JP7622355B2

JP7622355B2 - 表示体

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Publication number: JP7622355B2
Application number: JP2020087346A
Authority: JP
Inventors: 城柴田; 忠彦山口; 彰人籠谷
Original assignee: Toppan Holdings Inc
Current assignee: Toppan Holdings Inc
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2025-01-28
Anticipated expiration: 2040-05-19
Also published as: JP2021182072A

Description

本発明は、表示体に関する。

従来から、商品等の物品が真正品であることを証明する目的で、ホログラムによって三次元画像を表示可能な表示体を、上記物品において使用することがある（特許文献１及び２を参照のこと）。また、ホログラムの代わりに、回折格子を利用して、三次元画像を表示可能とすることもある（特許文献３及び４を参照のこと）。ホログラム又は回折格子によって三次元画像を表示する表示体は、偽造や複製が困難である。

特開２００１－１０９３６２号公報特開２０１０－１３９６７３号公報特開平６－２８１８０４号公報特開平７－１０４２１１号公報

ホログラム又は回折格子が表示する三次元画像は、観察者に強い立体感を与えないことがある。
本発明は、観察者に強い立体感を与える三次元画像を表示可能な表示体を提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、第１対象物の画像と第２対象物の画像とを含む三次元画像を回折画像として表示する表示体であって、前記三次元画像から立体物を三次元復元した場合、前記第１対象物に対応した第１立体物は、前記表示体を観察する観察者から見て前記表示体の表示面よりも手前の位置に、前記表示面から離間するように復元され、前記第２対象物に対応した第２立体物は、前記観察者から見て前記表示面の奥の位置に、前記表示面から離間するように復元され、前記第１立体物と前記第２立体物との間に他の立体物は復元されず、前記三次元画像は回折格子によって表示される画像であり、前記三次元画像を表示する前記回折格子としてのレリーフ構造が一方の主面に設けられたレリーフ層と、前記主面のうち前記レリーフ構造が設けられた領域を少なくとも部分的に被覆した反射層とを備え、前記表示面は、前記反射層の表面又は前記レリーフ構造と前記反射層との間の界面である表示体が提供される。

ここで、用語「三次元画像」は、両眼視差又は運動視差によって観察者に立体感を感じさせる画像を意味する。また、用語「回折画像」は、ホログラム又は回折格子によって表示される画像を意味する。

上記の通り、この表示体によると、第１立体物は表示体の表示面よりも手前の位置に復元され、第２立体物は表示面の奥の位置に復元される。それ故、例えば、照明条件を一定としたまま、所定の軸の周りで表示体を時計回り又は反時計回りに僅かに回転させると、第１対象物の画像は右又は左へ移動し、第２対象物の画像は第１対象物の画像とは逆方向へ移動する。それ故、第１対象物の画像及び第２対象物の画像の一方は、他方の動きを際立たせる。

また、上記の通り、第１立体物は、表示面よりも手前の位置に、表示面から離間するように復元される。他方、第２立体物は、表示面よりも奥の位置に、表示面から離間するように復元される。そして、第１立体物と第２立体物との間に他の立体物（第３立体物）は復元されない。即ち、第１立体物と第２立体物とは不連続である。このような構成によると、以下に説明するように、上記の効果が損なわれることがない。

第１立体物と第２立体物との間に第３立体物が復元されると、観察者は、表示体を回転させることに伴う第１対象物又は第２対象物の画像の相対的な移動を、第３立体物に対応した第３対象物の画像の位置を基準として知覚する可能性がある。第３立体物は第１立体物と第２立体物との間に位置しているので、第３対象物も第１対象物と第２対象物との間に位置している。それ故、第１立体物と第２立体物との間に他の立体物が復元される場合、第１立体物と第２立体物との間に他の立体物が復元されない場合と比較して、観察者は、表示体を回転させることに伴う第１対象物又は第２対象物の画像の相対的な移動の量が少ないと感じ得る。

上記の表示体では、第１立体物と第２立体物との間に第３立体物は復元されない。それ故、第１対象物の画像及び第２対象物の画像の一方が他方の動きを際立たせる効果が、第３立体物に対応した第３対象物の画像によって損なわれることがない。従って、この表示体は、観察者に強い立体感を与える三次元画像を表示することが可能である。

なお、運動視差による立体視を例に挙げて説明するのと同様の効果は、両眼視差による立体視の場合にも得られる。
また、レリーフ構造によって三次元構造を表示する構成を採用した表示体は、高い生産性で製造することができる。

本発明の他の側面によると、前記表示体を正面から観察した場合に、前記第１対象物の前記画像と前記第２対象物の前記画像とは少なくとも部分的に重なり合う上記側面に係る表示体が提供される。
この構成によると、観察者は、表示体を回転させることに伴う第１対象物又は第２対象物の画像の相対的な移動を特に知覚し易い。

本発明の更に他の側面によると、前記表示面から前記第１立体物までの距離及び前記表示面から前記第２立体物までの距離の各々は０．５ｍｍ以上である上記側面の何れかに係る表示体が提供される。
これら距離を長くすると、観察者は、表示体を回転させることに伴う第１対象物又は第２対象物の画像の相対的な移動をより知覚し易くなる。これら距離は、１ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明の更に他の側面によると、前記第１立体物及び前記第２立体物の各々は、その全体が、前記表示面からの距離が４ｍｍ以下の範囲内に位置している上記側面の何れかに係る表示体が提供される。

通常、この距離を長くすると、第１対象物又は第２対象物の画像が暗くなる。この距離は、３ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明の更に他の側面によると、前記第１立体物の表面のうち前記表示面から離れた位置の前記表示面からの距離は、前記第２立体物の表面のうち前記表示面から離れた位置の前記表示面からの距離と等しい上記側面の何れかに係る表示体が提供される。
この構成は、第１対象物の画像の明るさと第２対象物の画像の明るさとをほぼ等しくする場合に好適である。

