸構造ＵＥ２を含む表示体１０の偽造が困難である。

なお、ｒ値は、回折角度θが有する範囲θ_Ｒ’に寄与するパラメーターである。ｒ値は、第２凹凸構造ＵＥ２が反射する光が無彩色であることを実現する上で重要なパラメーターである。ｒ値は、２２１以下であることが好ましい。

図１９は、ｒ値が互いに異なる９つの表示体における反射光のスペクトルを示している。なお、図１９が示すスペクトルは、５４０ｎｍの波長を有した光が０°、すなわち真上から表示体に入射した場合に、２５°に１次回折する凹凸面を基準とした表示体１０によって得られたスペクトルである。また、各表示体１０において、ｒ値が２５５、２３８、２２１、２０４、１８７、１７０、１５３、１３６、および、１１９のいずれかに設定されている。

図１９が示すように、ｒ値を２５５に設定した場合に第１スペクトルＳ１が得られ、ｒ値を２３８に設定した場合に第２スペクトルＳ２が得られ、ｒ値を２２１に設定した場合に、第３スペクトルＳ３が得られる。また、ｒ値を２０４に設定した場合に第４スペクトルＳ４が得られ、ｒ値を１８７に設定した場合に第５スペクトルＳ５が得られ、ｒ値を１７０に設定した場合に第６スペクトルＳ６が得られる。また、ｒ値を１５３に設定した場合に第７スペクトルＳ７が得られ、ｒ値を１３６に設定した場合に第８スペクトルＳ８が得られ、ｒ値を１１９に設定した場合に第９スペクトルＳ９が得られる。第１スペクトルＳ１から第９スペクトルＳ９から明らかなように、ｒ値を小さくするほど、表示体から反射された光の受光角度、言い換えれば１次回折角の範囲が広がる。一方で、第１スペクトルＳ１から第９スペクトルＳ９から明らかなように、ｒ値を大きくするほど、２５°において受光される光の強度、すなわち２５°に反射される１次回折光の強度が高くなる。

図２０は、ｘｙ色度図における上述した９つの表示体における反射光の位置を示している。
図２０が示すように、第１スペクトルＳ１を有する反射光、および、第２スペクトルＳ２を有する反射光は、緑色を有する。これに対して、第３スペクトルＳ３から第９スペクトルＳ９のいずれかを有する反射光は、白色を有する。そのため、上記式（１１）におけるｒ値は、２２１以下であることが好ましい。また、ｒ値は２０４以上２２１以下の範囲に含まれることが好ましい。これにより、反射光における強度の低下を抑えることが可能である。なお、図２１において、破線で囲まれる領域が、白色点ＷＰ（ｘ＝０．３３，ｙ＝０．３３）を含む白色の領域である。

本実施形態における第２凹凸構造ＵＥ２は、上記式（１１）から式（１３）を満たすことによって、無彩色の第２画像ＰＩＣ２を表示することが可能である。そのため、第１画像ＰＩＣ１が有彩画像であり、第２画像ＰＩＣ２が無彩画像である場合には、第１画像ＰＩＣ１と第２画像ＰＩＣ２との両方が有彩画像の場合、および、第１画像ＰＩＣ１と第２画像ＰＩＣ２との両方が無彩画像の場合に比べて、表示体１０の誘目性を高めることができる。

図２１が示すように、表示体１０では、上述した第１凹凸構造ＵＥ１が入射光ＩＬを反射する第１反射角度θＲ１と、第２凹凸構造ＵＥ２が入射光ＩＬを反射する第２反射角度θＲ２とが互いに異なっている。そのため、表示体１０は、第１凹凸構造ＵＥ１による第１画像ＰＩＣ１を表示する一方で第２凹凸構造ＵＥ２による第２画像ＰＩＣ２を表示しない状態と、第２画像ＰＩＣ２を表示する一方で、第１凹凸構造ＵＥ１による第１画像ＰＩＣ１を表示しない状態とを有することが可能である。

なお、図２１では、第１凹凸構造ＵＥ１が有する高さＨ１が第２凹凸構造ＵＥ２が有する高さＨ２と等しい。第１凹凸構造ＵＥ１が有する高さＨ１は、第２凹凸構造ＵＥ２が有する高さＨ２よりも高くてもよいし、低くてもよい。

［第３画素群］
図２２から図２９を参照して、第３画素群ＰＧ３を説明する。以下では、第３画素群ＰＧ３が含む画素１０Ｐの第１例と第２例とを順に説明する。なお、第３画素群ＰＧ３が含む画素１０Ｐの第１例は上述したブランク構造を含まない一方で、第２例はブランク構造を含む。

図２２が示すように、第３画素群ＰＧ３は複数の画素１０Ｐを含んでいる。複数の画素１０Ｐは、隙間なく並んでいる。本実施形態において、各画素１０Ｐは、正方形状を有している。第３画素群ＰＧ３に含まれる画素１０Ｐは、第１画素群ＰＧ１に含まれる画素１０Ｐ、および、第２画素群ＰＧ２に含まれる画素１０Ｐと同一の形状および大きさを有することが好ましい。第３画素群ＰＧ３は、第１画素ＰＧ３１と第２画素ＰＧ３２とを含んでいる。

第３画素群ＰＧ３に含まれる画素１０Ｐは、第１画素群ＰＧ１に含まれる画素１０Ｐ、および、第２画素群ＰＧ２に含まれる画素１０Ｐと同様、正方形状以外の多角形状を有してよい。

図２３は、第１画素ＰＧ３１の第１例における拡大図を示している。
図２３が示すように、第１画素ＰＧ３１は、複数のサブ画素ＰＧＳを含んでいる。複数のサブ画素ＰＧＳは、隙間なく並んでいる。本実施形態において、各サブ画素ＰＧＳは、正方形状を有している。各サブ画素ＰＧＳは、正方形以外の多角形状を有してよい。複数のサブ画素ＰＧＳは、複数の第１サブ画素ＰＧＳ１と複数の第２サブ画素ＰＧＳ２とから構成されている。各第１サブ画素ＰＧＳ１は、第１凹凸構造ＵＥ１を含んでいる。第１凹凸構造ＵＥ１は、各第１サブ画素ＰＧＳ１の全体に位置している。各第２サブ画素ＰＧＳ２は、第２凹凸構造ＵＥ２を含んでいる。第２凹凸構造ＵＥ２は、各第２サブ画素ＰＧＳ２の全体に位置している。

第１画素ＰＧ３１内において、複数の第１サブ画素ＰＧＳ１と複数の第２サブ画素ＰＧＳ２とは、それぞれ非周期的に配置されている。第１画素ＰＧ３１内において、複数の第１サブ画素ＰＧＳ１と複数の第２サブ画素ＰＧＳ２とは、それぞれランダム性を有するように配置されてもよい。

図２４は、第２画素ＰＧ３２の第１例における拡大図を示している。
図２４が示すように、第２画素ＰＧ３２は、第１画素ＰＧ３１と同様、複数のサブ画素ＰＧＳを含んでいる。複数のサブ画素ＰＧＳは、隙間なく並んでいる。複数のサブ画素ＰＧＳは、複数の第１サブ画素ＰＧＳ１と複数の第２サブ画素ＰＧＳ２とから構成されている。各第１サブ画素ＰＧＳ１は、第１凹凸構造ＵＥ１を含んでいる。第１凹凸構造ＵＥ１は、各第１サブ画素ＰＧＳ１の全体に位置している。各第２サブ画素ＰＧＳ２は、第２凹凸構造ＵＥ２を含んでいる。第２凹凸構造ＵＥ２は、各第２サブ画素ＰＧＳ２の全体に位置している。

第２画素ＰＧ３２内において、複数の第１サブ画素ＰＧＳ１と複数の第２サブ画素ＰＧＳ２とは、それぞれ非周期的に配置されている。第２画素ＰＧ３２内において、複数の第１サブ画素ＰＧＳ１と複数の第２サブ画素ＰＧＳ２とは、それぞれランダム性を有するように配置されてもよい。

