JP2003015528A

JP2003015528A - 画像表示構造

Info

Publication number: JP2003015528A
Application number: JP2001197096A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Yama; 義則山; Yukikazu Shibata; 幸和柴田; Atsushi Yoshida; 淳吉田
Original assignee: MINT BUREAU MINISTRY OF FINANC; MINT BUREAU MINISTRY OF FINANCE
Current assignee: MINT BUREAU MINISTRY OF FINANC; MINT BUREAU MINISTRY OF FINANCE
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-17

Abstract

(57)【要約】【課題】より細かい表現性を有する新規な画像表示構
造を提供すること。【解決手段】画像を表示すべき面１に、画素となる斜
面を有する凹部（または凸部）２を複数設ける。各凹部
は、点描画状画面を構成する画素の位置に配置する。ま
た、各凹部は、その斜面における光の反射状態の差異に
よって点描画状画面内に所定の画像が出没するように、
各凹部の斜面の面積および／または傾きを選択して形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体の表面に画像
を表示し得る画像表示構造に関し、特に、見る角度によ
って画像を出没させることを可能とする表示構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】貨幣や金属製品などの表面に凹凸を形成
し、その凹凸での光の反射の具合によって、見る者に対
して、特定の模様を強調または認識させる画像表示構造
が知られている。

【０００３】例えば、特開平７−１８８９８２号公報で
は、金属材の表面に、同一方向に延びる多数の細溝を並
列させた凹凸面からなる模様を形成しており、光の入射
角や見る者の視角に応じて、該模様が出没する構成が開
示されている。ただし、このような構成では、細溝の１
本１本には意味は無く、多数の細溝が、模様の個々の領
域に施されたハッチングのような作用を示すだけであ
る。即ち、見る角度によっては、そのハッチングが領域
別に輝いて、その領域が他の領域よりも強調されるとい
うものである。従って、模様が消えるということはな
く、ハッチングが輝かない方向から見たとしても、その
模様はハッチング自体によって明確に識別できる。

【０００４】これに対して、平成１２年に新規貨幣とし
て発行された、所謂「新５００円貨」に施されている潜
像加工では、特定の模様が周囲の素地と全く識別できな
くなるように消える。この貨幣の裏面には、「５００」
という数字のうちの２つのゼロの内側に多数の平行な凹
溝（凸条とも解し得る）が加工されており、見る角度に
よって、「５００円」の文字が現れる状態、無表示
の状態、縦の線が現れる状態の、３種類の表示状態と
なる。このように、物体表面の同じ領域に、異なる画像
が独立して別個に現れる現象が潜像である。この潜像の
表示画面を構成する平行な凹溝は、走査線のように、１
本１本が画像の各部を構成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
画像表示構造は、画像出没の程度やメカニズムに差異は
あるが、いずれもストライプ状の凹凸線を利用するもの
である。従って、画像の表現性は該凹凸線によって制限
を受け、細かい陰影のグラデーションを自由に表現する
こと等は困難である。

【０００６】本発明の課題は、より細かい表現性を有す
る新規な画像表示構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の特徴を有
するものである。（１）画像を表示すべき面に、ドット状の凹部またはド
ット状の凸部が複数設けられ、各凹部または凸部は、点
描画状画面を構成する画素の位置に配置され、かつ、画
素となる斜面を有し、該斜面における光の反射状態の差
異によって点描画状画面内に所定の画像が出没するよう
に、各凹部または凸部が、斜面の面積および／または傾
きを選択されて形成されていることを特徴とする、画像
表示構造。

【０００８】（２）点描画状画面の表示状態が、見る角
度によって、該画面内に画像が表示されない状態、およ
び２以上の異なる画像が別個に表示される状態となるよ
う、各凹部または凸部が、斜面の面積および／または傾
きを選択されて形成されている上記（１）記載の画像表
示構造。

【０００９】（３）凹部または凸部のうちの一部または
全部が、２以上の斜面を有するものである、上記（１）
または（２）記載の画像表示構造。

【００１０】（４）凹部または凸部の形状が、くさび形
状、三角錐状、四角錐状、五角以上の多角錐状、または
円錐状である、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の
画像表示構造。

