JPH11167011A - 回折格子を用いたランダムドット立体視パターンを配置した記録媒体、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回折格子を用いてランダムドットの立体視パタ
ーンを形成することにより、従来それぞれ単独では得ら
れなかったセキュリティ、立体視等の新たな効果を得る
ことができるようにして、より高度な偽造防止、セキリ
ティを認証する回折格子パターン記録体を提供する。 【解決手段】仮想３次元物体面にランダムに分散したド
ットの集合体から２眼視差画像を取り出してなるランダ
ムドット立体視パターンを、回折格子により配置したこ
とを特徴とする回折格子パターン記録体、および該記録
体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回折格子を用いて
ランダムドット立体視パターンを形成した回折格子パタ
ーン記録体に関する。

【０００２】

【従来の技術】ランダムドット立体視パターンは、仮想
３次元物体面にランダムに分散したドットの集合体から
２眼視差画像を取り出し、この視差画像のドットパター
ンを視差方向に隣接配置したものである。この視差画像
のドットパターンは、各々はランダムなドットの集合で
あるため、一組の隣接配置した視差画像を通常に観察し
た場合は記録したものを認識することが困難であるが、
焦点深度を適当に取って観察することにより、仮想した
３次元物体を認識することができる。このようなランダ
ムドットの立体視パターンは、従来より趣味の出版物等
に使用されている。

【０００３】一方、回折格子は、一定の間隔で配列した
微細格子で生じる干渉により、特定のスペクトル分散が
得られるように作られた光学素子である。かかる回折格
子は、光学素子等として利用されるが、その回折の光学
的色彩効果が装飾用途でも従来より広く利用されてい
る。例えば、回折格子を形成した装飾用のフィルム、
紙、転写箔等があり、更にこれらを用いて各種印刷物、
包装材料、シール、ステッカー、カード、エンブレム等
の物品に応用されている。

【０００４】また、回折格子の光学的色彩効果は一般の
コピーでは複写できないため、装飾効果に加えてコピー
防止効果を目的に使用している例もある。本発明に関連
するものとして、特開平１−１９６００３号公報には、
回折効果を有する装飾体の作製方法が、特開平６−８８
９０５号公報には、回折格子のパターン偽造防止方法お
よび偽造防止回折格子パターン記録体が、それぞれ記載
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、回折格子を
用いてランダムドットの立体視パターンを物体上に形成
することにより、従来それぞれ単独では得られなかった
セキュリティ、立体視等の新たな効果を得ることができ
るようにして、物品のより高度な偽造防止、セキリティ
認証媒体へ応用することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、仮想３次元物
体面にランダムに分散したドットの集合体から２眼視差
画像を取り出してなるランダムドット立体視パターン
を、回折格子により配置したことを特徴とする、回折格
子パターン記録体である。

【０００７】本発明の回折格子パターン記録体は、好ま
しくは、複数の異なる３次元仮想物体から得られる３次
元仮想物体毎のランダムドット立体視パターンを、各々
異なる格子間および／または格子方向の回折格子により
同一媒体面に配置したことを特徴とする。

【０００８】また、本発明は、ランダムドット立体視パ
ターンを、仮想３次元物体面にランダムに分散したドッ
トの集合体から２眼視差画像を取り出し、この視差画像
のドットパターンを回折格子により隣接配置することを
特徴とする回折格子パターン記録体の製造方法である。

【０００９】本発明の回折格子パターン記録体の製造方
法は、好ましくは、微細凹凸形状の回折格子パターンの
記録体を得る工程と、該記録体の記録パターンを型取り
する工程と、この型を用いて複製する工程とを有する。
本発明の記録体の一般的な製造方法は、回折格子パター
ン原盤の記録工程とその原盤パターンの複製工程からな
る。好ましくは、原盤にレリーフタイプの回折格子を用
い、この原盤を基に作成した金型等から、エンボス複製
によって大量に回折格子パターン記録体を製造すること
ができる。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。本発明
は、ランダムドット立体視パターンの形成を、従来の印
刷法から一定の回折格子による方法に置き換えたことを
特徴とする。人間は物を見るとき二つの目で対象をとら
える。通常、二つの目は６〜７センチほど離れており、
それぞれ対象をとらえる角度がちがってくる。この違い
を視差という。それぞれの目でとらえた二つの画像は脳
に送り込まれ、脳の中でひとつに合成される。ランダム
ドット立体視パターンを立体視しているとき、両方の目
は同じところではなくて、となりあった似た模様を見て
いる。そして、人間の目にはこの間隔が広いと遠くに、
狭いと近くに見える。ランダムドット立体視覚パターン
では、２枚の絵を立体視するステレオ写真などと違っ
て、ある模様を右目用にも左目用にも使う。結局、同じ
ような模様が左右にいくつも並ぶ。例えば、図１に示す
ように、「Ａ」を間隔を変えて並べて立体視すると、間
隔の狭い中程の縦３列は手前に、逆に広いところは奥に
見えるようになる。本発明は、かかる人間の眼の性質を
利用している。