本実施形態では、第３画素群ＰＧ３が含む各画素１０Ｐにおいて、第１サブ画素ＰＧＳ１の配置、および、第２サブ画素ＰＧＳ２の配置は、他の画素１０Ｐにおける第１サブ画素ＰＧＳ１の配置、および、第２サブ画素ＰＧＳ２の配置とは異なっている。なお、１つの画素１０Ｐ内では、複数の第１サブ画素ＰＧＳ１、および、複数の第２サブ画素ＰＧＳ２がそれぞれ非周期的に配置される一方で、互いに異なる画素１０Ｐ間では、複数の第１サブ画素ＰＧＳ１、および、複数の第２サブ画素ＰＧＳ２の配置が互いに等しくてもよい。

図２５は、第３画素群ＰＧ３が含むことが可能な画素１０Ｐの第２例を示している。図２５は、例えば、第３画素群ＰＧ３が含む第１画素ＰＧ３１の平面構造を示している。
図２５が示すように、第１画素ＰＧ３１は、第１画素群ＰＧ１が含む画素１０Ｐ、および、第２画素群ＰＧ２が含む画素１０Ｐと同様、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する平面視において、複数の島領域ＰＧ３１ａ，ＰＧ３１ｂが非周期的な形状および配置を有した海島構造を有している。ただし、第３画素群ＰＧ３が含む第１画素ＰＧ３１は、複数の島領域が、複数の第１島領域ＰＧ３１ａと複数の第２島領域ＰＧ３１ｂとから構成されている点において、第１画素群ＰＧ１が含む画素１０Ｐ、および、第２画素群ＰＧ２が含む画素１０Ｐとは異なっている。

第１島領域ＰＧ３１ａ、第２島領域ＰＧ３１ｂ、および、海領域ＰＧ３１ｃの各々には、第１凹凸構造ＵＥ１、第２凹凸構造ＵＥ２、および、ブランク構造ＢＬのうちの１つであって、かつ、互いに異なる構造が位置している。本実施形態では、例えば、第１島領域ＰＧ３１ａに第１凹凸構造ＵＥ１が位置し、第２島領域ＰＧ３１ｂに第２凹凸構造ＵＥ２が位置し、かつ、海領域ＰＧ３１ｃにブランク構造ＢＬが位置している。

これにより、第３画素群ＰＧ３において、第１凹凸構造ＵＥ１および第２凹凸構造ＵＥ２の両方が不規則に配置される。そのため、第１画像ＰＩＣ１のうちで第３画素群ＰＧ３によって表示される部分、および、第２画像ＰＩＣ２のうちで第３画素群ＰＧ３によって表示される部分では、島領域が有する配置の周期性に起因する回折光、言い換えればノイズが抑えられる。そのため、第１画像ＰＩＣ１および第２画像ＰＩＣ２の視認性が高められる。

本実施形態では、各第１島領域ＰＧ３１ａ、および、各第２島領域ＰＧ３１ｂは、四角形状、または、複数の四角形状が組み合わせられた形状を有している。複数の第１島領域ＰＧ３１ａにおいて、各第１島領域ＰＧ３１ａが有する幅および長さが非周期的である。また、複数の第２島領域ＰＧ３１ｂにおいて、各第２島領域ＰＧ３１ｂが有する幅および長さが非周期的である。さらには、複数の第１島領域ＰＧ３１ａおよび複数の第２島領域ＰＧ３１ｂを含む全島領域において、各島領域が有する幅および長さが非周期的である。

複数の第１島領域ＰＧ３１ａにおいて、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法の両方が非周期的であってもよいし、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法のいずれか一方が非周期的であってもよい。複数の第２島領域ＰＧ３１ｂにおいて、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法の両方が非周期的であってもよいし、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法のいずれか一方が非周期的であってもよい。全島領域において、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法の両方が非周期的であってもよいし、ｘ方向の寸法およびｙ方向の寸法のいずれか一方が非周期的であってもよい。

また、複数の第１島領域ＰＧ３１ａは、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する平面視において、各画素１０Ｐ内に非周期的に配置されている。例えば、複数の第１島領域ＰＧ３１ａは、１つの画素１０Ｐ内において、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔の両方が非周期的であるように配置されてもよいし、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔のいずれか一方が非周期的であるように配置されてもよい。

複数の第２島領域ＰＧ３１ｂは、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する平面視において、各画素１０Ｐ内に非周期的に配置されている。例えば、複数の第２島領域ＰＧ３１ｂは、１つの画素１０Ｐ内において、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔の両方が非周期的であるように配置されてもよいし、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔のいずれか一方が非周期的であるように配置されてもよい。

全島領域は、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する平面視において、各画素１０Ｐ内に非周期的に配置されている。例えば、複数の島領域は、１つの画素１０Ｐ内において、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔の両方が非周期的であるように配置されてもよいし、ｘ方向における間隔およびｙ方向における間隔のいずれか一方が非周期的であるように配置されてもよい。互いに隣り合う島領域間の間隔は、ｘ方向およびｙ方向の両方において、１００μｍ以下であることが好ましい。また、検証器を用いて表示体１０を解析する場合には、互いに隣り合う島領域間の間隔は、検証器が有する解像限界以上の大きさである必要がある。検証器は、例えば、顕微鏡およびカメラなどである。

なお、第３画素群ＰＧ３に含まれる画素１０Ｐは、上述したサブ画素ＰＧＳを含み、かつ、ブランク構造ＢＬを含んでもよい。
すなわち、図２６が示すように、第３画素群ＰＧ３が含む画素１０Ｐの１つである第１画素ＰＧ３１は、複数のサブ画素ＰＧＳを含んでいる。複数のサブ画素ＰＧＳは、隙間なく並んでいる。各サブ画素ＰＧＳには、第１凹凸構造ＵＥ１および第２凹凸構造ＵＥ２のいずれか一方が位置している。ただし、各第１凹凸構造ＵＥ１および第２凹凸構造ＵＥ２は、その凹凸構造が位置するサブ画素ＰＧＳの一部にのみ位置している。各サブ画素ＰＧＳにおいて、凹凸構造が位置しない部分にはブランク構造ＢＬが位置している。なお、図２６が示す例では、ｘ方向およびｙ方向において、第１凹凸構造ＵＥ１と第２凹凸構造ＵＥ２とが交互に並んでいるが、第１凹凸構造ＵＥ１と第２凹凸構造ＵＥ２とは非周期的に並んでよい。

本実施形態では、レリーフ層１０Ｒが広がる平面と対向する平面視において、サブ画素ＰＧＳが正方形状を有し、かつ、第１凹凸構造ＵＥ１の外形、および、第２凹凸構造ＵＥ２の外形が、四角形状を有している。そのため、凹凸構造の外形におけるｘ方向の寸法、ｙ方向の寸法、ｘ方向におけるサブ画素ＰＧＳの中心ＰＣと凹凸構造の中心ＵＣとの差分Δｘ、および、ｙ方向におけるサブ画素ＰＧＳの中心ＰＣと凹凸構造の中心ＵＣとの差分Δｙによって、各サブ画素ＰＧＳ内における凹凸構造の位置を特定することが可能である。

なお、本例においても、凹凸構造の外形におけるｘ方向の寸法、ｙ方向の寸法、ｘ方向におけるサブ画素ＰＧＳの中心ＰＣと凹凸構造の中心ＵＣとの差分Δｘ、および、ｙ方向におけるサブ画素ＰＧＳの中心ＰＣと凹凸構造の中心ＵＣとの差分Δｙを調整することによって、複数の凹凸構造を非周期的に配置することが可能である。

［真贋判定方法］
図２７から図３１を参照して、表示体１０の真贋判定方法を説明する。以下では、検証器を用いた真贋判定方法の一例として、表示体１０が備える第３画素群ＰＧ３を用いた真贋判定方法を説明する。ただし、以下に説明する方法は、表示体１０が備える第３画素群ＰＧ３に限らず、第１画素群ＰＧ１および第２画素群ＰＧ２のいずれかを用いて行うことも可能である。また、真贋判定方法には、第１画素群ＰＧ１、第２画素群ＰＧ２、および、第３画素群ＰＧ３の２つ以上が用いられてもよい。