或いは、本発明の更に他の側面によると、前記第１立体物の表面のうち前記表示面から離れた位置の前記表示面からの距離は、前記第２立体物の表面のうち前記表示面から離れた位置の前記表示面からの距離と比較してより短い上記側面の何れかに係る表示体が提供される。
この構成は、第１対象物の画像を、第２対象物の画像と比較してより明るく表示する場合に好適である。

本発明の更に他の側面によると、前記表示面と向き合った印刷層を更に備え、前記印刷層は、前記表示体の表面に複数の凸部を生じさせている上記側面の何れかに係る表示体が提供される。
この構成を採用した表示体は、三次元画像を表示可能であるのに加え、印刷層が表示体の表面に生じさせる凸部によって、観察者に特殊な触感を感じさせることができる。

本発明の更に他の側面によると、前記複数の凸部の高さは５乃至４０μｍの範囲内にある上記側面に係る表示体が提供される。
凸部の高さが小さいと、観察者が表示体の表面に触れたときに、これら凸部の存在を触覚で知覚することが困難になる。凸部の高さが過剰に大きいと、ブロッキングを生じ易くなる。

本発明の更に他の側面によると、前記複数の凸部は、互いから離間して幅方向に配列した複数のラインパターンを含んだ上記側面の何れかに係る表示体が提供される。
この構成を採用した表示体は、観察者がその表面に触れたときに、凸部の存在を触覚で知覚することが容易である。また、この構成は、三次元画像のうち、ラインパターンに隠れて見えなかった部分を、ラインパターンの長さ方向に略平行な軸の周りで表示体を僅かに回転させることにより見えるようするのに適している。例えば、表示面から第１立体物までの距離が１ｍｍである表示体を正面から観察した場合（０°の観察角度で観察した場合）と、１０°の観察角度で観察した場合とでは、第１対象物の像の位置は約０．１７ｍｍ変化する。従って、ラインパターンの幅が十分に小さければ、三次元画像のうち、ラインパターンに隠れて見えなかった部分が見えるようになる。

本発明の更に他の側面によると、前記複数のラインパターンの各々の幅は０．０２乃至０．１ｍｍの範囲内にあり、前記複数のラインパターンは０．２乃至０．５ｍｍの範囲内のピッチで配列している上記側面に係る表示体が提供される。
この構成によると、隣り合ったラインパターンが繋がり難い。また、この構成を採用した表示体は、観察者がその表面に触れたときに、凸部の存在を触覚で知覚することが容易である。更に、この構成は、三次元画像のうち、ラインパターンに隠れて見えなかった部分を、ラインパターンの長さ方向に略平行な軸の周りで表示体を僅かに回転させることによって見えるようにするのに適している。

本発明の更に他の側面によると、上記側面の何れかに係る表示体を含んだ転写材層と、前記転写材層を剥離可能に支持した支持体とを備えた転写箔が提供される。

本発明の更に他の側面によると、上記側面の何れかに係る表示体と、前記表示体上に設けられた粘着層とを備えた粘着ラベルが提供される。

本発明の更に他の側面によると、上記側面の何れかに係る表示体と、前記表示体を支持した物品とを備えた表示体付き物品が提供される。

本発明の一実施形態に係る表示体を示す平面図。図１に示す表示体のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図。図１及び図２の表示体と、それが表示する三次元画像から三次元復元することにより得られる第１及び第２立体物と、観察者との、仮想空間における位置関係の一例を示す図。図１乃至図３に示す表示体が、略正面から観察した場合に表示する画像を示す図。図１乃至図３に示す表示体が、斜め右から観察した場合に表示する画像を示す図。図１乃至図３に示す表示体が、斜め左から観察した場合に表示する画像を示す図。第１比較例に係る表示体と、それが表示する三次元画像から三次元復元することにより得られる第１及び第２立体物と、観察者との、仮想空間における位置関係の一例を示す図。図７に示す表示体が、略正面から観察した場合に表示する画像を示す図。図７に示す表示体が、斜め右から観察した場合に表示する画像を示す図。図７に示す表示体が、斜め左から観察した場合に表示する画像を示す図。第２比較例に係る表示体と、それが表示する三次元画像から三次元復元することにより得られる第１及び第２立体物と、観察者との、仮想空間における位置関係の一例を示す図。図１１に示す表示体が、略正面から観察した場合に表示する画像を示す図。図１１に示す表示体が、斜め右から観察した場合に表示する画像を示す図。図１１に示す表示体が、斜め左から観察した場合に表示する画像を示す図。図１及び図２の表示体と、それが表示する三次元画像から三次元復元することにより得られる第１及び第２立体物との、仮想空間における位置関係の一例を示す図。変形例に係る表示体の断面図。図１６の表示体が、或る条件下で表示する画像を示す図。図１６の表示体が、他の条件下で表示する画像を示す図。転写箔の一例を示す断面図。粘着ラベルの一例を示す断面図。表示体付き物品の一例を示す平面図。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、上記側面の何れかをより具体化したものである。なお、同様又は類似した機能を有する要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

＜表示体＞
図１は、本発明の一実施形態に係る表示体を示す平面図である。図２は、図１に示す表示体のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。

なお、図中、Ｘ方向及びＹ方向は、表示体１０の主面に平行であり且つ互いに直交する方向である。また、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に対して垂直な方向である。即ち、Ｚ方向は、表示体１０の厚さ方向である。

