JP2013025264A - 立体視画像形成体および判別具 - Google Patents

Abstract

【課題】 目視判定が容易で、かつ、意匠性も備えた、特に偽造防止分野に好適な画像形成体およびその判定具を提供することを課題とする。
【解決手段】 立体視画像形成体１は、同一の光学特性を持つ（左回転偏光反射特性を持つとする）コレステリック液晶からなる第１および第２の光選択反射体を持ち、第１、第２の光選択反射体は視差のある立体視画像をなす。第２の光選択反射体３２に達した光は左円偏光のみが反射され、また、第１の光選択反射体３１に達した光は左円偏光のみが反射され、さらに１／２波長層１３において右回転偏光に変換され、１／４波長層２２と直線偏光層（２３ａ、２３ｂ）で構成され一方向のみの回転偏光のみを透過させるフィルターＡ２０ａおよびフィルターＢ２０ｂに達する。フィルターＡ２０ａでは第１の光選択反射体がなす像のみが観察され、フィルターＢ２０ｂでは第１の光選択反射体がなす像のみが観察され立体視が実現できる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、主に偽造防止分野に適用される画像形成技術に関し、特に、平面状に形成された画像を、利用時には、簡便な判別具によって立体像として可視化する画像形成体と判別具に関する。

物品の真正性を確認するための真偽判定手段としては、従来より多様な方法が提案されており、偽造防止技術として様々な分野で実用になっている。特に、クレジットカードや証書類、金券など偽造の対象となりやすい物品には何らかの偽造防止技術が投入されているといってよい。用いられる偽造防止技術としては、特殊インキを利用するもの、蛍光インキなど視覚効果を利用するもの、ホログラムなど微細パターンを利用するもの、液晶性フィルムを利用するものなど多岐にわたる。また、真正性を判定する方法も、目視によるもの、判定具を併用するもの、機械認識によるものなど様々である。しかも、複数の手法を併用することで、より効果（すなわち偽造の困難性）の高いものとしている。

特許文献１は、液晶性フィルムを利用するカードに関する発明であり、コレステリック液晶が持つ波長選択反射性（すなわち特定の帯域の波長を反射）および視角度の変化による色の変化を利用した偽造防止効果について述べている。
また、特許文献２は、セキュリティ媒体に用いる識別構造に関する発明であり、コレステリック液晶の波長選択反射性を用い、判定具となるフィルターを介して観察した際の色の違いにより真偽を判定する技術について述べている。

しかしながら、コレステリック液晶の特性をそのまま応用する特許文献１のものは今や作成困難なものではなくなり、偽造防止効果としては不十分なものとなっている。また、特許文献２のものも、別途判定具を用いながら、単に色の変化により真偽判定を行うことは、偽造防止効果の点でも費用対効果の点でも不十分なものとなっている。

特開昭６３−５１１９３号公報 特開１１−４２８７５号公報

そこで本発明は、目視判定が容易で、かつ、意匠性も備えた、特に偽造防止分野に好適な画像形成体およびその判定具を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本願第１の発明は、
両眼視差を生じしめる第１の画像と第２の画像とからなる立体視画像が基材に形成されてなる立体視画像形成体であって、
前記第１の画像は、左円偏光または右円偏光のいずれか一方の回転方向の円偏光のみ反射する第１の光選択反射体により形成され、前記第２の画像は、前記第１の光選択反射体が反射する円偏光と同じ回転方向の円偏光を反射する第２の光選択反射体により形成され、前記第１の光選択反射層と第２の光選択反射層は、透過する円偏光の回転方向を左から右、または、右から左に変換して射出する１／２波長層を介して積層されていることを特徴とする。
また、上記第１および第２の光選択反射体はコレステリック液晶により形成されることを特徴とする。

本願第２の発明は、
上記の立体視画像形成体から両眼立体視により立体視像を視認する判別具であって、
前記判別具は、観察者の一方の目に割当てる第１の判別部と、他方の目に割当てる第２の判別部からなり、
前記第１の判別部は、左円偏光または右円偏光のいずれか一方の回転方向の円偏光のみを透過する第１の選択透過層を有し、
前記第２の判別部は、前記第１の選択透過層が透過する円偏光と反対の回転方向の円偏光のみを透過する第２の選択透過層を有することを特徴とする。
なお、前記第１および第２の選択透過層は、円偏光を直線偏光に変換する１／４波長層と、特定の偏光方向の光のみを透過する直線偏光層とを積層して構成することが好ましい。

