JP2004094202A

JP2004094202A - 体積ホログラム記録体

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Publication number: JP2004094202A
Application number: JP2003168774A
Authority: JP
Inventors: Daijiro Kodama; 児玉　大二郎
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2023-06-13
Also published as: JP4338124B2

Abstract

【課題】偽造防止のためのセキュリティ性だけでなく意匠性にも優れた多重記録した体積ホログラム記録体。
【解決手段】体積ホログラム記録体２９’には、３次元被写体の立体像とマスク板の平面パターンの像とが、同一入射角で同一波長の同一参照光と相互に異なる入射角の物体光との干渉によって反射型で記録されており、３次元被写体の立体像は記録条件に近い角度関係で１つの色で回折光３１として再生され、マスク板の平面パターンの像は種々の白色照明光３０入射角でかつその入射角に応じて異なる色で回折光３２ｂ、３２’ｂとして再生され、意匠性に優れ、また、そのような特性を持つか否かを判定することでセキュリティ性の高いものとなる。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、体積ホログラム記録体に関し、特に、意匠性とセキュリティ性に優れた体積ホログラム記録体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
体積ホログラムに立体像と通常では見えない微細な繰り返しパターンからなる瞳の像とを記録して、その瞳の像の再生パターンによりホログラムが真実なものか偽造したものかを判定するホログラム記録体が特許文献１において提案されている。
【０００３】
また、体積ホログラムの記録媒体を紫外線を用いて微細な繰り返しパターン状に失活させて残りの感光領域に物体像を記録して、その失活パターンによりホログラムが真実なものか偽造したものかを判定するホログラム記録体が特許文献２において提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２４５３８号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平１１−２７７９５８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献１及び特許文献２で提案されたホログラム記録体は、何れもセキュリティ性に優れたものであるが、何れも偽造判定に用いる微細パターンが目では見えないため、必ずしも意匠性に優れたものとは言えない。
【０００７】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、偽造防止のためのセキュリティ性だけでなく意匠性にも優れた多重記録した体積ホログラム記録体を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の体積ホログラム記録体は、３次元被写体の像と平面パターンの像とが、同一入射角で同一波長の同一参照光と相互に異なる入射角の物体光との干渉によって反射型ホログラムとして二重記録されてなることを特徴とするものである。
【０００９】
この場合に、平面パターンの像のホログラムは、平面パターンに対応する領域にのみ選択的に記録され、少なくとも記録面に対して角度をなす１つの断面内で平行な干渉縞からなるホログラムとして記録されていることが望ましい。
【００１０】
また、その断面は記録面の法線を含み、平面パターンの像のホログラムは、その断面内での物体光の入射角と参照光の入射角とが記録面の法線に対して同じ側で略同じ入射角で記録面を挟んで相互に反対側から入射する角度関係で記録され、３次元被写体の像のホログラムは、物体光の中心光線が記録面に対して略垂直に入射する角度関係で記録されているようにすることができる。
【００１１】
また、平面パターンの像のホログラムは、その断面に対して直交する方向にのみ拡散する物体光と参照光との干渉により記録されていることが望ましい。
【００１２】
また、平面パターンの像が、彩紋絵柄又はマイクロ文字の像として記録されていてもよい。
【００１３】
また、平面パターンの像が、万線又は網点の像として記録されていてもよい。
【００１４】
また、３次元被写体の像と平面パターンの像との少なくとも１つを異なる２つ以上の波長で多重記録してもよい。
【００１５】
なお、ホログラム感材としてはフォトポリマーが使用できる。
【００１６】
本発明のもう１つの体積ホログラム記録体は、複数の平面パターンの像が、同一入射角で同一波長の同一参照光と相互に異なる入射角の物体光との干渉によって反射型ホログラムとして多重記録されてなることを特徴とするものである。