【００１１】この回折格子パターンは、従来からある一
般の装飾用の回折パターンと一見しただけでは分からな
いが、ある特定方向からみた場合に、元のランダムドッ
ト立体視パターンは光って見えないが、別のある特定方
向から照明した場合に、元のランダムドット立体視パタ
ーンのみが光って見え、眼の焦点調整により立体を視認
することができる。

【００１２】かかるランダムドット立体視パターンは、
例えば、コンピュータプログラムにより作成することが
でき、コンピュータプログラムでは、上記Ａの代わり
に、画面上のドットの色を用いる。ドットの置き方、ド
ット数や色を自由に決めることにより、思いどおりの絵
やグラフのランダムドット立体視パターンを作製するこ
とができる。

【００１３】本発明は、かかるランダムドット立体視パ
ターンを仮想３次元物体面にランダムに分散したドット
の集合体から２眼視差画像を取り出し、この視差画像の
ドットパターンを回折格子により記録した回折格子パタ
ーン記録体、およびその製造方法である。

【００１４】本発明において、該回折格子パターン記録
体は、カード類、商品券、証券、証書あるいはステッカ
ーなどに好ましく利用できる。本発明によれば、回折格
子パターンを立体視ランダムドット化することにより、
従来からある回折格子パターンの単なる装飾的な及びコ
ピー防止的な効果だけでなく、パターン内に一見しただ
けでは看破できない隠されたイメージ（立体）を有す
る。従って、より高度な偽装防止、セキュリティ面の新
たな効果が得られ、より商品価値を高めることができ
る。

【００１５】また、印刷で形成したランダムドットパタ
ーンは、複数組の視差画像を記録する場合は、記録する
画像のデザインに制約が多くなり実用には向かなかった
が、ランダムドットパターンを回折格子化し、複数の視
差画像の組毎に格子方向または格子間隔の異なる回折格
子を用いれば、一つの回折格子パターンの内に複数組の
視差画像を容易に記録することができ、より複雑で興味
深いランダムドットパターンを作製することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の回折格子パターン記録体
は、次のようにして製造することができる。本発明にお
いて、回折格子パターンの作成方法としては、例えば、
以下の方法がある。 （１）図３に示す光学系で、図２に示すマスクを通して
感光体をパターン露光し、その後現像する。露光部のみ
（マスク開口部）に回折格子が形成される。複数のマス
クを用いて、異なる干渉パターンを多数回露光すること
によって、複数のランダムドットパターンを記録するこ
とができる。 （２）図３に示す光学系で、感光体全面に干渉パターン
を記録（露光）した後、感光体にマスクを通して部分的
に過剰露光する。その後、この感光体を現像すると、マ
スクした部分のみに回折格子を形成することができる。
過剰露光部の回折格子記録は、過剰露光により潰され、
記録が失われるためである。但し、この方法では、１種
類の回折格子が記録されることになる。

【００１７】複数種の回折格子を記録するには、上記の
複製品を作成し、その上にフォトレジスト（ポジ型）を
全面に塗布した感光体を作成し、マスク及び光学系を変
更して上記を再度行うことにより成し得る。更にそれら
を繰り返すことにより、３種類以上の回折格子を記録す
ることができる。 （３）図２に示すように、予め作成されている回折格子
と感光体とをマスクを介して密着し露光する。現像後、
マスクの開口部にのみ回折格子が形成される。また、回
折格子の種類（ピッチ／方向の異なる）、及びマスクの
種類を変えて多重露光することで、複数の回折格子ラン
ダムドットパターンを同一感光体に多重記録できる。露
光は、線状光源、コヒーレント光等によるが、コヒーレ
ント光が好ましい。尚、上記方法（光学的コピー）は、
予め作成されているものに回折格子パターン（微細凹凸
記録の必要はない）を用い、感光体にフォトレジストを
用いることにより、凹凸記録の回折格子に変換する方法
にも利用できる。この場合、マスクは不要である。 （４）マイクロリソグラフィの手法により、パターン状
に直接回折格子を描画形成する。この描画形成には、例
えば、ＥＢ描画装置を用いることができる。