図１及び図２に示す表示体１０は、レリーフ層１１と反射層１２と保護層１３とを含んでいる。
レリーフ層１１は、光透過性を有している材料、例えば、無色透明な材料からなる。レリーフ層１１の反射層１２側の主面には、三次元画像を回折画像として表示するレリーフ構造ＲＳが設けられている。ここでは、レリーフ構造ＲＳは、上記主面の一部の領域にのみ設けられている。レリーフ層１１の上記主面のうち、レリーフ構造ＲＳが設けられた領域は第１領域Ｒ１であり、レリーフ構造ＲＳが設けられていない領域の一部は第２領域Ｒ２であり、残りの領域は第３領域である。

ここでは、第１領域Ｒ１は、Ｘ方向に伸びた長円形状を有している。第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１を取り囲んでいる。第３領域は、レリーフ層１１のＹ方向に平行な縁に沿って伸びている。レリーフ層１１の上記主面は、第２領域Ｒ２及び第３領域の少なくとも一方を含んでいなくてもよい。

レリーフ構造ＲＳは、表面レリーフ型のホログラムを構成するものであってもよく、回折格子であってもよい。前者の場合、レリーフ構造ＲＳには、例えば、国際公開第２０１７／２０９１１３号に記載された構成を採用することができる。後者の場合、レリーフ構造ＲＳには、例えば、特開平６－２８１８０４号公報や特開平７－１０４２１１号公報に記載された構成を採用することができる。

レリーフ構造ＲＳは、上記の通り、三次元画像を回折画像として表示する。レリーフ構造ＲＳは、単色の画像を表示するように設計されたものであってもよく、多色の画像を表示するように設計されたものであってもよい。レリーフ構造ＲＳが表示する三次元画像については、後で詳述する。

反射層１２は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを被覆している。反射層１２は、パターニングされた金属層である。反射層１２のうちレリーフ構造ＲＳを被覆している部分は、レリーフ構造に対してコンフォーマルな形状を有している。

保護層１３は、反射層１２を被覆しており、反射層１２と同じ形状を有している。保護層１３は、金属層を反射層１２へとパターニングする際に、エッチングマスクとして利用した層である。保護層１３は省略することができる。

この表示体１０は、以下に説明するように、観察者に強い立体感を与える三次元画像を表示することが可能である。

図３は、図１及び図２の表示体と、それが表示する三次元画像から三次元復元することにより得られる第１及び第２立体物と、観察者との、仮想空間における位置関係の一例を示す図である。図４は、図１乃至図３に示す表示体が、略正面から観察した場合に表示する画像を示す図である。図５は、図１乃至図３に示す表示体が、斜め右から観察した場合に表示する画像を示す図である。図６は、図１乃至図３に示す表示体が、斜め左から観察した場合に表示する画像を示す図である。

図１及び図２に示す表示体１０のレリーフ構造ＲＳは、図３に示すように、それが表示する三次元画像から立体物を三次元復元した場合に、第１立体物ＴＯＤ１と第２立体物ＴＯＤ２とが復元されるように設計されている。更に、このレリーフ構造ＲＳは、図３に示すように、それが表示する三次元画像から立体物を三次元復元した場合に、第１立体物ＴＯＤ１と第２立体物ＴＯＤ２との間に他の立体物が復元されないように設計されている。

ここでは、第１立体物ＴＯＤ１は、中心部が周縁部よりも厚い星形状を有しており、その厚さ方向はＺ方向に平行である。また、ここでは、第２立体物ＴＯＤ２は円盤形状を有しており、その厚さ方向はＺ方向に平行である。

第１立体物ＴＯＤ１は、表示体１０を観察する観察者ＯＢ１乃至ＯＢ３から見て表示体１０の表示面よりも手前の位置に、表示面から離間するように復元される。第２立体物ＴＯＤ２は、観察者ＯＢ１乃至ＯＢ３から見て表示体１０の奥の位置に、表示面から離間するように復元される。ここで、表示体１０の表示面は、表示体１０の厚さ方向に対して垂直であり且つレリーフ層１１と反射層１２との界面が位置した平面である。

ここでは、第１立体物ＴＯＤ１及び第２立体物ＴＯＤ２は、Ｚ方向から見た場合に位置が等しい。なお、実際には、第１立体物ＴＯＤ１のうち観察者ＯＢ１乃至ＯＢ３の何れとも向き合っていない部分は、三次元復元されない。また、第２立体物ＴＯＤ２のうち、第１立体物ＴＯＤ１によって遮られて、観察者ＯＢ１乃至ＯＢ３の何れからも見えない部分も、三次元復元されない。図３では、理解を容易にするために、そのような部分も三次元復元されているが如く、それら立体物を描いている。

なお、三次元画像からの立体物の三次元復元は、以下の方法により行う。
即ち、先ず、異なる観察角度で表示体１０が表示する複数の画像を撮像し、それら画像間で特徴点のマッチングを行う。画像間での特徴点のマッチングには、ＯＲＢ、ＳＩＦＴ又はＦＬＡＮＮを使用することができる。

仮想空間における各特徴点の位置は、三角測量の原理を利用して求めることができる。従って、これを利用して、仮想空間内に立体物を復元する。

三角測量の原理を利用して３つ以上の画像から立体物の復元を行う場合には、仮想空間において、同一の特徴点が複数の位置に現れることがある。この場合は、これら位置の重心を、その特徴点の仮想空間における位置とする。この場合、仮想空間において、同一の特徴点が複数の位置に現れ、その１つの位置が他の２以上の位置から大きくずれているときには、前者を除外して重心を算出することができる。

次に、立体物を復元した仮想空間に、表示体１０を再現する。具体的には、仮想空間に再現した観察者が立体物を見たときに知覚する像と、この観察者に向けて表示体１０が表示する画像とが重なるように、仮想空間に表示体１０を再現する。
上記のようにして、仮想空間に、第１立体物ＴＯＤ１及び第２立体物ＴＯＤ２を復元し、表示体１０及び観察者ＯＢ１を再現すると、以下の通り、それらを用いて、表示体１０が表示する画像を説明することができる。

