特許 7388364 一体化３次元表示体および識別情報記録方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-20

(45)【発行日】2023-11-29

(54)【発明の名称】一体化３次元表示体および識別情報記録方法

(51)【国際特許分類】

   G03H 1/02 20060101AFI20231121BHJP

   B42D 25/328 20140101ALI20231121BHJP

   G11B 7/0065 20060101ALI20231121BHJP

   G11B 7/24044 20130101ALI20231121BHJP

   G11B 7/24012 20130101ALI20231121BHJP

【ＦＩ】

G03H1/02

B42D25/328

G11B7/0065

G11B7/24044

G11B7/24012

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2020553204

(86)(22)【出願日】2019-10-15

(86)【国際出願番号】 JP2019040513

(87)【国際公開番号】W WO2020080367

(87)【国際公開日】2020-04-23

【審査請求日】2022-09-21

(31)【優先権主張番号】P 2018195365

(32)【優先日】2018-10-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】籠谷 彰人

(72)【発明者】

【氏名】梅田 梢

(72)【発明者】

【氏名】香田 祖光

【審査官】川瀬 正巳

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／２０９１１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２１５５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２００８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２０８０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１１１０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１５３６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｈ １／０２

Ｂ４２Ｄ ２５／３２８

Ｇ１１Ｂ ７／００６５

Ｇ１１Ｂ ７／２４０４４

Ｇ１１Ｂ ７／２４０１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ホログラムの再生のための情報が記録された記録面を備え、
前記記録面に、
前記ホログラムの再生像の各集光点からの光の位相成分が計算される、前記各集光点に１対１で対応する計算要素区画と、
前記位相成分に基づいて計算された位相角を記録するための位相角記録領域とを備え、
前記位相角記録領域は、予め定められた解像度の整数倍のピッチで凸構造および凹構造が交互に設けられた凹凸構造面を有する単色区画を複数含み、
前記計算要素区画と前記位相角記録領域との重複領域に、前記位相角を記録し、
前記各集光点は、複数の前記単色区画からの反射光によって集光される場合であっても、前記各集光点毎に決定された、前記記録面からの固有の距離において集光され、
前記重複領域の全面を覆わないように部分的に覆う２次元情報を配置することによって、
前記ホログラムの再生像である３次元情報と、前記２次元情報とが一体化されたことを特徴とする、一体化３次元表示体。

【請求項2】

前記再生像および前記２次元情報のうちの少なくとも何れかが、個人認証情報を含むことを特徴とする、請求項１に記載の一体化３次元表示体。

【請求項3】

前記記録面における前記単色区画の形状、前記２次元情報の形状、および前記再生像の形状のうちの少なくとも何れかが、文字または絵柄を表すことを特徴とする、請求項１に記載の一体化３次元表示体。

【請求項4】

前記記録面における前記単色区画の形状、前記２次元情報の形状、および前記再生像の形状のうちの少なくとも何れかが、機械読取可能なコードを表すことを特徴とする、請求項１に記載の一体化３次元表示体。

【請求項5】

前記記録面にさらに、前記位相角が記録されない位相角非記録領域を備え、前記計算要素区画内の前記位相角非記録領域の表面を、鏡面としたことを特徴とする、請求項１に記載の一体化３次元表示体。

【請求項6】

前記記録面にさらに、前記位相角が記録されない位相角非記録領域を備え、前記計算要素区画内の前記位相角非記録領域に、前記位相角以外の情報を記録することを特徴とする、請求項１に記載の一体化３次元表示体。

【請求項7】

前記位相角以外の情報は、光の散乱、反射、および回折特性のうちの少なくとも何れかを含む情報であることを特徴とする、請求項６に記載の一体化３次元表示体。

【請求項8】

前記位相角は、

【数1】

に従ってφとして算出され、ここで、（ｋｘ、ｋｙ）は、前記単色区画を構成する画素の座標、Ｗ（ｋｘ、ｋｙ）は、座標（ｋｘ、ｋｙ）における前記位相成分、ｎは前記集光点の数（ｎ＝０～Ｎｍａｘ）、ａｍｐは前記集光点の光の振幅、ｉは虚数、λは前記再生像を再生する際の光の波長、Ｏｎ（ｘ、ｙ、ｚ）は前記集光点の座標、Ｘｍｉｎ、Ｘｍａｘ、Ｙｍｉｎ、Ｙｍａｘは、前記集光点毎に規定される前記計算要素区画の範囲を示す座標であることを特徴とする、請求項１に記載の一体化３次元表示体。

【請求項9】

前記単色区画は、前記ホログラムの再生のために必要とされる色の数に等しい種類数存在し、前記単色区画において反射された反射光の色は、前記必要とされる色のうちの何れかであり、前記単色区画のおのおのの前記凹構造の深さは、前記反射光の色に応じて決定され、
前記重複領域における前記単色区画に、前記決定された前記凹構造の深さを記録することを特徴とする、請求項１に記載の一体化３次元表示体。

【請求項10】

前記位相角記録領域の中に、複数種類の画素が規則的に配置された色調変換区画が設けられ、
前記複数種類の画素はおのおの、画素の種類毎に予め定められた配列パターンにしたがって、各種類の前記単色区画を配列してなる、請求項９に記載の一体化３次元表示体。

【請求項11】

前記重複領域に前記位相角を記録することに代えて、前記重複領域に、前記位相角に応じてボイド量が変調されたボイドを埋め込むことを特徴とする、請求項１に記載の一体化３次元表示体。

【請求項12】

前記計算要素区画は複数存在し、前記記録面において、前記複数の計算要素区画のうち、他の計算要素区画と重ならないように配置されている計算要素区画を、異なる色で着色することを特徴とする、請求項１に記載の一体化３次元表示体。

【請求項13】

前記記録面に、金属の反射層を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の一体化３次元表示体。

【請求項14】

対象物に貼り付けられたことを特徴とする、請求項１に記載の一体化３次元表示体。

【請求項15】

前記記録面と、前記集光点との間の距離を０．５（ｍｍ）以上、５０（ｍｍ）以下とし、前記記録面に対する法線方向に対して、０（°）以上、７０（°）以下傾いた視野角範囲で観察されることを特徴とする、請求項１に記載の一体化３次元表示体。

【請求項16】

請求項１３に記載の一体化３次元表示体に識別情報を記録するために、前記識別情報に応じて、前記金属の反射層をディメタライズすることを特徴とする、識別情報記録方法。

【請求項17】

前記識別情報は、機械読取可能なコードであり、
前記ディメタライズすることは、反射と非反射との組み合わせによって前記機械読取可能なコードを実現するために、前記金属の反射層のうち、非反射としたい部位の金属の３０（％）以上、７０（％）以下をディメタライズすることを特徴とする、請求項１６に記載の識別情報記録方法。

【請求項18】

請求項１に記載の一体化３次元表示体に識別情報を記録するために、前記記録面に印刷層を設け、前記印刷層に前記識別情報を記録することを特徴とする、識別情報記録方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、計算機によって計算された、例えばホログラムに適用される空間情報の位相成分が記録された一体化３次元表示体および識別情報記録方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、計算機によって計算された光の干渉に基づいて制御される計算機合成ホログラムに関し、以下の先行技術文献が開示されている。

【0003】

（特許文献１） 日本国特許第４５２５１５１号明細書
（特許文献２） 国際公開第２０１８／０９７２３８号公報
（特許文献３） 国際公開第２０１６／１６７１７３号公報
上記先行技術文献によって開示された技術は、例えば、証券、カード媒体および認証体に適用される。例えば特許文献１には、波長毎に周期の異なる凹凸構造を形成することで、フルカラーの３次元像を表示する技術が開示されている。

【0004】

また、特許文献２、３には、リップマンホログラムと呼ばれ、波長毎に色成分の異なる像をレーザ光源によって感光性材料に多重記録することで、フルカラーの３次元像を表示する技術が開示されている。

【発明の概要】

【0005】

しかしながら、特許文献１で開示されている技術は、縦方向の視差を排除し、横方向とした場合にのみ成立するために、横方向のみにしか立体効果がない。さらに、縦方向には色ずれが発生し、虹色に色が変化してしまう。

【0006】

この種の虹色への変化は、現在世の中に普及しているホログラム全般で見られる一般的な効果であり、コモディティー化している。

【0007】

また特許文献２、３のリップマンホログラムは、フルカラーの３次元像が再生可能であり、通常、ＲＧＢ３色のレーザと、感光性材料とがあれば、周知の方法で作製することができる。

【0008】

しかしながら、感光性材料は、一般的な紫外線硬化性樹脂を用いたエンボスホログラムと比較してコスト高であること、また、ＲＧＢ３色のレーザを用いたリップマンホログラムの撮影はエンボスホログラムと比較してタクトが遅く、量産性に向かないという問題がある。

【0009】

さらには、感光性材料へ機械読取可能なコードを追記する場合には、その都度、機械読取可能なコードを感光性材料へ撮影し、記録する必要があり、手間がかかるという問題もある。

【0010】

本発明の実施形態はこのような背景を鑑みてなされたものであり、虹色の色ずれの発生しない量産性の高いフルカラー再生可能な３次元像と、機械読取可能なコードとを複合して提供することが可能な、一体化３次元表示体および識別情報記録方法を提供することを目的とする。

【0011】

本発明の第１の側面は、ホログラムの再生のための情報が記録された記録面を備えた一体化３次元表示体であって、記録面に、ホログラムの再生像の各集光点からの光の位相成分が計算される、各集光点に１対１で対応する計算要素区画と位相成分に基づいて計算された位相角を記録するための位相角記録領域とを備えている。位相角記録領域は、予め定められた解像度の整数倍のピッチで凸構造および凹構造が交互に設けられた凹凸構造面を有する単色区画を複数含んでいる。また、計算要素区画と位相角記録領域との重複領域に、位相角を記録する。各集光点は、複数の単色区画からの反射光によって集光される場合であっても、各集光点毎に決定された、記録面からの固有の距離において集光される。

【0012】

本発明の第２の側面は、本発明の第１の側面の一体化３次元表示体において、再生像の少なくとも一部と、記録面の深さ方向において重なるように、記録面に２次元情報を配置している。

【0013】

本発明の第３の側面は、本発明の第２の側面の一体化３次元表示体において、位相角記録領域の全面を覆わないように、記録面に２次元情報を配置している。

【0014】

本発明の第４の側面は、本発明の第２の側面の一体化３次元表示体において、再生像および２次元情報のうちの少なくとも何れかが、個人認証情報を含んでいる。

【0015】

本発明の第５の側面は、本発明の第２の側面の一体化３次元表示体において、記録面における単色区画の形状、２次元情報の形状、および再生像の形状のうちの少なくとも何れかが、文字または絵柄を表す。

