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JP3925035B2 - Method for producing diffraction grating pattern - Google Patents
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JP3925035B2 - Method for producing diffraction grating pattern - Google Patents

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JP3925035B2 JP2000103678A JP2000103678A JP3925035B2 JP 3925035 B2 JP3925035 B2 JP 3925035B2 JP 2000103678 A JP2000103678 A JP 2000103678A JP 2000103678 A JP2000103678 A JP 2000103678A JP 3925035 B2 JP3925035 B2 JP 3925035B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の表面に、回折格子を構成するための微小なセルを配置することによって表現されるパターンおよびその作製方法に関し、特に、より解像度が高く、セルの外形による光の回折、散乱の影響が少ないパターンとその作製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
回折格子によって構成されるパターンは、通常の印刷技術では表現することのできない指向性のある光沢を有することから、ディスプレイの用途や偽造防止を目的としたセキュリティ商品に広く用いられており、より注視効果が高く、偽造されにくいパターンを作製することが求められている。
【0003】
このような要求に応じて、セル(ドット)状の回折格子の集まりによって構成される回折格子パターンを有するディスプレイが公知である。
尚、回折格子を形成するための要素となるセルを、以降の説明では、回折格子セルと称する。
【0004】
上記ディスプレイを作製する方法としては、特開昭60−156004号公報に例示されるような方法が公知である。この方法は、レーザー光の2光束干渉による微小な干渉縞(回折格子)を、そのピッチ、方向、および光強度を変化させて、感光性フィルムに次々と露光するものである。
【0005】
一方、レーザーではなく電子ビーム露光装置を用い、かつコンピュータ制御により、平面状の基板が載置された、X−Yステージを移動させて、基板の表面に、回折格子からなる複数の微小なドットを配置することにより、回折格子パターンが形成されたディスプレイを作製する方法も提案されている。
上記方法は、特開平2−72320号公報や米国特許5、058、992号に開示されている。
【0006】
回折格子パターンのパラメータとして、
(1)回折格子の空間周波数(格子線のピッチ)
(2)回折格子の方向(格子線の方向)
(3)回折格子の描画領域(回折格子セルの配置)
の3つがあり、
(1)に応じて、定点に対してその回折格子セルが光って見える色が変化し、
(2)に応じて、その回折格子セルが光って見える方向が変化し、
(3)に応じて、表示パターン(絵柄)が決定される。
【0007】
尚、ディスプレイ(パターン)の構成単位である「セル」および「ドット」は同義語として扱われるが、形状(輪郭)や大きさに制約を受けないニュアンスのある用語「セル」、さらに製造物は「回折格子パターン」として、以後の説明を統一する。
【0008】
また、回折格子の空間周波数と格子線のピッチは逆数の関係にあり、格子線のピッチが細かいほど、空間周波数の値は大きくなる。
【0009】
ところで、このような回折格子パターンは、画素単位でセルが定義されその内部に回折格子を構成することで、任意の方向、色で光を回折させ像を知覚させることから、セルのアウトラインとなる部分では強制的に格子線の外形が切り取られることとなる。
【0010】
たとえば、斜辺をもつ回折格子が矩形のセルのアウトラインにより切り取られた場合、アウトラインでは本来斜辺により構成される回折格子にはありえない水平、垂直の外形が生成されることとなる。(図2参照)
図2では、セルのアウトラインを規定する線分が、水平および垂直方向であり、それとは異なる格子縞を規定する線分を「斜辺」と称した。
【0011】
セルの面積が大きい場合、このセルのアウトラインにより光が本来の方向とは異なる方向に回折、散乱してしまい、回折格子パターンの像全体が白みを帯びたり、設計と異なる色みになる恐れがある。
【0012】
一般に、従来のドットマトリクス状に配置された回折格子パターンであっても肉眼ではセルの形状が確認できないほど小さく、絵柄の面では問題とならない場合が多いが、光が回折現象を起こすような非常にミクロなレベルでは設計と異なる方向に回折や散乱が起こっており、品質を保証できていない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ドットマトリクス単位で回折格子を基板上に配置する回折格子パターンにとって、セルの外形が生じさせる光の散乱がノイズ成分となることは不可避であり、このノイズ成分は回折格子パターンのデザインによって変動するため定量的にとらえることが困難であり、同じ回折格子パターンの作製方法を用いたとしても使用されている回折格子の種類によりノイズ成分が少なく品質の高いものもあれば、ノイズ成分を多量に含んだ品質の良くないパターンができることもある。