【００１７】
この場合に、３次元被写体の像が、複数の平面パターンの像の記録の際の参照光と同一の入射角で同一の波長の参照光と、複数の平面パターンの像の記録の際の物体光と異なる入射角の物体光との干渉によって多重記録されてなるものとすることもできる。
【００１８】
また、複数の平面パターンの像の各々のホログラムは、平面パターンに対応する領域にのみ選択的に記録され、少なくとも記録面に対して角度をなす１つの断面内で平行な干渉縞からなるホログラムとして記録されていることが望ましい。
【００１９】
また、複数の平面パターンの像が同一の平面パターンの像からなるようにすることもできる。
【００２０】
また、複数の平面パターンの像の各々のホログラムは、その断面に対して直交する方向にのみ拡散する物体光と参照光との干渉により記録されていることが望ましい。
【００２１】
また、複数の平面パターンの像を異なる２つ以上の波長で多重記録してもよい。
【００２２】
本発明は、また、３次元被写体の像と平面パターンの像とが、同一入射角で同一波長の同一参照光と相互に異なる入射角の物体光との干渉によって反射型ホログラムとして二重記録されてなる体積ホログラム記録体の真贋判定方法において、
前記平面パターンの像として万線又は網点の像が記録されており、前記万線又は網点の平面パターンと同じピッチの万線又は網点が描かれているパターンフィルムを前記体積ホログラム記録体に合わせて、前記平面パターンの像と前記パターンフィルムの万線又は網点の平面パターンとの間で発生するモアレ縞を用いて体積ホログラム記録体の真贋を判定することを特徴とする真贋判定方法を含むものである。
【００２３】
そのためには、平面パターンの像は体積ホログラム記録体のホログラム面近傍に再生されるように記録されていることが望ましい。
【００２４】
本発明の体積ホログラム記録体においては、３次元被写体の像と平面パターンの像とが、同一入射角で同一波長の同一参照光と相互に異なる入射角の物体光との干渉によって反射型ホログラムとして二重記録されてなるので、３次元被写体の立体像は記録条件に近い角度関係で１つの色で再生され、平面パターンの像は種々の白色照明光入射角でかつその入射角に応じて異なる色で再生されるものであり、意匠性に優れ、また、そのような特性を持つか否かを判定することでセキュリティ性の高いものとなる。
【００２５】
また、本発明のもう１つの体積ホログラム記録体においては、複数の平面パターンの像が、同一入射角で同一波長の同一参照光と相互に異なる入射角の物体光との干渉によって反射型ホログラムとして多重記録されてなるので、複数の平面パターンの像は体積ホログラム記録体に対して相対的に連続的に異なる観察位置で連続的に異なる色の像として再生されるものであり、意匠性に優れ、また、そのような特性を持つか否かを判定することでセキュリティ性の高いものとなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の体積ホログラム記録体を、その記録方法の実施例とその方法で記録された体積ホログラム記録体の再生特性を説明しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明の体積ホログラム記録体を記録するために用いる第１ホログラム原版１１’（図３）を作成するための工程を説明するための図であり、最終的な体積ホログラム記録体に立体像を記録するための３次元被写体Ｏを用意し、図１（ａ）に示すように、例えばフォトポリマーからなる体積ホログラム感材１の前側に配置し、被写体Ｏを所定の波長λの可干渉照明光で照明し、被写体Ｏからの散乱光（物体光）２をホログラム感材１に略垂直に入射させる。一方、照明光と同一の光源からの同じ波長λの可干渉参照光３を物体光２と同じ側から斜めに入射させ、ホログラム感材１中で物体光２と参照光３を干渉させて、図１（ｂ）の透過ホログラム１’を記録する。
【００２８】
次いで、図１（ｂ）に示すように、この透過ホログラム１’に記録のときの参照光３の入射側と反対側から参照光３と反対に進む同じ波長λの再生照明光３’を入射すると、透過ホログラム１’記録時の被写体Ｏの位置にその立体再生像Ｏ’を再生する回折光２’が回折される。そこで、この立体再生像Ｏ’位置近傍に別の例えばフォトポリマーからなる体積ホログラム感材１１を配置し、透過ホログラム１’からの回折光２’を入射させると共に、ホログラム感材１１の反対側から再生照明光３’と同一の光源からの同じ波長λの略平行光からなる可干渉参照光４を入射角θで入射させ、回折光（物体光）２’と参照光４を干渉させて、図３の第１ホログラム原版１１’を記録する。
【００２９】
図２は、本発明の体積ホログラム記録体を記録するために用いる第２ホログラム原版２１”（図３）を作成するための工程を説明するための図であり、最終的な体積ホログラム記録体に平面パターンを記録するためのマスク板２２を用意する。このマスク板２２の遮蔽部のパターン形状が最終的に再生される平面パターンに対応するものである。このマスク板２２を、図２（ａ）に示すように、例えばフォトポリマーからなる体積ホログラム感材２１に密着あるいは若干離間して配置し、マスク板２２側からホログラム感材２１を失活させる紫外線等の光２３を照射してマスク板２２の開口部に対応する部分を失活させる（感光性を失わせる）。