【００１１】（５）斜面の面積および／または傾きを変
化させるために、下記（イ）〜（ハ）から選ばれる１以
上の条件が選択されるものである、上記（１）〜（４）
のいずれかに記載の画像表示構造。（イ）凹部の深さ、または、凸部の高さ。（ロ）凹部の開口径、または、凸部の基部外径。（ハ）凹部の開口の向き、または凸部の基部の向き。

【００１２】（６）全ての凹部の開口形状と開口の向
き、または全ての凸部の基部形状と基部の向きが、互い
に同じであるように形成され、各凹部または凸部の斜面
の傾き角度の差異だけによって、点描画状画面内に画像
が出没する構成とされている、上記（１）〜（５）のい
ずれかに記載の画像表示構造。

【００１３】（７）画像を表示すべき面に設けられる凹
部または凸部が、全て凹部である、上記（１）〜（６）
のいずれかに記載の画像表示構造。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら、本
発明を具体的に説明する。以下の説明では、物体の表面
に凹部を形成し画像を構成する態様を例として示すが、
凸部を用いる態様の場合も、基本的な表示のメカニズム
は凹部の場合と同様であって、以下の説明の「凹部」を
「凸部」と読み替えて理解することができる。ただし、
凹部と凸部とでは、反射する斜面の位置が互いに逆にな
る。また、説明のために、凹部の形状を、図２に示すよ
うな、くさび状・四角錐としているが、これに限定され
るものではない。

【００１５】本発明による画像表示構造では、図１に簡
単なモデルを示すように、画像を表示すべき面１に、斜
面を有するドット状の凹部２が複数設けられる。各凹部
２は、点描画状画面（以下、単に「画面」ともいう）ｓ
を構成する画素の位置に存在する。目的の画像を表示す
るための画素として実際に機能するのは、各凹部の斜面
である。各凹部の斜面は、光の反射状態の差異によって
画面内に所定の画像が出没するように、該斜面の面積お
よび／または傾きを選択されて形成されている。例え
ば、図１における縦（Ａ１）列の凹部３は、互いに同じ
傾きを有する斜面（互いに略平行な面となっている）を
有し、それ以外の凹部４は、縦（Ａ１）列の凹部３とは
同じ反射を示す斜面を有しないように形成されている。

【００１６】上記構成とすることによって、この面を見
る角度（光源の照射角度でもよい）によっては、各凹部
の斜面毎での光の反射状態に差が生じ、画面内に特定の
画像が出没する。例えば、図１（ａ）に黒く着色して示
すように、縦（Ａ１）列の４つの凹部３の同じ側に位置
する斜面だけが一斉に反射し（逆に、反射しない明暗反
転状態でもよい）、画面には、「１」の文字が点描画状
に表示される。しかし、物体の傾きを変え（見る角度を
変え）、または光の照射状態を変えていくと、図１
（ｂ）のように、全ての画素が反射しない状態（また
は、全ての画素が同程度に反射する状態でもよい）が生
じ、縦（Ａ１）列による「１」の文字は、点描画状画面
に埋没して認識され難くなる。即ち、見る角度によって
画像が画面に出没する潜像が構成される。

【００１７】図１（ａ）では、縦（Ａ１）列の各凹部内
の４斜面のうち、上側の１斜面だけを黒く着色して描い
ているが、見る方向によって、縦（Ａ１）列の他の斜面
のグループによって「１」が表示され得る構成としても
よい。また、上側の１斜面のグループだけが唯一「１」
を表示し得る構成としてもよい。

【００１８】凹部の配置パターンは限定されず、物体の
表面を見たときに点描画状画面であることが認識される
ような画素の位置に凹部が存在するよう集合していれば
よい。凹部の好ましい配置パターンとしては、六方最密
状、図４に示すようなマトリクス状の他、マトリクスが
１行毎に煉瓦積みのように斜めにずれた配置、完全にラ
ンダムな配置などが挙げられる。