【００１８】本発明において、回折格子を用いたランダ
ムドットの立体視覚パターンを記録体上に設ける方法と
しては、回折格子パターンを記録した凹凸形状の型を用
いてカードのような記録体に直接記録する方法、およ
び、回折格子パターン転写箔として構成し、これを記録
体に転写して使用する方法等がある。

【００１９】回折格子の記録は、例えば、図３に示すよ
うなホログラフィックな手法による干渉パターン記録光
学系を用いて作成する。このときに、図４に示すよう
に、マスクパターンを通して感光体をパターン露光、若
しくは感光体全面に干渉パターンを露光した後、マスク
パターンの開口部を通して更に感光波長域の光で過剰の
パターン露光を行い、その後感光体を現像することによ
りパターン状の解析格子を形成することができる。

【００２０】また、図２に示すように、予め作成した回
折格子と感光体とをマスクパターンを介して密着した状
態で露光し、パターン状の回折格子を光学的に複製し形
成することもできる。尚、感光体にフォトレジストを使
用すると、凹凸のレリーフパターンとして回折格子を記
録することができ、レリーフパターンの記録はエンボス
複製により量産可能なため、製造上好ましい。

【００２１】さらにその他として、マイクロリソグラフ
ィにより直接回折格子パターンを作成することもでき
る。また、本発明においては、格子間隔及び／又は格子
方向の異なる複数の回折格子に対し、開口位置の異なる
複数のランダムドットパターンのマスク板を組み合わせ
て同一の感光体に、複数のランダムドットパターンを多
重露光することも可能である。さらに、各材料間のイン
デックスマッチングのための液体を、感光体と回折格子
間に介在させることもできる。

【００２２】以上のようにして得られる回折格子のパタ
ーンを記録した感光体１を、例えば、銀鏡反応を用いて
銀薄膜を形成し、これを電極として、その上に、ニッケ
ルメッキ等のメッキを、例えば、０．１〜１ｍｍ程度の
厚さで行い、該メッキ膜を剥離し、剥離面を溶剤で洗浄
して金型を作製する。

【００２３】次に、得られた金型を、例えば、塩化ビニ
ル等の樹脂シートにエンボス成形し、金型を離脱するこ
とにより、複製を行う。複製は、カード等の記録体上に
直接に行うこともできるが、樹脂シートに複製した後、
接着剤層を設けて、記録体上に貼付することもできる。

【００２４】また、複製した樹脂シートには、アルミニ
ウムや鉛、スズ等の蒸着金属膜あるいは硫化亜鉛、二酸
化チタン等の高屈折率透明体膜等からなる反射層を設け
ることができる。蒸着金属膜からなる場合は、金属によ
り入射光をほぼ完全に反射する反射型レリーフ回折格子
パターンが得られるが、高屈折率透明体膜からなる場合
は、回折格子層と反射層との間の屈折率差に基づくフレ
ネル反射のため、入射光の一部を反射するタイプの反射
型レリーフ回折格子パターンが得られる。

【００２５】このような反射型レリーフ回折格子パター
ンの製造方法としては、フォトレジスト等に回折格子パ
ターンを凹凸のパターンとして記録した後、この凹凸パ
ターンをメッキ等により型取りし、この金型を回折格子
層を形成する透明な樹脂層に型押しをして複製し、その
複製された凹凸模様上に反射層を蒸着等により形成する
方法、予め回折格子パターンを形成する透明な樹脂層上
に反射層を形成しておき、その反射層上に上記のような
凹凸パターンを型取りした金型を加熱加圧して複製して
製造する方法（例えば、特開昭５８−６５４６６号公報
参照）等がある。

【００２６】前記レリーフ回折格子パターンを転写可能
にするためには、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフ
タレート）等からなるベースフィルム上に、例えば、剥
離層を介して回折格子層を形成する透明な樹脂層を設
け、凹凸パターンを型取り後反射層を形成、更に、反射
層上に低融点の樹脂等からなる感熱接着層を設ける。

