CN101667007A - 真实性证明用的光学构造体、记录媒体及确认方法 - Google Patents

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Abstract

本发明关于真实性证明用的光学构造体、记录媒体及确认方法。基底2上设置含有微小光学单位区4的光学构造体3。在同一微小光学单位区4内，多个种类排列将原图像的傅立叶变换像的相位信息多值化而作为深度记录的微区A、B。或者按每个邻接的微小光学单位区4，多种类排列将原图像的傅立叶变换像多值化而作为深度记录的微区A、B。

Description

真实性证明用的光学构造体、记录媒体及确认方法
本申请属分案申请，其母案的申请号为02824496.6。该母案的申请日为2002年10月9日。
技术领域
本发明涉及真实性证明用的光学构造体及含有真实性证明用的光学构造体的真实性证明用记录媒体。
另外，本发明还涉及利用这些光学构造体或含有真实性证明用记录媒体的光学构造体的真实性确认方法。
背景技术
金融机构发行的银行储蓄卡或信用卡公司发行的信用卡等各种卡中，为了保证这些卡的真实性往往采用衍射光栅或全息图。
并且，名牌的手表等容易被仿制的高价商品或其包装盒等上也经常采用衍射光栅或全息图，以保证它们的真实性。
衍射光栅或全息图(以下称全息图等)之所以也被用于上述例子以外的各领域的物品，是因为全息图等难以制造或复制。并且，还具有如下优点：外观上有干涉色而引人注目，图案设计上也出色，另外根据情况，可以具有一剥离即破坏而不能被转移使用的构造。
可是，尽管说全息图等具有制造或复制上的难度，但是，它们的制造方法对于专家而言是尽人皆知的，即使是伪造的，由于采用精密的加工技术进行制作，在外观上可以做得与真品极其类似，很难将伪造品与真品区分开来。
因此，一直以来为进一步提高针对全息图等伪造的安全性进行了各种尝试。
特开平2000-3124中公开了：将具有单色光照射时其透射衍射光或反射衍射光投影出表示是真实商品的预定图像的结构的第一与第二全息图图案分别作为CGH(Computer Generated Hologram)记录的、作了真实商品显示图像投影数据记录的光记录媒体。依据该特开平2000-3124，用预定波长的单色光照射时，根据是否投影预定的图像，能够容易地判定商品的真伪。
但是，上述的传统技术中，由于全息图的区域大或位置明显，容易发现全息图的存在和其位置，也容易进行全息图的分析，这对于防伪安全性是不充分的。
发明内容
本发明的目的在于：提供能够再现照射相干光时视觉上可辨认的信息，并能够将其存在隐蔽或加以混淆的真实性证明用的光学构造体、真实性证明用记录媒体及确认方法。
本发明是真实性证明用的光学构造体，其特征在于：真实性证明用光学构造体设有多个微小光学单位区；各微小光学单位区含有将原图像的傅立叶变换像的相位信息多值化而作为深度记录的多个微区。
本发明是真实性证明用的光学构造体，其特征在于：各微小光学单位区是含有将相互不同的原图像的傅立叶变换像的相位信息多值化而作为深度记录的多个微区。
本发明是真实性证明用的光学构造体，其特征在于：一个微小光学单位区和与该微小光学单位区邻接的微小光学单位区各有将相互不同的原图像的傅立叶变换像的相位信息多值化而作为深度记录的多个微区。
本发明是真实性证明用的光学构造体，其特征在于：微小光学单位区的长度为0.3mm以下。
本发明是真实性证明用的光学构造体，其特征在于：微小光学单位区具有多边形的形状。
本发明是真实性证明用的光学构造体，其特征在于：微小光学单位区具有文字、数字、图形或符号的形状。