【0016】

本発明の第６の側面は、本発明の第２の側面の一体化３次元表示体において、記録面における単色区画の形状、２次元情報の形状、および再生像の形状のうちの少なくとも何れかが、機械読取可能なコードを表す。

【0017】

本発明の第７の側面は、本発明の第１の側面の一体化３次元表示体において、記録面にさらに、位相角が記録されない位相角非記録領域を備え、計算要素区画内の位相角非記録領域の表面を、鏡面としている。

【0018】

本発明の第８の側面は、本発明の第１の側面の一体化３次元表示体において、記録面にさらに、位相角が記録されない位相角非記録領域を備え、計算要素区画内の位相角非記録領域に、位相角以外の情報を記録している。

【0019】

本発明の第９の側面は、本発明の第８の側面の一体化３次元表示体において、位相角以外の情報は、光の散乱、反射、および回折特性のうちの少なくとも何れかを含む情報である。

【0020】

本発明の第１０の側面は、本発明の第１の側面の一体化３次元表示体において、位相角は、

【0021】

【数1】

【0022】

に従ってφとして算出され、ここで、（ｋｘ、ｋｙ）は、単色区画を構成する画素の座標、Ｗ（ｋｘ、ｋｙ）は、座標（ｋｘ、ｋｙ）における位相成分、ｎは集光点の数（ｎ＝０～Ｎｍａｘ）、ａｍｐは集光点の光の振幅、ｉは虚数、λは再生像を再生する際の光の波長、Ｏｎ（ｘ、ｙ、ｚ）は集光点の座標、Ｘｍｉｎ、Ｘｍａｘ、Ｙｍｉｎ、Ｙｍａｘは、集光点毎に規定される計算要素区画の範囲を示す座標である。

【0023】

本発明の第１１の側面は、本発明の第１の側面の一体化３次元表示体において、単色区画は、ホログラムの再生のために必要とされる色の数に等しい種類数存在し、単色区画において反射された反射光の色は、必要とされる色のうちの何れかであり、単色区画のおのおのの凹構造の深さは、反射光の色に応じて決定され、重複領域に位相角を記録することに代えて、重複領域における単色区画に、決定された凹構造の深さを記録する。

【0024】

本発明の第１２の側面は、本発明の第１の側面の一体化３次元表示体において、重複領域に位相角を記録することに代えて、重複領域に、位相角に応じてボイド量が変調されたボイドを埋め込む。

【0025】

本発明の第１３の側面は、本発明の第１の側面の一体化３次元表示体において、計算要素区画は複数存在し、記録面において、複数の計算要素区画のうち、他の計算要素区画と重ならないように配置されている計算要素区画を、異なる色で着色する。

【0026】

本発明の第１４の側面は、本発明の第１の側面の一体化３次元表示体において、記録面に、金属の反射層を備えている。

【0027】

本発明の第１５の側面は、本発明の第１の側面の一体化３次元表示体において、対象物に貼り付けられている。

【0028】

本発明の第１６の側面は、本発明の第１の側面の一体化３次元表示体において、記録面と、集光点との間の距離を０．５（ｍｍ）以上、５０（ｍｍ）以下とし、記録面に対する法線方向に対して、０（°）以上、７０（°）以下傾いた視野角範囲で観察される。

【0029】

本発明の第１７の側面は、本発明の第１４の側面の一体化３次元表示体に識別情報を記録するために、識別情報に応じて、金属の反射層をディメタライズする、識別情報記録方法である。

【0030】

本発明の第１８の側面は、本発明の第１７の側面の識別情報記録方法において、識別情報は、機械読取可能なコードであり、ディメタライズすることは、反射と非反射との組み合わせによって機械読取可能なコードを実現するために、金属の反射層のうち、非反射としたい部位の金属の３０（％）以上、７０（％）以下をディメタライズする。

【0031】

本発明の第１９の側面は、本発明の第１の側面の一体化３次元表示体に識別情報を記録するために、記録面に印刷層を設け、印刷層に識別情報を記録する、識別情報記録方法である。

【0032】

本発明の第１の側面の一体化３次元表示体によれば、計算要素区画を設けることによって、計算機による計算時間を短縮し、空間情報のノイズを減らし、鮮明なホログラムを得ることができる。

【0033】

この計算では特に、位相角を計算し、記録することができる。このような位相型ホログラムは、高い回折効率を実現しながら、光の位相成分のみを変調することができる。このため、明るさが低減することなく、高輝度を保ったまま光を制御することができる。

【0034】

また、位相角を記録するための位相角記録領域を、計算要素区画内に限定することによって、計算機による計算時間をさらに短縮することもできる。それに加えて、一体化３次元表示体に当たる光の割合を制御することもできる。

【0035】

さらには、計算要素区画内における、位相角記録領域以外の部分を位相角非記録領域と定義すると、集光点において再生される再生像の明るさを、位相角非記録領域を設けない場合に対して、（位相角記録領域）／（位相角記録領域＋位相角非記録領域）だけ暗くすることができる。これによって、反射光の明暗を制御することができる。

【0036】

また位相角記録領域に光が照射された場合にのみ、３次元の再生像を再生することもできる。すなわち、位相角記録領域が大きいほど、明るい再生像を再生することができ、小さいほど、暗い再生像しか再生できないようにすることができる。しかし、暗い再生像しか再生できない代わりに、位相角非記録領域を別の光学要素として適用することもできる。

【0037】

さらにまた、位相角記録領域内を１つまたは複数の単色区画から構成することで、モノクロおよびカラーの３次元再生をすることができる。

【0038】

本発明の第２の側面の一体化３次元表示体によれば、再生像の少なくとも一部と、記録面の深さ方向において重なるように、記録面に２次元情報を配置することによって、耐偽造性を各段に高めることができる。

【0039】

単純に再生像と、２次元情報とが、記録面において分離されて配置されている場合、元から存在する正規の２次元情報だけを書き換えれば２次元情報を偽造できる。そのため、正規の再生像と、偽造された２次元情報とが容易にペアにされ、簡単に偽造される恐れがあり、耐偽造性は低い。また、３次元の再生像と２次元情報とが２層に分かれている場合も、正規の２次元情報の１層分を、偽造された２次元情報の層に差し替えられることによって、容易に偽造される恐れがあり、耐偽造性は低い。しかしながら、この一体化３次元表示体によれば、これら問題を解消することができる。

【0040】

本発明の第３の側面の一体化３次元表示体によれば、位相角記録領域の全面を覆わないように、記録面に２次元情報を配置している。仮に、集光点１点に対する位相角記録領域の全面が、２次元情報によって覆われた場合、位相角記録領域から再生するはずであった集光点が消えてしまう。しかしながら、この一体化３次元表示体によれば、位相角記録領域の全面を覆わないように２次元情報を配置するので、位相角記録領域から再生する集光点を消えないようにすることができる。

【0041】

本発明の第４の側面の一体化３次元表示体によれば、再生像および２次元情報のうちの少なくとも何れかを、個人認証情報として適用することができる。

【0042】

本発明の第５の側面の一体化３次元表示体によれば、動的な３次元の再生像と、静的な２次元情報である文字や絵柄とを組み合わせて表示することができる。これによって、２次元情報の耐偽造性を高めることもできる。

【0043】

本発明の第６の側面の一体化３次元表示体によれば、単色区画の形状、２次元情報の形状、および再生像の形状のうちの少なくとも何れかによって、機械読取可能なコードを表すことによって、耐偽造性をさらに高めた可変コードを提供することができる。機械読取可能なコードは、２次元コード、または１次元コードである。機械読取可能なコードは、ＱＲコード（登録商標）、バーコード、データマトリックス等である。

【0044】

本発明の第７の側面の一体化３次元表示体によれば、記録面において、計算要素区画内の位相角非記録領域の表面を、鏡面とすることができる。

【0045】

本発明の第８の側面の一体化３次元表示体によれば、計算要素区画内の位相角非記録領域に、位相角以外の情報を記録することによって、位相角非記録領域で、３次元再生像の光の位相成分以外を制御することができる。

【0046】

本発明の第９の側面の一体化３次元表示体によれば、位相角以外の情報を、光の散乱、反射、および回折特性のうちの少なくとも何れかを含む情報とすることによって、異なる光の効果を用いて多種光の制御を行い、複雑な目視効果を実現することができる。

【0047】

本発明の第１０の側面の一体化３次元表示体によれば、単色区画を構成する画素の座標における位相角を、具体的に、

【0048】

【数2】

【0049】

に従って算出することができる。

【0050】

本発明の第１１の側面の一体化３次元表示体によれば、位相角を記録する代わりに、位相角に応じた単色区画の凹構造の深さを、重複領域に記録することができる。

【0051】

本発明の第１２の側面の一体化３次元表示体によれば、位相角を記録する代わりに、位相角に応じてボイド量が変調されたボイドを、重複領域に埋め込むことができる。

【0052】

本発明の第１３の側面の一体化３次元表示体によれば、記録面において、他の計算要素区画と重ならないように配置されている計算要素区画を、異なる色で着色することによって、フルカラーで３次元の再生像を再生することができる。

【0053】

本発明の第１４の側面の一体化３次元表示体によれば、記録面に、金属の反射層を備えることによって、光の反射効率を高め、反射光により明るい再生像を再生することができる。

【0054】

本発明の第１５の側面の一体化３次元表示体は、対象物に貼り付けられることができる。

【0055】

本発明の第１６の側面の一体化３次元表示体では、再生像は、一般的なオフィス環境等では蛍光灯等の照明のサイズや数によって、ぼけて視認されないが、点光源であるＬＥＤや、スマートフォンやレジリーダの光源の照射によって、視認されるようになる。

【0056】

本発明の第１７の側面の識別情報記録方法によれば、金属の反射層のうち、非反射としたい部位を、レーザによってディメタライズすることによって、識別情報を記録することができる。

【0057】

本発明の第１８の側面の識別情報記録方法によれば、金属の反射層のうち、非反射としたい部位をディメタライズすることによって、２次元情報を記録することができる。なお、ディメタライズ量が大きいほど、２次元情報のコントラストが上がり、認識し易くなるので、単位時間当たりの認識率は高くなる一方、３次元の再生像の明るさは低下する。逆に、ディメタライズ量が小さいほど、３次元の再生像は明るさ増すが、機械読取可能な２次元情報のコントラストが下がり、結果として認識率が下がる。本発明の第１８の側面の識別情報記録方法によれば、金属の反射層のうち、非反射としたい部位の金属の３０（％）以上、７０（％）以下をディメタライズすることによって、認識容易な２次元情報と、明るい再生像との両方を実現することができる。