表示体１０のレリーフ層１１側の面を、Ｘ方向に対して垂直であり且つＹ方向に対して傾いた方向から白色光で照明し、これを略正面から観察した場合、即ち、観察者ＯＢ１の位置から観察した場合、表示体１０は、図４に示すように、第１対象物の像Ｉ１と第２対象物の像Ｉ２とを表示する。ここで、第１対象物及び第２対象物は、それぞれ、上記の第１立体物ＴＯＤ１及び第２立体物ＴＯＤ２に対応している。即ち、ここでは、第１対象物は、中心部が周縁部よりも厚い星形状を有しており、第２対象物は円盤形状を有している。上記の観察条件下では、表示体１０は、像Ｉ１及び像Ｉ２を、各々が略正面を各々が向き、第１対象物が第２対象物よりも手前に位置し、それらの中心の位置が一致するように表示する。

同様の照明条件下で、表示体１０のレリーフ層１１側の面を斜め右から観察した場合、即ち、観察者ＯＢ２の位置から観察した場合、表示体１０は、第１対象物の像Ｉ１と第２対象物の像Ｉ２とを図５に示すように表示する。即ち、表示体１０は、像Ｉ１を、第１対象物が、観察者から見て、斜め左を向き、図４の状態から僅かに左へ移動したが如く表示する。また、表示体１０は、像Ｉ２を、第２対象物が、観察者から見て、斜め左を向き、図４の状態から僅かに右へ移動したが如く表示する。

また、同様の照明条件下で、表示体１０のレリーフ層１１側の面を斜め左から観察した場合、即ち、観察者ＯＢ３の位置から観察した場合、表示体１０は、第１対象物の像Ｉ１と第２対象物の像Ｉ２とを図６に示すように表示する。即ち、表示体１０は、像Ｉ１を、第１対象物が、観察者から見て、斜め右を向き、図４の状態から僅かに右へ移動したが如く表示する。また、表示体１０は、像Ｉ２を、第２対象物が、観察者から見て、斜め右を向き、図４の状態から僅かに左へ移動したが如く表示する。

このように、表示体１０は、それが表示する画像における第１及び第２対象物の向き及び位置が、観察角度の変化に応じて連続的に変化するように構成されている。それ故、表示体１０が表示する画像は、両眼視差及び／又は運動視差により立体的に見える。

図７は、第１比較例に係る表示体と、それが表示する三次元画像から三次元復元することにより得られる第１及び第２立体物と、観察者との、仮想空間における位置関係の一例を示す図である。図８は、図７に示す表示体が、略正面から観察した場合に表示する画像を示す図である。図９は、図７に示す表示体が、斜め右から観察した場合に表示する画像を示す図である。図１０は、図７に示す表示体が、斜め左から観察した場合に表示する画像を示す図である。

図７の表示体１０は、以下の設計を採用したこと以外は、図１乃至図６を参照しながら説明した表示体１０と同様である。即ち、図７の表示体１０では、第１立体物ＴＯＤ１は、表示体１０を観察する観察者ＯＢ１乃至ＯＢ３から見て表示体１０の表示面よりも手前の位置であるが、表示面と接するように復元される。また、第２立体物ＴＯＤ２は、観察者ＯＢ１乃至ＯＢ３から見て表示体１０の奥の位置であるが、表示面と接するように復元される。

図７の表示体１０のレリーフ層１１側の面を、Ｘ方向に対して垂直であり且つＹ方向に対して傾いた方向から白色光で照明し、これを略正面から観察した場合、即ち、観察者ＯＢ１の位置から観察した場合、この表示体１０は、第１対象物の像Ｉ１と第２対象物の像Ｉ２とを図８に示すように表示する。即ち、この条件下で図７の表示体１０が表示する画像は、図４を参照しながら説明した画像とほぼ同様である。

同様の照明条件下で、図７に示す表示体１０のレリーフ層１１側の面を斜め右から観察した場合、即ち、観察者ＯＢ２の位置から観察した場合、この表示体１０は、第１対象物の像Ｉ１と第２対象物の像Ｉ２とを図９に示すように表示する。即ち、この表示体１０は、像Ｉ１を、第１対象物が、位置をほぼ変化させることなしに、観察者から見て斜め左を向いたが如く表示する。また、この表示体１０は、像Ｉ２を、第２対象物が、位置をほぼ変化させることなしに、観察者から見て斜め左を向いたが如く表示する。

また、同様の照明条件下で、図７に示す表示体１０のレリーフ層１１側の面を斜め左から観察した場合、即ち、観察者ＯＢ３の位置から観察した場合、この表示体１０は、第１対象物の像Ｉ１と第２対象物の像Ｉ２とを図１０に示すように表示する。即ち、この表示体１０は、像Ｉ１を、第１対象物が、位置をほぼ変化させることなしに、観察者から見て斜め右を向いたが如く表示する。また、この表示体１０は、像Ｉ２を、第２対象物が、位置をほぼ変化させることなしに、観察者から見て斜め右を向いたが如く表示する。

このように、図７に示す表示体１０も、それが表示する画像における第１及び第２対象物の向きが、観察角度の変化に応じて連続的に変化するように構成されている。それ故、表示体１０が表示する画像は、両眼視差及び／又は運動視差により立体的に見える。但し、図７に示す表示体１０は、観察角度を変化させても、それが表示する画像における第１及び第２対象物の逆方向への移動は殆ど生じない。それ故、図７に示す表示体１０が表示する三次元画像は、図１乃至図６を参照しながら説明した表示体１０が表示する三次元画像ほど、観察者に強い立体感を与えない。