本発明の立体視画像形成体によれば、同画像形成体に平面状に形成した組画像（立体視の元となる１対の画像）を簡便な判別具を通して観察することにより立体像として感知できる。特に前記組画像を同一色で構成できるので、偽造防止分野に好適に利用できる。あわせて、視覚的に立体感を形成できることから、装飾的あるいは美的効果を得ることができる。

本発明の立体視画像形成体の構成図 立体視画像の態様を示す図 本発明の判別具の構成図 立体視の際の光の作用を示す図 コレステリック液晶の螺旋構造を示す図

図１は、本発明の立体視画像形成体の構成図であり、図１（Ａ）は本発明の立体視画像形成体１の平面図、また、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＢ−Ｂ断面の拡大図である。
立体視画像形成体１は、基材１０上に形成された第１の画像層１１と第２の画像層１２を有し、第１の画像層１１および第２の画像層１２の間には１／２波長層１３が形成されている。
第１の画像層１１には、立体視画像５を構成する一方の画像である第１の画像５ａが記録されており、第１の画像５ａは、左円偏光または右円偏光のいずれか一方の回転方向の円偏光のみ反射する第１の光選択反射体３１で形成されている。また、第２の画像層１２には、立体視画像を構成する第２の画像５ｂが記録されており、第２の画像５ｂは、光選択反射体３１が反射する円偏光と同じ回転方向の円偏光を反射する第２の光選択反射体３２により形成されている。

第１および第２の光選択反射体のように特定の回転方向の円偏光のみを反射する特性を持つものとしてはコレステリック液晶がある。コレステリック液晶は、液晶分子の配向構造が光の進行方向に対して螺旋状にねじれた構造を有しており、この螺旋が１周するまでの進行方向の距離（すなわちピッチ）に対応した波長の特定の回転方向の円偏光を反射する（円偏光選択性）。なお、前記波長の特定の回転方向の円偏光以外の光は透過する。
なお、図５はコレステリック液晶の螺旋構造の模式図である。

また、コレステリック液晶は、円偏光選択性とともに、入射光のうち特定の波長帯域の光を強く反射する特性を持つ（波長選択反射性）。波長選択反射性は、上記ピッチに依存した中心波長の光を強く反射するため、反射光は色を帯びるが、本発明の立体視画像形成体を偽造用途に用いる場合は、通常の観察状態では立体視画像５が何を示すかが判別であることが望ましく、よって、第１の光選択反射体３１と第２の光選択反射体３２は、同色となるよう設定すると好適である。

第１の画像５ａおよび第２の画像５ｂは、コレステリック液晶分子を顔料としたインキによる凹版印刷やインクジェット印刷、あるいはコレステリック液晶分子を担体中分散させホットスタンプによる転写、などにより形成することができる。なお、第１、第２の画像層（１１，１２）における第１、第２の光選択反射体（３１，３２）以外の部分は、透明な素材であればよく、例えばポリオレフィン樹脂、塩化ビニール樹脂などが好適に利用できる。

また、１／２波長層１３は、垂直方向と水平方向で屈折率が異なる、いわゆる光学的異方性を有する素材からなる層であり、この層に入射する光は光学的異方性による屈折率の違いから位相差を持って出射される。この位相差は、屈折率の違いと層の厚さに依存し、位相差が入射光の波長に対し１／２波長相当となるよう形成したものが１／２波長層１３である。このように形成した１／２波長層１３は、右または左の回転方向の円偏光を透過させると、逆の回転方向の円偏光に変換する特性を持つ。

図２は本発明の立体視画像形成体に用いる立体視画像の生成および見え方を示す図であり、図例では、立体３のような立方体形状のモデルを元としている。
まず、立体３から元画像４のような３次元情報を生成する。図例では、元画像４は、立体３の稜線部で表わしたスケルトン像により形状を表現している。
次に、元画像４から右目および左目に割当てる２つの画像（第１の画像５ａおよび第２の画像５ｂ）を生成する。第１の画像５ａと第２の画像５ｂは相互に視差を持った画像であり、視差に相当する分の形状が異なっている。
なお、２つの画像による立体視には平行法と交差法があるが、図２の例では、第１の画像５ａと第２の画像５ｂは平行法で観察するのに適した配置で示してある。