本发明是真实性证明用的光学构造体，其特征在于：真实性证明用记录媒体中设有基底和设于基底的光学构造体，光学构造体中设有多个微小光学单位区，各微小光学单位区含有将原图像的傅立叶变换像的相位信息多值化而作为深度记录的多个微区。
本发明是真实性确认方法，它使用其特征为设有多个微小光学单位区、各微小光学单位区含有将原图像的傅立叶变换像的相位信息多值化而作为深度记录的多个微区的真实性证明用的光学构造体，其特征在于包括：准备基准像的步骤，在光学构造体上照射相干光的步骤，以及将从光学构造体再现的像与预先准备的基准像进行比较并判断其是否相同的步骤。
附图的简单说明
图1是表示本发明的真实性证明用记录媒体的平面图。
图2是表示基于原图像的多值化的深度信息的获取过程的流程图。
图3是表示光学构造体中的微小光学单位区的排列的示图。
图4是表示微小光学单位区的形状的示图。
图5是说明真实性的确认方法的示图。
本发明的最佳实施方式
图1是表示作为本发明的最佳适用例之一的适用于银行储蓄卡或信用卡等卡类的一实施例的平面图。
图1中，真实性证明用记录媒体1设有基底2和在基底2上层叠的真实性证明用的光学构造体3。也可将光学构造体3埋置在基底2中，使基底2的上面与光学构造体3的上面成为同一平面。
这些层叠的基底2和光学构造体3的组合体的上方可设透明的保护层1a，只要不妨碍对光学构造体3的观察或读取其上的信息。
作为基底2的材料，除了可以采用聚氯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、双醋酸盐纤维素、三醋酸盐纤维素、聚苯乙烯系、丙烯、聚丙烯、聚乙烯等树脂以外，还可以使用铝、铜等金属、纸以及树脂或胶乳等的浸渍纸等单独或复合体构成的片材等。
在要求耐热性的场合，作为基底2的材料也可以采用非晶聚酯树脂、非晶聚酯树脂和聚碳酸酯树脂的混合树脂等的片材。
基底2的厚度因材质不同而异，通常为10μm～5mm。真实性证明用记录媒体1具有磁卡的功能时，基底2按照I SO标准加以确定，其厚度为0.76mm。而且，基底2由聚氯乙烯(以下称PVC)构成时，通常采用将两片厚280μm的白色PVC片材重叠作为片芯(core sheet)，其两侧层叠厚100μm的透明PVC膜作为覆盖膜，通过热压等工序层叠成4层结构的基底(合计厚0.76mm)。
若为4层结构的基底2，则层叠光学构造体3的位置在片芯的覆盖膜侧、覆盖膜的片芯侧或覆盖膜的露出面上均为适当。
若仔细观看，真实性证明用的光学构造体3是进一步由微小光学单位区4排列而构成的，在图1所示的例中，是由正方形的微小光学单位区4矩阵状纵横排列而成。
光学构造体3的大小，例如为数mm～数cm程度，但是也可以是具有将基底2全面覆盖的尺寸。
出于使得难以在视觉上确认的目的，构成光学构造体3的微小光学单位区4的尺寸最好取得小一些，具体而言，最好在0.3mm以下。微小光学单位区4的尺寸若超过0.3mm，微小光学单位区4能够被分辩的可能性就变高，就产生了被分析出的可能性。再有，微小光学单位区4的尺寸按其形状不同分别以正方形的一边的长度、长方形的长边的长度、圆的直径、椭圆的长径等表示，若为其他形状，则以其直径的最大值表示。
另外，微小光学单位区4的尺寸最好充分小于激光束的直径，其理由是为再现全息图而照射激光时，能够再现微小光学单位区4内的全部全息图和全部衍射光栅。
只要其中能够形成两个以上的微区，微小光学单位区4的尺寸可以尽可能最小，但是考虑不影响量产且容易观看再现像的因素，最好在10μm以上。
图1中，微小光学单位区4的一个用圈围住的区域在下方引出放大，另外，左右并排的两个区域用圆角的四边形围住也引出到下方放大，表示它们由进一步细分的微区构成，图1所示的例中，各微小光学单位区4、4a或4b由纵横6等分分割而形成的36个正方形微区构成。