【００３０】
次いで、図２（ｂ）に示すように、この部分的に失活させたホログラム感材２１’の前面に１次元方向にのみ拡散作用を有する１次元拡散板２４を密着させる。ここで、このような１次元方向にのみ拡散作用を有する１次元拡散板２４としては、レンチキュラーレンズ板、１つの方向にのみ擦り溝を設けた拡散板等があり、その１次元拡散方向を図の面に直交する方向に選択する。ホログラム感材２１’と１次元拡散板２４を密着した状態で、ホログラム感材２１’側から、図１（ｂ）の第１ホログラム原版１１’記録時の参照光４の入射角と同じ入射角θで参照光４と同じ波長λの略平行光の可干渉参照光２６を入射させると共に、１次元拡散板２４側から参照光２６と同一の光源からの可干渉照明光２５を図の面内での入射角θ’で入射させる。この入射角θ’で１次元拡散板２４に入射した照明光２５は、１次元拡散板２４を通ると、図の面内に投影したときは同じ角度θ’で、図の面に垂直方向には拡散する光に変換されてホログラム感材２１’に入射し、反対側から入射角θで入射する参照光２６と干渉することにより、図３の第２ホログラム原版２１”が記録される。
【００３１】
この記録された第２ホログラム原版２１”においては、参照光２６と照明光２５を含む平面（図２（ｂ）の面）の断面内では、その断面内でホログラム感材２１’の媒質内の参照光２６の方向ベクトルと照明光２５の方向ベクトルの真中を向くベクトルに平行な傾き角（スラント角）で相互に平行な均一の干渉縞が記録されなるものである。なお、ここでは、照明光２５を図２（ｂ）の面内で入射させるものとしたが、図の面に対して角度をなして図の面の表側あるは裏側から入射させるようにしてもよい。その場合にも、参照光２６と照明光２５を含む平面（この場合は、図２（ｂ）の面ではない。）の断面内では、その断面内でホログラム感材２１’の媒質内の参照光２６の方向ベクトルと照明光２５の方向ベクトルの真中を向くベクトルに平行な傾き角（スラント角）で相互に平行な均一の干渉縞が記録されているものとなっている。
【００３２】
さて、以上の図１の工程で作成された第１ホログラム原版１１’と図２の工程で作成された第２ホログラム原版２１”とを、図３に示すように重ね合わせ、その上に別のフォトポリマーからなる体積ホログラム感材２９に密着させ、ホログラム感材２９側から、第１ホログラム原版１１’記録時の参照光４、第２ホログラム原版２１”記録時の参照光２６と反対側に進む同じ波長λの照明光２７を入射させと、ホログラム感材２９を通った照明光２７は、第１ホログラム原版１１’に入射して立体再生像Ｏ’の像Ｏ”を再生する回折光２”を回折させる。この回折光２”はホログラム感材２９の裏面に略垂直に入射してホログラム感材２９に最初に入射した照明光２７と干渉して、立体再生像Ｏ”の像を再生する反射ホログラムの干渉縞をホログラム感材２９中に複製記録する。また、ホログラム感材２９を通った同じ照明光２７は、第２ホログラム原版２１”に入射して、光２３による失活部分以外の部分（マスク板２２の遮蔽部に対応する部分）から、第２ホログラム原版２１”記録時に１次元拡散板２４を通った照明光２５と反対に進む回折光２５’、すなわち、図の面内に投影したときは回折角θ’で、図の面に垂直方向に拡散する回折光２５’が回折される。この回折光２５’もホログラム感材２９の裏面に入射してホログラム感材２９に最初に入射した照明光２７と干渉して、マスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像を再生する反射ホログラムの干渉縞をホログラム感材２９中に重畳複製記録する。このマスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像を再生する反射ホログラムの干渉縞は、第２ホログラム原版２１”中のホログラムの干渉縞と同様のものであり、１つの断面（原版２１”記録時の参照光２６と照明光２５を含む平面に対応する断面）内で均一で平行な干渉縞となっているものである。
【００３３】
なお、図３では、ホログラム感材２９に第２ホログラム原版２１”を重ね合わせているが、第１ホログラム原版１１’と第２ホログラム原版２１”の重ね合わせ順序は逆であってもよい。
【００３４】