なお、以下に参照する図２７および図２８では、図２５を参照して先に説明した第１画素ＰＧ３１が表示体１０の真贋判定に用いられる領域の一例として示されている。しかしながら、表示体１０の真贋判定では、表示体１０が備える１つの画素１０Ｐを用いて表示体１０の真贋を判定してもよいし、表示体１０が備える複数の画素１０Ｐを含む領域を真贋判定の対象としてもよい。

図２７が示すように、表示体１０は、第２島領域ＰＧ３１ｂと海領域ＰＧ３１ｃとが互いのコントラストによって区別される一方で、第１島領域ＰＧ３１ａと海領域ＰＧ３１ｃとのコントラストがほぼ生じない状態を有することが可能である。表示体１０に入射する入射光ＩＬが特定の入射角を有し、かつ、検証器による観察角度が特定の観察角度である場合に、表示体１０は、当該状態を有することが可能である。この場合には、第２島領域ＰＧ３１ｂと、第１島領域ＰＧ３１ａおよび海領域ＰＧ３１ｃを含む領域とのコントラスト差によって形成される画像が、表示体１０の真贋を判定するための判定画像として機能することが可能である。すなわち、第３画素群ＰＧ３は、第２島領域ＰＧ３１ｂの形状、および、第１画素ＰＧ３１内における第２島領域ＰＧ３１ｂの位置を、機械読み取りが可能なコードとして記録している。

図２８が示すように、表示体１０は、第１島領域ＰＧ３１ａと海領域ＰＧ３１ｃとが互いのコントラストによって区別され、かつ、第２島領域ＰＧ３１ｂと海領域ＰＧ３１ｃとが互いのコントラストによって区別される一方で、第１島領域ＰＧ３１ａと第２島領域ＰＧ３１ｂとのコントラストがほぼ生じない状態を有することが可能である。表示体１０に入射する入射光ＩＬが特定の入射角を有し、かつ、検証器による観察角度が特定の観察角度である場合に、表示体１０は、当該状態を有することが可能である。なお、図２８が示す状態を表示体１０が有する場合の入射角および観察角度の少なくとも一方が、図２７が示す状態を表示体１０が有する場合の条件とは異なっている。

この場合には、第１島領域ＰＧ３１ａおよび第２島領域ＰＧ３１ｂと海領域ＰＧ３１ｃとのコントラスト差によって形成される画像が、表示体１０の真贋を判定するための判定画像として機能することが可能である。すなわち、第３画素群ＰＧ３は、島領域ＰＧ３１ａ，ＰＧ３１ｂの形状、および、第１画素ＰＧ３１内における島領域ＰＧ３１ａ，ＰＧ３１ｂの位置を、機械読み取り可能なコードとして記録している。

図２９が示すように、第２島領域ＰＧ３１ｂは、特定の文字、記号、および、数字などの形状を有してもよい。図２９が示す例では、第１画素ＰＧ３１は４つの第２島領域ＰＧ３１ｂを有し、４つの第２島領域ＰＧ３１ｂのいずれか１つが、「Ｔ」、「Ｐ」、「１」、および、「９」のいずれかに対応する形状を有している。すなわち、第３画素群ＰＧ３は、第２島領域ＰＧ３１ｂの３１ｂの形状、および、第１画素ＰＧ３１内における第２島領域ＰＧ３１ｂの位置を、機械読み取り可能なコードとして記録している。

なお、上述したように、表示体１０が備える各島領域ＰＧ３１ａ，ＰＧ３１ｂは非常に微細であることから、観察者ＯＢが検証器を用いることなく表示体１０を肉眼で観察するのみでは、表示体１０において真贋判定に用いられる構造を視認することはできない。

図３０および図３１を参照して、表示体１０の真贋判定方法における手順の一例を説明する。
図３０が示すように、表示体１０の真贋判定では、表示体１０に対して特定の入射角αで入射光が入射するように、表示体１０に対する光源ＬＳの位置を調整する。また、表示体１０から特定の反射角βで反射される反射光を受光可能であるように、表示体１０に対する検証器ＶＦの位置を調整する。これにより、検証器ＶＦによって、表示体１０が表示する画像を撮像する。

図３１が示すように、表示体１０の真贋判定では、まず、検証器ＶＦを用いて表示体１０が表示する画像を撮像する（ステップＳ１１）。これにより、表示体１０の真贋判定に用いる判定画像を得ることができる。次いで、検証器ＶＦが撮像した判定画像を、予め準備された判定用の基準画像と比較する（ステップＳ１２）。検証器ＶＦが撮像した判定画像と、基準画像との比較は、検証器ＶＦを用いて行われてもよい。または、検証器ＶＦに接続されたコンピューターに検証器ＶＦが撮像した判定画像を送信し、送信された判定画像とコンピューターに記憶された基準画像とが、コンピューターによって比較されてもよい。またあるいは、検証器ＶＦに接続されたコンピューターに検証器ＶＦが撮像した判定画像を送信し、さらに、コンピューターに接続されたサーバーに検証器ＶＦが撮像した判定画像を送信して、サーバーに記憶された基準画像と、サーバーに送信された判定画像とが、サーバーによって比較されてもよい。

次いで、２つの画像を比較した結果に基づいて、表示体１０の真贋が判定される（ステップＳ１３）。表示体１０の真贋を判定するための比較では、画像が有するパターン、画像における輝度の分布、および、画像における色の分布の少なくとも一つを用いることが可能である。なお、こうした判定は、２つの画像についての比較を行った媒体によって行うことが可能である。

そして、表示体１０の真贋判定の結果が出力される（ステップＳ１４）。ステップＳ１２およびステップＳ１３の処理が検証器ＶＦによって行われる場合には、真贋判定の結果も検証器ＶＦが出力することが可能である。また、ステップＳ１２およびステップＳ１３の処理がコンピューターによって行われる場合には、真贋判定の結果もコンピューターが出力することが可能である。ステップＳ１２およびステップＳ１３の処理がサーバーによって行われる場合には、例えば、サーバーが真贋判定の結果をコンピューターに送信し、コンピューターが送信されたデータに基づいて、真贋判定の結果を出力することが可能である。真贋判定の結果は、例えば、検証器ＶＦまたはコンピューターが備える表示部に出力される。

以上説明したように、表示体の一実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａが非周期的に並ぶ海島構造を第１画素群ＰＧ１の画素１０Ｐが有するため、第１画素群ＰＧ１の配置における周期性に基づくノイズが抑えられ、結果として、第１画像ＰＩＣ１の視認性が高められる。また、第３画素群ＰＧ３が記録するコードを用いて表示体１０の真贋を判定することが可能であるため、表示体１０が有する偽造に対する耐性を高めることが可能である。

（２）第１画素群ＰＧ１が有する各画素１０Ｐにおいて、複数の島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａの形状および配置が、他の画素１０Ｐにおける複数の島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａの形状および配置とは異なる場合には、配置における周期性に基づくノイズがより確実に抑えられ、第１画像ＰＩＣ１の視認性がより確実に高められる。

（３）第１凹凸構造ＵＥ１に入射した入射光が多重反射しながら伝搬する面積が、島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａが有する面積の分だけ担保されるため、第１凹凸構造ＵＥ１がサブ波長構造である場合に、導波モード共鳴による反射光の発色強度を高めることができる。

（４）第１画素群ＰＧ１において、島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａが反射する光の光学効果が、ブランク構造ＢＬが反射する光によって弱められても、第１凹凸構造ＵＥ１の面積の割合を大きくすることによって、第１画像ＰＩＣ１における濃淡のむらが抑えられる。

（５）ブランク構造ＢＬによって反射される光が、第１凹凸構造ＵＥ１が反射する光に影響しないから、ブランク構造ＢＬが反射した光に起因した第１画像ＰＩＣ１における濃淡のむらが抑えられる。