【0014】
本発明は、ドットマトリクスにより配置された回折格子パターンにおいて、セルの外形がおよぼす設計思想にない余計な回折、散乱を低減させ、ノイズ成分が目立たなく、観察方向、観察領域(視域)が正しい回折格子パターンとその製造方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回折格子パターンにおいて、回折格子データを構成するための要素であるセルの大きさを格子線のピッチより小さくすることで、上記の目的を達成する。
尚、本発明に係る、格子線のピッチより大きさを小さくしたセル状の上記要素を『微細セル』と称することとする。
【0018】
請求項の発明による回折格子パターンの作製方法は、
基板表面にセルを構成単位として複数の種類の回折格子が配置されて形成され、前記回折格子の空間周波数、回折格子の角度の少なくとも何れかが変化してなる回折格子パターンの作製方法において、
回折格子データを派生させるための画像データをドットマトリクス状に構成する工程と、
画像データの任意の画素及びその画素に隣接する周辺の画素の色情報を比較する工程と、
同一の色として近似できる画素同士を併合し、新たな外形を有する領域を作成する工程と、
新たな領域毎に色情報を決定する工程と、
その色情報より回折格子データを導出する工程と、
基板上に回折格子を配置する工程と、
からなることを特徴とする。
【0019】
請求項の発明による回折格子パターンの作製方法は、
基板表面に複数の種類の回折格子が配置されて構成され、前記回折格子の空間周波数、回折格子の角度の少なくとも何れかが変化してなる回折格子パターンの作製方法において、
回折格子データを派生させるための画像データをドットマトリクス状に構成する工程と、
画像データの各画素をマトリクス状に併合し、新たな外形を有する領域を作成する工程と、
併合された画素を構成するドットマトリクスの色情報を平均化し、新たな領域の色情報を決定する工程と、
その色情報より回折格子データを導出する工程と、
基板上に回折格子を配置する工程と、
からなることを特徴とする回折格子パターンの作製方法。
【0020】
請求項の発明による回折格子パターンの作製方法は、
請求項または記載の回折格子パターンの作製方法において、
回折格子データを派生させるための画像データが、数式などで定義された直線、曲線などのドローデータから成る画像を作成する工程と、
その画像からドローデータの情報が欠落しない程度に十分細かなドットマトリクスに変換した画像を作成する工程と、
により得られることを特徴とする。
【0021】
請求項の発明による回折格子パターンの作製方法は、
請求項または記載の回折格子パターンの作製方法において、
回折格子データを派生させるための画像データが、ドットマトリクスで構成される画像をより細かなドットマトリクスで構成される画像に変換する工程と、
その画像の隣接する画素同士の情報より色情報の平滑化処理(アンチエイリアシング処理)を行う工程と、
により得られることを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照し詳細に説明する。
図1は、基板上に配置されたセルが格子線の外形より大きい従来の回折格子パターンの一例である。このように複数個のセルによりパターン上に絵柄、模様を配置した場合、肉眼で観察する限り、絵柄、模様のアウトラインは滑らかであるとみなすことができる。しかし図中拡大図のように、このような回折格子パターンではセルの外形がどのような形状を成しているのかが認識でき、このセルの外形により切り取られた格子線の外形部分により光が本来の設計方向とは異なる方向に回折、散乱してしまい回折格子パターンの像全体が白みを帯びる原因となる。
【0023】
特に、図2のように、セルが矩形などの形状で整然と配置されている場合、セルの外形で生じる回折、散乱によるノイズ成分はセルの配置の周期性などを原因として上下方向及び左右方向に強く現われる傾向があり、そのような方向から回折格子パターンを観察した時に、本来見えてはいけない方向から何らかの回折光が観察されてしまい問題となることが多い。
一般に、このようなノイズ成分は回折格子のピッチよりも大きな間隔でセルの外形部分のような設計と異なる角度をもつ形状が存在するときに発生しやすく、回折格子のピッチよりも小さな間隔でそのような形状が配置されている場合は光学的な振舞いは不定であり、ノイズ成分が強めあう現象は起こらず認識されることはない。
【0024】
そこで、さらに回折格子を構成するための要素(微細セル)を小さくし(元となるデジタル画像の解像度を向上させ)、格子線のピッチよりも微細セルの大きさが小さくなった場合を考える。この場合、微細セル1つが格子線の中に埋まってしまうか、微細セルがまったく格子線の中に属さないか、格子線のアウトライン上に微細セルが配置されるか、のいずれかのケースに当てはまる。
いずれのケースにおいても同一の種類の微細セルが単体で存在してしまうと、格子線の形状とはまったく関係のない、微細セルの外形に依存したパターンが生まれてしまうため、格子線の外形を構成するのに十分な数の同一微細セルの群があることが前提となるが、微細セルを格子線の外形よりも十分に小さくすることで格子線のピッチよりも細かく光学的に滑らかであるとみなすことのできる外形を有する格子線を構成することが可能である(図3参照)。