さて、以上のようにして作成された本発明の１実施例の体積ホログラム記録体２９’の再生特性を説明する。ここで、分かりやすくするために、図１〜図３の角度θを４５°（プラス）、角度θ’を３５°（マイナス）（ケース（ａ））、角度θを４５°（プラス）、角度θ’を４５°（マイナス）（ケース（ｂ））、角度θを４５°（プラス）、角度θ’を５５°（マイナス）（ケース（ｃ））とし、体積ホログラム記録体２９’の屈折率を１．５２、その屈折率変調を０．０５、その膜厚を１５μｍとし、記録時の波長λを５３２ｎｍとする。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、この体積ホログラム記録体２９’を再生するための白色照明光３０を体積ホログラム記録体２９’対して４５°（プラス）の入射角で入射させると、立体再生像Ｏ”の像を再生する回折光３１は体積ホログラム記録体２９’の正面方向に回折され、その方向に位置する観察者眼球Ｅには、立体再生像Ｏ”の像すなわち３次元被写体Ｏの像が見える。そのときの回折光３１の中心波長は略５３２ｎｍで緑色の立体像が見える。なお、この状態での回折光３１の回折効率波長依存性及び回折角度特性は図６（ａ）に示す通りである。
【００３６】
また、図４（ａ）の体積ホログラム記録体２９’に対する白色照明光３０の角度関係において、マスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像を再生する回折光は、ケース（ａ）の場合、回折角３５°（マイナス）方向に回折光３２ａとして、ケース（ｂ）の場合、回折角４５°（マイナス）方向に回折光３２ｂとして、ケース（ｃ）の場合、回折角５５°（マイナス）方向に回折光３２ｃとして、それぞれ回折される。それぞれのケースでそれらの方向から見れば、平面パターン像が中心波長略５３２ｎｍで緑色に見える。この状態での回折光３２ａ、３２ｂ、３２ｃの回折効率波長依存性及び回折角度特性はそれぞれ図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す通りである。
【００３７】
このように、体積ホログラム記録体２９’に＋４５°の入射角で白色照明光３０を入射させると、正面方向に記録波長と同じ緑色の３次元被写体Ｏの像が、また、−３５°（ケース（ａ））、−４５°（ケース（ｂ））、−５５°（ケース（ｃ））の方向に同様に記録波長と同じ緑色の平面パターンの像が見えるが、通常、体積ホログラム記録体２９’を観察するのに、−３５°〜−５５°のような角度で観測することはほとんどないため、正面方向に再生される３次元被写体Ｏの立体像のみ観察される。
【００３８】
次に、白色照明光３０の光源の位置と観察者眼球Ｅの位置を固定した状態で、図４（ｂ）に示すように、体積ホログラム記録体２９’の角度を傾け、体積ホログラム記録体２９’の法線が白色照明光３０に対して２２．５°の角度になると、マスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像を再生するそれぞれ回折光３２’ａ、３２’ｂ、３２’ｃが、それぞれ−１３．８°（ケース（ａ））、−２２．５°（ケース（ｂ））、−３０．５°（ケース（ｃ））の角度に回折されるようになる。白色照明光３０の光源と観察者眼球Ｅとは、位置が固定され、体積ホログラム記録体２９’を中心にして相互に４５°の角度関係（図４（ａ））にあるので、ケース（ｂ）の場合には、回折光３２’ｂの方向に観察者眼球Ｅが位置しており、回折光３２’ｂが観察者眼球Ｅに入射してその平面パターンの像が見えてくる。ケース（ａ）の場合は、観察者眼球Ｅを白色照明光３０に近づいた位置をとると、ケース（ｃ）の場合は、観察者眼球Ｅを白色照明光３０から遠い位置をとると、それぞれの回折光３２’ａ、３２’ｃの方向に観察者眼球Ｅが位置していることになるので、マスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像が見えてくる。ただし、これらの角度関係においては、白色照明光３０は体積ホログラム記録体２９’に対してその記録時の照明光（参照光）２７の入射角とは異なった角度となるので、回折光３２’ａ、３２’ｂ、３２’ｃの中心波長は記録時の５３２ｎｍからずれて、それぞれ５７５ｎｍ付近（黄緑色）、５８０ｎｍ付近（黄色に近い黄緑色）、５９０ｎｍ（黄色）の像となる。また、このとき、３次元被写体Ｏの像を再生する回折光３１’は略＋２０°の方向に回折されるが、この方向では回折効率が低いため、明瞭には観察し難い。この状態での回折光３１’、３２’ａ、３２’ｂ、３２’ｃの回折効率波長依存性及び回折角度特性は図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す。
【００３９】
また、白色照明光３０を正面方向から体積ホログラム記録体２９’に入射させると、図５（ａ）に示すように、マスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像を再生する回折光３２”ａ、３２”ｂ、３２”ｃは、それぞれ＋８．４°（ケース（ａ））、０°（正面方向）（ケース（ｂ））、−７．５°（ケース（ｃ））の角度に回折され、各ケースに対応する方向に位置する観察者眼球Ｅにその平面パターンの像が見える。これらの場合の回折光３２”ａ、３２”ｂ、３２”ｃの中心波長は、それぞれ５８５ｎｍ付近（黄色）、６００ｎｍ付近（黄色に近いオレンジ色）、６１５ｎｍ（オレンジ色）となる。また、このとき、３次元被写体Ｏの像を再生する回折光３１”は中心波長５３０ｎｍ付近で略＋４５°の方向に回折されるが、この方向では回折効率が低いため、明瞭には観察し難い。この状態での回折光３１”、３２”ａ、３２”ｂ、３２”ｃの回折効率波長依存性及び回折角度特性は図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す。