（６）島領域ＰＧ２１ａ，ＰＧ２２ａが非周期的に並ぶ海島構造を第２画素群ＰＧ２の画素１０Ｐが有するため、第２画素群ＰＧ２の配置における周期性に基づくノイズが抑えられ、結果として、第２画像ＰＩＣ２の視認性が高められる。

（７）第３画素群ＰＧ３において、第１凹凸構造ＵＥ１および第２凹凸構造ＵＥ２の両方が不規則に配置されることから、第１画像ＰＩＣ１のうちで第３画素群ＰＧ３によって表示される部分、および、第２画像ＰＩＣ２のうちで第３画素群ＰＧ３によって表示される部分における視認性が高められる。

なお、上述した実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
［第１画素群］
・ブランク構造ＢＬが正反射方向に光を反射する場合であっても、第３画素群ＰＧ３の総面積に対する第３画素群ＰＧ３に含まれる第１凹凸構造ＵＥ１の総面積の比と、第１画素群ＰＧ１の総面積に対する第１画素群ＰＧ１に含まれる第１凹凸構造ＵＥ１の総面積の比とが等しくてもよい。この場合であっても、第１画素群ＰＧ１が含む画素１０Ｐが海島構造を有することによって、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。

・海島構造において、第１凹凸構造ＵＥ１が海領域に含まれ、かつ、ブランク構造ＢＬが島領域に含まれてもよい。この場合であっても、第１画素群ＰＧ１が含む画素１０Ｐが海島構造を有することによって、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。

・第１画素群ＰＧ１が含む第１凹凸構造ＵＥ１は、一次回折光を反射する一次回折格子であってもよい。この場合であっても、第１凹凸構造ＵＥ１における第１反射角度θＲ１が、第２凹凸構造ＵＥ２における第２反射角度θＲ２とは異なる角度であることによって、表示体１０は、第１画像ＰＩＣ１のみを表示する状態と、第２画像ＰＩＣ２のみを表示する状態とを有することが可能である。

・第１画素群ＰＧ１に含まれる各画素１０Ｐにおいて、複数の島領域の形状および配置が、他の画素１０Ｐにおける複数の島領域の形状および配置と同じであってもよい。この場合には、以下に記載の効果を得ることができる。

（８）第１画素群ＰＧ１に属する各画素１０Ｐが有する配置における周期性に基づくノイズを抑えつつ、第１画素群ＰＧ１の設計を容易にすることによって表示体１０の製造を容易にすることができる。

・各画素ＰＧ１１，ＰＧ１２では、海島構造において、複数の島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａは、非周期的な形状、および、非周期的な配置の少なくとも一方を有することが可能である。すなわち、複数の島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａが、非周期的な形状、または、非周期的な配置のいずれかのみを有する場合であっても、こうした非周期性に応じて（１）に準じた効果を得ることは可能である。

［第２画素群］
・海島構造において、第２凹凸構造ＵＥ２が海領域に含まれ、かつ、ブランク構造ＢＬが島領域に含まれてもよい。この場合であっても、第１画素群ＰＧ１が含む画素１０Ｐが海島構造を有することによって、上述した（６）に準じた効果を得ることはできる。

・各画素ＰＧ２１，ＰＧ２２では、海島構造において、複数の島領域ＰＧ２１ａ，ＰＧ２２ａは、非周期的な形状、および、非周期的な配置の少なくとも一方を有することが可能である。すなわち、複数の島領域ＰＧ１１ａ，ＰＧ２２ａが、非周期的な形状、または、非周期的な配置のいずれかのみを有する場合であっても、こうした非周期性に応じて（６）に準じた効果を得ることは可能である。

・第２画素群ＰＧ２が含む画素１０Ｐは、海島構造を有しなくてもよい。第２画素群ＰＧ２では、第２凹凸構造ＵＥ２を含む画素と、ブランク構造ＢＬを含む画素とが、市松状に並んでもよいし、ストライプ状に並んでもよい。この場合であっても、少なくとも第１画素群ＰＧ１については、上述した（１）の効果を得ることはできる。

・第２画素群ＰＧ２に含まれる各画素１０Ｐにおいて、複数の島領域の形状および配置が、他の画素１０Ｐにおける複数の島領域の形状および配置と同じであってもよい。この場合には、第２画素群ＰＧ２に属する各画素１０Ｐが有する配置における周期性に基づくノイズを抑えつつ、第２画素群ＰＧ２の設計を容易にすることによって表示体１０の製造を容易にすることができる。

［第３画素群］
・第３画素群ＰＧ３の各画素１０Ｐの海島構造において、複数の島領域ＰＧ３１ａ，ＰＧ３１ｂは、非周期的な形状、および、非周期的な配置の少なくとも一方を有することが可能である。すなわち、複数の島領域ＰＧ３１ａ，ＰＧ３１ｂが、非周期的な形状、または、非周期的な配置のいずれかのみを有してもよい。

・第３画素群ＰＧ３には、図３２から図４２を参照して説明するように、機械読み取りが可能なコードが記録されていてもよい。機械読み取り可能なコードは、第３画素群ＰＧ３が有する領域の形状および配置に対して対応付けられたコードである。

図３２は、第３画素群ＰＧ３に含まれる複数の画素１０Ｐの一部を示している。
図３２が示す例において、第３画素群ＰＧ３に含まれる各画素１０Ｐは、島領域１０Ｐ１と海領域１０Ｐ２とを有している。なお、本例では、各島領域１０Ｐ１は、第３画素群ＰＧ３の全体において、離散的に配置されている。一方で、海領域１０Ｐ２は、第３画素群ＰＧ３の全体において、複数の島領域１０Ｐ１を取り囲んでいる。島領域１０Ｐ１は第１凹凸構造ＵＥ１を有し、海領域１０Ｐ２は第２凹凸構造ＵＥ２を有している。なお、島領域１０Ｐ１が第２凹凸構造ＵＥ２を有し、海領域１０Ｐ２が第１凹凸構造ＵＥ１を有してもよい。

島領域１０Ｐ１は、画素１０Ｐの形状と相似な形状を有している。本例では、画素１０Ｐは正方形状を有し、島領域１０Ｐ１も正方形状を有している。海領域１０Ｐ２は、その海領域１０Ｐ２が属する画素１０Ｐにおいて、島領域１０Ｐ１が位置する部分以外の部分に位置している。島領域１０Ｐ１が有する面積は、海領域１０Ｐ２が有する面積と等しくてもよいし、異なってもよい。各画素１０Ｐにおいて、島領域１０Ｐ１が反射する光の強度と、海領域１０Ｐ２が反射する光の強度との間における差を生じにくくする観点では、島領域１０Ｐ１の面積は、海領域１０Ｐ２の面積と等しいことが好ましい。反対に、島領域１０Ｐ１および海領域１０Ｐ２のどちらか一方における光学効果を強調したい場合には、それぞれの面積比率を調整してもよい。

各島領域１０Ｐ１の中心は、その島領域１０Ｐ１が属する画素１０Ｐの中心に対して、上下方向および左右方向の両方にずれて位置している。島領域１０Ｐ１が有する１つの頂点が、その島領域１０Ｐ１が属する画素１０Ｐにおけるいずれかの頂点に位置している。

各画素１０Ｐは、ブランク構造１０Ｐ３を有してもよい。ブランク構造１０Ｐ３は、島領域１０Ｐ１と海領域１０Ｐ２との間に位置している。図３２が示す例では、ブランク構造１０Ｐ３はＬ字状を有している。ブランク構造１０Ｐ３は、島領域１０Ｐ１が有する辺のうちで、画素１０Ｐが有する辺に接する辺以外の辺に沿う形状を有している。

図３３は、第３画素群ＰＧ３が有する画素１０Ｐにおける領域の配置と、その配置に対応付けられたコードの一例とを示す表である。
図３３が示すように、画素１０Ｐが有する領域について、例えば、以下の３つの要素に対してコードを対応付けることが可能である。なお、以下では説明の便宜上、図３３が示された紙面における左右方向、および、上下方向を用いている。