本発明の立体視画像形成体では、図１に示すように、第１の画像５ａが第１の画像層１１に、第２の画像５ｂが第２の画像層１２に記録される。このときの自然光の下での目視状態では、第１の画像５ａと第２の画像５ｂとが同時に視認され、例えば、視認例１ｘ、視認例１ｙ、視認例１ｚのように観察される。すなわち、立体感の知覚は視差に依存するので、第１の画像５ａと第２の画像５ｂの配置は、重なり合ってもよく、また、分離していてもよい。

なお、立体視画像５の生成は、３次元コンピュータグラフィック技術により容易に実施可能である。また、立体視画像５は、図例のような線画に限らず自然画のような濃淡を持った画像でもよく、その場合、濃淡は網点の大小で表現するなどの方法がある。この場合、立体視画像５はステレオカメラなどにより作成することが可能である。

図３は、本発明の判定具を示す図である。
判別具２０は、両眼視のためのメガネ状の装具であり、それぞれ特定の透過特性を持つフィルターＡ２０ａおよびフィルターＢ２０ｂが設けられている。なお、図３（Ｂ）は、図（Ａ）のＢ−Ｂ断面の部分拡大図である。

フィルターＡ２０ａは、透明基材２１上に１／４波長層２２と直線偏光層Ａ２３ａを順に重ねた構成となっている。また、フィルターＢ２０ｂは、透明基材２１上に１／４波長層２２と直線偏光層Ｂ２３ｂを順に重ねた構成となっている。

ここで、１／４波長層と直線偏光層の関係を説明すると、
１／４波長層は、光学的異方性を有する素材からなる層であり、右または左の回転方向の円偏光を、それぞれの回転方向に対応した所定の角度の直線偏光に変換する特性を持つ。したがって、１／４波長層と直線偏光層を組み合わせると、１／４波長層の側から入射した特定の回転方向の回転偏光のみを透過するフィルターが得られることになる。

そこで、１／４波長層２２側から入射した右回転の円偏光（右円偏光）が透過するよう直線偏光層Ａ２３ａを組み合わせたフィルターＡ２０ａは、右円偏光は透過し、左円偏光は不透過となる。また、１／４波長層２２側から入射した左回転の円偏光（左円偏光）が透過するよう直線偏光層Ａ２３ｂを組み合わせたフィルターＢ２０ｂは、フィルターＡ２０ａとは逆に、左円偏光は透過し、右円偏光は不透過となる。なお、このときの直線偏光層Ａ２３ａと直線偏光層Ａ２３ｂの偏光方向は９０度異なったものとなる。

図４は、立体視の際の光の作用を示す図である。
立体視に当たっては、立体視画像形成体１および判別具２０を組み合わせて用いるが、図例では、判別具２０としては、その光学的機能にかかわるフィルターＡ２０ａおよびフィルターＢ２０ｂのみを表わしている。

観察者が判別具２０を用いずに立体視画像形成体１を観察した場合は、図２の視認例（１ｘ、１ｙ、１ｚ）のような態様で立体視像５が視認される。特に、第１の画像５ａと第２の画像５ｂとが同一色の場合、両者は区別がつかず秘匿性の高いものとなる。

続いて、観察者が判別具２０を用いて立体視画像形成体１を観察した場合の視認の態様を説明する。なお、第１の光選択反射体３１と第２の光選択反射体３２は、左偏光のみを反射し、同一の選択反射性（すなわち同一色を反射）を持つものとする。

立体視画像形成体１に入射した光のうち、第２の画像層１２において第２の画像５ｂを形成する第２の光選択反射体３２に入射した光のうちの特定の中心波長を持つ左円偏光のみが反射され、これ以外の光は、第２の画像層１２と１／２波長層１３を透過して第１の画像層１１に達する。

第１の画像層１１では、同層に達した光のうち、第１の画像５ａを形成する第１の光選択反射体３１に入射した光のうちの前記中心波長の左円偏光のみが反射され、これ以外の光は第１の画像層１１と１／２波長層１３を透過して基材１０に達する。
第１の画像層１１で反射された左円偏光は、１／２波長層１３において右円偏光に変換され、第２の画像層１２に達する。この光は第２の画像層１２を透過するが、この時、第２の光選択反射体３２に当たっても、左円偏光のみ反射する第２の光選択反射体３２の作用を受けないのでそのまま透過する。
このようにして、右円偏光による第１の画像と左円偏光による第２の画像を形成する光がフィルターＡ２０ａおよびフィルターＢ２０ｂに達する。