【0058】

本発明の第１９の側面の識別情報記録方法によれば、記録面に印刷層を設け、この印刷層に識別情報を記録することによって、記録面における位相角記録領域の一部を遮蔽し、遮蔽した領域を、２次元情報の記録のために有効に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0059】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る識別情報記録方法が適用された一体化３次元表示体を説明するための概念図である。

【図2】図２は、位相角に対応する画素の深さが記録された重複領域の一部分を例示する断面図である。

【図3】図３は、図２のような構成例の重複領域を有する一体化３次元表示体による再生像の正面図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係る一体化３次元表示体によって実現されるフルカラー表示の原理を説明するための概念図である。

【図5A】図５Ａは、集光点を赤色で発光させるための単色区画の配置例を示す概念図である。

【図5B】図５Ｂは、集光点を青色で発光させるための単色区画の配置例を示す概念図である。

【図5C】図５Ｃは、集光点を紫色で発光させるための単色区画の配置例を示す概念図である。

【図6】図６は、色調変換区間において縦方向にＲＧＢが繰り返し配置された配置例を示す概念図である。

【図7】図７は、縦方向にＲＧＢが繰り返し配置された色調変換区間が２列配置された配置例を示す概念図である。

【図8】図８は、縦方向にすべてＧが配置された色調変換区間の配置例を示す概念図である。

【図9】図９は、Ｒ、Ｂ、Ｇがランダムに配置された色調変換区間の配置例を示す概念図である。

【図10】図１０は、複数の画素パターンが配置された色調変換区間の配置例を示す概念図である。

【図11】図１１は、６つの波長の反射光のために６種類の単色区画を設けた一体化３次元表示体を例示する概念図である。

【図12】図１２は、視域によって異なる色が表示される状態を説明するための概念図である。

【図13】図１３は、絵柄を表す形状を有する２次元情報を、一体化３次元表示体に付与した例を示す概念図である。

【図14A】図１４Ａは、２次元情報と３次元的に分布している集光点とが、ｘｙ平面において重ならない位置関係の一例を示す断面図および平面図である。

【図14B】図１４Ｂは、２次元情報と３次元的に分布している集光点とが、ｘｙ平面において重なる位置関係の一例を示す断面図および平面図である。

【図15A】図１５Ａは、重複領域と２次元情報との、記録面上における位置関係（重複領域の一部のみが、２次元情報によって覆われている）を示す概念図である。

【図15B】図１５Ｂは、重複領域と２次元情報との、記録面上における位置関係（重複領域の全面が、２次元情報によって覆われている）を示す概念図である。

【図16A】図１６Ａは、２次元情報（絵柄）と集光点とが、ｘｙ平面において重なるように配置されている認証体の一実施形態を示す断面図および平面図である。

【図16B】図１６Ｂは、２次元情報（２次元バーコード）と集光点とが、ｘｙ平面において重なるように配置されている認証体の一実施形態を示す断面図および平面図である。

【図17A】図１７Ａは、単色区画の平面形状によって表現される絵柄を有する認証体の一実施形態を示す断面図および平面図である。

【図17B】図１７Ｂは、単色区画の平面形状によって表現される絵柄と２次元バーコードとを有する認証体の一実施形態を示す断面図および平面図である。

【図18A】図１８Ａは、再生色の異なる複数の単色区画を跨ぐように、３次元の再生像が再生されることを説明する概念図である（右側から斜め方向に進む視線方向である場合）。

【図18B】図１８Ｂは、再生色の異なる複数の単色区画を跨ぐように、３次元の再生像が再生されることを説明する概念図である（面に対して直交する視線方向である場合）。

【図18C】図１８Ｃは、再生色の異なる複数の単色区画を跨ぐように、３次元の再生像が再生されることを説明する概念図である（左側から斜め方向に進む視線方向である場合）。

【図19A】図１９Ａは、ディメタライズによって反射スペクトルを変化させる方法の例を説明するための本発明の実施形態に係る一体化３次元表示体の一例を示す断面図である（ディメタライズ前）。

【図19B】図１９Ｂは、ディメタライズによって反射スペクトルを変化させる方法の例を説明するための本発明の実施形態に係る一体化３次元表示体の一例を示す断面図である（ディメタライズ後）。

【図20A】図２０Ａは、機械認証装置から照射された検査光が、反射層において反射する状態を説明するための概念図である。

【図20B】図２０Ｂは、機械認証装置から照射された検査光が、ディメタライズ部において透過する状態を説明するための概念図である。

【図21A】図２１Ａは、印刷層を設けることによって、反射スペクトルを変化させる方法を説明するための本発明の実施形態に係る一体化３次元表示体の一実施形態を示す断面図である（単色区画構成）。

【図21B】図２１Ｂは、印刷層を設けることによって、反射スペクトルを変化させる方法を説明するための本発明の実施形態に係る一体化３次元表示体の一実施形態を示す断面図である（マルチレベル構成）。

【図22】図２２は、ディメタライズ処理によって２次元バーコードを作成するために、コンピュータに入力される条件データの一例を示す図である。

【図23】図２３は、金属の反射層におけるディメタライズ量と、機械読取可能なコードの認識率および再生像の見易さとの関係を示すテーブルである。

【図24】図２４は、位相角に応じたボイド量を有するボイドが画素に埋め込まれた状態の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0060】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、同様または類似した機能を発揮する構成要素には、全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。本発明の各実施形態、各構成、各構造、各側面は組合せることができ、相乗効果を発揮できる。

【0061】

図１は、本発明の実施形態に係る識別情報記録方法が適用された一体化３次元表示体を説明するための概念図である。

【0062】

本発明の実施形態に係る識別情報記録方法が適用された一体化３次元表示体１０は、図１に示すｘｙ平面に配置された基材１２と、基材１２上に設けられた記録面１４とを備えている。記録面１４上には、多数の画素ｇが格子状に配置されている。各画素ｇの形状は正方とすることができ、一辺の長さｐは、電子線描画装置の最小解像度（可能な範囲としては、１００～５００（ｎｍ））とすることができる。なお、各画素ｇの形状は、長方形とすることができ、さらに、その長方形の角を丸くすることもできる。

【0063】

記録面１４には、計算要素区画１６、位相角記録領域１８、および位相角非記録領域２０が配置される。記録面１４を、金属の反射層で覆うことができる。

【0064】

計算要素区画１６は、ホログラムの再生像４０の各集光点Ｓｎ（ｎは正の整数）に１対１で対応して規定され、各集光点Ｓｎからの光の位相成分が計算される領域である。このホログラムの再生像４０は、可視とすることができる。ホログラムを再生する光の波長は、４７０（ｎｍ）以上、７５０（ｎｍ）以下とすることができる。一体化３次元表示体１０は、可視域で３次元情報を読み取り可能とすることができる。固体撮像カメラにて、可視域で３次元情報を読み取ることができる。固体撮像カメラは、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラとすることができる。また、一体化３次元表示体１０は赤外域、紫外域でも３次元情報を読み取り可能とすることができる。赤外カメラを使って、赤外域で３次元情報を読み取ることができる。赤外カメラは、固体撮像カメラとすることができる。ブラックライト等の紫外線ランプで照明し、蛍光体により紫外光を可視光や赤外光に変換し、紫外域で３次元情報を固体撮像カメラで読み取ることができる。

【0065】

位相角記録領域１８は、各集光点Ｓｎからの光の位相成分に基づいて計算された位相角や、位相角に応じた画素深さを記録するための領域である。位相角記録領域１８のうち、計算要素区画１６と重なる重複領域に、これら情報が記録される。

【0066】

一方、位相角非記録領域２０は、位相角記録領域１８に記録される情報が記録されない領域である。すなわち、位相角非記録領域２０には、各集光点Ｓｎからの光の位相成分に基づいて計算された位相角や、位相角に応じた画素深さも記録されない。しかしながら、位相角非記録領域２０には、それ以外の情報である、光の散乱、反射、および回折特性等を記録することができる。位相角非記録領域２０の表面を、鏡面とすることができる。

【0067】

位相角φは、

【0068】

【数3】

【0069】

に従って算出される。ここで、（ｋｘ、ｋｙ）は、画素ｇの座標、Ｗ（ｋｘ、ｋｙ）は、座標（ｋｘ、ｋｙ）における位相成分、ｎは集光点Ｓｎの数（ｎ＝０～Ｎｍａｘ）、ａｍｐは集光点Ｓｎの光の振幅、ｉは虚数、λは再生像４０を再生する際の光の波長、Ｏｎ（ｘ、ｙ、ｚ）は集光点Ｓｎの座標、Ｘｍｉｎ、Ｘｍａｘ、Ｙｍｉｎ、Ｙｍａｘは、集光点Ｓｎ毎に規定される計算要素区画１６の範囲を示す座標である。

【0070】

上記式に従って得られた位相角φが、位相角記録領域１８のうち、計算要素区画１６と重なる重複領域における対応する画素ｇに記録される。

【0071】

また、重複領域における対応する画素ｇに、位相角φに応じた画素ｇの深さとして位相角φを記録できる。この場合、位相角φを、画素ｇの深さに変換する。これは、計算機が、位相角φを０～２πの範囲で計算し、さらに計算結果を出力するために、８ビットのグレースケール値に変換することによって行う。この場合、２πが８ビットのグレースケール値の２５５に相当する。その後、計算結果を元に、電子線描画装置によって、レジスト基材に描画する。

【0072】

電子線描画装置がマルチレベルの描画に対応できない場合には、同一箇所にパワーの異なる描画を多段階行うことによって、マルチレベルに近い描画を行うことができる。３回描画することによって、８段階のマルチレベルを表現することができる。その後、レジストを現像し凹凸を有した基材を得る。凹凸を有した基材を電鋳処理を行うことで、スタンパーを得る。レジスト基材へ描画する際には、４段階、８段階で位相角を記録するのができる。特に、単色区画２２の凹凸は、２段階とすることができる。

【0073】

画素ｇの深さによって色味を変化させる場合には１回描画の２段階である必要がある。この場合、設計値であるグレースケールを２値化することによって、描画することができる。つまり、単色区画２２の凹凸の凹部は、一定の深さを有している。また、単色区画２２の凹凸の凸部は、一定の高さを有している。

【0074】

凹部となる画素ｇの深さは、電子線のドーズ量を変調することで制御できる。ドーズ量に伴って、レジスト基材へ描画される深さが変化するからである。このようにして、記録面１４上の画素ｇにある深さの凹部を記録できる。

