立体視画像形成体および立体視用具
【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、基材１０上の反射層１４の上に立体視を生じせしめるよう視差を持つ２つの画像パターン（１２１、１３１）が記録され、一方の画像パターンＡ１２１は特定の色を呈する色材により、また、他方の画像パターンＢ１３１は光学異方性をもって形成される。これを、色フィルター層Ａ２３ａからなるフィルターＡ２０ａ、および直線偏光層２２と色フィルター層Ｂ２３ｂからなるフィルターＢ２０ｂを持つ立体視用具２０を介して観察すると、フィルターＡ２０ａ側では画像パターンＢ１３１が不可視、フィルターＢ２０ｂでは画像パターンＡ１２１が不可視となるため、立体形状が知覚される。
【解決手段】 立体視画像形成体１は、基材１０上の反射層１４の上に立体視を生じせしめるよう視差を持つ２つの画像パターン（１２１、１３１）が記録され、一方の画像パターンＡ１２１は特定の色を呈する色材により、また、他方の画像パターンＢ１３１は光学異方性をもって形成される。これを、色フィルター層Ａ２３ａからなるフィルターＡ２０ａ、および直線偏光層２２と色フィルター層Ｂ２３ｂからなるフィルターＢ２０ｂを持つ立体視用具２０を介して観察すると、フィルターＡ２０ａ側では画像パターンＢ１３１が不可視、フィルターＢ２０ｂでは画像パターンＡ１２１が不可視となるため、立体形状が知覚される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、簡便な立体視用具によって立体像として可視化する画像形成体と立体視用具に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
特許文献１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。
【０００４】
特許文献２は、偽造防止箔に関する発明であり、液晶性化合物による光学異方性層で形成したパターン（潜像）が、自然光の下では不可視でありながら、偏光板を介して観察すると可視化されることにより真正性を判定する。
【０００５】
なお特許文献２の偽造防止箔の積層構造は図５に示す構成となっており、液晶性化合物を配向させてパターンを形成した光学異方性層５０のパターン部のレターデーション（位相差）をそれぞれ異なるものとしている。前記パターンは自然光の下では不可視であるが、直線偏光を照射する、あるいは、直線偏光フィルターを介して観察すると、それぞれのパターンが視認される。なお、図中の機能性層５１は、接着層、反射層、配向層、剥離層など必要に応じて選択して形成する層の総称である。
【０００６】
しかしながら、特許文献１は色の変化を観察するにとどまり、また特許文献２は単に潜像を顕在化するにとどまるなど、判定具を用いることによる明暗の変化や色の変化により真偽判定を行うものであり、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開１１−４２８７５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１３２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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の画像は所定の色を持つ色材により形成され、前記第２の画像は光学異方性を持つ液晶インキで形成されることを特徴とする。
また、前記第２の画像は、自然光下では不可視の画像として形成されることを特徴とする。
【００１０】
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立体視用具であって、
前記立体視用具は、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２の判別部は、前記立体視画像形成体の前記第２の画像からの光を選択的に透過させる偏光フィルターと、前記第１の画像からの光を選択的に透過させる第２の色フィルターを積層してなることを特徴とする。
さらに、前記第１の判別部は、前記立体視画像形成体の前記第１の画像からの光を選択的に不透過とする第１の色フィルターからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
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）の一方が通常の観察条件では不可視の状態でありながら、簡便な立体視用具を通して観察することにより、他方の画像と合わせて立体像として感知できる。これにより、不可視画像が単に可視化されるのでなく、立体感を持って再現されるため、真偽の判別が容易になり、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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の立体視画像形成体の構成図
【図２】本発明の立体視画像の生成および配置を示す図
【図３】本発明の立体視用具の構成図
【図４】立体視の際の光の作用を示す図