図１１は、第２比較例に係る表示体と、それが表示する三次元画像から三次元復元することにより得られる第１及び第２立体物と、観察者との、仮想空間における位置関係の一例を示す図である。図１２は、図１１に示す表示体が、略正面から観察した場合に表示する画像を示す図である。図１３は、図１１に示す表示体が、斜め右から観察した場合に表示する画像を示す図である。図１４は、図１１に示す表示体が、斜め左から観察した場合に表示する画像を示す図である。

図１１の表示体１０は、以下の設計を採用したこと以外は、図１乃至図６を参照しながら説明した表示体１０と同様である。即ち、図１１の表示体１０では、第２立体物ＴＯＤ２は、図１乃至図６を参照しながら説明した表示体１０と比較して、Ｚ方向における寸法がより大きく復元される。具体的には、図１１の表示体１０では、第２立体物ＴＯＤ２は、その一部が、観察者ＯＢ１乃至ＯＢ３から見て表示体１０の奥に位置しているが、残りの部分が、観察者ＯＢ１乃至ＯＢ３から見て表示体１０の手前の位置で第１立体物ＴＯＤ１と接するように復元される。

図１１の表示体１０のレリーフ層１１側の面を、Ｘ方向に対して垂直であり且つＹ方向に対して傾いた方向から白色光で照明し、これを略正面から観察した場合、即ち、観察者ＯＢ１の位置から観察した場合、この表示体１０は、第１対象物の像Ｉ１と第２対象物の像Ｉ２とを図１２に示すように表示する。即ち、この条件下で図１１の表示体１０が表示する画像は、図４を参照しながら説明した画像とほぼ同様である。

同様の照明条件下で、図１１に示す表示体１０のレリーフ層１１側の面を斜め右から観察した場合、即ち、観察者ＯＢ２の位置から観察した場合、この表示体１０は、第１対象物の像Ｉ１と第２対象物の像Ｉ２とを図１３に示すように表示する。即ち、この表示体１０は、像Ｉ１を、第１対象物が、観察者から見て、斜め左を向き、図１２の状態から僅かに左へ移動したが如く表示する。また、この表示体１０は、像Ｉ２を、第２対象物が、位置をほぼ変化させることなしに、観察者から見て斜め左を向いたが如く表示する。

また、同様の照明条件下で、図１１に示す表示体１０のレリーフ層１１側の面を斜め左から観察した場合、即ち、観察者ＯＢ３の位置から観察した場合、この表示体１０は、第１対象物の像Ｉ１と第２対象物の像Ｉ２とを図１４に示すように表示する。即ち、この表示体１０は、像Ｉ１を、第１対象物が、観察者から見て、斜め右を向き、図１２の状態から僅かに右へ移動したが如く表示する。また、この表示体１０は、像Ｉ２を、第２対象物が、位置をほぼ変化させることなしに、観察者から見て斜め右を向いたが如く表示する。

このように、図１１に示す表示体１０も、それが表示する画像における第１及び第２対象物の向きが、観察角度の変化に応じて連続的に変化するように構成されている。また、この表示体１０では、観察角度を変化させると、それが表示する画像における第１及び第２対象物の逆方向への相対的な移動を生じる。それ故、この表示体１０が表示する画像は、両眼視差及び／又は運動視差により立体的に見える。但し、この表示体１０では、観察角度を変化させた場合、第１対象物が僅かに移動したが如く像Ｉ１を表示するものの、第２対象物の位置をほぼ変化させることなしに像Ｉ２を表示する。それ故、この表示体１０が表示する画像における、第１及び第２対象物の逆方向への相対的な移動の量は小さい。従って、図１１に示す表示体１０が表示する三次元画像は、図１乃至図６を参照しながら説明した表示体１０が表示する三次元画像ほど、観察者に強い立体感を与えない。

以上の通り、図１乃至図６を参照しながら説明した表示体１０は、観察者に強い立体感を与える三次元画像を表示することが可能である。

表示体１０には、以下の設計を採用することが好ましい。
図１５は、図１及び図２の表示体と、それが表示する三次元画像から三次元復元することにより得られる第１及び第２立体物との、仮想空間における位置関係の一例を示す図である。

表示面から第１立体物ＴＯＤ１までの距離Ｄ１_ｍｉｎ及び表示面から第２立体物ＴＯＤ２までの距離Ｄ２_ｍｉｎの各々は、上記の通り、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。これら距離Ｄ１_ｍｉｎ及びＤ２_ｍｉｎの各々を長くすると、観察者は、表示体１０を回転させることに伴う第１対象物及び第２対象物の画像の相対的な移動をより知覚し易くなる。

第１立体物ＴＯＤ１は、上記の通り、その全体が、表示面からの距離Ｄ１_ｍａｘが４ｍｍ以下の範囲内に位置していることが好ましい。同様に、第２立体物ＴＯＤ２は、上記の通り、その全体が、表示面からの距離Ｄ２_ｍａｘが４ｍｍ以下の範囲内に位置していることが好ましい。表示面からの距離が長い部分を第１立体物ＴＯＤ１が含んでいる場合、この部分に対応した位置で、第１対象物の画像が暗くなる。同様に、表示面からの距離が長い部分を第２立体物ＴＯＤ２が含んでいる場合、この部分に対応した位置で、第２対象物の画像が暗くなる。

＜表示体の変形例＞
図１乃至図６を参照しながら説明した表示体１０には、様々な変形が可能である。
図１６は、変形例に係る表示体の断面図である。
図１６に示す表示体１０は、印刷層１４を更に含んでいること以外は、図１乃至図６を参照しながら説明した表示体１０と同様である。

印刷層１４は、レリーフ層１１上に設けられている。印刷層１４は、互いから離間して幅方向に配列した複数のラインパターン１４１を含んでいる。ここでは、ラインパターン１４１は、各々がＹ方向に伸び、Ｘ方向に配列している。

印刷層１４は、表示体１０の表面に複数の凸部を生じさせている。それ故、この表示体１０は、図１乃至図６を参照しながら説明した表示体１０と同様に、観察者に強い立体感を与える三次元画像を表示可能であるのに加え。観察者に特殊な触感を感じさせることができる。