【0075】

そのスタンパーを用いて、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ＵＶ樹脂等にて、レジスト基材に面して設けられた重複領域における画素ｇに凹凸を形成する。このようにして、エンボス層の凹凸は、スタンパーをエンボスすることで形成できる。このエンボスは熱エンボスとできる。また、エンボス中、エンボス後、またはその双方で紫外線を照射できる。スタンパーは、エンボス中に加熱または冷却してもよい。このようにして、重複領域における画素ｇに、位相角φに対応する画素ｇの深さを記録することができる。

【0076】

図２は、位相角に対応する画素の深さが記録された重複領域の一部分を例示する断面図である。

【0077】

図２には、図中上側から、剥離層２７、エンボス層２３、反射層２４、粘着層２５の順に積層された重複領域１９の断面構成例が示されている。これらのうち、エンボス層２３および反射層２４は、記録面１４に相当する。基材１２は図示を省略している。エンボス層２３の画素ｇの深さは、位相角φに対応する。粘着層２５は、一体化３次元表示体１０を対象物２６に固定することができ、剥離層２７は、エンボス層２３の表面を保護することができる。この構成では、エンボス層２３と反射層２４の界面が記録面１４となる。

【0078】

重複領域１９は、ｘｙ平面上に、複数の画素ｇのグループから構成される１つまたは複数の単色区画２２を備えている。また、同一の各単色区画２２内では、エンボス層２３の深さＴは同一である。すなわち、図２に説明されている２つの単色区画２２（＃１）、（＃２）のうち、単色区画２２（＃１）におけるエンボス層２３の画素ｇの深さＴ１を有し、単色区画２２（＃２）におけるエンボス層２３の画素ｇは、深さＴ１よりも深い深さＴ２（Ｔ２＞Ｔ１）を有する。エンボス層２３の画素ｇは、ｘ方向およびｙ方向において、画素ｇの一辺の長さｐの任意の整数倍のピッチ（ｐ、２ｐ、３ｐ、・・・）で、凹と凸が交互に配置される。

【0079】

エンボス層２３と粘着層２５との間には、金属または金属化合物の反射層２４が堆積され、さらにエンボス層２３の粘着層２５とは逆側の表面は、剥離層２７によって覆われる。反射層２４の金属は、アルミニウム、銀、金等とすることができる。反射層２４の金属は、硫化金属、金属酸化物、チッ化金属等とすることができる。硫化金属は、硫化亜鉛等とすることができる。金属酸化物は、アルミナ、酸化チタン等とすることができる。チッ化金属は、チッ化カルシウム、チッ化アルミニウム等とすることができる。金属の反射層は、レーザ光を吸収しやすいため、レーザエングレービングに適している。

【0080】

単色区画２２の種類は、エンボス層２３の画素ｇの深さＴによって決定される。図２に示す例では、画素ｇの深さＴ１である単色区画２２（＃１）と、画素ｇの深さＴ２である単色区画２２（＃２）との２種類の単色区画２２しか例示されていないが、一体化３次元表示体１０では、単色区画２２の種類数は、再生像４０の再生のために必要とされる色の数に等しい。再生像４０を再生するために、ＲＧＢの３色が適用される場合、エンボス層２３の深さＴが異なる３種類の単色区画２２を、各々ＲＧＢの３色に対応する単色区画２２とすることができる。画素ｇの深さは、７８（ｎｍ）以上、２５０（ｎｍ）以下とすることができる。これは、可視光の青から赤の範囲を４７０（ｎｍ）から７５０（ｎｍ）とし、エンボス層２３の屈折率を、１．５とし、必要な構造の深さを１／４λから、１／２λとした場合である。

【0081】

図２に示す例では、単色区画２２（＃１）のエンボス層２３の画素ｇは、中心波長λ１の光を反射するため深さＴ１を有し、単色区画２２（＃２）のエンボス層２３の画素ｇは、中心波長λ２の光を反射するため深さＴ２を有する。

【0082】

また、図２では、一例として、隣接する２つの単色区画２２（＃１）、（＃２）のみを例示しているが、重複領域１９には、ｘｙ平面上に、同一種類の単色区画２２を、多数配置することができる。単色区画２２は、隣接して配置できる。また、隣接して配置した単色区画２２を、一体化した集合体として記録面１４に形成できる。

【0083】

このようにして、単色区画２２を構成する各画素ｇに、各画素ｇの座標において算出された位相角φに応じた深さＴを記録することができる。

【0084】

また、単色区画２２（＃１）には、点Ｃ１を中心としたゾーンプレートとなるように画素ｇが配置され、単色区画２２（＃２）には、点Ｃ２を中心としたゾーンプレートとなるように画素ｇが配置されている。

【0085】

点Ｃ１は、集光点Ｓ１から記録面１４への垂線と、記録面１４の表面との交点である。同様に、点Ｃ２は、集光点Ｓ２から記録面１４への垂線と、記録面１４の表面との交点である。集光点Ｓ１から記録面１４の表面までの垂線の長さはＺ１であり、集光点Ｓ２から記録面１４の表面までの垂線の長さはＺ２である。

【0086】

さらに、単色区画２２（＃１）には、点Ｃ２を中心としたゾーンプレートとなるように画素ｇが配置され、単色区画２２（＃２）には、点Ｃ１を中心としたゾーンプレートとなるように画素ｇが配置されている。言い換えると、単色区画２２（＃１）と単色区画２２（＃２）とは位相接続するように整列している。また、このゾーンプレートの空間周波数は、中心から周囲に向かうにつれて高くなる。この空間周波数は単色区画２２の集光点Ｓに集光する反射光の波長に、影響与える。特にゾーンプレートのうち、高すぎる空間周波数となる領域では、回折される影響が顕著となるため、この影響を軽減する観点から、ゾーンプレートの空間周波数は、５００（本／ｍｍ）以下とすることができる。

【0087】

これによって、各集光点Ｓｎは、異なる単色区画２２からの反射光が集光される場合であっても、各集光点Ｓｎ毎に決定された記録面１４からの固有の距離Ｚｎにおいて集光される。距離Ｚｎ（ｎは自然数）はいずれも、０．５（ｍｍ）以上、５０（ｍｍ）以下とすることができる。その理由は、白色光で再生した場合、再生する距離が遠すぎないため、ＲＧＢ毎に像の色が分離することがなく、色の分解による画質の劣化を防止でき、また、３次元像を平面のイメージと区別可能であり、３次元像として視認できるからである。

【0088】

また、絵柄、図形、コード等をレーザで、反射層２４を部分的に除去することで、記録することができる。この記録のためのレーザとして、赤外線レーザを適用できる。赤外線レーザのビームは、反射層２４を除去するのに必要な熱エネルギーを反射層２４に照射できる。赤外線レーザは、固体レーザを適用できる。固体レーザとしては、一般的なＹＡＧレーザを適用できる。ＹＡＧレーザの基本波長は１０６４（ｎｍ）である。また、エンボス層２３がポリマーである場合、その屈折率は一般的に１．５近辺である。そのため、エンボス層２３の屈折率を、１．５とすると、エンボス層２３中の波長は、７０９（ｎｍ）である。垂直入射の際に、最も光を反射する条件は、エンボス層２３の画素の深さがレーザのエンボス層２３中での波長の半分となる、３５４（ｎｍ）である。一方で、構造の深さが１７７（ｎｍ）で、光の反射が最も少なくなる。

【0089】

そのため、構造の深さを、８９（ｎｍ）以上、２６６（ｎｍ）以下とすることで、レーザの光を吸収しやすくなる。また、この区間内であれば、異なる構造であっても同じエングレービングの条件で反射層２４を部分除去することができる。また、可視でのホログラムの再生としての要求特性から、画素の深さは、７８（ｎｍ）以上、２５０（ｎｍ）以下であり、エングレービングの要求特性からの画素の深さは８９（ｎｍ）以上、２６６（ｎｍ）以下であるため、８９（ｎｍ）以上、２５０（ｎｍ）以下であれば、両要求を満たせる。

【0090】

このように、一体化３次元表示体１０は、可視でホログラムを再生でき、且つレーザにより２次元情報をその反射層２４に記録することができる。なお、構造の深さまたは高さは３５０（ｎｍ）以上であると、エンボス加工が困難となる。

【0091】

このようにして多数の単色区画２２からの反射光は、何れも規定された各集光点Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎにおいて集光される。図２には、単色区画２２（＃１）からの反射光である伝搬光、および単色区画２２（＃２）からの反射光である伝搬光が、何れも集光点Ｓ１、Ｓ２において集光することが図示されている。すなわち、図２の例では、複数の単色区間２２（＃１、＃２）に共通する集光点Ｓ１に、複数の単色区間２２（＃１、＃２）からの伝搬光が集光される。同様に、複数の単色区間２２（＃１、＃２）に共通する集光点Ｓ２に、複数の単色区間２２（＃１、＃２）からの伝搬光が集光される。つまり、反射層２４から集光点Ｓに向かう伝搬光は、離れた位置である集光点Ｓに集光される。

【0092】

図３は、図２のような構成例の重複領域を有する一体化３次元表示体による再生像を上側（Ｚ方向）から見た正面図である。

【0093】

集光点Ｓ１、Ｓ２において、各単色区画２２（＃１）、（＃２）それぞれからの反射光が集光されていることが示されている。

【0094】

次に、本発明の実施形態に係る一体化３次元表示体によって実現されるフルカラー表示の原理について説明する。

【0095】

図４は、本発明の実施形態に係る一体化３次元表示体によって実現されるフルカラー表示の原理を説明するための概念図である。

【0096】

前述したように、一体化３次元表示体１０では、単色区画２２の種類数は、再生像４０の再生のために必要とされる色の数に等しい。それに加えて、一体化３次元表示体１０では、単色区画２２の数および配置を、表現したい絵柄、あるいは機械読取可能なコードに応じて変化させることができる。

【0097】

再生像４０の再生のために必要とされる発色する色をＲＧＢの３色とし、単色区画２２を、人間の目で視認できないほどのサイズとすることができる。人間の目で視認できないほどのサイズは、１００（μｍ）以下とでき、そこまで小さくした状態でｘｙ平面上に配置した場合、拡散照明下では、白色が観察されるが、点光源下では、各集光点Ｓｎの色に合わせて、３次元の再生像４０をフルカラーで再生することができる。その際における重複領域１９内の単色区画２２の配置例を図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃを用いて説明する。

【0098】

図５Ａは、集光点Ｓ１を赤色で発光させるための単色区画の配置例を示す概念図である。

【0099】

図５Ｂは、集光点Ｓ２を青色で発光させるための単色区画の配置例を示す概念図である。

【0100】

図５Ｃは、集光点Ｓ３を紫色で発光させるための単色区画の配置例を示す概念図である。

【0101】

図５Ａに示すように、集光点Ｓ１を赤色で発光させるためには、集光点Ｓ１によって規定される計算要素区画１６と位相角記録領域１８との重複領域１９Ａ内に、赤色光を反射する単色区画２２（＃１）のみを配置する。