下方左侧引出的微小光学单位区4中，36个微区由通过微小光学单位区4的中心的纵横走向的线(假想线)分割成每9个微区组成的四个组(或群)。四个组中，左侧上方的组中和右侧下方的组中的各微区，均为将原图像A的傅立叶变换像的相位信息多值化而作为深度记录的微区(图中加向右偏斜的斜线，用符号A表示)，并且，在右侧上方的组中和左侧下方的组中的各微区，均为将原图像B的傅立叶变换像的相位信息多值化而作为深度记录的微区(图中留空白，用符号B表示)。该微小光学单位区4最好如图中所示的其一部分那样，纵横均保持同样的朝向排列。
另外，向下方右侧引出的两个微小光学单位区4a、4b中，例如图中左方的圆所围住的微小光学单位区4a中的各微区，均为将原图像A的傅立叶变换像的相位信息多值化而作为深度记录的微区(图中加向右偏斜的斜线，用符号A表示)。并且，图中右方的圆所围住的微小光学单位区4b中的各微区，均为将原图像B的傅立叶变换像的相位信息多值化而作为深度记录的微区(图中留空白，用符号B表示)。这些微小光学单位区4a和4b最好如图中所示的其一部分那样，纵横交互地重复排列。
参照图2说明基于原图像A与B在微区A、B作为深度记录信息的方法。如图2所示，通过对原图像的每个种类依次进行(1)～(7)的各步骤，记录微区A、B的深度信息。
(1)首先，形成原图像。原图像可任意加以确定，除文字、数字、图形或符号以外，绘画、动画或照片等均可。
(2)接着，从原图像出发，通过用计算机对原图像进行傅立叶变换处理，作成原图像的傅立叶变换像。
(3)设定振幅＝1。
(4)进行逆傅立叶变换。
(5)将振幅设为原振幅(相位照原样设定)。
其后，返回(2)，反复进行「傅立叶变换→傅立叶逆变换」后，在判定得到满足预定条件的傅立叶变换像的时刻停止。
(6)停止后，抽出相位数据。
(7)进行相位数据的多值化，作为预定级数的深度信息。
得到的深度信息，概述之，就是「将原图像的傅立叶变换像的相位信息多值化而得到的深度信息」，但是往往简略说成「基于原图像而多值化的深度信息」。
基于原图像A和原图像B的相位数据的多值化，例如可以为2值化、4值化、8值化或16值化等，但由于8值化的光栅的理想的衍射效率达到95.0％，在实用上足够高，因此最好采用2值化、4值化或8值化。
图1的例中，准备基于原图像A和原图像B而多值化的深度信息，使之与图1所示的微小光学单位区4的各微区对应后进行分配、排列。这些操作也在构成光学构造体3的其他微小光学单位区4进行。
将上述的多值化的深度信息分配给微小光学单位区内4的各微区时，通过采用电子束绘图装置或光栅绘图装置等对感光性树脂进行曝光和显影，在感光性树脂的固化物表面形成微细的凹凸或者在蚀刻性基板上形成微细的凹凸。
当然，可以将它们直接作为光学构造体3使用，但是，通常最好如后述那样，以它为原型制作凹凸模型，再用得到的凹凸模型来大量复制光学构造体3。
上述的例中，基于不同的原图像A、B的两个种类的多值化的深度信息设置在微小光学单位区4的四个组的各微区中，或分别在微小光学单位区4a、4b内的全部微区的各微区中。最小限度，微小光学单位区4、4a、4b内有两个微区A、B便可。并且，可以在微小光学单位区4内分配基于不同的原图像A、B的两个种类的多值化的深度信息，或者在一个微小光学单位区4a内的微区A中分配相同的原图像、例如基于A的多值化的深度信息，在邻接的微小光学单位区4b内的微区B中分配不同的原图像、例如基于B的多值化的深度信息。能够使基于这些原图像的多值化的深度信息的种类任意地增加。
通过将基于原图像的多值化的深度信息设为两个种类以上，能够改变再现全息图时的相干光的条件、例如改变照射角度等。由此，更难以解析，而且在再现像全部确认后才能证明真实性，因此具有真实性的保证能力即可靠性更高的优点。