【００４０】
以上のような角度関係で例示したように、３次元被写体Ｏの像は、その記録時の参照光２７と物体光２”の角度関係と同様な白色照明光３０と観察者眼球Ｅの位置関係のときに、記録時と同じ色で見えるが、その他の角度関係、色では余り明瞭には見えない。これに対して、マスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像は、記録時の参照光２７と物体光２５’の角度関係以外の白色照明光３０と観察者眼球Ｅの位置関係のときにも明瞭に見えるが、その色は観察方向で異なって見え、色を切り換えて平面パターンの像を見ることが可能となる。
【００４１】
なお、図６〜図８に示すように、マスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像を記録したホログラムの回折効率のピーク値がホログラム記録条件より外れても略１００％の値を示すのは（図７（ｂ）〜（ｄ）、図８（ｂ）〜（ｄ））、ホログラム干渉縞が１つの断面内で均一で平行な干渉縞となっているからである。また、３次元被写体Ｏの像を記録したホログラムの回折効率のピーク値がホログラム記録条件より外れると低下していくのは、感材面に対して角度をなすホログラム干渉縞が多く存在するためであると考えられる。なお、図６〜図８の回折効率波長依存性はＫｏｇｅｌｎｉｋのｃｏｕｐｌｅｄ−ｗａｖｅ　ｔｈｅｏｒｙにより求められ、回折角度特性は回折の式により求められる。
【００４２】
ところで、マスク板２２の遮蔽部の平面パターンのホログラムを記録するとき、１次元拡散板２４を介在させているので、マスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像を記録したホログラムは単純なホログラムミラーとは異なり、回折光３２’ａ、３２’ｂ、３２’ｃ、３２”ａ、３２”ｂ、３２”ｃは、図４（ｂ）、図５（ａ）の紙面に垂直な方向にも拡散している（図２（ｂ）の配置で第２ホログラム原版２１”を記録した場合）。その様子を図５（ｂ）に示す。したがって、横方向に角度αの視域が確保される。しかも、図５（ｃ）のように角度αの範囲で白色照明光３０が横方向に傾いて入射したときにも観察者眼球Ｅの方向に入射する成分があるので、マスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像のみが再生されて観察できる。
【００４３】
このように、本発明による体積ホログラム記録体２９’には、３次元被写体Ｏの立体像とマスク板２２の平面パターンの像とが、同一入射角で同一波長の同一参照光と相互に異なる入射角の物体光との干渉によって反射型で記録されているが、３次元被写体Ｏの立体像は記録条件に近い角度関係で１つの色で再生され、マスク板２２の平面パターンの像は種々の白色照明光３０入射角でかつその入射角に応じて異なる色で再生されるもので、意匠性に優れ、また、そのような特性を持つか否かを判定することでセキュリティ性の高いものとなる。
【００４４】
ところで、図３の配置においては、図１の工程で作成された第１ホログラム原版１１’と、図２（ｂ）の工程で照明光２５が特定の１つの入射角θ’（−３５°（ケース（ａ））、−４５°（ケース（ｂ））、−５５°（ケース（ｃ）））で撮影された１つの第２ホログラム原版２１”とを重ね合わせて体積ホログラム記録体２９’を複製記録しており、この体積ホログラム記録体２９’は、図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）の状態においては、回折光３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、回折光３２’ａ、３２’ｂ、３２’ｃ、回折光３２”ａ、３２”ｂ、３２”ｃの中のそれぞれ何れか１つ、すなわち、回折光３２ａと３２’ａと３２”ａ、あるいは、回折光３２ｂと３２’ｂと３２”ｂ、あるいは、回折光３２ｃと３２’ｃと３２”ｃのみが回折再生されるものであり、これらの回折光を同時に回折するものとはなっているわけではない。これらの回折光を同時に回折する体積ホログラム記録体２９’を作成するには次のようにすればよい。
【００４５】