印刷層１４を構成しているパターン、ここではラインパターン１４１は、光透過性であってもよく、遮光性であってもよい。後者の場合であっても、表示体１０は、観察者に強い立体感を与える三次元画像を表示可能である。

図１７は、図１６の表示体が、或る条件下で表示する画像を示す図である。図１８は、図１６の表示体が、他の条件下で表示する画像を示す図である。

ラインパターン１４１が遮光性である場合、図１７及び図１８に示すように、レリーフ構造ＲＳが表示する像Ｉ１及びＩ２のうち、ラインパターン１４１の真下に位置した部分は、ラインパターン１４１に隠れて見えない。但し、図１７及び図１８に示すように、観察角度を変化させると、ラインパターン１４１に隠れて見えなかった部分が、見えるようになる。

印刷層１４が表示体１０の表面に生じさせる凸部の高さは、好ましくは５乃至４０μｍの範囲内にある。凸部の高さが小さいと、観察者が表示体１０の表面に触れたときに、これら凸部の存在を触覚で知覚することが困難になる。凸部の高さが過剰に大きいと、ブロッキングを生じ易くなる。なお、凸部の高さが大きな印刷層１４は、例えば、凹版印刷によって形成することができる。

ラインパターン１４１の各々の幅は、０．０２乃至０．１ｍｍの範囲内にあることが好ましい。また、ラインパターン１４１は、０．２乃至０．５ｍｍの範囲内のピッチで配列していることが好ましい。

この構成によると、隣り合ったラインパターン１４１が繋がり難い。また、この構成を採用した表示体１０は、観察者がその表面に触れたときに、凸部の存在を触覚で知覚することが容易である。更に、この構成は、三次元画像のうち、ラインパターン１４１に隠れて見えなかった部分を、ラインパターン１４１の長さ方向に略平行な軸Ａ_Ｒの周りで表示体１０を僅かに回転させることによって見えるようにするのに適している。

＜転写箔＞
図１９は、転写箔の一例を示す断面図である。

図１９に示す転写箔２は、支持体２１と転写材層２２と接着層２３とを含んでいる。
支持体２１は、転写材層２２を剥離可能に支持している。支持体２１は、例えば、帯形状を有している。

転写材層２２は、レリーフ層２２１と、反射層２２２と、保護層２２３と、剥離保護層２２４とを含んでいる。剥離保護層２２４、レリーフ層２２１、反射層２２２、及び保護層２２３は、この順に、支持体２１上に積層されている。レリーフ層２２１と反射層２２２と保護層２２３との積層順は、逆であってもよい。

転写材層２２は、熱圧の印加によって物品へ転写される転写部と、物品へ転写されない非転写部とを含んでいる。転写部は、上述した表示体１０として利用される部分である。従って、レリーフ層２２１のうち転写部に位置した部分と、反射層２２２のうち転写部に位置した部分と、保護層２２３のうち転写部に位置した部分とは、それぞれ、レリーフ層１１と反射層１２と保護層１３とに相当する。

剥離保護層２２４は、支持体２１と隣接するように設けられている。剥離保護層２２４は、光透過性を有している材料、例えば、無色透明な材料からなる。剥離保護層２２４は、省略することができる。

接着層２３は、転写材層２２を間に挟んで支持体２１と向き合っている。接着層の母材は、熱可塑性樹脂とすることができる。その樹脂成分は、アクリル樹脂とすることができる。アクリル樹脂は、ポリメチルメタクリレート等とすることができる。転写箔２は、接着層２３を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。

＜粘着ラベル＞
図２０は、粘着ラベルの一例を示す断面図である。

図２０に示す粘着ラベル３は、表示体３１と粘着層３２とを含んでいる。なお、図２０において、符号３３は剥離シートを表している。

表示体３１は、基材３１１と反射層３１２と保護層３１３とを含んでいる。表示体３１は、上述した表示体１０に相当している。従って、基材３１１と反射層３１２と保護層３１３とは、それぞれ、レリーフ層１１と反射層１２と保護層１３とに相当している。

粘着層３２は、表示体３１の一方の主面に設けられている。粘着層３２は、粘着ラベル３の使用直前まで、剥離シート３３によって保護される。

粘着層３２は、感圧接着剤などの粘着剤からなる。粘着剤としては、例えば、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体、ポリエステル系ポリアミド、又は、アクリル系、ブチルゴム系、天然ゴム系、シリコーン系若しくはポリイソブチル系粘着剤を使用する。

粘着剤は、添加剤を更に含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、アルキルメタクリレート、ビニルエステル、アクリルニトリル、スチレン及びビニルモノマーなどの凝集成分；不飽和カルボン酸、ヒドロキシ基含有モノマー及びアクリルニトリルなどの改質成分；重合開始剤；可塑剤；硬化剤；硬化促進剤；酸化防止；又はそれらの２つ以上を含んだ混合物を使用する。

＜表示体付き物品＞
図２１は、表示体付き物品の一例を示す平面図である。

図２１に示す表示体付き物品４は、印刷物である。表示体付き物品４は、例えば、紙幣、有価証券、証明書類、クレジットカード、パスポート及びＩＤ（identification）カードなどの個人認証媒体、又は、内容物を包装する包装体である。

この表示体付き物品４は、表示体４１と、これを支持した物品４２とを含んでいる。

表示体４１は、上述した表示体１０である。表示体４１は、例えば、物品４２の表面に貼り付けるか又は物品４２内に埋め込まれることにより、物品４２によって支持されている。

物品４２は、印刷基材などの物品本体４２１と、これに設けられた印刷層４２２を含んでいる。物品本体４２１の材質は、例えば、プラスチック、金属、紙、又はそれらの複合体である。