（要素１）左右方向における島領域１０Ｐ１の位置
（要素２）上下方向における島領域１０Ｐ１の位置
（要素３）ブランク構造１０Ｐ３の有無

要素１において、島領域１０Ｐ１の中心が画素１０Ｐの中心に対して左にずれている場合に、コード「０」を対応付けることが可能である。また、島領域１０Ｐ１の中心が画素１０Ｐの中心に対して右にずれている場合に、コード「１」を対応付けることが可能である。要素２において、島領域１０Ｐ１の中心が画素１０Ｐの中心に対して上にずれている場合に、コード「０」を対応付けることが可能である。また、島領域１０Ｐ１の中心が画素１０Ｐの中心に対して下にずれている場合に、コード「１」を対応付けることが可能である。要素３において、画素１０Ｐがブランク構造１０Ｐ３を有する場合に、コード「０」を対応付けることが可能である。また、画素１０Ｐがブランク構造１０Ｐ３を有しない場合に、コード「１」を対応付けることが可能である。

図３４は、図３２に示した第３画素群ＰＧ３が有する画素１０Ｐの一部を示している。詳細には、図３２に示された第３画素群ＰＧ３のうち、最下段に位置する４つの画素１０Ｐが示されている。

図３４が示すように、４つの画素１０Ｐには、紙面の左側から順に、「０１１」、「１１１」、「０１０」、「１１１」のコードが記録されている。これにより、１つの画素１０Ｐによって、３ビットのコードを記録することが可能である。そのため、例えば、当該４つの画素１０Ｐが、第３画素群ＰＧ３に記録されたコードにおける読み取り単位である場合には、「０１１１１１０１０１１１」の数列がコードとして読み取られる。すなわち、４つの画素１０Ｐによって、１２ビットのコードが記録されている。なお、第３画素群ＰＧ３における読み取り範囲は、複数の読み取り単位によって構成される。第３画素群ＰＧ３から読み取られたコードに基づき表示体１０の真贋を判定する場合には、上述した数列そのものを、真贋を判定するための認証コードに設定してもよいし、数列に対して予め対応付けられたデジタルコードを、真贋を判定するための認証コードに設定してもよい。

図３５が示すように、各画素１０Ｐにおいて、画素１０Ｐと相似な形状を有した島領域１０Ｐ１の位置は、その島領域１０Ｐ１が属する画素１０Ｐの中心１０ＰＣに対して、島領域１０Ｐ１の中心Ｐ１Ｃを左右方向および上下方向の少なくとも一方においてずらすことによって設定することが可能である。そのため、第３画素群ＰＧ３の全体において、複数の島領域１０Ｐ１を不規則に配置するための設計が容易である。

第３画素群ＰＧ３に設定されるコードの読み取り範囲において、同一のコードが記録された読み取り単位の数が少ないほど、島領域１０Ｐ１の配列が周期性を有する可能性がより低くなる。複数の読み取り単位において、同一のコードが記録された読み取り単位の割合は５０％未満であることが好ましく、２０％未満であることがより好ましい。なお、複数の島領域１０Ｐ１を不規則に配置する観点では、各読み取り単位に記録されたコードを他の読み取り単位とは異ならせることが最も好ましい。

なお、図３５が示すように、第３画素群ＰＧ３は、島領域１０Ｐ１の中心Ｐ１Ｃが、その島領域１０Ｐ１が属する画素１０Ｐの中心１０ＰＣに一致した島領域１０Ｐ１を有してもよい。あるいは、第３画素群ＰＧ３は、島領域１０Ｐ１の中心Ｐ１Ｃがその島領域１０Ｐ１が属する画素１０Ｐの中心１０ＰＣに対して上下方向のみにおいてずれた島領域１０Ｐ１を有してもよい。あるいは、第３画素群ＰＧ３は、島領域１０Ｐ１の中心Ｐ１Ｃがその島領域１０Ｐ１が属する画素１０Ｐの中心１０ＰＣに対して左右方向のみにおいてずれた島領域１０Ｐ１を有してもよい。

このように、画素１０Ｐに対する島領域１０Ｐ１の位置における種類を増やすことによって、各画素１０Ｐが記録可能なコードの数を増やすことが可能である。これにより、島領域１０Ｐ１の配列が周期性を有する可能性をより低くすることができ、かつ、表示体１０における偽造に対する耐性を高めることもできる。

また、ブランク構造１０Ｐ３は、島領域１０Ｐ１が有する外縁の全体を囲む形状を有してもよい。図３２が示す例では、ブランク構造１０Ｐ３が、四角枠状を有してもよい。このように、ブランク構造１０Ｐ３が有することが可能な形状の種類を増やすことによっても、各画素１０Ｐが記録可能なコードの数を増やすことが可能である。これにより、表示体１０における偽造に対する耐性を高めることができる。

図３６は、島領域１０Ｐ１にコードを記録させるために島領域１０Ｐ１が有することが可能な形状の変更例を示している。
図３６が示すように、島領域１０Ｐ１は、画素１０Ｐと相似な形状を有する領域から画素１０Ｐ内に突出した突出部Ｐ１ａを有することができる。島領域１０Ｐ１は、画素１０Ｐと相似な形状を有する領域を区画する外縁のうち、画素１０Ｐに接しない部分における任意の位置に突出部Ｐ１ａを有することが可能である。島領域１０Ｐ１における突出部Ｐ１ａの位置によって、各画素１０Ｐにコードを記録させることができる。例えば、突出部Ｐ１ａが画素１０Ｐと相似な形状を有する領域を基準として、突出部Ｐ１ａによって以下の８種類のコードを設定することが可能である。すなわち、突出部Ｐ１ａが画素１０Ｐと相似な形状における上辺の左側に位置する場合、あるいは、上辺の右側に位置する場合、下辺の左側に位置する場合、あるいは、下辺の右側に位置する場合、および、右辺の上側に位置する場合の各々を１つのコードに紐付けることが可能である。また、突出部Ｐ１ａが画素１０Ｐと相似な形状における右辺の下側に位置する場合、および、左辺の上側に位置する場合、あるいは、左辺の下側に位置する場合の各々を１つのコードに紐付けることが可能である。

また、島領域１０Ｐ１は画素１０Ｐと相似な形状でなくてもよい。例えば、図面には示していないが、島領域１０Ｐ１を長方形とした場合に、島領域１０Ｐ１において縦に延びる辺、および、横に延びる辺のどちらの辺が長いかに基づいて、各画素１０Ｐにコードを記録させることも可能である。

上述したように、第３画素群ＰＧ３は、複数の画素１０Ｐによって１つの認証コードを記録することが可能である。図３７は、第３画素群ＰＧ３が、３つの画素１０Ｐによって１つの認証コードを記録する例を示している。なお、第３画素群ＰＧ３は、２つ以上の画素１０Ｐによって認証コードを記録することが可能であるから、１つの認証コードを記録する画素１０Ｐの数は３に限定されない。

図３７が示すように、画素１０Ｐの左上に島領域１０Ｐ１が位置する画素が３つ連続する画素群に対して、認証コードとしてアルファベットの「Ａ」を対応付けることが可能である。なお、図３３を用いて先に説明した例では、画素１０Ｐの左上に島領域１０Ｐ１が位置する画素には、「００１」のコードが記録される。また、画素１０Ｐの右上に島領域１０Ｐ１が位置する画素が３つ連続する画素群に対して、認証コードとしてアルファベットの「Ｂ」を対応付けることが可能である。なお、図３３を参照して先に説明した例では、画素１０Ｐの右上に島領域１０Ｐ１が位置する画素には、「１０１」のコードが記録される。また、画素１０Ｐの右下に島領域１０Ｐ１が位置する画素が３つ連続する画素群に対して、認証コードとしてアルファベットの「Ｃ」を対応付けることが可能である。なお、図３３を参照して先に説明した例では、画素１０Ｐの右下に島領域１０Ｐ１が位置する画素には、「１１１」のコードが記録される。また、複数の画素１０Ｐによって記録される認証コードは、アルファベットに限らず、例えば、数字、漢字、仮名、および、記号などであってよい。