すなわち、図２（ｂ）の配置で、同じマスク板２２を用いて同様に失活させた３枚のホログラム感材２１’を用意し、それぞれのホログラム感材２１’に、同じ波長λで異なる照明光２５の入射角θ’（上記の例と同じにするには、例えば−３５°、−４５°、−５５°）で、かつ、同じ参照光２６の入射角θ（上記の例と同じにするには、例えば４５°）で、それぞれ同じマスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像を異なる照明光入射角θ’で記録した３枚のホログラム原版２１”ａ、２１”ｂ、２１”ｃを作成する。そして、図９に示すように、図１の工程で作成された第１ホログラム原版１１’とこの３枚のホログラム原版２１”ａ、２１”ｂ、２１”ｃとを重ね合わせ、その上に別のフォトポリマーからなる体積ホログラム感材２９に密着させ、ホログラム感材２９側から、第１ホログラム原版１１’記録時の参照光４、ホログラム原版２１”ａ、２１”ｂ、２１”ｃ記録時の参照光２６と反対側に進む同じ波長λの照明光２７を入射させ、第１ホログラム原版１１’から回折された立体再生像Ｏ’の像Ｏ”を再生する回折光２”と、最初に入射した照明光２７とを干渉させて、立体再生像Ｏ”の像を再生する反射ホログラムの干渉縞をホログラム感材２９中に複製記録すると共に、ホログラム原版２１”ａ、２１”ｂ、２１”ｃに入射して、それぞれの光２３による失活部分以外の部分（マスク板２２の遮蔽部に対応する部分）から回折され、それぞれのホログラム原版２１”ａ、２１”ｂ、２１”ｃ記録時の１次元拡散板２４を通った照明光２５と反対に進む回折光２５’ａ、２５’ｂ、２５’ｃと、最初に入射した照明光２７と干渉させて、それぞれ同じマスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像を再生する反射ホログラムの干渉縞をホログラム感材２９中に多重複製記録する。このマスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像を再生する３個の反射ホログラムの干渉縞は、ホログラム原版２１”ａ、２１”ｂ、２１”ｃ中のホログラムの干渉縞と同様のものであり、１つの断面（原版２１”ａ、２１”ｂ、２１”ｃ記録時の参照光２６と照明光２５を含む平面に対応する断面）内で均一で平行な干渉縞となっているものである。
【００４６】
このようにして複製記録した体積ホログラム記録体２９’は、図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）の状態において、それぞれ、回折光３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、回折光３２’ａ、３２’ｂ、３２’ｃ、回折光３２”ａ、３２”ｂ、３２”ｃ全てを同時に回折するものとなり、図４（ｂ）に示すように、体積ホログラム記録体２９’の法線に対して例えば２２．５°の角度で白色照明光３０が入射する場合に、観察者眼球Ｅを図示の実線両矢符のように移動させると、観察者眼球Ｅには回折光３２’ａ、３２’ｂ、３２’ｃが順に入り、それぞれ５７５ｎｍ付近（黄緑色）、５８０ｎｍ付近（黄色に近い黄緑色）、５９０ｎｍ（黄色）と色が変わりながら同一のマスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像が見えることになる。また、図５（ａ）に示すように、体積ホログラム記録体２９’の正面方向から白色照明光３０が入射する場合には、観察者眼球Ｅを図示の実線両矢符のように移動させると、観察者眼球Ｅには回折光３２”ａ、３２”ｂ、３２”ｃが順に入り、それぞれ５８５ｎｍ付近（黄色）、６００ｎｍ付近（黄色に近いオレンジ色）、６１５ｎｍ（オレンジ色）と色が変わりながら同一のマスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像が見えることになる。図４（ｂ）、図５（ａ）において、逆に、観察者眼球Ｅを固定し、体積ホログラム記録体２９’をそれぞれ図示の破線両矢符のように移動させても、白色照明光３０の入射方向にある程度幅があれば、同様に、同一のマスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像が順に色が変わりながら見えることになる。
【００４７】
このように、本発明によるもう１つの体積ホログラム記録体２９’においては、同一マスク板２２の複数の平面パターンの像が、同一入射角で同一波長の同一参照光と相互に異なる入射角の物体光との干渉によって反射型で多重記録されており、マスク板２２の複数の平面パターンの像は体積ホログラム記録体２９’に対して相対的に連続的に異なる観察位置で連続的に異なる色の像として再生されるもので、やはり意匠性に優れ、また、そのような特性を持つか否かを判定することでセキュリティ性の高いものとなる。さらには、この体積ホログラム記録体２９’には、３次元被写体Ｏの立体像も同一入射角で同一波長の同一参照光と異なる入射角の物体光との干渉によって多重記録でき、意匠性、セキュリティ性がより高いものとすることができる。
【００４８】