【００２７】このような構成の転写箔の所望の輪郭領域
部分内の回折格子層及び反射層を、例えば、加熱金型を
用いて、例えば、塩化ビニルからなるカード基体に転写
するには、転写されるカード基体と加熱金型の間に感熱
接着層が基体に向き、ベースフィルムが加熱金型に対抗
するように転写箔をセットして、加熱金型を駆動すれば
よい。また、加熱金型の代わりにサーマルヘッドを用い
ることもできる。

【００２８】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。 実施例１ ランダムドット立体視パターンのドットを記録した透過
マスクパターン、及び同様のドットサイズでドットを単
にランダムに配置した５種の異なるパターンの透過マス
クパターンを作成する。

【００２９】次に、前述の透過マスクパターンを用い、
アグファゲバルト社製８Ｅ５６ＨＤ乾板に、図３及び図
４に示す光学系を用いて干渉縞を記録、所定の現像等の
処理を行って、例えば、マスクパターン別に格子方向が
０°、＋３０°、＋６０°、＋９０°、−３０°、−６
０°、＋９０°となるようにホログラフィックな手法で
１μピッチの６種の回折格子を多重記録したレリーフ回
折格子パターンを作成する。

【００３０】この回折格子パターンは、従来からある一
般の装飾用の回折パターンと一見しただけでは分からな
いが、ある特定方向からみた場合に、元のランダムドッ
ト立体視パターンは光って見えないが、ある特定方向か
ら照明した場合に、元のランダムドット立体視パターン
のみが光って見え、眼の焦点調整により立体を視認する
ことができる。 実施例２ 立体を視認可能な方向から照明するように照明を取り付
けたステレオビュアーを作成して観察したところ、簡単
に立体を視認可能となった。このビュアーを真偽判別装
置として用い、カードの真偽判別が容易に行うことがで
きる。 実施例３ 元のランダムドット立体視パターンを３種及び単なるラ
ンダムドットパターン３種を用いて、上記実施例１と同
様の方法で、回折格子パターンを作成する。この回折パ
ターンは、照明の方向条件及び／又は観察方向を変える
ことで、同一の回折格子パターン記録体から元の３種の
立体を別々に視認できる。 実施例４ 図５に示すように、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）からなるベースフィルム１６上に、剥離層１７を設
け、その上に、実施例１で作製した回折格子パターンを
凹凸のパターンとして記録した後、この凹凸パターンを
ニッケルメッキにより型取りし、この金型を回折格子層
１８を形成する透明な樹脂層に型押しをして複製するこ
とにより、回折格子層１８を形成する。次いで、該回折
格子層上に、アルミニウムからなる反射層１９を蒸着に
より形成する。さらに、該反射層１９上に、低融点の樹
脂からなる感熱接着層２０を設ける。

【００３１】次いで、図６に示すように、塩化ビニルか
らなるカード基体２１上に、加熱金型２７を駆動させ
て、本発明のランダムドット立体視パターンを回折格子
により配置したカードを作製する。このようにして得ら
れたカードは、従来から回折パターンと同様な装飾効果
があり、また特定条件の照明下で立体像を視認できるセ
キュリティ効果を有する。 実施例５ 実施例４で得られたカードの記録面に銀鏡反応を用いて
銀薄膜を形成し、さらに、これを電極として、その上に
ニッケルメッキを０．５ｍｍの厚みまで行う。次いで、
そのメッキ膜を剥離し、剥離面を溶剤で洗浄して回折効
果を有する記録媒体の金型を得る。

【００３２】得られる金型２３を、図７に示すように塩
化ビニルシート２２（厚み０．３ｍｍ）に重ね、プレス
機２４ａ，２４ｂで加熱加圧して、記録のレリーフ形状
を塩化ビニルシートにエンボス成形し、冷却後、金型２
３を離脱することにより、塩化ビニルシート２２に元の
回折効果を有する記録媒体と同様の回折効果を有する記
録媒体を複製する。さらに、この工程を繰り返すこと
で、大量の複製品を得ることができる。 実施例６ 図８に示すように、実施例５で複製した塩化ビニルシー
ト２２に、真空蒸着によりアルミニウム蒸着層（反射
層）１９を、膜厚５００Å程度に形成した後、その上に
粘着剤２５を塗布し、その上に離型紙２６を貼り、ラン
ダムドット立体視可能な回折パターン記録ラベルが作成
できる。この場合、塩化ビニルシート２２は保護層とし
ての役割を果たす。