【0102】

図５Ｂに示すように、集光点Ｓ２を青色で発光させるためには、集光点Ｓ２によって規定される計算要素区画１６と位相角記録領域１８との重複領域１９Ｂ内に、青色光を反射する単色区画２２（＃２）のみを配置する。

【0103】

一方、紫は、赤と青との合成色であるので、図５Ｃに示すように、集光点Ｓ３を紫色で発光させるためには、集光点Ｓ３によって規定される計算要素区画１６と位相角記録領域１８との重複領域１９Ｃ内に、赤色光を反射する単色区画２２（＃１）と、青色光を反射する単色区画２２（＃２）とを配置する。

【0104】

また、図６のように、位相角記録領域１８の中に、赤色用区画Ｒ、緑色用区画Ｇ、青色用区画Ｂが図中縦方向に繰り返し配置されたＲＧＢの色調変換区画２１を設け、各ＲＧＢに、それぞれの色の強度にあったキノフォームを形成することによって、３次元の再生像４０をＲＧＢによるフルカラーで再生することができる。 図６に対して図７のように、図６における色調変換区画２１に対応する色調変換区画２１（＃１）に記録されたデータを、そのまま横方向にコピーし、色調変換区画２１（＃１）に隣接した色調変換区画２１（＃２）を形成することによって、再生点の輝度を、図６に対して２倍にすることができる。

【0105】

図６におけるＲＧＢの色変換区域２１における区画を、図８に示すように、すべて緑色用区画Ｇとすることによって、つまり、図６における緑色用区画Ｇに記録されたデータを、隣接する赤色用区画Ｒおよび青色用区画Ｂにコピーすることによって、図６に比べて、緑成分の輝度を３倍にすることができる。

【0106】

図６では、赤色用区画Ｒ、緑色用区画Ｇ、青色用区画Ｂが縦方向に規則的に繰り返された色調変換区画２１が例示されている。それに対して、図９のように、色調変換区画２１に、赤色用区画Ｒ、緑色用区画Ｇ、青色用区画Ｂをランダムに配置することもできる。このようなランダム配置によって、色調変換区画２１の並べ方を考えることなく、ＲＧＢの比率を自由に変えることができる。

【0107】

図１０（ａ）は、図９とは異なり、色調変換区画２１に、赤色用区画Ｒ、緑色用区画Ｇ、青色用区画Ｂを、規則的に配置した一例を示している。ただし、色調変換区画２１に、同一パターンの画素ｇが配置されているのではなく、図１０（ｂ）に例示するように、複数のパターンの画素ｇ１、ｇ２が配置されている。画素ｇ１、ｇ２ともにＬ字型形状をしているが、ＲＧＢの配列パターンが異なっている。画素ｇ１は、緑色用区画Ｇを中心として、青色用区画Ｂと赤色用画素Ｒとが緑色用区画Ｇに隣接配置されることによって形成されるＬ字型形状の画素である。一方、画素ｇ２は、青色用区画Ｂを中心として、緑色用区画Ｇと赤色用画素Ｒとが青色用区画Ｂに隣接配置されることによって形成されるＬ字型形状の画素である。図１０（ｂ）では、２パターンの画素ｇ１、ｇ２しか例示していないが、画素のパターンも、パターンの数も一例であり、色調変換区画２１には、複数のパターンの画素ｇを、任意に配置することができる。

【0108】

なお、２つ以上の配置が、異なる領域を設けてもよい。この配置の違いによって、絵柄を形成できる。この絵柄は、文字、コード、ランドマーク、肖像、シンボル等とできる。

【0109】

また、デジタル画像においてＲＧＢ＝（２５５、２５５、２５５）とした場合に、例えばＲＧＢ＝（１０、２０、３０）を記録する場合には、単色区画２２に記録する際、記録面積を調整することによって実現できる。例えば、（１０／２５５、２０／２５５、３０／２５５）の面積率で記録することができる。また、このように面積を調整し記録する方法の他に、前述したａｍｐ（集光点の光の振幅）で調整する方法もある。

【0110】

図１１は、６つの波長の反射光のために６種類の単色区画２２（＃１）、（＃２）、（＃３）、（＃４）、（＃５）、（＃６）を設けた一体化３次元表示体１０を例示する概念図である。

【0111】

図１１は、Ｘ軸方向に横長な長方形状の６つの単色区画２２（＃１）、（＃２）、（＃３）、（＃４）、（＃５）、（＃６）を、Ｙ軸方向に積み上げるように配置した例を示している。しかしながら、これは一例であって、他の任意の配置とすることもできる。

【0112】

図１２は、視域によって異なる色が表示される状態を説明するための概念図である。

【0113】

図１１に示す構成によれば、図１２に示すように、視野の角度方向によって、１つの集光点Ｓ１が、６色の異なる色で再生される。

【0114】

図１３は、絵柄を表す形状を有する２次元情報を、一体化３次元表示体に付与した例を示す概念図である。

【0115】

２次元情報５０は、記録面１４よりも観察者側、すなわち、集光点Ｓｎ側に設けられた図示しない印刷層に印刷されることによって、一体化３次元表示体１０に付与できる。あるいは、金属の反射層２４に対して、レーザを用いたエングレービングによってディメタライズすることによって、反射層２４から金属を除去し、光の反射を制御することによって、一体化３次元表示体１０に付与できる。

【0116】

なお、２次元情報５０は、絵柄を表す形状に限定されず、文字を表す形状や、機械読取可能なコードとすることもできる。これら絵柄、文字、およびパターンを、個人認証情報として適用することもできる。

【0117】

図１３に例示する構成によれば、２次元情報５０と、集光点Ｓｎに反射光を集光させるための情報とが同じ領域に共存するので、高い耐偽造性を実現することができる。集光点Ｓｎに反射光を集光させることは、３次元の再生像４０を再生させることであるので、集光点Ｓｎに反射光を集光させるための情報は、３次元情報に相当する。すなわち、図１３は、高い耐偽造性を実現するために、２次元情報５０と３次元情報とを同じ領域に共存させた構成を例示している。

【0118】

図１４Ａは、２次元情報５０と３次元的に分布している集光点Ｓ（Ｓ１～Ｓｎ）とが、ｘｙ平面において重ならない位置関係の一例を示す断面図および平面図である。

【0119】

図１４Ｂは、２次元情報５０と３次元的に分布している集光点Ｓ（Ｓ１～Ｓｎ）とが、ｘｙ平面において重なる位置関係の一例を示す概念図である。

【0120】

図１４Ａ（ａ）および図１４Ｂ（ａ）に示す断面図は、それぞれ図１４Ａ（ｂ）および図１４Ｂ（ｂ）に示すＷ１－Ｗ１線、およびＷ２－Ｗ２線に沿った断面図であり、ｚ方向、すなわち、記録面１４の深さ方向における記録面１４と集光点Ｓとの位置関係を示している。図１４Ａ（ｂ）および図１４Ｂ（ｂ）に示す平面図は、ｘｙ平面における重複領域１９と、２次元情報５０との位置関係を示している。

【0121】

図１４Ａに示すような構成によれば、２次元情報５０と、３次元情報とがｘｙ平面上において分離しているので、２次元情報５０のみを偽造し、３次元情報は正規のものを適用することができる。このため、耐偽造性は弱い。

【0122】

一方、図１４Ｂに示すような構成によれば、２次元情報５０と、３次元情報とが少なくとも部分的に、記録面１４の深さ方向において重なるように配置されている。このため、２次元情報５０と、３次元情報との両方を偽造することは困難になるので、耐偽造性を高めることができる。

【0123】

図１５Ａおよび図１５Ｂは、重複領域１９と、２次元情報５０との、記録面１４上における位置関係を示す概念図である。

【0124】

図１５Ａは、重複領域１９の一部のみが２次元情報５０と重なっている状態、すなわち、重複領域１９の全面を覆わないように、２次元情報５０が配置されている状態を示す。図１５Ｂは、重複領域１９の全面が、２次元情報５０によって覆われている状態を示す。

【0125】

図１５Ｂに説明するように、重複領域１９の全面が２次元情報５０によって覆われている場合、重複領域１９を利用することができないので、集光点Ｓｎを再生することができない。一方、図１５Ａに説明するような位置関係では、重複領域１９の一部が２次元情報５０に覆われていても、重複領域１９のうち、２次元情報５０によって覆われていない部分を利用して集光点Ｓｎを再生することができる。したがって、記録面１４に２次元情報５０を記録する場合には、図１５Ａのように、重複領域１９の全面を覆うことがないように、２次元情報５０を配置する。

【0126】

図１６Ａおよび図１６Ｂは、２次元情報５０と３次元的に分布している集光点Ｓ（Ｓ１～Ｓｎ）とが、ｘｙ平面において重なるように配置されている認証体の一実施形態を示す断面図および平面図である。

【0127】

図１６Ａ（ａ）および図１６Ｂ（ａ）に示す断面図は、それぞれ図１６Ａ（ｂ）および図１６Ｂ（ｂ）に示すＷ３－Ｗ３線およびＷ４－Ｗ４線に沿った断面図であり、図で説明するように、認証体６０は、対象物２６に接着された一体化３次元表示体１０を含んでいる。特に、図１６Ａ（ｂ）および図１６Ｂ（ｂ）に明示されているように、重複領域１９には、同じ大きさの縦長の矩形形状をしている３種類の単色区画２２（＃１）、（＃２）、（＃３）が、図中左方向から右方向へ、重ならないように、順に隣接して配置されている。これら３種類の単色区画２２（＃１）、（＃２）、（＃３）を、異なる色で着色することができる。

【0128】

重複領域１９の上面に、図示しない印刷層を配置し、印刷層に２次元情報５０を印刷することによって、認証体６０に２次元情報５０を付与することができる。あるいは、印刷層を配置することなく、金属の反射層２４をディメタライズすることによっても、認証体６０に２次元情報５０を付与することができる。

【0129】

このような２次元情報５０によって、絵柄を表示したり、２次元バーコードを表示することができる。図１６Ａ（ｂ）には、２次元情報５０が絵柄である場合が説明されており、図１６Ｂ（ｂ）には、２次元情報５０がバーコードである場合が説明されている。

【0130】

２次元情報５０が重複領域１９の全面を覆っている図１５Ｂのような構成にならないように、すなわち、重複領域１９の少なくとも一部が、２次元情報５０によって覆われていない図１５Ａのような構成となるように、２次元情報５０を配置することによって、集光点Ｓｎが消えることなく、一体化３次元表示体１０に２次元情報５０を付与することができる。