可以为种种形状的微小光学单位区4，除了如图3(a)所示矩阵状地纵横紧密排列以外，也可以如图3(b)所示以第一行(在最上方横向排列)为基准，第二行以后每个错开1/2节距排列，或者每个错开1/3节距排列。
另外，如图4所示，微小光学单位区4可以为三角形(图4(a))、四边形、五边形、六边形(图4(b))...等的多边形，也可以为多边形以外的几何形状例如圆或椭圆，也可以为文字或数字等形状(图4(c))、任意的图形或符号的形状(图4(d))。
其中，多边形或圆、椭圆等的几何形状最为理想，因为容易进行基于原图像的多值化的深度信息分配时的处理；另外，特别是采用作为多边形的三角形、四边形或六边形时，容易紧密地加以排列。
并且，在有文字或数字、任意的图形或符号等的形状的场合具有这样的优点：即使判明了形状，也由于对其外形的关注而隐蔽了内在信息的存在。而且，可使这些形状具有含意，能够对防伪有某种效果。
关于微小光学单位区4的形状，也可以用图3说明的以外的样式来排列。
如图4(a)所示，三角形的场合，一边设于上侧构成第一行，接着构成第二行时在第一行邻接的三角形之间将三角形的一边设于下侧进行排列。然后，从第三行开始以后的奇数行重复第一行排列方式，从第四行开始以后的偶数行重复第二行的排列方式，从而能够紧密地排列。
或者，六边形的场合，第一列(最靠左边的纵向列)的各六边形以相对的二边左右方向平行地紧密排列，第二列在纵向错开1/2节距成蜂窝状地排列，从而能够紧密排列。
微小光学单位区4为图4(c)所示的文字「A」的形状或图4(d)所示的心形的场合，就难以做到邻接的形状之间没有间隙地排列，由于微小光学单位区4本身很小，间隙也就很难用肉眼分辩，未必一定要紧密(＝无间隙)排列。
但是，最好采用如正方形等的多边形那样能够紧密排列的形状，因为它具有提高全息图的再现性优点。因此，多边形以外的形状的场合，最好采用重复单位的面积中所占的微小光学单位区的比例高的形状。
再有，光学构造体3的形状也并不限于图1所示的四边形，光学构造体4本身也可以采用上述列举的微小光学单位区4的种种形状作为其形状。并且，任意的光学构造体3的形状内，也可以区分为排列和不排列微小光学单位区4的部分，例如，在四边形的光学构造体3中，在一定的形状内排列微小光学单位区4，在其他部分不排列微小光学单位区4而文字状地排列微小光学单位4，如此等等。
设于基底2上的光学构造体3，最好在工业上通过如上述制作凹凸模型，用得到的凹凸模型进行大量复制而制造。
作为凹凸模型，可以通过对用感光性树脂制造的或在蚀刻性基板上制造的模型重复进行金属电镀，以最初得到的凹凸模型为原型制作若干个复制用凹凸模型来使用。
大量复制时，最好这样进行：在透明膜上涂敷流动性的电离放射线固化树脂(通常为紫外线固化树脂)后，使之与有复制用凹凸模型的微细凹凸的型面接触，然后保持接触状态照射电离放射线(若是紫外线固化树脂则照射紫外线)，使得电离放射线固化树脂固化。依据此方法，能够得到在透明膜上层叠了表面复制了光学构造体的微细凹凸的电离放射线固化树脂的固化树脂膜的层叠体。
在形成的微细凹凸的面上，通常沿微细凹凸层叠形成铝等的反射性的金属薄膜或与固化树脂膜的光折射率不同的材料的薄膜构成的反射层。
透明膜、形成了微细凹凸的固化树脂膜和反射层依次层叠而成的层叠体，通过热敏粘合剂层等的粘合剂在透明膜侧或反射层侧与基底2层叠。由此，能够得到设有基底2和光学构造体3的真实性证明用记录媒体1。
或者，预先将上述透明膜和形成微细凹凸的固化树脂膜剥离可能地层叠，在反射层侧通过热敏粘合剂层等粘合剂与基底2层叠。这时，通过在层叠的同时或层叠之后将透明膜剥离即所谓的复制，也能够形成基底2上有光学构造体3的结构。