なお、以上の図３の配置で複製記録した体積ホログラム記録体２９’の場合でも、図９の配置で複製記録した体積ホログラム記録体２９’の場合でも、３次元被写体Ｏ及びマスク板２２の平面パターンの像をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）で三重記録してカラー化を図ってもよい。その場合には、例えば図４（ｂ）、図５（ａ）の状態でマスク板２２の遮蔽部の平面パターンの像を観察すると、平面パターンの像の位置毎に色が微妙に変化するマスク板２２の平面パターンの像として見え、さらに意匠性が高まったものとなる。
【００４９】
ところで、以上の図２の第２ホログラム原版２１”、２１”ａ、２１”ｂ、２１”ｃを作成する工程において、１次元拡散板２４は必ずしも用いなくてもよい。ただし、１次元拡散板２４を用いないと、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように横方向に広い視域を確保することができず、また、白色照明光３０を横方向に傾いて入射させることができなくなる。
【００５０】
また、図１の第１ホログラム原版１１’を記録する方法として、１ステップあるいは２ステップのデニシューク配置による反射型ホログラム撮影方法を用いてもよい。
【００５１】
さらに、図２の第２ホログラム原版２１”、２１”ａ、２１”ｂ、２１”ｃを記録する方法として、透過型の１次元拡散板２４の代わりに反射型の１次元拡散板を使用して、デニシューク配置による反射型ホログラム撮影方法を用いてもよい。
【００５２】
また、セキュリティ性をより向上させるために、第２ホログラム原版２１”、２１”ａ、２１”ｂ、２１”ｃを記録する際の平面パターンとして、証券等で使用される彩紋絵柄やマイクロ文字を平面パターンとして記録するようにしてもよい。
【００５３】
さらには、第２ホログラム原版２１”、２１”ａ、２１”ｂ、２１”ｃを記録する際の平面パターンとして、万線や網点を平面パターンとして記録するようにしてもよい。
【００５４】
この場合は、特許文献２と同様に、その平面パターンの万線や網点と同じピッチの万線又は網点が描かれているパターンフィルムを用いて、そのパターンフィルムを体積ホログラム記録体２９’に重ね合わせて、平面パターンの万線又は網点とそのパターンフィルムの万線又は網点との間で発生するモアレ縞を観察し、そのモアレ縞発生領域の形状、有無等を利用してその体積ホログラム記録体２９’が真実のものであるか偽物であるかの真贋を判定することができるようになる。
【００５５】
このような真贋判定を容易にするには、その平面パターンの再生像が体積ホログラム記録体２９’のホログラム面近傍に再生されるように記録することが望ましい。
【００５６】
以上、本発明の体積ホログラム記録体を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の体積ホログラム記録体によると、３次元被写体の像と平面パターンの像とが、同一入射角で同一波長の同一参照光と相互に異なる入射角の物体光との干渉によって反射型ホログラムとして二重記録されてなるので、３次元被写体の立体像は記録条件に近い角度関係で１つの色で再生され、平面パターンの像は種々の白色照明光入射角でかつその入射角に応じて異なる色で再生されるものであり、意匠性に優れ、また、そのような特性を持つか否かを判定することでセキュリティ性の高いものとなる。
【００５８】
また、本発明のもう１つの体積ホログラム記録体によると、複数の平面パターンの像が、同一入射角で同一波長の同一参照光と相互に異なる入射角の物体光との干渉によって反射型ホログラムとして多重記録されてなるので、複数の平面パターンの像は体積ホログラム記録体に対して相対的に連続的に異なる観察位置で連続的に異なる色の像として再生されるものであり、意匠性に優れ、また、そのような特性を持つか否かを判定することでセキュリティ性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例の体積ホログラム記録体を記録するために用いる第１ホログラム原版を作成するための工程を説明するための図である。
【図２】本発明の１実施例の体積ホログラム記録体を記録するために用いる第２ホログラム原版を作成するための工程を説明するための図である。
【図３】第１ホログラム原版と第２ホログラム原版とから本発明の１実施例の体積ホログラム記録体を作成するための工程を説明するための図である。
【図４】図３で作成された体積ホログラム記録体の再生特性を説明するための図である。
【図５】図３で作成された体積ホログラム記録体の再生特性を説明するためのもう１つの図である。
【図６】本発明の１実施例の体積ホログラム記録体の１つの再生状態での３次元被写体の像を再生する回折光と各ケースでの平面パターンの像を再生する回折光との回折効率波長依存性及び回折角度特性を示す図である。
【図７】別の再生状態での図６と同様の図である。
【図８】さらに別の再生状態での図６と同様の図である。
【図９】第１ホログラム原版と３枚の第２ホログラム原版とから本発明の別の実施例の体積ホログラム記録体を作成するための工程を説明するための図である。
【符号の説明】
１…体積ホログラム感材
１’…透過ホログラム
２…散乱光（物体光）
２’…回折光（物体光）