【0025】
このように複数の微細セルを群として取り扱い各格子線を構成することで格子線のアウトラインが回折格子のピッチよりも細かくなることが多いため光学的に滑らかであると見なすことができる。
【0026】
この場合においても、格子線のアウトラインで光の回折、散乱が生じているが、図3では微細セルの辺が回折格子のピッチよりも細かいことから微細セルの外形によらない回折、散乱が起きるため、総じて微細セルの外形に依存した方向にノイズ成分が強く出る現象を抑制することが可能である。
【0027】
一般に回折格子パターン上に配置される回折格子のピッチは2μm以下であることから、本発明の効果を見込むためには、微細セルの大きさも最大で2μm以下であることが望ましい。
【0028】
回折格子パターン上に描かれる絵柄、模様は通常コンピュータ・グラフィックスによる画像や写真、印刷物、手描きのデザインなどをスキャナなどの読み取り装置によりデジタル化した画像を用いている。それらの画像は画素がマトリクス状に配置されており、それぞれが固有の色情報を持っている。それらの画素が回折格子パターン上に描画される格子線よりも小さい場合格子線を定義することが不可能である。そこで任意の画素とその画素の周辺に配置されている画素を併合させ新たな外形をもつ「領域」を定義し、回折格子として機能するだけの面積を確保し、その「領域」にあたる内部に格子線を配置する必要がある。この回折格子として機能するだけの面積をもつ自由な外形をもつエリアを本稿では「領域」と称し、その概念図を図4に示す。
【0029】
また、領域の生成方法の例を図5、6に示す。
図5は、隣接する画素の情報を比較し近似することが可能と判断された画素を併合し、1つの新たな領域を生成する工程の概念図である。この場合、領域の外形は自由な形状をなし、もととなる画素が十分に小さければ領域のアウトラインは曲線と見なすことができる。この生成方法は複雑な処理工程が必要であるが、近似の条件を調整することで様々な精度のパターンを描画することが可能である。
【0030】
図6は、隣接する画素をマトリクス状に併合し、その内部で1個ないしは複数個の新たな領域を生成する工程の概念図である。この場合、マトリクス内には近似色だけではなく、さまざまな色をもつ画素が存在することもあるため、マトリクスを適当な領域に分割し、それぞれ領域内の画素の色を平均化し、新たな色を定義する必要がある。この生成方法では、マトリクス毎に処理を施すため比較的容易な処理工程で済み、且つ、マトリクスの大きさを調整することで精度を変えることができる。
【0031】
また、コンピュータを用いて自動車や飛行機などのボディのデザインや曲面、曲線を有する工業加工物の設計にCAE(Computer Aided Engineering)とよばれる手法が用いられている(図7参照)。
この手法で定義される曲線や曲面のデータは一般にドローデータと呼称され、それは数式やベクトルなどで表現されており、ドットマトリクスによる画像とは異なり、滑らかな形状をそのデータ中に保持している。このようなドローデータより回折格子パターンを生成する場合においても、本発明に基づきドローデータの情報を損ねない精度まで細かいドットマトリクスに変換を行えば、従来通り、ドットマトリクスによる回折格子を基板上に配置した回折格子パターンとして取り扱うことができる。
【0032】
また、図8(a)のように荒い(画素数の少ない)画像の各画素を再分割し、より細かな(画素数の多い)画像を作る場合、そのままでは画素数は増加しているが、画像の解像度、品質の点では何も変化がないことになる。
ここで、図8(b)のように、隣接する画素のデータを元にそれらの画素を混ぜ合わせたようなデータを有する画素を間に配置する、コンピュータ・グラフィックスの分野で用いられているアンチエイリアシングという画像の平滑化手法を画像全体に適用すればもともとの荒い画像では持ちえなかった解像度を実現する画像を擬似的に作り出すことができ、図3で示した品質の高い回折格子パターンを作製することができる。
【0033】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の回折格子パターンは、微細セルの外形が格子線のピッチより小さくなるまで各微細セルを十分に細かくしたことから、以下に示す効果が期待できる。
(1)微細セルの外形が認識できないほど細かいため、スキャナなどで読み取った対象物の情報や、ドローデータにより定義された形状の情報が損なわれず、対象物のもつイメージ(外観、雰囲気)を忠実に再現することが可能であり、偽造品との差異も明確に表現することができる。
(2)微細セルの外形上で生じる光の回折、散乱の方向が微細セルの外形によらない方向に分散されるため、特定の方向にノイズ成分が強く現れることを回避することができる。
(3)同一の回折格子であるセル群の内部全体で格子線を連続にすることで従来のセル単位で回折格子を描画したパターンと比較し、より原画イメージを忠実に再現し高彩度の色表現が可能である。
(4)ドットマトリクスのデータを元にした回折格子パターンでありながら、回折格子レベルの拡大率で観察を行っても、微細セル形状が認識されることがないため、製法や元データの断定が困難である。