図３８および図３９は、図３７に例示される認証コードと、３つの画素群によって記録される認証コードを真贋判定の対象とするか否かを特定するための画素を有した構成を示している。

図３８が示すように、第３画素群ＰＧ３は、１つの認証コードを記録する３つの画素群と、他の１つの認証コードを記録する３つの画素群との間に、読み取りの要否を決定する決定用画素１０ＰＲが位置している。なお、本例では、紙面の左右方向に沿って並ぶ３つの画素１０Ｐの群と、当該画素群の右側に位置する決定用画素１０ＰＲとが、１つの読み取り単位を構成している。

決定用画素１０ＰＲは、島領域１０Ｐ１および海領域１０Ｐ２の両方を有しない画素である。決定用画素１０ＰＲは、例えば所定の形状が印字された画素、あるいは、当該形状が印字されていない画素であってよい。所定の形状は、例えば、文字、数字、記号、および、図形などであってよい。所定の形状を印字する方法は、レーザーマーキング法、および、インクジェット法などであってもよい。決定用画素１０ＰＲにおいて、所定の形状が印字された画素が読み取り画素ＰＲ２である。読み取り単位が読み取り画素ＰＲ２を含む場合には、読み取り単位に含まれるコードが表示体１０に対する真贋の判定に用いられる。一方で、決定用画素１０ＰＲにおいて、所定の形状が印字されていない画素が非読み取り画素ＰＲ１である。読み取り単位が非読み取り画素ＰＲ１を含む場合には、読み取り単位に含まれるコードが表示体１０に対する真贋の判定に用いられない。

なお、決定用画素１０ＰＲは、金属製の反射層が形成された画素であってもよい。決定用画素１０ＰＲにおいて、反射層が形成された画素が読み取り画素ＰＲ２である。一方で、決定用画素１０ＰＲにおいて、反射層が形成されていない画素が非読み取り画素ＰＲ１である。この場合には、第３画素群ＰＧ３の表面全体に反射層を形成した後に、反射層のうちで、非読み取り画素ＰＲ１に該当する決定用画素１０ＰＲに形成された部分を取り除くことによって、非読み取り画素ＰＲ１を形成することが可能である。反射層の一部を取り除く方法は、例えば、レーザーアブレーションであってよい。

図３８が示す例では、認証コードである「Ａ」に対応付けられた画素群を含む読み取り単位が非読み取り画素ＰＲ１を含む。そのため、認証コード「Ａ」は、表示体１０に対する真贋の判定に用いられない。これに対して、認証コードである「Ｂ」に対応付けられた画素群を含む読み取り単位、および、「Ｃ」に対応付けられた画素群を含む読み取り単位は、それぞれ読み取り画素ＰＲ２を含む。そのため、認証コード「Ｂ」および「Ｃ」は、表示体１０に対する真贋の判定に用いられる。

図３９が示す例では、認証コードである「Ａ」に対応付けられた画素群を含む読み取り単位、および、「Ｃ」に対応付けられた画素群を含む読み取り単位が、それぞれ読み取り画素ＰＲ２を含む。そのため、認証コード「Ａ」および「Ｃ」は、表示体１０に対する真贋の判定に用いられる。これに対して、認証コードである「Ｂ」に対応付けられた画素群を含む読み取り単位は、非読み取り画素ＰＲ１を含む。そのため、認証コード「Ｂ」は、表示体１０に対する真贋の判定に用いられない。

読み取り単位が決定用画素１０ＰＲを含むことによって、図３８および図３９が示すように、認証コードが記録された画素群は同一であっても、決定用画素１０ＰＲが読み取り画素ＰＲ２および非読み取り画素ＰＲ１のいずれであるかによって、表示体１０に対する真贋の判定に用いる認証コードを変更することが可能である。決定用画素１０ＰＲを読み取り画素ＰＲ２および非読み取り画素ＰＲ１のいずれとするかは、オンデマンドで変更することが可能である。

決定用画素１０ＰＲを有する表示体１０によれば、表示体１０を偽造するためには、表示体１０が有する凹凸構造の偽造と同時に、決定用画素１０ＰＲの偽造も必要とされる。そのため、表示体１０が決定用画素１０ＰＲを備えていない場合に比べて、表示体１０が有する偽造に対する耐性が高められる。

第３画素群ＰＧ３は、読み取り範囲を指定するための指定用画素を備えることが可能である。図４０および図４１は、第３画素群ＰＧ３が備えることが可能な指定用画素の一例を示している。

図４０が示す例では、指定用画素１０ＰＳは、画素１０Ｐよりも大きい。指定用画素１０ＰＳは、複数個の画素１０Ｐが占有する大きさと同一の大きさを有することが可能である。例えば、図４０が示す例では、指定用画素１０ＰＳは、４個の画素１０Ｐが占有する大きさを有している。指定用画素１０ＰＳは、第１凹凸構造ＵＥ１、第２凹凸構造ＵＥ２、および、ブランク構造ＢＬの少なくとも１つを含むことが可能である。第３画素群ＰＧ３において、４つの指定用画素１０ＰＳによって他の領域から区切られた領域が、機械読み取りの対象である読み取り範囲である。

図４１が示す例では、指定用画素１０ＰＳは、画素１０Ｐと同一の形状および大きさを有している。指定用画素１０ＰＳは、画素１０Ｐと同様に、第１凹凸構造ＵＥ１を有した領域と、第２凹凸構造ＵＥ２を有した領域とを備えている。ただし、指定用画素１０ＰＳでは、指定用画素１０ＰＳ内における第１凹凸構造ＵＥ１を有した領域の位置が、画素１０Ｐ内における島領域１０Ｐ１の位置とは異なり、かつ、指定用画素１０ＰＳ内における第２凹凸構造ＵＥ２を有した領域の位置が、画素１０Ｐ内における海領域１０Ｐ２の位置とは異なっている。第３画素群ＰＧ３において、４つの指定用画素１０ＰＳによって他の領域から区切られた領域が、機械読み取りの対象である読み取り範囲である。

なお、第３画素群ＰＧ３は、図４０が示す指定用画素１０ＰＳと図４１が示す指定用画素１０ＰＳとの両方を備えてもよい。また、第３画素群ＰＧ３は、指定用画素１０ＰＳによって区切られた読み取り範囲を、第３画素群ＰＧ３のなかに複数有してよい。

図４２は、第３画素群ＰＧ３に記録されたコードを用いた表示体１０の真贋判定方法における手順の一例を示している。
図４２が示すように、表示体１０の真贋を判定する際には、まず、第３画素群ＰＧ３が含む読み取り範囲の画像を上述した検証器を用いて撮像する。このとき、表示体１０に対して、あらかじめ決められた特定の第１角度から光を入射し、特定の第２角度において撮像することによって、画素１０Ｐ内における島領域１０Ｐ１、海領域１０Ｐ２、ブランク構造１０Ｐ３を任意のコントラストを有した画像として取得することができる。例えば、先に参照した図３２では、島領域１０Ｐ１、海領域１０Ｐ２、および、ブランク構造１０Ｐ３には、互いに異なる密度を有したドットが付され、これによって、各領域１０Ｐ１，１０Ｐ２、および、ブランク構造１０Ｐ３が明確に区分されている。しかしながら実際には、表示体１０を撮像した画像では、各領域１０Ｐ１，１０Ｐ２、および、ブランク構造１０Ｐ３がそれぞれ互いに異なる輝度あるいは色などの光学特性を用いて表示されている。各領域１０Ｐ１，１０Ｐ２、および、ブランク構造１０Ｐ３が有する光学特定における特性値の差、すなわちコントラストは、上述した入射角度および撮像角度などによって変化する。なお、表示体１０に入射する光の光源は検証器に内蔵されていてもよいし、光を入射させる角度と撮像の角度とが固定されていれば、光源と検証器とが分かれていてもよい。