【００１９】点描画状画面の外形は、表示すべき画像の
外形と一致するものでもよい。例えば、人の顔の外形を
表わす画面（例えば、円形に凹部を集合させた画面）の
中で、目や口などが動画として変化するような画像を斜
面で表示する構成とした場合、顔が動画のベースとなる
画面であり、顔全体もまた画像である。また、画面の領
域は、テレビなどの一般的な表示装置の画面と同様、表
示すべき画像領域の周囲に背景領域等を加えたものであ
ってもよい。いずれの場合も、画面は物体の表面から消
えることはなく、画面の中に所定の画像が出没する。

【００２０】凹部の形状は、画素となる斜面を１以上す
るものであればよい。例えば、図２（ａ）、（ｂ）のよ
うなくさび形状、三角錐状、図２（ｃ）のような四角錐
状、五角以上の多角錐状、円錐状、開口形状が複雑に凹
凸した異形の錐状などが挙げられる。ここでいう錐状は
錐台状を含んでおり、頂点が鋭利状、平坦状、球状であ
ってもよい。

【００２１】凹部がドット状であるとは、その開口形状
（凸部では基部形状）が点描画状画面の１つの画素の位
置を占有し、その斜面が１つの画素として機能する形状
を有するような該開口形状の縦横比率であることを意味
する。その縦横比率は限定はされないが、例えば、図２
に示す四角形の開口形状のものでは、その好ましい縦横
比率は、（縦：横）＝（０．２５：１）〜（４：１）程
度である。

【００２２】図２（ａ）に例示するくさび形状の凹部
は、１つの斜面ｅ１以外の３面が垂直面となっている。
垂直面は有効な反射面とはなり難い。このような凹部を
用いて画像を表示するには、例えば、図３（ａ）に示す
ように、凹部２１〜２３のうち、画像に関与する特定の
凹部２２の斜面の傾きだけを特異的に角度β（物体の表
面に対する俯角）とし、その他の凹部２１、２３の斜面
を俯角αとすればよい。

【００２３】また、図３（ｂ）に示すように、第１の画
像に関与する特定の凹部３２の斜面の俯角をβ１とし、
第２の画像に関与する凹部３３の斜面の俯角をβ２と
し、それ以外の凹部３１、３４の斜面の俯角をαとする
などのように、斜面の角度を画像毎に多種変えることに
よって、斜面が１つの凹部形状であっても、複数の画像
を出没させることができる。

【００２４】図３（ｂ）に示すように、斜面の俯角に差
異を設けることによって、２以上の画像を別個に独立的
に表示することができ、また、斜面の俯角に微小な差異
を設けることによって、反射の仕方を変化させ、１つの
画像の濃淡を段階的に変化させることもできる。

【００２５】図２（ｂ）に例示する凹部は、家屋の屋根
のように２つの斜面ｅ２、ｅ３を有するくさび形状とな
っている。このような凹部形状では、図２（ａ）の凹部
と比べて、画像が見える角度の範囲が広くなり、多種類
の画像を表示することが容易になる。また、斜面ｅ２側
で表示する画像と、斜面ｅ３側で表示する画像とでは、
画面を見る角度の間に大きな差があるから、画像を明確
に識別することができる。このような特性は、機械など
による画像の識別にも有利である。

【００２６】図４は、図２（ｂ）の凹部を用いて画像を
表示した場合の例である。図４（ａ）では、縦Ｖ１、Ｖ
２列、横Ｈ１、Ｈ２行の各凹部の右側の斜面だけが特異
的な角度とされ、反射して「＋」という模様を表示して
いる。また、図４（ｂ）では、横Ｈ１、Ｈ２行の各凹部
の左側の斜面だけが特異的な角度とされ、画面を見る角
度を変えたときに「−」という模様を表示している。上
記したように、画面に何も表示されない中間的な状態も
存在し、また、明暗が反転した表示状態も存在する。

【００２７】図２（ｃ）の凹部は、４つの斜面を有する
四角錐状であって、図２（ａ）、（ｂ）の場合と比べ
て、見る角度の範囲が３次元的に広がり、より多種類の
画像を容易に表示し得、複雑な装飾効果が得られる。