【図面の簡単な説明】
【図1】基板上に配置されたセルが格子線の外形より大きい従来の回折格子パターンの一例を示す概念図。
【図2】セルの外形部分で発生するノイズ成分をあらわす説明図。
【図3】図1に示した元となるデジタル画像の解像度を向上させ、デザイン面だけでなく光の回折においても滑らかな変化が見込める本発明による回折格子パターンの一例を示す概念図。
【図4】本発明で定義した「領域」の概念を示す図。
【図5】領域の生成方法の一例を示す説明図。ここでは、近似色をもつ画素を併合し自由形状を有する領域を生成する。
【図6】領域の生成方法の一例を示す説明図。ここでは、マトリクス状に画素を併合し領域を生成する。
【図7】ドローデータなどドットマトリクスとして定義されない画像データに対しても本発明が適用可能であり、ドローデータ同等の精度で回折格子パターンを得ることができることを示す説明図。
【図8】解像度の低い画像をコンピュータ・グラフィックス手法の一つであるアンチエイリアシング処理を施し滑らかで解像度の高い画像に変換し、見た目の品質を向上させるとともに回折格子での光の回折、散乱の影響をも低減できることを示す説明図。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pattern expressed by disposing minute cells for forming a diffraction grating on the surface of a substrate and a method for manufacturing the same, and in particular, has a higher resolution and diffracts and scatters light according to the outer shape of the cell. The present invention relates to a pattern with less influence and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Patterns composed of diffraction gratings have a directional gloss that cannot be expressed with ordinary printing technology, so they are widely used in display products and security products aimed at preventing counterfeiting. It is required to produce a pattern that is highly effective and difficult to counterfeit.
[0003]
In response to such a demand, a display having a diffraction grating pattern constituted by a collection of cell (dot) -like diffraction gratings is known.
In the following description, a cell that is an element for forming a diffraction grating is referred to as a diffraction grating cell.
[0004]
As a method for producing the display, a method exemplified in JP-A-60-156004 is known. In this method, minute interference fringes (diffraction grating) due to two-beam interference of laser light are successively exposed on a photosensitive film while changing the pitch, direction, and light intensity.
[0005]
On the other hand, by using an electron beam exposure apparatus instead of a laser, and by computer control, an XY stage on which a planar substrate is placed is moved, and a plurality of minute dots made of a diffraction grating are formed on the surface of the substrate. There has also been proposed a method of manufacturing a display in which a diffraction grating pattern is formed by disposing.
The above method is disclosed in JP-A-2-72320 and US Pat. No. 5,058,992.