【図５】光学異方性層の積層構造を示す図
【図６】光学異方性の態様を説明する模式図
【００１３】
＜立体視画像形成体の構成＞
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Ｘ−Ｘ断面の拡大図である。
立体視画像形成体１は、基材１０上に形成された反射層１４、光学異方性層１３を持つ。
光学異方性層１３上には、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が画像パターンＡ１２１として所定の色を呈する色材で形成され、また、光学異方性層１３には、立体視画像を構成する第２の画像５ｂが画像パターンＢ１３１として記録されており、画像パターンＢ１３１の領域は所定の位相差を呈する光学異方性をもって形成されている。
なお、図中の中間層１５は、保護層、接着層、配向層など、必要に応じて選択し形成する機能層であり、また必ずしも必要とされるものではない。また、反射層１４は、前記第１および第２の画像を反射光で観察するために、入射光が効率よく反射するよう設けた反射層である。
【００１４】
＜光学異方性画像パターン（第２の画像）の形成＞
上記のような光学異方性を有し、かつ画像パターンの形成に適した素材としては液晶インキがあり、以下に、液晶インキによる画像パターンＢ１３１の形成について説明を加える。
【００１５】
液晶インキは、液晶性化合物分子を溶媒中に分散させインキ化したもので、基材に塗布することで液晶層を形成する。液晶層は、これに含まれる液晶性化合物分子を配向することにより光学異方性を付与することができる。
【００１６】
光学異方性とは、入射する光に対して、光軸に垂直な方向の屈折率が方向により異なる、いわゆる複屈折性のことを指し、光学異方性を持つ物質に入射した光は、互いに垂直な振動方向の２つの光に分離する。この２つの光は屈折率の違いにより位相差が生じて出射され、
正常光線に対する屈折率Ｎｏ、異常光線に対する屈折率Ｎｅ、
前記物質の厚みｄ、光の波長λとすると、位相差は
Ｒ（θ）＝２π（Ｎｅ−Ｎｏ）・ｄ／λ ［角度］
または Ｒ（ｌ）＝（Ｎｅ−Ｎｏ）・ｄ ［長さ］
で表わされる。
【００１７】
図６は、光学異方性を説明する模式図である。光学異方性を持つ物質６０に入射した直線偏光は、複屈折性により２つの方向に振動する波として分解される。すなわち、同物質６０内では、Ｎｅ（遅相軸と呼ぶ）、Ｎｏ（進相軸と呼ぶ）の２つの方向の光となり、屈折率の違いにより光の伝播速度が異なるため遅相軸と進相軸では位相差が生じることを表わす。
【００１８】
液晶インキを所望の配向状態とするには、何らかの基材上にまず配向層を形成し、この上に液晶インキを塗布する。配向層により液晶性化合物分子の配向方向が規定されるので、熱、光、電子線等を照射するとこの配向状態が固定化される。
配向層は、高分子樹脂で形成した層にラビング処理を施すことで得られる。ラビングとは、前記層の表面を、フェルトやゴムなどで単一方向に擦る方法である。
【００１９】
続いて、液晶層１３に光学異方性を持つ画像パターンである画像パターンＢ１３１を形成する手順について説明する。
液晶層１３に画像パターンＢ１３１を形成するには、まず、反射層１４上に配向層を形成し、さらに液晶インキを塗布する。
【００２０】
次に、画像パターンＢ１３１の形状のマスクを用い紫外線等で露光する。これにより露光された部分の配向状態が固定化される。
このとき、画像パターンＢ１３１が所望の位相差を持つよう形成されることが必要であるが、これには露光量の調節、あるいは前記マスクの濃度を調節するなどの方法がある。
また、画像パターンのない領域１３２は、画像パターンＢ１３１の位相差とは異なる位相差をもって配向させる、あるいは、異方性消失温度を用いて、位相差を消失させる、などにより画像パターンＢ１３１とは異なる光学特性を持たせる。
【００２１】
なお、異方性消失温度とは、加温により光学異方性が乱れ、位相差が初期値より大きく減少（例えば初期値の２０％）する温度であり、上記の例では画像パターンのない領域１３２の光学異方性の消失と、この状態の固定化を同時に実行することが可能となる。このとき、露光済みの画像パターンＢ１３１の領域は既に固定化しており、同領域の異方性消失温度が上昇しているため、同領域の配向が維持されるような温度の選定すれば画像パターンＢ１３１の光学異方性は残ることになり、前記領域１３２と画像パターンＢ１３１の領域の区別が可能となる。
【００２２】
なお、画像パターンＢ１３１の形成は上記に限らず、例えば電子線により直接描画することも可能である。電子線描画装置は極めて高価であるが、多品種少量の画像パターンの作成には特に有効である。
【００２３】
＜第１の画像のパターンの形成＞
画像パターンＡ１２１は、第１の画像５ａの形状を、可視光下で所定の色を呈する色材で構成したものであり、図１の例では、液晶光学異方性層１３に重ねた中間層１５の上に形成されている。ここに用いる色材としては一般に用いられる染料、顔料の何れも用いることができ、これをインキ化して印刷やインクジェットなどの手段により画像パターンＡ１２１を形成することができる。
【００２４】