【００２８】凹部形状のなかでも円錐状は、上記四角錐
状など多くの斜面を有する凹部の特徴をさらに顕著に示
す。即ち、１つの円錐状の凹部内には、互いに異なる斜
面が無数に存在するから、特定の凹部グループの特定方
向の斜面だけを同様に変化させることによって（開口形
状は円形ではなく楕円形などの変形した環状形にな
る）、画像が連続的に変化するといった表示作用を示す
ことも可能である。

【００２９】画面の画素位置に配置される凹部は、目的
に応じて種々の形状が混在していてもよく、凹部の深
さ、開口径、開口の向き、凹部全体の大きさなどを自由
に設定してよい。開口径は、開口形状が円形でない場
合、最も大きな寸法とする等、適宜規定すればよい。凹
部の開口の向き（凸部では基部の向き）とは、物体表面
に現れる開口形状の姿勢をいう。例えば図１（ａ）に示
すように、合同・相似の開口形状であっても、３と４と
では、姿勢が互いに４５℃傾いている。

【００３０】斜面の傾きによって画像を表示し得ること
は上記のとおりであるが、斜面の傾きを変えるのには、
深さを変えても、開口径を変えてもよい。また、同じ傾
きの斜面でも、斜面の面積を変えることによって、画像
に濃淡を付与することも可能である。傾きの大小と、面
積の大小を組み合せることによって、より複雑で繊細な
濃淡の表現が可能である。

【００３１】例えば、図５の例では、縦Ｖ１〜Ｖ５列の
凹部と、横Ｈ１〜Ｈ３行の凹部とでは、開口の向きが異
なっており、見る角度によっては、横Ｈ１〜Ｈ５行によ
る画像と、縦Ｖ１〜Ｖ５列による画像とが別個に表示さ
れる。そしてさらに、同じ縦列のなかでも、Ｖ３列だけ
が他の列の凹部に比べて相似的に大きく、また、同じ横
行のなかでも、Ｈ２行だけが他の行の凹部に比べて相似
的に大きくなっている。よって、図５（ａ）の中央の横
線、図５（ｂ）の中央の縦線が、各々濃い画像となる。

【００３２】図１に示したように、目的の画像に対応す
る凹部の向きだけを変えることによって、容易にかつ明
確に画像を出没させることができるようになる。これに
対して、図４に示すように、凹部の開口形状、開口の向
きを互いに全て同じとし、各凹部の斜面の傾きの差異だ
けによって画像が出没する構成とすれば、画像が表示さ
れない状態では、どの凹部も全く同様の開口であるため
に、画像が潜んでいることを識別するのは困難となり、
画像の出没がより鮮やかとなる。

【００３３】画像を表示すべき面を有する物体の材料
は、金属、プラスチック、木、コンクリート、石、砂、
粉体、紙、地面など、固体が好ましい。これらのなかで
も、高い反射性を有する材料が好ましく、金属やプラス
チックなどが好ましいものとして挙げられる。また、反
射性を有しない材料であっても、形成した凹部の表面
に、めっき、蒸着、コーティングなどの表面処理を施し
てもよい。また、流体であっても、その表面に凹状部品
や凸状部品を方向性を維持しながら配置することによっ
て、画像を表示することができる。

【００３４】画像を表示すべき面を有する物品の種類は
限定されず、例えば、装飾品、貨幣・メダルなどの小さ
いものから、道具や置物、広告パネル、碑、建築物、土
地などであってもよい。また、当該画像表示構造は、物
品に付加的に設けられるだけでなく、絵画やシールのよ
うに、当該画像表示構造だけを主体とする装飾物であっ
てもよい。

【００３５】凹部の開口径や配置密度は、画面の大き
さ、画面を見る距離などによって、数十μｍから数ｍ、
さらにはそれ以上の大きさまで適宜選択してよい。例え
ば、対象物品がコインなど小さいもの場合では、手に持
って２０〜３０ｃｍ程度の距離で画面を見ることにな
る。このような場合、画像の複雑さにもよるが、凹部の
個々の外径は、２５μｍ〜５００μｍ程度、部の深さは
５μｍ〜５００μｍ程度、配列ピッチは２５μｍ〜７５
０μｍ程度が好ましい。これらの値は、画像を美しく見
せるための好ましい範囲であって、本発明を限定するも
のではない。また、建築物の壁面等に画面を形成し、遠
方から画像の変化を見せるような場合、各凹部の大きさ
や配列ピッチは、画面までの距離に応じて、拡大すれば
よい。