次いで、検証器は、例えば検証器が接続されたサーバーおよびコンピューターのいずれかである入力先に対して、検証器が撮像した画像を入力する（ステップＳ２１）。そして、画像の入力先が、検証器が出力した画像を取り込む（ステップＳ２２）。次に、画像の入力先は、画像を用いた表示体１０の真贋判定を行うために、画像に対して所定の前処理を行う（ステップＳ２３）。

前処理は、撮像した画像を容易に認証できるように加工する工程である。上述した図３２を例に挙げると、撮像した画像の各領域において光学特性値、例えば輝度によるコントラストが小さい場合、この後のステップである特徴抽出を行なう上で、領域のそれぞれが明瞭に区別して画像表示されることが望ましい。そのため、前処理として、例えば輝度に対するしきい値を設定し、しきい値よりも低い輝度を有した領域には白黒の２５６階調における５０を当てはめる一方で、しきい値よりも高い輝度を有した領域には当該２５６階調における１５０を当てはめることなどが可能である。このように、前処理の一例では、領域ごとに一定の階調を割り当て、これによって、画像を再構成することができる。

また、図２７を例に挙げると、第１島領域ＰＧ３１ａ、第２島領域ＰＧ３１ｂ、海領域ＰＧ３１ｃに特定の第１角度から光を入射したとき、第２島領域ＰＧ３１ｂのみが特定の第２角度に反射し、第１島領域ＰＧ３１ａおよび海領域ＰＧ３１ｃは別の角度に反射する、あるいは、その逆であってもよい。この際に、図２７では、第１島領域ＰＧ３１ａと第２島領域ＰＧ３１ｂとの間においてコントラストが付けられているが、実際には、第２島領域ＰＧ３１ｂの強度には及ばないにしても、第１島領域ＰＧ３１ａの反射光も第２角度に反射される可能性がある。そのため、前処理では、例えば、画像を輝度に関して二値化することによって、認証に用いる画像を図２７に示される状態に近付け、これによって、認証精度を高めることが可能である。

また、図２８が示す例のように、第１島領域ＰＧ３１ａおよび第２島領域ＰＧ３１ｂを一体化させ、海領域ＰＧ３１ｃと区別した画像として認証させたい場合には、二値化する際のしきい値を調整することによって、図２７に示される例と同様の処理が可能となる。

なお、画像の二値化は、画像が有する輝度以外にも、例えば、画像が有する明度、彩度、および、色相などの任意の色彩値を基準に行なってもよい。また、前処理は、偏光フィルターを用いることによって、検証器に入射した光のうちで特定の光のみを、認証に利用するための光として取り出す処理などであってよい。

そして、画像の入力先は、前処理後の画像が有する特徴を抽出する（ステップＳ２４）。これによって、画像内に含まれる画素１０Ｐにおける領域の配置によって記録されたコードが読み取られる。上述したように、画像の入力先は、画素１０Ｐにおける領域の配置に基づいて、「０」および「１」の少なくとも一方から構成されるコードを読み取る。なお、画素１０Ｐにおける領域の配置によって記録されたコードがさらに別の認証コードに対応付けられている場合には、画像の入力先は、画素１０Ｐにおける領域の配置に基づいて読み取ったコードを他のデジタルコードに変換する（ステップＳ２５）。これに対して、画素１０Ｐにおける領域の配置によって記録されたコードが別のコードに対応付けられていない場合には、画像の入力先は、画素１０Ｐにおける領域の配置によって記録されたコードを認証コードとして取り扱う。そして、画像の入力先は、認証コードを、予め記録された判定用のコードと照合する（ステップＳ２６）。最後に、画像の入力先は、照合の結果に基づいて、表示体１０が真正の表示体であるか否かを判定する（ステップＳ２７）。画像の入力先は、認証コードが判定用のコードに一致した場合に、表示体１０が真正の表示体であると判定する。一方で、画像の入力先は、認証コードが判定用のコードに一致しなかった場合に、表示体１０が偽造された表示体であると判定する。

以上説明したように、画素１０Ｐが有する領域の配置によって記録されたコードを機械読み取りで真贋判定する場合、判定する人のみが知り得る特定の角度から光を入射し、さらに、その反射光を特定の角度で受光した際に得られる画像の光学特性値が真贋判定での重要な要素である。言い換えれば、画素１０Ｐは、特定の角度から光を入射した際に所定の光学特性を発現しなければならない。そのため、偽造者は島領域および海領域の形状における外観のみをコピーするだけでなく、各領域内に設けられた凹凸構造を真正の画素１０Ｐと同じ設計、および、同じ精度で作製する必要があることから、表示体１０の偽造が困難である。さらに、第３画素群ＰＧ３にコードを記録することにより、表示体１０を偽造する場合には、表示体１０に光が入射した際の反射光の角度や強度などの光学特性が異なる第１島領域ＰＧ３１ａと第２島領域ＰＧ３１ｂとの両方における凹凸構造を精度よく真似する必要が生じる。そのため、例えば、上述した第１画素群ＰＧ１あるいは第２画素群ＰＧ２によるように、島領域が備える凹凸構造が１種類のみである場合と比べて、表示体１０の偽造を防止する効果がより一層高くなる。

以上説明した変更例によれば、以下に記載の効果を得ることが可能である。
（９）第３画素群ＰＧ３が、機械読み取りが可能なコードを記録しているため、当該コードを用いて表示体１０の真贋を判定することが可能である。これにより、表示体１０が表示することが可能な画像ＰＩＣ１，ＰＩＣ２と、表示体１０が記録するコードとの両方を用いて、表示体１０の真贋を判定することが可能である。そのため、表示体１０がコードを記録していない場合に比べて、表示体１０が有する偽造に対する耐性を高めることが可能である。

・上述した第３画素群ＰＧ３の変更例において、第３画素群ＰＧ３は、同一のコードが記録された読み取り単位を複数含むことが可能である。これにより、第３画素群ＰＧ３に記録されたコードの冗長性を高めることが可能である。また、この場合には、同一のコードが記録された読み取り単位を用いて、いずれかの読み取り単位に生じた誤りを訂正することも可能である。

・上述した第３画素群ＰＧ３の変更例において、読み取り単位に記録された認証コードは、誤り検出符号であるパリティビットを含んでもよい。これにより、読み取り単位の読み取り結果が誤りを含む場合に、当該誤りを検出することが可能である。

・上述した表示体１０の真贋判定方法において、検証器に接続されたコンピューターまたはサーバーが、第３画素群ＰＧ３に含まれる読み取り範囲のうちで、表示体１０の真贋判定に用いる読み取り範囲を指定するための信号を生成し、生成した信号を検証器に出力してもよい。そして、検証器は、コンピューターまたはサーバーによって指定された読み取り範囲を撮像した画像を出力してもよい。この場合には、表示体１０の真贋判定ごとに、読み取り範囲が指定されるため、真贋判定される全ての表示体１０において同一の読み取り範囲を用いた判定が行われる場合に比べて、表示体１０が有する偽造に対する耐性を高めることが可能である。

・上述した表示体１０の真贋判定方法では、第３画素群ＰＧ３の画素１０Ｐにおける領域の配置に対応付けられたコードに加えて、第３画素群ＰＧ３が有する特定の島領域１０Ｐ１が反射する光が有する色、言い換えれば光の波長が特定の波長であるか否かが表示体１０の真贋を判定するための条件に含まれてもよい。