【0131】

図１７Ａは、単色区画の平面形状によって表現される絵柄を有する認証体の一実施形態を示す断面図および平面図である。

【0132】

図１７Ａ（ａ）に示す断面図は、図１７Ａ（ｂ）に示すＷ５－Ｗ５線に沿った断面図である。

【0133】

図１７Ａに説明される認証体では、特に図１７Ａ（ｂ）に示されるように、重複領域１９に配置される単色区画２２（＃１）、（＃２）、（＃３）の平面形状によって、絵柄が表現される。同様に、複数種類の単色区画２２の平面形状の構成によって、絵柄のみならず、文字や、機械読取可能なコードを表現することもできる。これら絵柄、文字、コードに、個人認証情報の意味を持たせることによって、個人認証情報を有した認証体６０を実現することができる。

【0134】

図１７Ｂは、単色区画の平面形状によって表現される絵柄と、バーコードのパターンとを有する認証体の一実施形態を示す断面図および平面図である。

【0135】

図１７Ｂ（ａ）に示す断面図は、図１７Ｂ（ｂ）に示すＷ６－Ｗ６線に沿った断面図である。

【0136】

図１７Ｂで説明される認証体６０は、図１７Ａに示す認証体６０における重複領域１９の上面に、図１６Ｂと同様に、図示しない印刷層を配置し、印刷層に、２次元情報（バーコード情報）５０を印刷したものである。

【0137】

図１８Ａ、図１８Ｂ、および図１８Ｃは、再生色の異なる複数の単色区画２２（＃１）、（＃２）を跨ぐように、３次元の再生像４０が再生されることを説明する概念図である。

【0138】

図１８Ａ、図１８Ｂ、および図１８Ｃの正面図に示すように、一体化３次元表示体１０（重複領域１９）が２分された左半分に単色区画２２（＃１）が配置され、右半分に単色区画２２（＃２）が配置されている。単色区画２２（＃１）からの反射光は、第１の再生色（例えば、赤色）の光で集光点Ｓｎにて集光し、単色区画２２（＃２）からの反射光は、第２の再生色（例えば、青色）の光で集光点Ｓｎにて集光することによって、再生像４０を再生する。

【0139】

図１８Ｂの側面図に示すように、観察者９０が、一体化３次元表示体１０の正面中心から面に直交する視線方向で一体化３次元表示体１０を観察した場合、図１８Ｂの正面図に示すように、一体化３次元表示体１０の中心に位置し、左半分が第１の色で、右半分が第２の色で表示された再生像４０を観察することができる。

【0140】

一方、図１８Ａの側面図に示すように、観察者９０が、一体化３次元表示体１０の中心よりも図中右側上方から、一体化３次元表示体１０の面に対して、０（°）以上、７０（°）以下の傾斜角で、右側から斜め方向に進む視線方向で一体化３次元表示体１０を観察した場合、図１８Ａの正面図に示すように、一体化３次元表示体１０の中心よりも左側にシフトして位置し、それに応じて、図１８Ｂに示す場合よりも、第１の色で表示される領域の面積が大きく、第２の色で表示される領域の面積が小さくなっている再生像４０を観察することができる。

【0141】

逆に、図１８Ｃの側面図に示すように、観察者９０が、一体化３次元表示体１０の中心よりも図中左側上方から、一体化３次元表示体１０の面に対して、０（°）以上、７０（°）以下の傾斜角で、左側から斜め方向に進む視線方向で一体化３次元表示体１０を観察した場合、図１８Ｃの正面図に示すように、一体化３次元表示体１０の中心よりも右側にシフトして位置し、それに応じて、図１８Ｂに示す場合よりも、第２の色で表示される領域の面積が大きく、第１の色で表示される領域の面積が小さくなっている再生像４０を観察することができる。

【0142】

なお、再生像４０によって実現される３次元情報は、文字や絵柄に限定されず、ＱＲコード、バーコード、データマトリックス等の機械認証情報を表すパターンを表示するために利用することもできる。また、集光点Ｓｎの３次元位置座標で真正か偽造かの検証することで、一体化３次元表示体１０を認証することによって、高度なセキュリティを実現することができる。

【0143】

このように、再生像４０の３次元情報を認証情報とすることができる。また、３次元情報の再生像４０を表示する単色区画２２に識別情報である２次元情報が記録されることで、認証情報と識別情報とを不可分に一体化できる。バーコードは、一定の間隔で、バーが配列しているため、記録面１４上の反射層２４に記録した場合、その位相角記録領域１８が分散する。そのため、記録面１４から１点に集光点Ｓに光を反射するあるゾーンプレートが記録されている領域の反射層２４全部が除去されることを避けることができる。

【0144】

バーコードは、流通コードに適用されるＪＡＮ／ＥＡＮ／ＵＰＣや、物流商品用コードとして適用されるＩＴＦ、工業用バーコードとして適用されるＣＯＤＥ３９、宅配の伝票で適用されるＮＷ－７等とすることができる。また、バーコードは、誤り検出符号や、誤り訂正符号を含むこともできる。つまり冗長性を有することができる。また、バーコードは、反射率を２値化し、ＯＮとＯＦＦからデータを読み取るが、多値とすることもできる。また、２次元情報は、複数の単色区画２２にわたって記録することができる。複数の単色区画２２を形成することは、高度な加工技術を要するため、その複数の単色区画２２にわたって、２次元情報を記録することで、２次元情報の改ざんを防止できる。さらに、２次元情報が識別情報である場合には、識別情報の改ざんによる成りすましを防止できる。

【0145】

３次元位置座標の取得は、ステレオカメラによる方法や、既に商品化されているＫｉｎｅｃｔセンサによる方法、透過型の画素型スキャナを用い、深さ方向にスキャンする方法等を含む。

【0146】

さらに、取得した３次元位置座標を、Ｐｏｉｎｔ Ｃｌｏｕｄ Ｌｉｂｒａｒｙ等を用いて演算処理し、ＳＨＯＴ（Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ｏｆ Ｈｉｓｔｏｇｒａｍｓ ｏｆ ＯｒｉｅｎＴａｔｉｏｎｓ）特徴量、ＰＦＨ（Ｐｏｉｎｔ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｈｉｓｔｏｇｒａｍｓ）特徴量、ＰＰＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｐａｉｒ Ｆｅａｔｕｒｅ）特徴量等のような３次元特徴量を推定し、データベースにある正しい３次元位置座標と比較することによって、認証体６０が真正品であるか偽造品であるかを判定することができる。

【0147】

次に、エンボス層２３の深さＴを変えずに、反射光の特性、すなわち、反射スペクトルを変化させる方法について説明する。

【0148】

これまで、図２等で、エンボス層２３の深さＴを変えることによって、反射光の特性、すなわち、反射スペクトルを変化させることについて説明した。しかしながら、反射スペクトルを変化させることは、エンボス層２３の深さＴを変えなくても、金属の反射層２４をディメタライズすることや、印刷層２８を設けることによっても実現することができる。

【0149】

金属の反射層２４をディメタライズすることによって、反射スペクトルを変化させる方法を、図１９Ａおよび図１９Ｂを用いて説明する。

【0150】

図１９Ａは、ディメタライズによって反射スペクトルを変化させる方法を説明するための本発明の実施形態に係る一体化３次元表示体の一例を示す断面図である。

【0151】

図１９Ａのような断面構成を有する一体化３次元表示体は、基材１２に、剥離層２７、ンボス層２３が順に積層されている。さらに、反射層２４がエンボス層２３をカバーしている。反射層２４上には、さらに接着層がある。

【0152】

また、図中ｘ方向に、３つの単色区画２２（＃１）、（＃２）、（＃３）が順に配置されており、同一の単色区画２２内では、それぞれエンボス層２３の深さＴとして、固有の値を有している。図１９Ａでは、単色区画２２（＃１）におけるエンボス層２３は深さＴ１であり、単色区画２２（＃２）におけるエンボス層２３は深さＴ２であり、単色区画２２（＃３）におけるエンボス層２３は深さＴ３であり、Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔ３の関係を有する。

【0153】

一方、図１９Ｂは、図１９Ａの状態から、金属の反射層２４がディメタライズされ、金属の一部が除去された実施形態を示す断面図である。この場合、接着層は、反射層２４または、エンボス層２３上にある。レーザによるエングレービングによってディメタライズできる。

【0154】

図１９Ａのような構成から、図１９Ｂのように、金属の反射層２４がディメタライズされると、エンボス層反射スペクトルを変化させることができる。

【0155】

このようにディメタライズによって反射スペクトルが変化するメカニズムを、図２０Ａおよび図２０Ｂを用いて説明する。

【0156】

図２０Ａは、機械認証装置７０から照射された検査光αが、反射層２４において反射する状態を説明するための概念図である。

【0157】

図２０Ｂは、機械認証装置７０から照射された検査光αが、ディメタライズ部３０において透過する状態を説明するための概念図である。

【0158】

図２０Ａ（ａ）および図２０Ｂ（ａ）に示す一体化３次元表示体１１の断面構成は、図１９Ｂに示す断面構成から基材１２を除去し、粘着層２５に対象物２６を粘着させた構成をしている。なお、図２０Ａ（ａ）では、金属の反射層２４がディメタライズされた部分を、ディメタライズ部３０として示している。

【0159】

一体化３次元表示体１１は、ディメタライズによる反射スペクトルの変化を利用して、図２０Ａ（ｂ）および図２０Ｂ（ｂ）に示すような機械読取可能なコード８０を記録するために利用される。

【0160】

機械認証装置７０は、一体化３次元表示体１１に向けて検査光αを照射し、一体化３次元表示体１１からの反射光βを検出することによって、機械読取可能なコードのパターンを読み取るための装置であって、限定される訳ではないが、スマートフォン、レジリーダ、光スペクトル装置等を適用できる。

【0161】

このとき、機械認証装置７０は、記録面１４に対して、好適には、０（°）以上、７０（°）以下の傾斜角で、機械読取可能なコードのパターンを読み取る。

【0162】

機械認証装置７０から照射された検査光αは、反射層２４においては、図２０Ａ（ａ）に説明するように反射するために、反射光βは、機械認証装置７０に戻って来ない。このため、反射層２４は、機械認証装置７０によって、図２０Ａ（ｂ）に説明するように、機械読取可能なコードの、黒に相当する部位として認識される。

【0163】

一方、機械認証装置７０から照射された検査光αは、ディメタライズ部３０においては、図２０Ｂ（ａ）で説明するように透過し、その下の対象物２６において反射する。特に、対象物２６が白色であれば、検査光αが対象物２６の表面で散乱して散乱光γが生じ、この散乱光γが、機械認証装置７０に戻り、機械認証装置７０によって白として認識される。このため、ディメタライズ部３０は、機械認証装置７０によって、図２０Ｂ（ｂ）で説明するように、機械読取可能なコードのうち、白に相当する部位として認識される。