[0006]
As a parameter of the diffraction grating pattern,
(1) Spatial frequency of diffraction grating (pitch of grating line)
(2) Direction of diffraction grating (direction of grating line)
(3) Diffraction grating drawing area (arrangement of diffraction grating cells)
There are three,
In accordance with (1), the color at which the diffraction grating cell appears shining with respect to a fixed point changes,
In accordance with (2), the direction in which the diffraction grating cell appears shining changes,
A display pattern (picture) is determined according to (3).
[0007]
“Cell” and “dot”, which are the structural units of the display (pattern), are treated as synonyms, but the term “cell” with nuances that are not restricted by shape (outline) and size, The following description is unified as “diffraction grating pattern”.
[0008]
In addition, the spatial frequency of the diffraction grating and the pitch of the grating line are in a reciprocal relationship.
[0009]
By the way, such a diffraction grating pattern becomes an outline of a cell because a cell is defined in pixel units and a diffraction grating is formed inside the cell, thereby diffracting light in an arbitrary direction and color and perceiving an image. In this part, the outline of the grid line is forcibly cut off.
[0010]
For example, when a diffraction grating having a hypotenuse is cut out by an outline of a rectangular cell, a horizontal and vertical outline that cannot be originally formed in the diffraction grating constituted by the hypotenuse is generated in the outline. (See Figure 2)
In FIG. 2, the line segments that define the cell outline are the horizontal and vertical directions, and the line segments that define a different grid pattern are referred to as “slopes”.
[0011]
If the cell area is large, the outline of the cell diffracts and scatters the light in a direction different from the original direction, and the entire image of the diffraction grating pattern may become white or have a different color from the design. There is.
[0012]
In general, even a conventional diffraction grating pattern arranged in a dot matrix shape is so small that the shape of the cell cannot be confirmed with the naked eye and is not a problem in terms of the pattern. At the micro level, diffraction and scattering occur in different directions from the design, and quality cannot be guaranteed.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
For the diffraction grating pattern in which the diffraction grating is arranged on the substrate in dot matrix units, the light scattering generated by the outer shape of the cell is unavoidably a noise component, and this noise component varies depending on the design of the diffraction grating pattern. Difficult to grasp quantitatively, even if the same diffraction grating pattern production method is used, there are few noise components with high quality depending on the type of diffraction grating used, and there are a lot of noise components. Sometimes bad patterns can be produced.
[0014]
In the diffraction grating pattern arranged by the dot matrix, the present invention reduces unnecessary diffraction and scattering that are not in the design concept exerted by the outer shape of the cell, the noise component is not conspicuous, and the observation direction and the observation area (viewing area) are correct. An object of the present invention is to provide a diffraction grating pattern and a manufacturing method thereof.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention achieves the above object by making the size of a cell, which is an element for constituting diffraction grating data, smaller than the pitch of the grating lines in the diffraction grating pattern.
The cell-like element having a size smaller than the pitch of the lattice lines according to the present invention is referred to as a “fine cell”.
[0018]
A method for producing a diffraction grating pattern according to the invention of claim 1 comprises:
In a method for producing a diffraction grating pattern, in which a plurality of types of diffraction gratings are arranged and formed on a substrate surface as a structural unit, and at least one of the spatial frequency of the diffraction grating and the angle of the diffraction grating is changed.
Configuring image data for deriving diffraction grating data in a dot matrix; and
Comparing the color information of any pixel of the image data and neighboring pixels adjacent to the pixel;
Merging pixels that can be approximated as the same color, creating a region with a new outline,
Determining color information for each new area;
A step of deriving diffraction grating data from the color information;
Placing a diffraction grating on a substrate;
It is characterized by comprising.
[0019]
A method for producing a diffraction grating pattern according to the invention of claim 2 comprises:
In a method for producing a diffraction grating pattern, in which a plurality of types of diffraction gratings are arranged on the substrate surface, and at least one of the spatial frequency of the diffraction grating and the angle of the diffraction grating is changed.