このようにして形成された画像パターンは、通常の自然光下での観察では、画像パターンＡ１２１は色材の色を帯びて視認されるが、画像パターンＢ１３１は不可視となる。画像パターンＢ１３１が不可視となるのは、画像パターンＢ１３１の領域と画像パターンのない領域１３２とで位相特性は異なるものの、両領域を透過する光の波長特性、光量に差異がないため、通常の観察条件では両者の判別ができないためである。
【００２５】
＜立体視画像の生成＞
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配置を示す図であり、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。
【００２６】
第１の画像５ａおよび第２の画像５ｂは、基材１０上に、観察者の両眼を結ぶ線と平行（通常は水平）に配置される。配置における両画像の間隔は立体視が可能な距離であればよく、例えば配置１ｘ、配置１ｙ、配置１ｚのような配置が可能である。すなわち、立体感の知覚は両画像の形状に基づく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。
【００２７】
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１２に、第２の画像５ｂが液晶層に記録される。このとき、自然光の下での目視状態では、第１の画像５ａは、色材により可視画像として記録され、第２の画像５ｂは不可視画像（潜像）として記録される。
【００２８】
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現可能である。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。
【００２９】
＜立体視用具＞
図３は、本発明の立体視用具を示す図である。
立体視用具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。
【００３０】
フィルターＡ２０ａは、透明基材２１上に、可視光の特定の色を透過する色フィルター層Ａ２３ａを重ねた構成となっている。一方、フィルターＢ２０ｂは、透明基材２１上に直線偏光層２２と、前記色フィルター層Ａ２３ａとは異なる透過特性を有する色フィルター層Ｂ２３ｂを順に重ねた構成となっている。
なお、後に詳述するように、色フィルター層Ａ２３ａは必ずしも不可欠のものではなく、色フィルター層Ａ２３ａがなくても立体視は可能である。
【００３１】
＜立体視の方法＞
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および立体視用具２０を組み合わせて用いるが、図例では、立体視用具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。
【００３２】
立体視画像形成体１に入射し反射層１０で反射された光のうち、画像パターンＡ１２１を通る光は同パターンを形成する色材の色を帯びて出射される。また、画像パターンＢ１３１を通る光は複屈折性により２つの成分（進相軸および遅相軸）に分かれて出射される。また、画像パターンのない領域１３２を通る光は、同領域の光学異方性は消失しているため、特定の偏り（複屈折性なし）を持たない光として出射される。
【００３３】
ここで、観察者が立体視用具２０を用いずに立体視用具２０を観察した場合は、第１の画像５ａは色を帯びて視認されるが、第２の画像５ｂの画像パターンＢ１３１は、画像パターンのない領域１３２と区別がつかないため、第２の画像５ｂは視認されない。これは、人間の目が進相軸と遅相軸の位相差を感知し得ないためである。
【００３４】
続いて立体視用具２０を用い場合の光の作用について説明する。
立体視画像形成体１を立体視用具２０のフィルターＡ２０ａ側で観察すると、第１の画像５ａは可視の像として、第２の画像５ｂは不可視の像として観察される。すなわち、第１の画像５ａのみが視認される。
【００３５】
これに対し、フィルターＢ２０ｂ側では、フィルターＢ２０ｂに達した光のうち、直線偏光層２２により特定の偏波面の光のみが透過するため、画像パターンＢ１３１（進相軸および遅相軸に分離）とパターンのない領域１３２（複屈折性なし）との間に明暗差が生じ、第２の画像５ｂが現われる。なお、直線偏光層２２の偏波面と画像パターンＢ１３１の配向方向の相対角度を調節することにより前記明暗差を最大にすることができる。
【００３６】
このとき、色フィルター層Ｂ２３ｂに適切な色を設定すると、第１の画像５ａを不可視とすることができる。すなわち、フィルターＢ２０ｂ側では、第２の画像５ｂのみが視認される。例えば、画像パターンＡ１２１がグリーン色の色材で形成されているとすると、色フィルター層Ｂ２３ｂをグリーン色に設定すると、画像パターンＢ１３１からの光も、パターンのない領域１３２からの光も、色フィルター層Ｂ２３ｂを透過するとグリーン成分のみとなり、画像パターンＡ１２１はパターンのない領域１３２と同化するため第１の画像５ａは不可視となる。これにより、フィルターＢ２０ｂを通して立体視画像形成体１を観察すると、第２の画像５ｂのみが現われる。
【００３７】
以上のように、立体視用具２０を介して立体視用具２０を観察すると、両眼のそれぞれには第１の画像５ａ、第２の画像５ｂの何れか一方が視認されるため立体形状が知覚される。