以下に、本発明の例を記載する。
（例１）
図１９を参照しながら説明した転写箔２を製造した。なお、保護層２２３は省略した。また、転写材層２２には、図１乃至図６及び図１５を参照しながら表示体１０について説明した構造を採用した。

ここでは、第１立体物ＴＯＤ１は、厚さを有していない星形状とし、距離Ｄ１_ｍｉｎ及びＤ１_ｍａｘの各々は２ｍｍとした。また、第２立体物ＴＯＤ２は、厚さを有していない月形状とし、距離Ｄ２_ｍｉｎ及びＤ２_ｍａｘの各々は２ｍｍとした。

レリーフ構造ＲＳには、国際公開第２０１７／２０９１１３号に記載された構造を採用した。具体的には、第１立体物ＴＯＤ１及び第２立体物ＴＯＤ２の各々を、一辺の長さが１００μｍの正方形領域へ区分し、Ｘ方向及びＹ方向の各々の視野角を２０°とした。また、レリーフ構造ＲＳが含むパターンの最小サイズは４００ｎｍとし、深さは４段階とした。

転写箔２の製造においては、先ず、ニッケル製の版を製造した。具体的には、レジスト層の表面に、電子線描画装置を用いて、レリーフ構造ＲＳに対応したパターンを描画した。次いで、この表面にニッケルをスパッタリングし、更にニッケルをめっきした。その後、ニッケル層からレジスト層を除去した。以上のようにして、ニッケル製の版を得た。

次に、支持体２１としてポリエチレンテレフタレートからなるフィルムを準備し、その上に、ポリメチルメタクリル酸とポリエチレンワックスとを含んだ液を塗工して、剥離保護層２２４を形成した。次いで、剥離保護層２２４上に、アクリルポリオールとイソシアネートとフッ素樹脂とを含んだ層を形成した。この層に、上記のニッケル製の版が取り付けられ、１５０℃に温度を設定した加熱ロールを押し当てるとともに、紫外線を照射して、版のパターンを転写した。これにより、レリーフ層２２１を得た。

レリーフ層２２１と剥離保護層２２４と支持体２１とを含む積層体を版から剥離した後、レリーフ層２２１上にアルミニウムを蒸着して、反射層２２２を形成した。更に、反射層２２２上に、エチレン－酢酸ビニル共重合体を塗工して、接着層２３を形成した。
以上のようにして、図１９に示す転写箔２を得た。

次に、この転写箔２を用いて、表示体付き物品を製造した。ここでは、表示体を支持させるべき物品として、上質紙を使用した。表示体付き物品を製造においては、転写箔２を上質紙に重ね、この状態で、それらの積層体の一部に熱圧を印加した。次いで、支持体２１を、転写材層２２のうち熱圧を印加していない部分とともに上質紙から剥離した。このようにして、転写材層２２のうち熱圧を印加した部分を、表示体１０として、支持体２１から上質紙へ転写した。以上のようにして、表示体付き物品を得た。

この表示体付き物品を白色光で照明し、表示体１０が表示する三次元画像を肉眼で観察した。その結果、この表示体１０は、観察者に強い立体感を与える三次元画像を表示することを確認できた。

（比較例）
三次元画像を三次元復元した場合に第２立体物ＴＯＤ２が復元されないようにレリーフ構造ＲＳを設計したこと以外は、例１と同様の方法により、表示体付き物品を製造した。

この表示体付き物品を白色光で照明し、表示体が表示する三次元画像を肉眼で観察した。その結果、この表示体は、例１の表示体１０ほど、観察者に強い立体感を与えるものではないことを確認できた。

（例２）
転写材層２２の一部を支持体２１から上質紙へ転写した後に、図１６乃至図１８を参照しながら説明した印刷層１４を形成したこと以外は、例１と同様の方法により、表示体付き物品を製造した。ここでは、印刷層１４は、凹版印刷によって形成した。また、印刷層１４の厚さは１５μｍとし、ラインパターン１４１の幅は０．０５ｍｍとし、ラインパターン１４１のピッチは０．３ｍｍとした。