【００３３】以上説明したように、本発明の回折格子を
用いてランダムドット立体視パターンを配置した記録媒
体、およびその製造方法について、いくつかの実施例に
基づいて説明したが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可
能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回折格子パターンを立体視ランダムドット化することに
より、従来からある回折格子パターンの単なる装飾的な
及びコピー防止的な効果だけでなく、パターン内に一見
しただけでは看破できない隠されたイメージ（立体）を
有する。従って、より高度な偽装防止、セキュリティ面
の新たな効果が得られ、より商品価値を高めることがで
きる。

【００３５】また、印刷で形成したランダムドットパタ
ーンは、複数組の視差画像を記録する場合は、記録する
画像のデザインに制約が多くなり実用には向かなかった
が、ランダムドットパターンを回折格子化し、複数の視
差画像の組毎に格子方向または格子間隔の異なる回折格
子を用いれば、一つの回折格子パターンの内に複数組の
視差画像を容易に記録することができ、より複雑で興味
深いランダムドットパターンを作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いるランダムドット立体視パターン
の一例である。

【図２】本発明の回折格子を作製するための露光におけ
る感光体、回折格子および光源の配置図である。

【図３】ホログラフィックの手法を用いて回折格子を記
録するための光学系を示す図である。

【図４】本発明の回折格子を作製するための露光におけ
る感光体、フォトマスク及び光源の配置図である。

【図５】回折格子層１８、および該回折格子層上に、ア
ルミニウムからなる反射層１９を蒸着により形成し、さ
らに、該反射層１９上に、低融点の樹脂からなる感熱接
着層２０を設けた断面図である。

【図６】塩化ビニルからなるカード基体２１上に、加熱
金型２７を駆動させて、本発明の回折格子パターン記録
体を作製する断面図である。

【図７】金型２３を塩化ビニルシート２２に重ね、プレ
ス機２４ａ，２４ｂで加熱加圧して、記録のレリーフ形
状を塩化ビニルシートにエンボス成形する図である。

【図８】実施例５で複製した塩化ビニルシート２２に、
真空蒸着によりアルミニウム蒸着層１９を形成し、その
上に粘着剤２５を塗布し、さらにその上に離型紙２６を
貼り付けた図である。

【符号の説明】

１…感光体 ２…回折格子 ３…光源 ４…格子の方向 ５…マスク板 ６…レーザー ７，８，９…ミラー １０…ハーフミラー １１，１２…ビームエキスパンダ １３ａ，１３ｂ…干渉縞を形成するための２光束 １４…感光材料 １５…フォトマスク １６…ベースフィルム １７…剥離層 １８…回折格子層 １９…反射層 ２０…感熱接着層 ２１…カード基体 ２２…塩化ビニルシート ２３…金型 ２４ａ，２４ｂ…プレス機 ２５…粘着剤層 ２６…離型紙 ２７…加熱金型

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体上に、仮想３次元物体面にランダ
   ムに分散したドットの集合体から２眼視差画像を取り出
   してなるランダムドット立体視パターンを、回折格子に
   より配置したことを特徴とする回折格子パターン記録
   体。
2. 【請求項２】複数の異なる３次元仮想物体から得られる
   ３次元仮想物体毎のランダムドット立体視パターンを、
   各々異なる格子間および／または格子方向の回折格子に
   より同一媒体面に配置したことを特徴とする、 請求項１記載の回折格子パターン記録体。
3. 【請求項３】ランダムドット立体視パターンを仮想３次
   元物体面にランダムに分散したドットの集合体から２眼
   視差画像を取り出し、この視差画像のドットパターンを
   回折格子により隣接配置する工程を有することを特徴と
   する、 回折格子パターン記録体の製造方法。
4. 【請求項４】微細凹凸形状の回折格子パターンの記録体
   を得る工程と、 該記録体の記録パターンを型取りする工程と、 この型を用いて複製する工程とを有する、 請求項３記載の回折格子パターン記録体の製造方法。
5. 【請求項５】感光体と回折格子とを透明な開口部を有す
   るマスク板を介して重ね合わせて露光を行う工程を有す
   る、 請求項３記載の回折格子パターン記録体の製造方法。
6. 【請求項６】感光体がフォトレジストである、 請求項３記載の回折格子パターン記録体の製造方法。
7. 【請求項７】回折格子パターン記録体が、カード類、商
   品券、証券、証書またはステッカーである、 請求項１記載の回折格子パターン記録体。
8. 【請求項８】回折格子パターン記録体が、カード類、商
   品券、証券、証書またはステッカーである、 請求項３記載の回折格子パターン記録体の製造方法。