【００３８】
なお、フィルターＡ２０ａに色フィルター層Ａ２３ａがなくても立体視は可能であるが、この場合、色フィルター層Ａ２３ａとフィルターＢ２０ｂとでは透過する光量の差が大きく、立体感が得にくいことがある。そこで、上記のように画像パターンＡ１２１がグリーン色であれば、色フィルター層Ａ２３ａにマゼンタ色（グリーンの反対色）を設定すると、
色フィルター層Ａ２３ａを透過する光量が調整されるとともに、画像パターンＡ１２１のグリーン色が不透過となるため、第１の画像５ａがパターンのない領域１３２に対してより鮮明に視認されるという効果が得られる。
【００３９】
以上述べたように、本発明の立体視画像形成体は、通常の目視状態で見える画像が、簡便な立体視用具と組み合わせることにより、立体像として知覚するができる。このため、立体視用具の有無による観察像の違いが明確に区別でき、立体視画像５の一方が不可視の潜像として記録されるので、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、本発明の立体視画像形成体に記録された立体視画像５は、複写機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。
【符号の説明】
【００４０】
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
１３ 液晶層
１４ 反射層
１５ 中間層
２０ 立体視用具
２０ａ フィルターＡ
２０ｂ フィルターＢ
２１ 透明基材
２２ 直線偏光層
２３ａ 色フィルター層Ａ
２３ｂ 色フィルター層Ｂ
４０ａ 観察者の一方の目
４０ｂ 観察者の他方の目
５０ 光学異方性層
６０ 光学異方性を持つ物質
１２１ 画像パターンＡ
１３１ 画像パターンＢ
【技術分野】
【０００１】
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、簡便な立体視用具によって立体像として可視化する画像形成体と立体視用具に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
特許文献１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。
【０００４】
特許文献２は、偽造防止箔に関する発明であり、液晶性化合物による光学異方性層で形成したパターン（潜像）が、自然光の下では不可視でありながら、偏光板を介して観察すると可視化されることにより真正性を判定する。
【０００５】
なお特許文献２の偽造防止箔の積層構造は図５に示す構成となっており、液晶性化合物を配向させてパターンを形成した光学異方性層５０のパターン部のレターデーション（位相差）をそれぞれ異なるものとしている。前記パターンは自然光の下では不可視であるが、直線偏光を照射する、あるいは、直線偏光フィルターを介して観察すると、それぞれのパターンが視認される。なお、図中の機能性層５１は、接着層、反射層、配向層、剥離層など必要に応じて選択して形成する層の総称である。
【０００６】
しかしながら、特許文献１は色の変化を観察するにとどまり、また特許文献２は単に潜像を顕在化するにとどまるなど、判定具を用いることによる明暗の変化や色の変化により真偽判定を行うものであり、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開１１−４２８７５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１３２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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の画像は所定の色を持つ色材により形成され、前記第２の画像は光学異方性を持つ液晶インキで形成されることを特徴とする。
また、前記第２の画像は、自然光下では不可視の画像として形成されることを特徴とする。
【００１０】
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立体視用具であって、
前記立体視用具は、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２の判別部は、前記立体視画像形成体の前記第２の画像からの光を選択的に透過させる偏光フィルターと、前記第１の画像からの光を選択的に透過させる第２の色フィルターを積層してなることを特徴とする。
さらに、前記第１の判別部は、前記立体視画像形成体の前記第１の画像からの光を選択的に不透過とする第１の色フィルターからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
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）の一方が通常の観察条件では不可視の状態でありながら、簡便な立体視用具を通して観察することにより、他方の画像と合わせて立体像として感知できる。これにより、不可視画像が単に可視化されるのでなく、立体感を持って再現されるため、真偽の判別が容易になり、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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の立体視画像形成体の構成図