・図３２から図４２を参照して説明した第３画素群ＰＧ３の変更例は、第１画素群ＰＧ１および第２画素群ＰＧ２に適用することが可能である。例えば、第１画素群ＰＧ１において、１つの画素１０Ｐが、第１凹凸構造ＵＥ１を有した島領域と、ブランク構造ＢＬを有した海領域とを有することが可能である。島領域が画素１０Ｐに相似な形状を有し、かつ、画素１０Ｐの中心から島領域の中心をずらすように島領域を画素１０Ｐ内に配置することによって、各画素１０Ｐにコードを記録させることが可能である。また、例えば、第２画素群ＰＧ２において、１つの画素１０Ｐが、第２凹凸構造ＵＥ２を有した島領域と、ブランク構造ＢＬを有した海領域とを有することが可能である。島領域が画素１０Ｐに相似な形状を有し、かつ、画素１０Ｐの中心から島領域の中心をずらすように島領域を画素１０Ｐ内に配置することによって、各画素１０Ｐにコードを記録させることが可能である。

［他の変更例］
上述したように、第１画素群ＰＧ１および第２画素群ＰＧ２にも、第３画素群ＰＧ３と同様にコードを記録させることが可能である。例えば、第１画素群ＰＧ１にコードを記録させる場合には、第１画素群ＰＧ１に対して以下に記載する構成を適用することが可能である。なお、以下に記載する構成は、第１画素群ＰＧ１に限らず、第２画素群ＰＧ２および第３画素群ＰＧ３に対しても適用が可能である。

・複数の島領域ＰＧ１１ａの形状および配置が非周期的である場合、その形状および配置として記録されるコードのエントロピー、言い換えれば情報量を非ゼロとすることができる。逆に、複数の島領域ＰＧ１１ａの形状および配置が周期的である場合、その周期的な形状および配置の自己エントロピー、言い換えれば選択情報量はゼロである。なお、読み取りのエラーをキャンセルするために、表示体１０が互いに同じコードを各別の場所に記録したり、複数の島領域ＰＧ１１ａの形状および配置が周期を有したりしてもよい。この場合、当該周期は、一般に十分に長いことが好ましい。例えば、当該周期は、１６ビット以上、さらには１２８ビット以上とすることができる。また、表示体１０に記録されるコードは、特定のデータサイズを有したコードブロックごとに記録されてもよい。このコードブロックのデータサイズは、１６ビット、３２ビット、６４ビット、１２８ビット、２５６ビット、または、５１２ビットであってよい。複数の海島構造を含んだ長方形、または正方形の記録領域にこのコードブロックを記録することができる。

・島領域ＰＧ１１ａがランダム性を有する場合、記録されたコードのエントロピーは、非ゼロである。特に、２を底とするエントロピーが、１以上となることが好ましい。この場合、１ビット分の情報を記録することができる。また、このエントロピーは、２、４、８、１６、３２、または、６４以上であってよい。また、一般に記録するエントロピーは、１２８未満で十分である。つまり、完全なランダム性を有する必要はなく、適度に長い周期を有することができる。また、コードに記録する情報のエントロピーを少なくするには、ハッシュ関数により生成されたハッシュ値をコードとして記録してもよい。特に、ハッシュ関数は、暗号学的ハッシュ関数であってよい。これにより、暗号による真正の検証が可能である。またこのとき、暗号学的ハッシュ関数のハッシュ値の長さは、１２８ビット以上、５１２ビット以下であってよい。このハッシュ値により、海島構造自体が偽造困難な構造であることに加え、その海島構造で記録された暗号も解読する必要があるため、表示体１０の偽造をさらに困難にすることができる。また、暗号学的コードは、暗号学的ハッシュ関数で生成される必要はなく、各種の公開鍵暗号、非公開鍵暗号、または、それらを組み合わせたものにより生成されたコードを用いることができる。

１０…表示体
１０Ｐ…画素
１０Ｒ…レリーフ層
ＢＬ…ブランク構造
ＰＧ１…第１画素群
ＰＧ１１ａ，ＰＧ１２ａ，ＰＧ２１ａ，ＰＧ２２ａ…島領域
ＰＧ１１ｂ、ＰＧ１２ｂ、ＰＧ２１ｂ，ＰＧ２２ｂ，ＰＧ３１ｃ…海領域
ＰＧ２…第２画素群
ＰＧ３…第３画素群
ＰＧ３１ａ…第１島領域
ＰＧ３１ｂ…第２島領域
ＰＩＣ１…第１画像
ＰＩＣ２…第２画像
ＵＥ１…第１凹凸構造
ＵＥ２…第２凹凸構造
ＵＥＢ…凹凸構造

Claims

凹凸構造が形成されたレリーフ層を備える表示体であって、
前記レリーフ層が広がる平面と、観察者の視線方向を含む平面とが形成する角度が観察角度であり、前記表示体は、第１画像および第２画像を互いに異なる前記観察角度に表示可能であり、
前記レリーフ層が広がる平面と対向する視点から見て、前記レリーフ層には複数の画素が敷き詰められ、前記複数の画素は、第１画素群、第２画素群、および、第３画素群を含み、
前記第１画素群の各画素は、第１凹凸構造を備え、かつ、第２凹凸構造を備えず、
前記第２画素群の各画素は、前記第２凹凸構造を備え、かつ、前記第１凹凸構造を備えず、
前記第１凹凸構造における周期と前記第２凹凸構造における周期とが互いに異なることによって、前記第１凹凸構造における第１反射角度と前記第２凹凸構造における第２反射角度とが、互いに異なる角度であり、
前記第３画素群の各画素は、前記第１凹凸構造と前記第２凹凸構造とを備え、
前記第１凹凸構造は、前記レリーフ層が広がる平面と直交する断面において、第１方向に沿って周期的に繰り返す波状を有し、
前記第２凹凸構造は、前記レリーフ層が広がる前記平面と直交する断面において、第２方向に沿って周期的に繰り返す波状を有し、
前記第１画像は、前記第１画素群の各画素と前記第３画素群の各画素によって形成され、前記第２画像は、前記第２画素群の各画素と前記第３画素群の各画素によって形成され、前記第１画像と前記第２画像とは、前記第１反射角度と前記第２反射角度とが互いに異なることによって、互いに異なる前記観察角度に表示され、
前記第１画素群の各画素は、前記レリーフ層が広がる平面と対向する平面視において、形状および配置の少なくとも一方が非周期的な複数の島領域を有した海島構造を有し、海領域および島領域の一方が前記第１凹凸構造を有し、他方がブランク構造を有し、
前記第１画素群に含まれる各画素が、前記複数の島領域の形状が、他の前記画素における前記複数の島領域の形状とは異なること、および、前記複数の島領域の配置が、他の前記画素における前記複数の島領域の配置と異なることの少なくとも一方を満たす
表示体。
前記第１凹凸構造は、前記第１凹凸構造における導波モード共鳴により正反射方向に可視光領域に含まれる光を反射し、
前記島領域が前記第１凹凸構造を有し、前記海領域が前記ブランク構造を有する
請求項１に記載の表示体。
前記ブランク構造は正反射方向に光を反射し、
前記第１画素群の総面積に対する前記第１画素群に含まれる前記第１凹凸構造の総面積の比が、前記第３画素群の総面積に対する前記第３画素群に含まれる前記第１凹凸構造の総面積の比よりも大きい
請求項２に記載の表示体。
前記ブランク構造は凹凸構造を有し、
前記ブランク構造の前記凹凸構造は、前記表示体が広がる平面と直交する断面において波状を有し、かつ、前記ブランク構造の前記凹凸構造における周期が、可視光波長以下であり、かつ、前記ブランク構造の前記凹凸構造における高さが前記周期よりも大きく、これによって、前記ブランク構造は前記ブランク構造に入射した光を透過する
請求項１から３のいずれか一項に記載の表示体。
前記第２画素群の各画素は、前記平面視において、形状および配置の少なくとも一方が非周期的な複数の島領域を有した海島構造を有し、海領域および前記島領域の一方が前記第２凹凸構造を有し、他方がブランク構造を有する
請求項１から４のいずれか一項に記載の表示体。
前記第３画素群の各画素は、前記平面視において、形状および配置の少なくとも一方が非周期的な複数の島領域を有した海島構造を有し、前記島領域が前記第１凹凸構造を有する島領域と、前記第２凹凸構造を有する島領域とを含み、前記海領域がブランク構造を有する
請求項１から５のいずれか一項に記載の表示体。