２”…回折光（物体光）
３…参照光
３’…再生照明光
４…参照光
１１…体積ホログラム感材
１１’…第１ホログラム原版
２１…体積ホログラム感材
２１’…一部失活させたホログラム感材
２１”…第２ホログラム原版
２１”ａ、２１”ｂ、２１”ｃ…３枚の第２ホログラム原版
２２…マスク板
２３…失活させる紫外線等の光
２４…１次元拡散板
２５…照明光
２５’、２５’ａ、２５’ｂ、２５’ｃ…回折光（物体光）
２６…参照光
２７…照明光（参照光）
２９…体積ホログラム感材
２９’…体積ホログラム記録体
３０…白色照明光
３１、３１’、３１”…回折光
３２’ａ、３２’ｂ、３２’ｃ、３２”ａ、３２”ｂ、３２”ｃ…回折光
Ｏ…３次元被写体
Ｏ’…被写体の立体再生像
Ｏ”…立体再生像の像
Ｅ…観察者眼球

Claims

３次元被写体の像と平面パターンの像とが、同一入射角で同一波長の同一参照光と相互に異なる入射角の物体光との干渉によって反射型ホログラムとして二重記録されてなることを特徴とする体積ホログラム記録体。
前記平面パターンの像のホログラムは、平面パターンに対応する領域にのみ選択的に記録され、少なくとも記録面に対して角度をなす１つの断面内で平行な干渉縞からなるホログラムとして記録されていることを特徴とする請求項１記載の体積ホログラム記録体。
前記断面は記録面の法線を含み、前記平面パターンの像のホログラムは、前記断面内での物体光の入射角と参照光の入射角とが記録面の法線に対して同じ側で略同じ入射角で記録面を挟んで相互に反対側から入射する角度関係で記録され、３次元被写体の像のホログラムは、物体光の中心光線が記録面に対して略垂直に入射する角度関係で記録されていることを特徴とする請求項２記載の体積ホログラム記録体。
前記平面パターンの像のホログラムは、前記断面に対して直交する方向にのみ拡散する物体光と参照光との干渉により記録されていることを特徴とする請求項２又は３記載の体積ホログラム記録体。
前記平面パターンの像が、彩紋絵柄又はマイクロ文字の像であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の体積ホログラム記録体。
前記平面パターンの像が、万線又は網点の像であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の体積ホログラム記録体。
３次元被写体の像と平面パターンの像との少なくとも１つが異なる２つ以上の波長で多重記録されてなることを特徴とする請求項１から６の何れか１項記載の体積ホログラム記録体。
ホログラム感材がフォトポリマーからなることを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載の体積ホログラム記録体。
複数の平面パターンの像が、同一入射角で同一波長の同一参照光と相互に異なる入射角の物体光との干渉によって反射型ホログラムとして多重記録されてなることを特徴とする体積ホログラム記録体。
３次元被写体の像が、前記複数の平面パターンの像の記録の際の前記参照光と同一の入射角で同一の波長の参照光と、前記複数の平面パターンの像の記録の際の前記物体光と異なる入射角の物体光との干渉によって多重記録されてなることを特徴とする請求項９記載の体積ホログラム記録体。
前記複数の平面パターンの像の各々のホログラムは、平面パターンに対応する領域にのみ選択的に記録され、少なくとも記録面に対して角度をなす１つの断面内で平行な干渉縞からなるホログラムとして記録されていることを特徴とする請求項９又は１０記載の体積ホログラム記録体。
前記複数の平面パターンの像が同一の平面パターンの像からなることを特徴とする請求項９から１１の何れか１項記載の体積ホログラム記録体。
前記複数の平面パターンの像の各々のホログラムは、前記断面に対して直交する方向にのみ拡散する物体光と参照光との干渉により記録されていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の体積ホログラム記録体。
前記複数の平面パターンの像が異なる２つ以上の波長で多重記録されてなることを特徴とする請求項９から１３の何れか１項記載の体積ホログラム記録体。
３次元被写体の像と平面パターンの像とが、同一入射角で同一波長の同一参照光と相互に異なる入射角の物体光との干渉によって反射型ホログラムとして二重記録されてなる体積ホログラム記録体の真贋判定方法において、
前記平面パターンの像として万線又は網点の像が記録されており、前記万線又は網点の平面パターンと同じピッチの万線又は網点が描かれているパターンフィルムを前記体積ホログラム記録体に合わせて、前記平面パターンの像と前記パターンフィルムの万線又は網点の平面パターンとの間で発生するモアレ縞を用いて体積ホログラム記録体の真贋を判定することを特徴とする体積ホログラム記録体の真贋判定方法。
前記平面パターンの像が体積ホログラム記録体のホログラム面近傍に再生されるように記録されていることを特徴とする請求項１５記載の体積ホログラム記録体の真贋判定方法。