【図２】本発明の立体視画像の生成および配置を示す図
【図３】本発明の立体視用具の構成図
【図４】立体視の際の光の作用を示す図
【図５】光学異方性層の積層構造を示す図
【図６】光学異方性の態様を説明する模式図
【００１３】
＜立体視画像形成体の構成＞
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Ｘ−Ｘ断面の拡大図である。
立体視画像形成体１は、基材１０上に形成された反射層１４、光学異方性層１３を持つ。
光学異方性層１３上には、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が画像パターンＡ１２１として所定の色を呈する色材で形成され、また、光学異方性層１３には、立体視画像を構成する第２の画像５ｂが画像パターンＢ１３１として記録されており、画像パターンＢ１３１の領域は所定の位相差を呈する光学異方性をもって形成されている。
なお、図中の中間層１５は、保護層、接着層、配向層など、必要に応じて選択し形成する機能層であり、また必ずしも必要とされるものではない。また、反射層１４は、前記第１および第２の画像を反射光で観察するために、入射光が効率よく反射するよう設けた反射層である。
【００１４】
＜光学異方性画像パターン（第２の画像）の形成＞
上記のような光学異方性を有し、かつ画像パターンの形成に適した素材としては液晶インキがあり、以下に、液晶インキによる画像パターンＢ１３１の形成について説明を加える。
【００１５】
液晶インキは、液晶性化合物分子を溶媒中に分散させインキ化したもので、基材に塗布することで液晶層を形成する。液晶層は、これに含まれる液晶性化合物分子を配向することにより光学異方性を付与することができる。
【００１６】
光学異方性とは、入射する光に対して、光軸に垂直な方向の屈折率が方向により異なる、いわゆる複屈折性のことを指し、光学異方性を持つ物質に入射した光は、互いに垂直な振動方向の２つの光に分離する。この２つの光は屈折率の違いにより位相差が生じて出射され、
正常光線に対する屈折率Ｎｏ、異常光線に対する屈折率Ｎｅ、
前記物質の厚みｄ、光の波長λとすると、位相差は
Ｒ（θ）＝２π（Ｎｅ−Ｎｏ）・ｄ／λ ［角度］
または Ｒ（ｌ）＝（Ｎｅ−Ｎｏ）・ｄ ［長さ］
で表わされる。
【００１７】
図６は、光学異方性を説明する模式図である。光学異方性を持つ物質６０に入射した直線偏光は、複屈折性により２つの方向に振動する波として分解される。すなわち、同物質６０内では、Ｎｅ（遅相軸と呼ぶ）、Ｎｏ（進相軸と呼ぶ）の２つの方向の光となり、屈折率の違いにより光の伝播速度が異なるため遅相軸と進相軸では位相差が生じることを表わす。
【００１８】
液晶インキを所望の配向状態とするには、何らかの基材上にまず配向層を形成し、この上に液晶インキを塗布する。配向層により液晶性化合物分子の配向方向が規定されるので、熱、光、電子線等を照射するとこの配向状態が固定化される。
配向層は、高分子樹脂で形成した層にラビング処理を施すことで得られる。ラビングとは、前記層の表面を、フェルトやゴムなどで単一方向に擦る方法である。
【００１９】
続いて、液晶層１３に光学異方性を持つ画像パターンである画像パターンＢ１３１を形成する手順について説明する。
液晶層１３に画像パターンＢ１３１を形成するには、まず、反射層１４上に配向層を形成し、さらに液晶インキを塗布する。
【００２０】
次に、画像パターンＢ１３１の形状のマスクを用い紫外線等で露光する。これにより露光された部分の配向状態が固定化される。
このとき、画像パターンＢ１３１が所望の位相差を持つよう形成されることが必要であるが、これには露光量の調節、あるいは前記マスクの濃度を調節するなどの方法がある。
また、画像パターンのない領域１３２は、画像パターンＢ１３１の位相差とは異なる位相差をもって配向させる、あるいは、異方性消失温度を用いて、位相差を消失させる、などにより画像パターンＢ１３１とは異なる光学特性を持たせる。
【００２１】
なお、異方性消失温度とは、加温により光学異方性が乱れ、位相差が初期値より大きく減少（例えば初期値の２０％）する温度であり、上記の例では画像パターンのない領域１３２の光学異方性の消失と、この状態の固定化を同時に実行することが可能となる。このとき、露光済みの画像パターンＢ１３１の領域は既に固定化しており、同領域の異方性消失温度が上昇しているため、同領域の配向が維持されるような温度の選定すれば画像パターンＢ１３１の光学異方性は残ることになり、前記領域１３２と画像パターンＢ１３１の領域の区別が可能となる。
【００２２】
なお、画像パターンＢ１３１の形成は上記に限らず、例えば電子線により直接描画することも可能である。電子線描画装置は極めて高価であるが、多品種少量の画像パターンの作成には特に有効である。
【００２３】
＜第１の画像のパターンの形成＞