フィルターＡ２０ａでは、光は、まず１／４波長層２２に入射し円偏光が直線偏光に変換される。このとき、右円偏光と左偏光では直線偏光の偏光方向が直交の関係にあるため、フィルターＡ２０ａでは右円偏光による直線偏光が透過し、左円偏光による直線偏光は透過しない。すなわち、フィルターＡ２０ａを通した観察者の目のうちの一方の目４０ａには第１の画像５ａが視認され、第２の画像５ｂは視認されない。

また、フィルターＢ２０ｂでは、光は、１／４波長層２２に入射し円偏光が直線偏光に変換されるが、フィルターＢ２０ｂでは左円偏光による直線偏光が透過し、右円偏光による直線偏光は透過しない。すなわち、フィルターＢ２０ｂを通した観察者のもう一方の目４０ｂには第２の画像５ｂが視認され、第１の画像５ａは視認されない。

これにより、観察者の一方の目４０ａに第１の画像５ａが、また、他方の目４０ｂに第２の画像５ｂが単色の画像として同時に観察されるため、第１の画像５ａと第２の画像５ｂとの視差により観察者には立体視画像５が立体感をもって知覚される。
また、第１の光選択反射体３１と第２の光選択反射体３２は同一色を反射するので、判定具２０を通さない観察状態では、第１の画像５ａと第２の画像５ｂが別個の像であることが判然としない。

なお、第１の光選択反射体３１と第２の光選択反射体３２は、それぞれ異なる選択反射性を持つものであってもよい。その場合、第１の画像５ａと第２の画像５ｂは異なる色（例えば、赤と緑）で現われるため、判別具２０のフィルターＡ２０ａおよびフィルターＢ２０ｂは、色フィルターで構成することができる。

以上述べたように、本発明の立体視画像形成体は、一見では意味不明に記録された画像が、簡便な判別具と組み合わせて、観察者に立体像として知覚させることができる。このため、判別具の有無による観察像の違いが明確に区別でき、さらに従来の色フィルターによるステレオ画像とは異なる意匠的効果を与える。
また、立体視画像形成体に記録された立体視画像は、コピー等では複製できない。
よって、本発明の立体視画像形成体は偽造防止分野での利用が特に好適である。

１ 立体視画像形成体
５ 立体視画像
５ａ 第１の画像
５ｂ 第２の画像
１０ 基材
１１ 第１の画像層
１２ 第２の画像層
１３ １／２波長層
２０ 判別具
２０ａ フィルターａ
２０ｂ フィルターｂ
２１ 透明基材
２２ １／４波長層
２３ａ 直線偏光層Ａ
２３ｂ 直線偏光層Ｂ
３１ 第１の光選択反射体
３２ 第２の光選択反射体
４０ａ 観察者の一方の目
４０ｂ 観察者の他方の目

Claims (4)

1. 両眼視差を生じしめる第１の画像と第２の画像とからなる立体視画像が基材に形成されてなる立体視画像形成体であって、
   前記第１の画像は、左円偏光または右円偏光のいずれか一方の回転方向の円偏光のみ反射する第１の光選択反射層により形成され、
   前記第２の画像は、前記第１の光選択反射層が反射する円偏光と同じ回転方向の円偏光を反射する第２の光選択反射層により形成され、
   前記第１の光選択反射層と第２の光選択反射層は、透過する円偏光の回転方向を左から右、または、右から左に変換して射出する１／２波長層を介して積層されていることを特徴とする立体視画像形成体。
2. 前記第１および第２の光選択反射層はコレステリック液晶により形成されることを特徴とする請求項１記載の立体視画像形成体。
3. 請求項１または請求項２記載の立体視画像形成体から両眼立体視により立体視像を視認する判別具であって、
   前記判別具は、観察者の一方の目に割当てる第１の判別部と、他方の目に割当てる第２の判別部からなり、
   前記第１の判別部は、左円偏光または右円偏光のいずれか一方の回転方向の円偏光のみを透過する第１の選択透過層を有し、
   前記第２の判別部は、前記第１の選択透過層が透過する円偏光と反対の回転方向の円偏光のみを透過する第２の選択透過層を有することを特徴とする判別具。
4. 前記第１および第２の選択透過層は、円偏光を直線偏光に変換する１／４波長層と、特定の偏光方向の光のみを透過する直線偏光層とを積層してなることを特徴とする請求項３記載の判別具。
   
   

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