以用图1说明的卡为例就真实性证明的确认方法进行说明。如图5所示，对真实性证明用记录媒体1的光学构造体3用激光源11照射预定波长的相干光即激光12。激光12的光束直径可以比光学构造体3的微小光学单位区4小，但是最好比构成微小光学单位区4的微区A、B大。
通过这种照射，再现与在微小光学单位区4预先排列的基于原图像A和B的多值化的深度信息相当的全息图a、b。这些记录了基于原图像A和B的多值化的深度信息的微区，在白光下呈白色，因此可以避免如传统的全息图那样，在区域设置得较大时明显存在的问题。
再有，再现的全息图a和b总称为「再现像」。将再现像与预先准备的基准像作比较，可以通过判断其相同还是不同来进行真实性的确认。
因此，若设想某个面13，能够在例如在右边13a的区域观察全息图a、在左边13b的区域观察全息图b。为此准备一个这样的装置：以面13作为其箱体的上面板，在箱内设置激光源11和真实性证明用记录媒体的固定台(未图示)等。并且，在箱体的上面板13的13a和13b的区域预先设置透射型屏幕。如此采用该装置，就能够进行再现像的判定，使真实性证明用记录媒体1的真实性确认可简便进行。
本发明基本上具有以上所述的构造，但是真实性证明用记录媒体1可具有如下的要素。
图1中说明的卡类的真实性证明记录媒体1，通常大多设有磁记录层。磁记录层通常为宽5～10mm左右的条状，可通过涂敷磁性涂料直接设置在基底2的表面或内部。或者将磁性涂料涂敷在薄塑料片上，然后用切割成条状粘贴或可剥离地层叠在临时基底片上而准备的磁记录层复制片进行复制，形成磁记录层。
在包含卡在内的一般的记录媒体中，普遍设有磁记录层。磁记录层的功能也可以用光学记录层或IC模块等代替。但是，即使设置了光学记录层或IC模块，最好还是设置具有通用性的磁记录层。
另外，也可以在本发明的光学构造体3以外设置普通的全息图等(含衍射光栅)，以此来转移对本发明的光学构造体3的关注。
本发明的真实性证明用记录媒体1上可以通过印刷等手段加上适当的文字。若是卡类，作为用文字表现的内容，可以是卡的发行公司、卡的名称、发行编号、有效期限、持卡人的姓名或注意事项等。其中的几项，例如发行编号、有效期限和持卡人的姓名可以用凸印加工以凹凸来形成。
此外，也可以在基底2施加用以装饰真实性证明用记录媒体1彩色或图案，通常采用印刷方式。
本发明的真实性证明用记录媒体1不仅适用于卡，还可用各种物品为基底2，在其上层叠光学构造体3来使用。
依据物品真实性证明用记录媒体1分为：物品本身含有信息的记录媒体，物品本身不含有信息、但通过层叠光学构造体3而附加上信息的记录媒体。
本发明的真实性证明用记录媒体1可以是ID(本人确认)用的卡，具体而言，可以是银行等的银行储蓄卡、信用卡、身份证明。并且，也可以是未必一定为卡的形式的入场券、护照等。
真实性证明用记录媒体1可以是纸币、商品券、股票、证券、存折、车票、机票等，或者交通机构或公共电话用的预付卡。这些卡或票、券中记录有金额、发行者、发行编号或注意事项等的信息。
本发明的真实性证明用记录媒体1可以是通过层叠光学构造体3附带了信息的各种物品。
这里说的各种物品，是指称为例如高级手表、贵金属、宝石首饰等所谓的名牌商品的、世界著名的高级商品、其包装箱或包装盒等的物品，由于它们通常是高价商品，因此容易成为仿冒的对象。因场合不同，悬挂于商品的标签也可以成为真实性证明用记录媒体1的基底2。
记录了音乐软件、影像软件、计算机软件或游戏软件等的存储媒体、其包装盒等的物品，也同样可以用作层叠光学构造体3的基底2。它们未必是高价商品，但它们若被不正当地大量复制、出售，可能使正版商品的销售商蒙受重大损害。
任何真实性证明用记录媒体1中，不管光学构造体以外的部分含有信息还是不含有信息，通过设置光学构造体3，能够确认光学构造体3的真实性。从而，能够确认有光学构造体3的基底即真实性证明用记录媒体1的真实性。