この表示体付き物品を白色光で照明し、表示体１０が表示する三次元画像を肉眼で観察した。その結果、或る条件下では、像Ｉ１及びＩ２のうち、ラインパターン１４１の真下に位置した部分は、ラインパターン１４１に隠れて見えなかったが、観察角度を変化させることにより、ラインパターン１４１に隠れて見えなかった部分は見えるようになった。また、この表示体１０は、比較例の表示体と比較して、観察者により強い立体感を与えるものであることを確認できた。更に、この表示体１０は、印刷層１４に触れることにより、ラインパターン１４１により生じる凹凸を、他の部分との触感の違いとして認識することができた。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
［１］
第１対象物の画像と第２対象物の画像とを含む三次元画像を回折画像として表示する表示体であって、
前記三次元画像から立体物を三次元復元した場合、
前記第１対象物に対応した第１立体物は、前記表示体を観察する観察者から見て前記表示体の表示面よりも手前の位置に、前記表示面から離間するように復元され、
前記第２対象物に対応した第２立体物は、前記観察者から見て前記表示面の奥の位置に、前記表示面から離間するように復元され、
前記第１立体物と前記第２立体物との間に他の立体物は復元されない表示体。
［２］
前記表示体を正面から観察した場合に、前記第１対象物の前記画像と前記第２対象物の前記画像とは少なくとも部分的に重なり合う項１に記載の表示体。
［３］
前記表示面から前記第１立体物までの距離及び前記表示面から前記第２立体物までの距離の各々は０．５ｍｍ以上である項１又は２に記載の表示体。
［４］
前記第１立体物及び前記第２立体物の各々は、その全体が、前記表示面からの距離が４ｍｍ以下の範囲内に位置している項１乃至３の何れか１項に記載の表示体。
［５］
前記第１立体物の表面のうち前記表示面から最も離れた位置の前記表示面からの距離は、前記第２立体物の表面のうち前記表示面から最も離れた位置の前記表示面からの距離と等しい項１乃至４の何れか１項に記載の表示体。
［６］
前記第１立体物の表面のうち前記表示面から最も離れた位置の前記表示面からの距離は、前記第２立体物の表面のうち前記表示面から最も離れた位置の前記表示面からの距離と比較してより短い項１乃至４の何れか１項に記載の表示体。
［７］
前記三次元画像を表示するレリーフ構造が一方の主面に設けられたレリーフ層と、
前記主面のうち前記レリーフ構造が設けられた領域を少なくとも部分的に被覆した反射層と
を備え、前記表示面は、前記反射層の表面又は前記レリーフ構造と前記反射層との間の界面である項１乃至６の何れか１項に記載の表示体。
［８］
前記レリーフ構造には前記三次元画像が干渉縞として記録された項７に記載の表示体。
［９］
前記表示面と向き合った印刷層を更に備え、前記印刷層は、前記表示体の表面に複数の凸部を生じさせている項７又は８に記載の表示体。
［１０］
前記複数の凸部の高さは５乃至４０μｍの範囲内にある項９に記載の表示体。
［１１］
前記複数の凸部は、互いから離間して幅方向に配列した複数のラインパターンを含んだ項９又は１０に記載の表示体。
［１２］
前記複数のラインパターンの各々の幅は０．０２乃至０．１ｍｍの範囲内にあり、前記複数のラインパターンは０．２乃至０．５ｍｍの範囲内のピッチで配列している項１１に記載の表示体。
［１３］
項１乃至１２の何れか１項に記載の表示体を含んだ転写材層と、
前記転写材層を剥離可能に支持した支持体と
を備えた転写箔。
［１４］
項１乃至１２の何れか１項に記載の表示体と、
前記表示体上に設けられた粘着層と
を備えた粘着ラベル。
［１５］
項１乃至１２の何れか１項に記載の表示体と、
前記表示体を支持した物品と
を備えた表示体付き物品。

２…転写箔、３…粘着ラベル、４…表示体付き物品、１０…表示体、１１…レリーフ層、１２…反射層、１３…保護層、１４…印刷層、２１…支持体、２２…転写材層、２３…接着層、３１…表示体、３２…粘着層、３３…剥離シート、４１…表示体、４２…物品、１４１…ラインパターン、２２１…レリーフ層、２２２…反射層、２２３…保護層、２２４…剥離保護層、４２１…物品本体、４２２…印刷層、Ａ_Ｒ…軸、Ｉ１…像、Ｉ２…像、ＯＢ１…観察者、ＯＢ２…観察者、ＯＢ３…観察者、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域、ＲＳ…レリーフ構造、ＴＯＤ１…第１立体物、ＴＯＤ２…第２立体物。

Claims

第１対象物の画像と第２対象物の画像とを含む三次元画像を回折画像として表示する表示体であって、
前記三次元画像から立体物を三次元復元した場合、
前記第１対象物に対応した第１立体物は、前記表示体を観察する観察者から見て前記表示体の表示面よりも手前の位置に、前記表示面から離間するように復元され、
前記第２対象物に対応した第２立体物は、前記観察者から見て前記表示面の奥の位置に、前記表示面から離間するように復元され、
前記第１立体物と前記第２立体物との間に他の立体物は復元されず、
前記三次元画像は回折格子によって表示される画像であり、
前記三次元画像を表示する前記回折格子としてのレリーフ構造が一方の主面に設けられたレリーフ層と、
前記主面のうち前記レリーフ構造が設けられた領域を少なくとも部分的に被覆した反射層と
を備え、前記表示面は、前記反射層の表面又は前記レリーフ構造と前記反射層との間の界面である表示体。
前記表示体を正面から観察した場合に、前記第１対象物の前記画像と前記第２対象物の前記画像とは少なくとも部分的に重なり合う請求項１に記載の表示体。
前記表示面から前記第１立体物までの距離及び前記表示面から前記第２立体物までの距離の各々は０．５ｍｍ以上である請求項１又は２に記載の表示体。
前記第１立体物及び前記第２立体物の各々は、その全体が、前記表示面からの距離が４ｍｍ以下の範囲内に位置している請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示体。
前記第１立体物の表面のうち前記表示面から最も離れた位置の前記表示面からの距離は、前記第２立体物の表面のうち前記表示面から最も離れた位置の前記表示面からの距離と等しい請求項１乃至４の何れか１項に記載の表示体。
前記第１立体物の表面のうち前記表示面から最も離れた位置の前記表示面からの距離は、前記第２立体物の表面のうち前記表示面から最も離れた位置の前記表示面からの距離と比較してより短い請求項１乃至４の何れか１項に記載の表示体。
前記表示面と向き合った印刷層を更に備え、前記印刷層は、前記表示体の表面に複数の凸部を生じさせている請求項１乃至６の何れか１項に記載の表示体。
前記複数の凸部の高さは５乃至４０μｍの範囲内にある請求項７に記載の表示体。
前記複数の凸部は、互いから離間して幅方向に配列した複数のラインパターンを含んだ請求項７又は８に記載の表示体。
前記複数のラインパターンの各々の幅は０．０２乃至０．１ｍｍの範囲内にあり、前記複数のラインパターンは０．２乃至０．５ｍｍの範囲内のピッチで配列している請求項９に記載の表示体。
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の表示体を含んだ転写材層と、
前記転写材層を剥離可能に支持した支持体と
を備えた転写箔。
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の表示体と、
前記表示体上に設けられた粘着層と
を備えた粘着ラベル。
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の表示体と、
前記表示体を支持した物品と
を備えた表示体付き物品。