【0164】

次に、印刷層を設けることによって反射スペクトルを変化させる方法を、図２１Ａおよび図２１Ｂを参照して説明する。

【0165】

図２１Ａおよび図２１Ｂは、印刷層を設けることによって、反射スペクトルを変化させる方法を説明するための本発明の実施形態に係る一体化３次元表示体の一実施形態を示す断面図である。

【0166】

図２１Ａに示す断面構成は、図１９Ａに示すように単色区画２２を備えた構成における剥離層２７とエンボス層２３との間に、印刷層２８を追加した構成をしている。このように、印刷層２８を追加することによって、エンボス層２３の深さＴを変化させなくても、反射スペクトルを変化させることができるが、エンボス層２３の深さＴによって決定される反射光の色と、印刷による色とを組み合わせて適用することもできる。さらに、印刷層２８を追加した場合には、図２１Ｂのように、単色区画２２を設けず、複数種類の異なる深さＴを有するエンボス層２３が、面全体にわたってランダムに分布したマルチレベル構成とすることもできる。

【0167】

次に、コンピュータによってなされるディメタライズ処理について説明する。

【0168】

図２２は、ディメタライズ処理によって２次元バーコードを作成するために、コンピュータに入力される条件データの一例を示す図である。図２２において、白い部分は、金属の反射層２４の金属を残すように指示された部分に相当し、黒い部分は、金属の反射層２４の金属をディメタライズするように指示された部分に相当する。

【0169】

このような条件データに従って、コンピュータは、図２２に示される白い部分に相当する反射層２４の金属をディメタライズせず、図２２に示される黒い部分に相当する反射層２４の金属のみをディメタライズする。

【0170】

ディメタライズされない部分は、図２０Ａを用いて説明したように、黒い部分として認識される一方、ディメタライズされた部分は、図２０Ｂを用いて説明したように、白い部分として認識される。

【0171】

このように、金属をディメタライズすることによって、機械読取可能なコードを記録することができる。

【0172】

ところで、機械認証装置７０による機械読取可能なコードの認識率や、再生像４０の見易さは、ディメタライズ量に依存する。ディメタライズ量は、ディメタライズ前の金属部の面積Ｓ１とし、ディメタライズ後の金属部の面積Ｓ２とすると、ディメタライズ量（％）＝（Ｓ１－Ｓ２）／Ｓ１と定義される。また、認識率は、読み取ったコードのうち、認識したコードの比率である。

【0173】

図２３は、金属の反射層２４のうち非反射としたい部位におけるディメタライズ量と、機械読取可能なコードの認識率および再生像４０の見易さとの関係を示すテーブルである。

【0174】

金属の反射層２４のディメタライズ量が大きいほど、機械読取可能なコードとしてのコントラストが上がるために、認証し易くなるので、単位時間当たりの認識率は高くなる一方、再生像４０の明るさは低下するので、再生像４０は見難くなる。

【0175】

逆に、ディメタライズ量が小さいほど、再生像４０は明るくなり、見易くなるものの、機械読取可能なコードとしてのコントラストは低下するので、認識率は下がる。

【0176】

図２３は、金属の反射層２４のうち、非反射としたい部位におけるディメタライズ量が、３０（％）以上、７０（％）以下であれば、良好な視認性と、再生像４０の見易さとを両立させることができることを示している。

【0177】

したがって、本発明の実施形態に係る一体化３次元表示体では、金属の反射層２４のうち非反射としたい部位（例えば、機械読取可能なコードにおいて白く表示する部位）の金属の３０（％）以上、７０（％）以下をディメタライズする。

【0178】

次に、本発明の実施形態に係る一体化３次元表示体を構成する各部位の材料について説明する。

【0179】

基材１２に適用する材料に、ガラス基材のようなリジッドなものを適用することも、フィルム基材を適用することもできる。基材１２は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）等のプラスチックフィルムとでき、記録面１４を設けた際にかかる熱や圧力等によって変形や変質の少ない材料が適している。なお、用途や目的によっては紙や合成紙、プラスチック複層紙や樹脂含浸紙等を基材１２とすることもできる。

【0180】

剥離層２７は、樹脂および滑剤で形成できる。樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等が好適である。樹脂としては、アクリル樹脂やポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂を適用することができる。また、滑剤としては、ポリエチレンパウダー、パラフィンワックス、シリコーン、カルナバロウ等のワックスが好適である。これらは剥離層２７として、基材１２にグラビア印刷法やマイクログラビア法等のような周知の塗布方式によって形成される。剥離層２７の厚みは、０．１（μｍ）以上、２（μｍ）以下の範囲内とすることができる。剥離層２７は、記録面１４や、２次元情報を保護するため、ハードコート性を有することができる。ハードコート性は、鉛筆硬度試験（ＪＩＳ Ｋ５６００－５－４）において、Ｈ以上５Ｈ以下の硬度とすることができる。

【0181】

エンボス層２３は、樹脂を母材とすることができる。樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、ラジカル重合性不飽和基を有する熱成形性材料、電子線硬化性樹脂等が好適である。樹脂として、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂の熱可塑性樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリオール（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、トリアジン（メタ）アクリレートを適用することができる。エンボス層２３の厚みは、０．５（μｍ）以上、５（μｍ）以下の範囲とすることができる。

【0182】

反射層２４の材質は、金属とすることができる。金属の反射層２４は、レーザを吸収しやすくエングレービングに適している。なお、金属の反射層２４としては、アルミニウム、銀、スズ、クロム、ニッケル、銅、金等を適用することができる。また、反射層２４の材質は金属化合物とできる。金属化合物の反射層２４として、硫化亜鉛、酸化チタン、酸化ケイ素酸化鉄、を適用できる。また、酸化ケイ素はＳｉ_２Ｏ_３、ＳｉＯ等とできる。金属化合物、酸化ケイ素の反射層２４は、透光性とすることができる。また、反射層２４は、エンボス層２３の全面または一部に形成されている。または、反射層２４は、単層または多層である。金属層と、金属化合物または酸化ケイ素の２層の反射層２４とからなる多層とすることができる。この反射層２４は、金属層が一部に形成されている場合、金属層が形成された領域を選択的にエングレービングし、２次元情報を記録できる。特に金属層の外形を彩文柄等にすることで、偽造耐性を向上できる。

【0183】

反射層２４の材質は、金属以外の無機化合物とすることもできる。無機化合物は、屈折率が高く反射率を高めやすい。

【0184】

金属、金属化合物、あるいは無機化合物からなる反射層２４を形成するために、気相堆積法を適用することができる。

【0185】

気相堆積法としては蒸着、ＣＶＤ、スパッタを適用できる。反射層２４の厚みは、４０（ｎｍ）以上、１０００（ｎｍ）以下の範囲内が好ましい。４０（ｎｍ）以上であれば、レーザエングレービング時に、ディメタライズ部の輪郭がクリアとなる。１０００（ｎｍ）以下であれば、レーザエングレービング時等での反射層のワレを防止できる。反射層２４の反射率は、３０（％）以上、９５（％）以下の範囲内が好ましい。反射層２４の反射率が３０（％）以上であれば、十分な反射が得られる。一方、反射層２４の反射率が、９５（％）よりも高ければ十分な像の明るさ得られるが、反射層２４の加工が困難なる。

【0186】

反射層２４はまた、レーザ光を吸収するインキを用いて形成することもできる。インキは、印刷方式に応じて、オフセットインキ、活版インキ、およびグラビアインキ等とすることができる。また、組成の違いに応じて、樹脂インキ、油性インキ、および水性インキとすることもできる。また、乾燥方式の違いに応じて、酸化重合型インキ、浸透乾燥型インキ、蒸発乾燥型インキ、および紫外線硬化型インキとすることもできる。また、照明角度または観察角度に応じて色が変化する機能性インキを適用することもできる。このような機能性インキとしては、光学的変化インキ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｉｎｋ）、カラーシフトインキ、およびパールインキを適用することができる。

【0187】

図２、図２０Ａ、および図２０Ｂで説明する一体化３次元表示体は、対象物２６に貼り付けられている。この貼り付けは、熱圧転写で実現できる。言い換えれば、貼り付けの加工は、熱圧転写とできる。対象物２６は、印刷体とすることができる。対象物２６は、紙幣、クーポン、カード、ボード、ポスター、タグ、シール等である。カード、ボード、タグは、一般に平坦な表面を有し、コードの読み取り性もよく、３Ｄ像の歪みも少ない。対象物２６の材質は、紙、ポリマー等である。紙、ポリマー等は粘着層２５を介して貼り付け可能である。また、紙、ポリマー以外にも、金属、セラミック等でもよく、粘着層２５を介して貼り付け可能なものであれば、特に限定されない。

【0188】

粘着層２５は、一体化３次元表示体１０を対象物２６と密着できれば良く、材質は問わないが、タック性の粘着剤や熱可塑接着材等とすることができる。

【0189】

また、一体化３次元表示体１０の表面に、擦れ等によって傷が付いてしまうと、再生像４０にボケが発生する恐れがある。このため、一体化３次元表示体１０の表面に、図示しない保護層を設けても良い。保護層は、ハードコート性を付与することもできる。ハードコート性は、鉛筆硬度試験（ＪＩＳ Ｋ５６００－５－４）において、Ｈ以上５Ｈ以下の硬度とすることができる。これによって、一体化３次元表示体１０の表面が、擦れ等によって傷付くことを阻止することができる。

【0190】

一体化３次元表示体１０の表面の２０°グロス（Ｇｓ（２０°））は、１５以上、７０以下であることが好ましい。２０°グロス（Ｇｓ（２０°））が１５に満たない場合、防眩性が強くなり、集光点Ｓｎがうまく結像しなくなる。

【0191】

一方、２０°グロス（Ｇｓ（２０°））が７０を超える場合、防眩性が不十分なため再生像４０に反射光が映りこみ、再生像４０の撮像、観察が困難となる。なお、より好ましい２０°グロス（Ｇｓ（２０°））は、２０以上、６０以下の範囲内である。

【0192】

また、記録面１４の透過像鮮明度（Ｃ（０．１２５）＋Ｃ（０．５）＋Ｃ（１．０）＋Ｃ（２．０））の値は、２００（％）以上であることが好ましい。また、記録面１４のヘイズ（Ｈｚ）を、１．０（％）以上、２５（％）以下とすることができる。２０°グロスの測定は、光沢度計（ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ製ｍｉｃｒｏ－ＴＲＩ－ｇｌｏｓｓ）を使用して、ＪＩＳ－Ｋ７１０５－１９８１に基づきを測定した。透過鮮明度の測定は、写像測定器（スガ試験機社製、商品名；ＩＣＭ－１ＤＰ）を用い、ＪＩＳ－Ｋ７１０５－１９８１に基づき測定した。