Configuring image data for deriving diffraction grating data in a dot matrix; and
Merging each pixel of the image data in a matrix and creating a region having a new outline;
Averaging the color information of the dot matrix constituting the merged pixels and determining the color information of the new area;
A step of deriving diffraction grating data from the color information;
Placing a diffraction grating on a substrate;
A method for producing a diffraction grating pattern, comprising:
[0020]
A method for producing a diffraction grating pattern according to the invention of claim 3 comprises:
In the manufacturing method of the diffraction grating pattern of Claim 1 or 2 ,
A step of creating an image made up of draw data such as straight lines and curves defined by mathematical formulas as image data for deriving diffraction grating data;
A step of creating an image converted from a dot matrix sufficiently fine so as not to lose draw data information;
It is obtained by these.
[0021]
A method for producing a diffraction grating pattern according to the invention of claim 4 comprises:
In the manufacturing method of the diffraction grating pattern of Claim 1 or 2 ,
Image data for deriving diffraction grating data is converted from an image composed of a dot matrix into an image composed of a finer dot matrix;
A step of performing color information smoothing processing (anti-aliasing processing) from information between adjacent pixels of the image;
It is obtained by these.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an example of a conventional diffraction grating pattern in which the cells arranged on the substrate are larger than the outline of the grating lines. Thus, when a pattern and a pattern are arranged on a pattern by a plurality of cells, the outline of the pattern and the pattern can be regarded as smooth as long as the pattern is observed with the naked eye. However, as shown in the enlarged view in the figure, in such a diffraction grating pattern, it is possible to recognize what the outer shape of the cell is, and light is reflected by the outer portion of the grid line cut out by the outer shape of this cell. Diffracting and scattering in a direction different from the original design direction causes the entire image of the diffraction grating pattern to become white.
[0023]
In particular, as shown in FIG. 2, when cells are regularly arranged in a rectangular shape or the like, noise components due to diffraction and scattering that occur in the outer shape of the cell are vertically and horizontally due to periodicity of the cell arrangement. When the diffraction grating pattern is observed from such a direction, some diffracted light is observed from a direction that should not be seen in many cases.
In general, such noise components are likely to occur when there is a shape with a different angle from the design, such as the outer shape of the cell, at a larger interval than the pitch of the diffraction grating, and at a smaller interval than the pitch of the diffraction grating. When such a shape is arranged, the optical behavior is indefinite, and a phenomenon in which noise components are strengthened does not occur and is not recognized.
[0024]
Therefore, let us consider a case where the elements (fine cells) for configuring the diffraction grating are further reduced (the resolution of the original digital image is improved), and the size of the fine cells is smaller than the pitch of the grating lines. In this case, either one microcellular but it would buried in the grid line, or does not belong in the fine cells at all grid lines, or microcellular on grid lines outline are arranged on either of the case of apply.
In any case, if the same type of fine cell exists alone, a pattern depending on the external shape of the fine cell , which has nothing to do with the shape of the lattice line, is created. It is assumed that there is a group of sufficient number of identical fine cells to configure, but by making the fine cells sufficiently smaller than the outline of the lattice lines, it is finer and optically smoother than the pitch of the lattice lines It is possible to construct a grid line having an outer shape that can be regarded as (see FIG. 3).
[0025]
In this way, by handling a plurality of fine cells as a group and configuring each grating line, the outline of the grating line is often finer than the pitch of the diffraction grating, so that it can be considered optically smooth.
[0026]
Even in this case, diffraction and scattering of light occurs in the outline of the grating line. However, in FIG. 3, diffraction and scattering occur regardless of the outer shape of the fine cell because the side of the fine cell is finer than the pitch of the diffraction grating. Therefore, it is possible to suppress a phenomenon in which a noise component appears strongly in a direction depending on the external shape of the fine cell as a whole.
[0027]
In general, the pitch of the diffraction grating arranged on the diffraction grating pattern is 2 μm or less. Therefore, in order to expect the effect of the present invention, it is desirable that the size of the fine cell is 2 μm or less at the maximum.
[0028]
As the pattern and pattern drawn on the diffraction grating pattern, an image obtained by digitizing an image by a computer graphic, a photograph, a printed matter, a hand-drawn design or the like by a reading device such as a scanner is usually used. In these images, pixels are arranged in a matrix, and each has unique color information. It is impossible to define a grating line if those pixels are smaller than the grating line drawn on the diffraction grating pattern. Therefore, an arbitrary pixel and the pixels arranged in the periphery of the pixel are merged to define a “region” having a new outline, ensuring an area sufficient to function as a diffraction grating, and a grid inside the “region”. It is necessary to place a line. In this paper, an area having a free outline having an area sufficient to function as a diffraction grating is referred to as a “region”, and a conceptual diagram thereof is shown in FIG.