【００３６】凹部、凸部の形成方法としては、例えば、
鍛造、転造、成型、鋳物、切削加工などが挙げられる。
鍛造、転造、切削などによる形成では、凹部の加工の方
が、ヒケや欠けなどのない高品質のものが容易に得られ
る傾向にある。また、凹部は外部からの打撃を受けても
凸部に比べて破損することが比較的少ない。また、凹部
であれば、物品の外形寸法を増加させることもない。こ
れらの点では、凹部による画像表示構造が好ましい態様
である。

【００３７】当該画像表示構造は、見る角度によって画
像を出没させることができ、特に、複数の画像を同じ画
面内に独立的に出没させることができる。よって、両眼
の視差を利用すれば、当該画像表示構造によって立体画
像を表示することも可能である。表示すべき画像は、
絵、文字、記号、模様など種類を問わないが、各画素が
ランダムに光るだけの画像であってもよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明による画像表示構造は、従来にお
けるような走査線の集合によって画像を表示するもので
はなく、ドット状の凹部または凸部の集合として、画像
を点描画状に示すことができる。よって、従来よりも表
現の自由度が向上しており、細かい陰影のグラデーショ
ンを多方向に付与することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像表示構造を、簡単な構成例に
よって模式的に示す図である。図１（ａ）では、画像を
表示すべく特異的に反射している斜面を黒で示している
（以下の図も同様）。

【図２】凹部の形状を例示する図である。凸部の場合
は、これらの凹部は反転して突き出した形状となる。

【図３】斜面毎の傾きを例示する断面図である。

【図４】図２（ｂ）に示す凹部を用いて画像表示構造を
構成し、画像を表示した場合の例である。

【図５】斜面の面積を変えることによって、画像に濃淡
を付与した場合の例を示す図である。

【符号の説明】

１画像を表示すべき面２斜面を有する凹部（または凸部）Ｓ点描画状画面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田淳大阪府大阪市北区天満１丁目１番79号財務省造幣局内Ｆターム(参考） 5C096 AA11 BA03 CA04 CA15 CB01 CE01 CE24 FA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を表示すべき面に、ドット状の凹部
またはドット状の凸部が複数設けられ、各凹部または凸
部は、点描画状画面を構成する画素の位置に配置され、
かつ、画素となる斜面を有し、該斜面における光の反射状態の差異によって点描画状画
面内に所定の画像が出没するように、各凹部または凸部
が、斜面の面積および／または傾きを選択されて形成さ
れていることを特徴とする、画像表示構造。
【請求項２】点描画状画面の表示状態が、見る角度に
よって、該画面内に画像が表示されない状態、および２
以上の異なる画像が別個に表示される状態となるよう、
各凹部または凸部が、斜面の面積および／または傾きを
選択されて形成されている請求項１記載の画像表示構
造。
【請求項３】凹部または凸部のうちの一部または全部
が、２以上の斜面を有するものである、請求項１または
２記載の画像表示構造。
【請求項４】凹部または凸部の形状が、くさび形状、
三角錐状、四角錐状、五角以上の多角錐状、または円錐
状である、請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示構
造。
【請求項５】斜面の面積および／または傾きを変化さ
せるために、下記（イ）〜（ハ）から選ばれる１以上の
条件が選択されるものである、請求項１〜４のいずれか
に記載の画像表示構造。（イ）凹部の深さ、または、凸部の高さ。（ロ）凹部の開口径、または、凸部の基部外径。（ハ）凹部の開口の向き、または凸部の基部の向き。
【請求項６】全ての凹部の開口形状と開口の向き、ま
たは全ての凸部の基部形状と基部の向きが、互いに同じ
であるように形成され、各凹部または凸部の斜面の傾き
角度の差異だけによって、点描画状画面内に画像が出没
する構成とされている、請求項１〜５のいずれかに記載
の画像表示構造。
【請求項７】画像を表示すべき面に設けられる凹部ま
たは凸部が、全て凹部である、請求項１〜６のいずれか
に記載の画像表示構造。