【0193】

防眩性フィルムを透過する光は、移動する光学くしを通して測定した際の最高波長Ｍおよび最低波長ｍから、Ｃ＝（Ｍ－ｍ）／（Ｍ＋ｍ）×１００の式に基づく計算により求められる。透過像鮮明度Ｃ（％）は、値が大きいほど、画像が鮮明で、良好であることを表す。測定には４種類の幅の光学くし（０．１２５（ｍｍ）、０．５（ｍｍ）、１．０（ｍｍ）、２．０（ｍｍ））を適用したので、１００（％）×４＝４００（％）が最大値となる。

【0194】

へイズ（Ｈｚ）は、ヘイズメータ（日本電色工業製ＮＤＨ２０００）を用いＪＩＳ－Ｋ７１０５－１９８１に準じてヘイズ（Ｈｚ）を測定した。

【0195】

全光線反射率は、ＪＩＳ－Ｋ７１０５に準じ、日立ハイテクノロジーズ社製分光光度計であるＵ－４１００を測定装置とし、積分球で全光線を集めることで計測できる。

【0196】

なお、図１９Ａおよび図１９Ｂに説明する断面構成を有する一体化３次元表示体１１の他の実施形態として、剥離層２７を省略し、基材１２に記録面１４を直接積層することもできる。この場合、剥離層２７がないことから、粘着層２５によって対象物２６に貼り付けられた後も、基材１２が残る。

【0197】

基材１２が印刷層を形成する場合、マット調の用紙を適用するのが好ましい。マット調の用紙としては、上質紙、中質紙、マットコート紙、アート紙等が挙げられる。印刷層は、インキを用いて形成することもできる。

【0198】

インキは、顔料インキ、染料インキとすることができる。顔料インキは、無機化合物のみならず、有機物とすることもできる。無機物の顔料は、黒鉛、コバルト、チタン等である。有機物の顔料は、フタロシアニン化合物、アゾ顔料、有機錯体等である。また、蛍光性、りん光性の顔料を適用することもできる。

【0199】

また、顔料を、ポリマーの母材に分散し、印刷することによって印刷層を形成することもできる。ポリマーの母材としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ロジン等とすることができる。顔料の添加量は、０．１（％）以上、１０％（以下）が好ましい。染料インキは、有機物の染料インキを適用できる。

【0200】

有機物の染料は、天然染料、合成染料がある。合成染料は、アゾ染料、有機錯体染料等である。また、蛍光性、りん光性の染料を適用できる。染料を、ポリマーの母材に分散し、印刷することによって印刷層を形成することもできる。ポリマーの母材は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ロジン等とすることができる。染料の添加量は、０．５％以上、３０％以下が好ましい。

【0201】

本発明の実施形態に係る識別情報記録方法が適用された一体化３次元表示体によれば、上述したように、計算要素区画１６を設けることによって、計算機による計算時間を短縮し、空間情報のノイズを減らし、鮮明なホログラムを得ることができる。

【0202】

この計算では特に、位相角φを計算し、記録することができる。このような位相型ホログラムは、高い回折効率を実現しながら、光の位相成分のみを変調することができる。このため、明るさが低減することなく、高輝度を保ったまま光を制御することができる。

【0203】

また、位相角φを記録するための領域を、重複領域１９内に限定することによって、計算機による計算時間をさらに短縮することもできる。それに加えて、一体化３次元表示体１０に当たる光の割合を制御することもできる。

【0204】

さらには、計算要素区画１６内における、位相角記録領域１８以外の部分を位相角非記録領域２０と定義すると、集光点Ｓｎにおいて再生される再生像４０の明るさを、位相角非記録領域２０を設けない場合に対して、（位相角記録領域１８）／（位相角記録領域１８＋位相角非記録領域２０）だけ暗くすることができる。これによって、光の明暗を制御することができる。

【0205】

また位相角記録領域１８に光が照射された場合にのみ、３次元の再生像４０を再生することもできる。すなわち、位相角記録領域１８が大きいほど、明るい再生像４０を再生することができ、小さいほど、暗い再生像４０しか再生しないようにすることができる。また、暗い再生像４０しか再生できない代わりに、位相角非記録領域２０を別の光学要素として適用することもできる。

【0206】

さらにまた、重複領域１９内を１種類の単色区画２２から構成することで、モノクロで３次元再生することができる。重複領域１９内を複数種類の単色区画２２から構成することで、カラーで３次元再生することができる。

【0207】

また、記録面１４上に２次元情報５０を、再生像４０の少なくとも一部と記録面１４の深さ方向において重なるように配置することによって、耐偽造性を各段に高めることもできる。

【0208】

さらには、２次元情報５０を記録面１４上に配置する場合、重複領域１９の全面を覆わないように配置することによって、重複領域１９から再生する集光点Ｓｎを消さないようにすることができる。

【0209】

なお、再生像４０および２次元情報５０のうちの少なくとも何れかを、個人認証情報として適用することができる。あるいは、動的な３次元の再生像４０と、非動的な文字や絵柄の２次元情報５０を組み合わせて表示することもできる。また、文字や絵柄の２次元情報５０の耐偽造性を高めることもできる。

【0210】

さらに、単色区画２２の平面形状、２次元情報５０、および再生像４０のいずれか１つ、その複合体、または、その組み合わせは、機械読取可能なコードを表すことができる。機械読取可能なコードは、ＱＲコード、バーコード、データマトリックス等とすることができる。これにより耐偽造性をさらに高めた可変コードを作製することもできる。

【0211】

また、計算要素区画１６内の、位相角非記録領域２０に、位相角以外の情報を記録することによって、位相角非記録領域２０上で、光の散乱、反射、および回折特性といった、３次元の再生像４０の光の位相成分以外を制御することもできる。

【0212】

さらには、位相角を画素の深さに変換し、重複領域１９に記録することもできる。

【0213】

さらにまた、記録面１４上において、他の計算要素区画１６と重ならないように配置されている計算要素区画１６を、異なる色で着色することによって、フルカラーで３次元の再生像４０を再生することもできる。さらに、記録面１４の表面に、金属の反射層２４を備えることによって、光の反射効率を高め、より明るい再生像４０を再生することもできる。

【0214】

また、一体化３次元表示体１０、１１を、対象物２６に貼り付けることもできる。さらには、一体化３次元表示体１０、１１は、一般的なオフィス環境等では蛍光灯等の照明のサイズや数によって、再生像４０がぼけ、視認することができないが、点光源であるＬＥＤや、スマートフォンやレジリーダの光源を照射し、再生像４０を視認することができる。

【0215】

また、反射層２４が金属である場合、この金属をレーザエングレービングによってディメタライズすることによって、機械読取可能なコードを記録できる。このパターンに、識別情報を記録することもできる。なお、機械読取可能なコードに関しては、ディメタライズ量が大きくなるほど、認証し易くなるものの、３次元の再生像４０の明るさは低下するので、金属の反射層２４のうち非反射としたい部位の金属の３０（％）以上７０（％）以下をディメタライズすることによって、コードパターンの認証のしやすさと、再生像４０のための十分な明るさとを両立させることができる。

【0216】

以上説明したように、本発明の実施形態に係る識別情報記録方法が適用された一体化３次元表示体によれば、虹色の色ずれの発生しない量産性の高いフルカラー再生可能な３次元像と、機械読取可能なコードとを複合して提供することができる。

【0217】

（第１の別の実施形態）
本発明の第１の別の実施形態について説明する。本実施形態は、他の実施形態と組合せられる。

【0218】

以下では、本発明の第１の実施形態と異なる点について説明する。

【0219】

本発明の第１の実施形態では、位相角に応じた画素の深さＴを有する単色区画２２を形成するためにスタンパーを用いることについて説明した。しかしながら、他の手法として、ハロゲン化銀露光材料を露光現像し、漂白後現像銀をハロゲン化銀などの銀塩に変えて透明にすることもできる。あるいは光によって屈折率や表面の形状が変化するサーモプラスチック等を利用することもできる。

【0220】

このような構成によっても、反射光を集光点Ｓｎに集光させ、所望するホログラムの再生像４０を再生することができ、第１の実施形態で説明したように、虹色の色ずれの発生しない量産性の高いフルカラー再生可能な３次元像と、機械読取可能なコードとを複合して提供することができる。

【0221】

（第２の別の実施形態）
本発明の第２の別の実施形態について説明する。本実施形態は、他の実施形態と組合せられる。

【0222】

以下でもまた、本発明の第１の実施形態と異なる点について説明する。

【0223】

本発明の第１の実施形態では、ホログラムの再生像４０を再生するために、重複領域１９の対応する画素に、位相成分に基づいて計算された位相角φを記録したり、位相角φに応じた画素ｇの深さＴを記録することを説明した。

【0224】

本発明の第２の別の実施形態では、ホログラムの再生像４０を再生するために、重複領域１９の対応する画素ｇに、位相角φに応じた深さＴを記録することに代えて、位相角φに応じたボイド量に変調されたボイドを埋め込む。

【0225】

図２４は、位相角に応じたボイド量を有するボイドが画素に埋め込まれた状態の一例を示す断面図である。

【0226】

これは、図２４に示すように、重複領域１９における単色区画２２を構成する各画素ｇに、各画素ｇの座標において算出された位相角φに応じたボイド量を有するボイドを埋め込むことによってなされる。

【0227】

図２４には２つの単色区画２２（＃１）、（＃２）が示されており、単色区画２２（＃１）における画素ｇのうちの何れかは、単色区画２２（＃１）において計算された位相角φに応じたボイド量に変調されたボイドＶ１が埋め込まれている。

【0228】

同様に、単色区画２２（＃２）における画素ｇのうちの何れかは、単色区画２２（＃２）において計算された位相角φに応じたボイド量に変調されたボイドＶ２が埋め込まれている。

【0229】

このような構成によっても、反射光を集光点Ｓｎに集光させ、所望するホログラムの再生像４０を再生することができ、本発明の第１の実施形態で説明したように、虹色の色ずれの発生しない量産性の高いフルカラー再生可能な３次元像と、機械読取可能なコードとを複合して提供することが可能となる。

【0230】

なお、本願発明は、本発明の上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本発明の各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、本発明の上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】

【図16A】

【図16B】

【図17A】

【図17B】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図19A】

【図19B】

【図20A】

【図20B】

【図21A】

【図21B】

【図22】

【図23】

【図24】