[0029]
Examples of region generation methods are shown in FIGS.
FIG. 5 is a conceptual diagram of a process of generating one new region by merging pixels determined to be able to compare and approximate information of adjacent pixels. In this case, the outer shape of the region has a free shape, and if the original pixel is sufficiently small, the outline of the region can be regarded as a curve. This generation method requires complicated processing steps, but it is possible to draw patterns with various accuracy by adjusting approximate conditions.
[0030]
FIG. 6 is a conceptual diagram of a process of merging adjacent pixels in a matrix and generating one or a plurality of new areas therein. In this case, there may be pixels with various colors as well as approximate colors in the matrix, so the matrix is divided into appropriate areas, and the colors of the pixels in each area are averaged to create new colors. Need to be defined. In this generation method, since processing is performed for each matrix, a relatively easy processing step is sufficient, and the accuracy can be changed by adjusting the size of the matrix.
[0031]
Further, a method called CAE (Computer Aided Engineering) is used to design a body such as an automobile or an airplane or an industrial workpiece having a curved surface or a curve using a computer (see FIG. 7).
Curve and curved surface data defined by this method is generally called draw data, which is expressed by mathematical formulas and vectors, etc. Unlike a dot matrix image, it holds a smooth shape in the data. . Even when a diffraction grating pattern is generated from such draw data, if the dot data is converted into a fine dot matrix to an accuracy that does not impair the information of the draw data according to the present invention, the dot matrix diffraction grating is formed on the substrate as usual. It can be handled as an arranged diffraction grating pattern.
[0032]
Also, as shown in FIG. 8A, when each pixel of a rough image (with a small number of pixels) is subdivided to create a finer image (with a large number of pixels), the number of pixels increases as it is. There will be no change in image resolution and quality.
Here, as shown in FIG. 8 (b), it is used in the field of computer graphics in which pixels having data such as a mixture of these pixels based on the data of adjacent pixels are arranged between them. By applying an image smoothing technique called anti-aliasing to the entire image, it is possible to create an image that achieves a resolution that was not possible with the original rough image, and to produce the high-quality diffraction grating pattern shown in FIG. Can be produced.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, the diffraction grating pattern of the present invention is expected to have the following effects because each fine cell is sufficiently fined until the outer shape of the fine cell becomes smaller than the pitch of the grating line.
(1) Since the external shape of the micro cell is so fine that it cannot be recognized, the information of the object read by the scanner and the information of the shape defined by the draw data are not impaired, and the image (appearance, atmosphere) of the object is faithfully preserved. Can be reproduced, and the difference from the counterfeit product can also be expressed clearly.
(2) light diffraction occurring on the outer shape of microcellular, since the direction of the scattering is dispersed in a direction that does not depend on the outer shape of the fine cells can be avoided that the noise component appears strongly in a particular direction.
(3) Compared with the conventional pattern in which diffraction gratings are drawn in cell units by making the grating lines continuous throughout the cell group, which is the same diffraction grating , the original image is reproduced more faithfully and color representation with high saturation is achieved. Is possible.
(4) Although it is a diffraction grating pattern based on dot matrix data, even if observation is performed at a magnification of the diffraction grating level, the fine cell shape is not recognized. Have difficulty.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a conventional diffraction grating pattern in which cells arranged on a substrate are larger than the outline of a grating line.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a noise component generated in an outer portion of a cell.
3 is a conceptual diagram showing an example of a diffraction grating pattern according to the present invention that can improve the resolution of the original digital image shown in FIG. 1 and can expect a smooth change not only in design but also in light diffraction.
FIG. 4 is a diagram showing the concept of “region” defined in the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a region generation method. Here, an area having a free shape is generated by merging pixels having approximate colors.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a region generation method. Here, the pixels are merged in a matrix to generate a region.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing that the present invention can be applied to image data that is not defined as a dot matrix, such as draw data, and that a diffraction grating pattern can be obtained with an accuracy equivalent to that of draw data.