画像パターンＡ１２１は、第１の画像５ａの形状を、可視光下で所定の色を呈する色材で構成したものであり、図１の例では、液晶光学異方性層１３に重ねた中間層１５の上に形成されている。ここに用いる色材としては一般に用いられる染料、顔料の何れも用いることができ、これをインキ化して印刷やインクジェットなどの手段により画像パターンＡ１２１を形成することができる。
【００２４】
このようにして形成された画像パターンは、通常の自然光下での観察では、画像パターンＡ１２１は色材の色を帯びて視認されるが、画像パターンＢ１３１は不可視となる。画像パターンＢ１３１が不可視となるのは、画像パターンＢ１３１の領域と画像パターンのない領域１３２とで位相特性は異なるものの、両領域を透過する光の波長特性、光量に差異がないため、通常の観察条件では両者の判別ができないためである。
【００２５】
＜立体視画像の生成＞
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配置を示す図であり、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。
【００２６】
第１の画像５ａおよび第２の画像５ｂは、基材１０上に、観察者の両眼を結ぶ線と平行（通常は水平）に配置される。配置における両画像の間隔は立体視が可能な距離であればよく、例えば配置１ｘ、配置１ｙ、配置１ｚのような配置が可能である。すなわち、立体感の知覚は両画像の形状に基づく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。
【００２７】
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１２に、第２の画像５ｂが液晶層に記録される。このとき、自然光の下での目視状態では、第１の画像５ａは、色材により可視画像として記録され、第２の画像５ｂは不可視画像（潜像）として記録される。
【００２８】
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現可能である。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。
【００２９】
＜立体視用具＞
図３は、本発明の立体視用具を示す図である。
立体視用具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。
【００３０】
フィルターＡ２０ａは、透明基材２１上に、可視光の特定の色を透過する色フィルター層Ａ２３ａを重ねた構成となっている。一方、フィルターＢ２０ｂは、透明基材２１上に直線偏光層２２と、前記色フィルター層Ａ２３ａとは異なる透過特性を有する色フィルター層Ｂ２３ｂを順に重ねた構成となっている。
なお、後に詳述するように、色フィルター層Ａ２３ａは必ずしも不可欠のものではなく、色フィルター層Ａ２３ａがなくても立体視は可能である。
【００３１】
＜立体視の方法＞
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および立体視用具２０を組み合わせて用いるが、図例では、立体視用具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。
【００３２】
立体視画像形成体１に入射し反射層１０で反射された光のうち、画像パターンＡ１２１を通る光は同パターンを形成する色材の色を帯びて出射される。また、画像パターンＢ１３１を通る光は複屈折性により２つの成分（進相軸および遅相軸）に分かれて出射される。また、画像パターンのない領域１３２を通る光は、同領域の光学異方性は消失しているため、特定の偏り（複屈折性なし）を持たない光として出射される。
【００３３】
ここで、観察者が立体視用具２０を用いずに立体視用具２０を観察した場合は、第１の画像５ａは色を帯びて視認されるが、第２の画像５ｂの画像パターンＢ１３１は、画像パターンのない領域１３２と区別がつかないため、第２の画像５ｂは視認されない。これは、人間の目が進相軸と遅相軸の位相差を感知し得ないためである。
【００３４】
続いて立体視用具２０を用い場合の光の作用について説明する。
立体視画像形成体１を立体視用具２０のフィルターＡ２０ａ側で観察すると、第１の画像５ａは可視の像として、第２の画像５ｂは不可視の像として観察される。すなわち、第１の画像５ａのみが視認される。
【００３５】
これに対し、フィルターＢ２０ｂ側では、フィルターＢ２０ｂに達した光のうち、直線偏光層２２により特定の偏波面の光のみが透過するため、画像パターンＢ１３１（進相軸および遅相軸に分離）とパターンのない領域１３２（複屈折性なし）との間に明暗差が生じ、第２の画像５ｂが現われる。なお、直線偏光層２２の偏波面と画像パターンＢ１３１の配向方向の相対角度を調節することにより前記明暗差を最大にすることができる。
【００３６】
このとき、色フィルター層Ｂ２３ｂに適切な色を設定すると、第１の画像５ａを不可視とすることができる。すなわち、フィルターＢ２０ｂ側では、第２の画像５ｂのみが視認される。例えば、画像パターンＡ１２１がグリーン色の色材で形成されているとすると、色フィルター層Ｂ２３ｂをグリーン色に設定すると、画像パターンＢ１３１からの光も、パターンのない領域１３２からの光も、色フィルター層Ｂ２３ｂを透過するとグリーン成分のみとなり、画像パターンＡ１２１はパターンのない領域１３２と同化するため第１の画像５ａは不可視となる。これにより、フィルターＢ２０ｂを通して立体視画像形成体１を観察すると、第２の画像５ｂのみが現われる。