依据本发明，由于将原图像的傅立叶变换像的相位信息多值化而作为深度加以记录的微区被排列布置，通常的观察不能获知全息图的存在，只有照射了相干光才可能再现全息图。因此，防伪安全性得到了提高，并且将原图像的傅立叶变换像的相位信息多值化而作为深度加以记录的微区是原图像不同的多个种类，因此，能够使全息图再现时的相干光的照射角度等变化，更加难以解析。而且为了真实性的确认，从将不同原图像的傅立叶变换像的相位信息多值化而作为深度加以记录的多个种类的微区得到的再现像，需要全部加以确认，从而能够提供可靠性更高的光学构造体。
依据本发明，通过规定构成光学构造体的微小光学单位区的尺寸，使得一个个的微小光学单位区的存在难以分辩，因此，能够提供被解析可能性极小的光学构造体。
依据本发明，由于微小光学单位区的形状为多边形，容易进行将原图像的傅立叶变换像的相位信息多值化的深度信息的分配处理，并且，采用作为多边形的代表的三角形、四边形或六边形，能够提供容易紧密排列的光学构造体。
依据本发明，由于微小光学单位区的形状有具体的形状，能够提供具有隐蔽内在信息存在的优点的光学构造体。
依据本发明，能够提供上述效果得以实现的真实性证明用记录媒体。
依据本发明，能够提供可用光学构造体通过再现像证明真实性的真实性的确认方法。

Claims (5)

1.一种真实性证明用的光学构造体，其特征在于：
设有多个微小光学单位区；
其中各微小光学单位区含有多个微区，所述多个微区存储有深度信息，所述深度信息表示与由不同的原图像的傅立叶变换得到的傅立叶变换像相关的多值化的相位信息，
其中所述多个微区包括在基板或膜上形成的微细凹凸，并且当存储有深度信息的所述微区被照射了相干光时，基于所述不同的原图像产生具有多值化相位信息的全息图，其中所述深度信息表示与由不同的原图像的傅立叶变换得到的傅立叶变换像相关的多值化的相位信息，以及
其中所述微小光学单位区的长度为0.3mm以下。
2.如权利要求1所述的真实性证明用的光学构造体，其特征在于：
所述微小光学单位区具有多边形的形状。
3.如权利要求1所述的真实性证明用的光学构造体，其特征在于：
所述微小光学单位区具有文字、数字、图形或符号的形状。
4.一种真实性证明用记录媒体，其特征在于：
设有基底和设于基底的光学构造体；
其中光学构造体含有多个微小光学单位区；并且
各微小光学单位区含有多个微区，所述多个微区存储有深度信息，所述深度信息表示与由不同的原图像的傅立叶变换得到的傅立叶变换像相关的多值化的相位信息，
其中所述多个微区包括在基板或膜上形成的微细凹凸，并且当存储有深度信息的所述微区被照射了相干光时，基于所述不同的原图像产生具有多值化相位信息的全息图，其中所述深度信息表示与由不同的原图像的傅立叶变换得到的傅立叶变换像相关的多值化的相位信息，以及
其中所述微小光学单位区的长度为0.3mm以下。
5.一种真实性的确认方法，它使用真实性证明用光学构造体，所述真实性证明用光学构造体设有多个微小光学单位区，其中各微小光学单位区含有多个具有深度的微区，所述深度表示与由不同的原图像的傅立叶变换得到的傅立叶变换像相关的相位信息，
其中所述多个微区包括在基板或膜上形成的微细凹凸，并且当存储有深度信息的所述微区被照射了相干光时，基于所述不同的原图像产生具有多值化相位信息的全息图，其中所述深度信息表示与由不同的原图像的傅立叶变换得到的傅立叶变换像相关的多值化的相位信息，
其中所述微小光学单位区的长度为0.3mm以下，以及
其中所述真实性的确认方法包括：
准备基准像的步骤；
在真实性证明用光学构造体上照射相干光的步骤；以及
判断从真实性证明用光学构造体再现的像是否与所述基准像相同的步骤。
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