FIG. 8: An anti-aliasing process, which is one of computer graphics techniques, is applied to a low-resolution image to convert it into a smooth and high-resolution image, improving the visual quality and diffracting and scattering light at the diffraction grating. Explanatory drawing which shows that the influence of can also be reduced.

Claims (4)

基板表面にセルを構成単位として複数の種類の回折格子が配置されて形成され、前記回折格子の空間周波数、回折格子の角度の少なくとも何れかが変化してなる回折格子パターンの作製方法において、
回折格子データを派生させるための画像データをドットマトリクス状に構成する工程と、
画像データの任意の画素及びその画素に隣接する周辺の画素の色情報を比較する工程と、
同一の色として近似できる画素同士を併合し、新たな外形を有する領域を作成する工程と、
新たな領域毎に色情報を決定する工程と、
その色情報より回折格子データを導出する工程と、
基板上に回折格子を配置する工程と、
からなることを特徴とする回折格子パターンの作製方法。
In a method for producing a diffraction grating pattern, in which a plurality of types of diffraction gratings are arranged and formed on a substrate surface as a structural unit, and at least one of the spatial frequency of the diffraction grating and the angle of the diffraction grating is changed.
Configuring image data for deriving diffraction grating data in a dot matrix; and
Comparing the color information of any pixel of the image data and neighboring pixels adjacent to the pixel;
Merging pixels that can be approximated as the same color, creating a region with a new outline,
Determining color information for each new area;
A step of deriving diffraction grating data from the color information;
Placing a diffraction grating on a substrate;
A method for producing a diffraction grating pattern, comprising:
基板表面に複数の種類の回折格子が配置されて構成され、前記回折格子の空間周波数、回折格子の角度の少なくとも何れかが変化してなる回折格子パターンの作製方法において、
回折格子データを派生させるための画像データをドットマトリクス状に構成する工程と、
画像データの各画素をマトリクス状に併合し、新たな外形を有する領域を作成する工程と、
併合された画素を構成するドットマトリクスの色情報を平均化し、新たな領域の色情報を決定する工程と、
その色情報より回折格子データを導出する工程と、
基板上に回折格子を配置する工程と、
からなることを特徴とする回折格子パターンの作製方法。
In a method for producing a diffraction grating pattern, in which a plurality of types of diffraction gratings are arranged on the substrate surface, and at least one of the spatial frequency of the diffraction grating and the angle of the diffraction grating is changed.
Configuring image data for deriving diffraction grating data in a dot matrix; and
Merging each pixel of the image data in a matrix and creating a region having a new outline;
Averaging the color information of the dot matrix constituting the merged pixels and determining the color information of the new area;
A step of deriving diffraction grating data from the color information;
Placing a diffraction grating on a substrate;
A method for producing a diffraction grating pattern, comprising:
請求項または記載の回折格子パターンの作製方法において、
回折格子データを派生させるための画像データが、数式などで定義された直線、曲線などのドローデータから成る画像を作成する工程と、
その画像からドローデータの情報が欠落しない程度に十分細かなドットマトリクスに変換した画像を作成する工程と、
により得られることを特徴とする回折格子パターンの作製方法。
In the manufacturing method of the diffraction grating pattern of Claim 1 or 2 ,
A step of creating an image made up of draw data such as straight lines and curves defined by mathematical formulas as image data for deriving diffraction grating data;
A step of creating an image converted from a dot matrix sufficiently fine so as not to lose draw data information;
A method for producing a diffraction grating pattern, which is obtained by:
請求項または記載の回折格子パターンの作製方法において、
回折格子データを派生させるための画像データが、ドットマトリクスで構成される画像をより細かなドットマトリクスで構成される画像に変換する工程と、
その画像の隣接する画素同士の情報より色情報の平滑化処理(アンチエイリアシング処理)を行う工程と、
により得られることを特徴とする回折格子パターンの作製方法。
In the manufacturing method of the diffraction grating pattern of Claim 1 or 2 ,
Image data for deriving diffraction grating data is converted from an image composed of a dot matrix into an image composed of a finer dot matrix;
A step of performing color information smoothing processing (anti-aliasing processing) from information between adjacent pixels of the image;
A method for producing a diffraction grating pattern, which is obtained by:
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