【００３７】
以上のように、立体視用具２０を介して立体視用具２０を観察すると、両眼のそれぞれには第１の画像５ａ、第２の画像５ｂの何れか一方が視認されるため立体形状が知覚される。
【００３８】
なお、フィルターＡ２０ａに色フィルター層Ａ２３ａがなくても立体視は可能であるが、この場合、色フィルター層Ａ２３ａとフィルターＢ２０ｂとでは透過する光量の差が大きく、立体感が得にくいことがある。そこで、上記のように画像パターンＡ１２１がグリーン色であれば、色フィルター層Ａ２３ａにマゼンタ色（グリーンの反対色）を設定すると、
色フィルター層Ａ２３ａを透過する光量が調整されるとともに、画像パターンＡ１２１のグリーン色が不透過となるため、第１の画像５ａがパターンのない領域１３２に対してより鮮明に視認されるという効果が得られる。
【００３９】
以上述べたように、本発明の立体視画像形成体は、通常の目視状態で見える画像が、簡便な立体視用具と組み合わせることにより、立体像として知覚するができる。このため、立体視用具の有無による観察像の違いが明確に区別でき、立体視画像５の一方が不可視の潜像として記録されるので、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、本発明の立体視画像形成体に記録された立体視画像５は、複写機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。
【符号の説明】
【００４０】
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
１３ 液晶層
１４ 反射層
１５ 中間層
２０ 立体視用具
２０ａ フィルターＡ
２０ｂ フィルターＢ
２１ 透明基材
２２ 直線偏光層
２３ａ 色フィルター層Ａ
２３ｂ 色フィルター層Ｂ
４０ａ 観察者の一方の目
４０ｂ 観察者の他方の目
５０ 光学異方性層
６０ 光学異方性を持つ物質
１２１ 画像パターンＡ
１３１ 画像パターンＢ
【特許請求の範囲】
【請求項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の画像は所定の色を持つ色材により形成され、前記第２の画像は光学異方性を持つ液晶インキで形成されることを特徴とする立体視画像形成体。
【請求項２】
前記第２の画像は、自然光下では不可視の画像として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。
【請求項３】
請求項１または２何れか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立体視用具であって、
前記立体視用具は、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２の判別部は、前記立体視画像形成体の前記第２の画像からの光を選択的に透過させる偏光フィルターと、前記第１の画像からの光を選択的に透過させる第２の色フィルターとを積層してなることを特徴とする立体視用具。
【請求項４】
前記第１の判別部は、前記立体視画像形成体の前記第１の画像からの光を選択的に不透過とする第１の色フィルターからなることを特徴とする請求項３記載の立体視用具。
【請求項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の画像は所定の色を持つ色材により形成され、前記第２の画像は光学異方性を持つ液晶インキで形成されることを特徴とする立体視画像形成体。
【請求項２】
前記第２の画像は、自然光下では不可視の画像として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。
【請求項３】
請求項１または２何れか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立体視用具であって、
前記立体視用具は、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２の判別部は、前記立体視画像形成体の前記第２の画像からの光を選択的に透過させる偏光フィルターと、前記第１の画像からの光を選択的に透過させる第２の色フィルターとを積層してなることを特徴とする立体視用具。
【請求項４】
前記第１の判別部は、前記立体視画像形成体の前記第１の画像からの光を選択的に不透過とする第１の色フィルターからなることを特徴とする請求項３記載の立体視用具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９７１６７（Ｐ２０１３−９７１６７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９８５３（Ｐ２０１１−２３９８５３）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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