JP2007011156A

JP2007011156A - ホログラム観察具及びそれを用いたカード

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Publication number: JP2007011156A
Application number: JP2005194499A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Kitamura; 満北村; Kenji Ueda; 健治植田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2025-07-04
Also published as: JP4821963B2

Abstract

【課題】透過型ホログラムを支持補強するフレームを用いずに透過型ホログラムの基板に直接印刷等を施すことにより構成を単純化しながら意匠性、装飾性を高めたホログラム観察具とそれを用いたカード。
【解決手段】ホログラムを通して点光源を観察すると点光源の位置近傍に所定の画像又はメッセージが再生されて観察可能なホログラム観察具において、透明基材４１と、ホログラム形成層４２と、印刷層４５とを含む構成になっている。ホログラム形成層４２が、表面に凹凸構造４３を持った位相型回折光学素子、層内部の屈折率分布を持った位相型回折光学素子、層の透過率の分布を持った振幅型回折光学素子の何れでもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホログラム観察具及びそれを用いたカードに関し、特に、カードのホログラムを通して点光源を観察すると点光源の位置付近に所定の画像又はメッセージが観察できるメッセージカードに関するものである。

特許文献１においてホログラムメガネが提案されている。このホログラムメガネは、図３（ａ）に斜視図を示すような構成になっている。すなわち、メガネフレーム１の両眼用の枠内には、２つの透過型ホログラム２、３が嵌め込まれている。この透過型ホログラム２、３を用いたメガネを掛けて図３（ｂ）に示すような小面積の光源４、５、６、７を含むシーンを見ると、例えば図３（ｃ）に示すように見える。すなわち、図３（ｂ）の実際のシーンにおける小面積の光源４、５、６、７がそれぞれ予め選択されたパターン「ＮＯＥＬ」８、９、１０、１１に置き換わったシーンとして見える。このような特性を持つ透過型ホログラム２、３としては、計算機ホログラムとして構成された上記パターン「ＮＯＥＬ」のフーリエ変換ホログラム（フラウンホーファーホログラム）が用いられる。

このような透過型ホログラム２、３は、例えば次のようにして位相型ホログラムとして作成される。

図２（ａ）はこのような透過型ホログラムの１つの作成方法を示すフローチャートである（特許文献２）。図２（ｂ）はそのフローチャートを説明するための模式図である。ステップ１０１において、原画像２１が作成される。次に、ステップ１０２において、原画像のフーリエ変換像２２を計算機を用いて作成する。次に、ステップ１０３で、フーリエ変換像２２を二値以上に多値化してフーリエ変換像２３を作成する。そして、ステップ１０４で、再生像のシミュレーションを行う。このシミュレーションは多値化したフーリエ変換像２３に逆フーリエ変換を施し、再生像２４を得て、上述の各工程での処理が適正に行われていたかをチェックするものである。次に、ステップ１０５で、得られた多値化したフーリエ変換像を希望の範囲まで配列する。例えば、二値化されたフーリエ変換像２３を４つ並べて計算機ホログラム２５を得る。なお、実際には最小単位の画像２３を例えば縦、横に１０個ずつ配列したりする。次いで、ステップ１０６で、このようにして配列された計算機ホログラム２５の複製用原版を例えば半導体プロセス（フォトリソグラフィとエッチング）を用いて作成する。そして、ステップ１０７で、その複製用原版の凹凸レリーフパターンを例えば紫外線硬化樹脂等に複製して透過型ホログラム２、３が得られる。
米国特許第５，５４６，１９８号明細書特開平１０−１５３９４３号公報

このように、従来のホログラムメガネは、透過型ホログラム２、３がメガネのフレーム１に挟み込まれた構造をとっており、そのため透過型ホログラム２、３とメガネフレーム１との２つのパーツが必要である。さらに、これら２つのパーツを一体にするための加工が必要である。

透過型ホログラム１枚からなるホログラム観察具（例えば単眼鏡）においても、同様に、従来は透過型ホログラムがフレームに挟み込まれた構造となっており、その２つのパーツを一体にするための加工が必要である。

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、透過型ホログラムを支持補強するフレームを用いずに透過型ホログラムの基板に直接印刷等を施すことにより構成を単純化しながら意匠性、装飾性を高めたホログラム観察具とそれを用いたカードを提供することである。

上記目的を達成する本発明のホログラム観察具は、ホログラムを通して点光源を観察すると点光源の位置近傍に所定の画像又はメッセージが再生されて観察可能なホログラム観察具において、透明基材と、ホログラム形成層と、印刷層とを含む構成になっていることを特徴とするものである。

この場合、ホログラム形成層は、表面に凹凸構造を持った位相型回折光学素子、層内部の屈折率分布を持った位相型回折光学素子、層の透過率の分布を持った振幅型回折光学素子の何れから構成してもよい。

位相型回折光学素子から構成する場合、ホログラム形成層は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂の何れかからなることが望ましい。

また、印刷層は、透明基材に対してホログラム形成層と反対側に形成されていることが望ましい。

また、ホログラム形成層は、透明基材に対して観察側と反対側に形成されていることが望ましい。

また、ホログラム形成層上に保護層が形成されていることが望ましい。

また、印刷層上にメッセージ記入層が設けられていることが望ましい。

その場合、メッセージ記入層上に、メッセージを記入しない部分を保護する保護層が設けられていることが望ましい。

本発明は、以上のホログラム観察具を備えたカードを含むものである。

以上の本発明によれば、点光源を観察すると点光源の位置近傍に所定の画像又はメッセージが再生されて観察可能なホログラム観察具において、透過型ホログラム上に印刷層を形成することで、ホログラム観察具の外観を損なうことなく、透過型ホログラムを嵌め込むフレームが不要となり、構成を単純化しながら、意匠性、装飾性を高めたホログラム観察具とそれを用いたカードを提供することができる。

本発明のホログラム観察具は、以下に詳細に説明するように、透過型ホログラム上に印刷層を設けたことを特徴とするものである。透明ホログラムに印刷層を設けることで、透明ホログラムを装飾することが可能となり、なおかつ、これまで必要であった透明ホログラムを挟み込むフレームが不要となるため、フレームの費用が削減できると共に、フレームと透明ホログラムを一体化する加工費用も削減でき、安価で構成が単純化されたホログラム観察具を提供することができる。

以下、図面を参照にして本発明のホログラム観察具とそれを用いたカードの実施例を説明する。図１は、本発明に基づくホログラム観察具を備えたカードの１実施例の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。

このホログラム観察具を備えたカード３０には、図１（ａ）の平面図に示すように、透明ホログラム領域３１とその周囲に設けられた印刷領域３２とメッセージ記入領域３３とが設けられており、透明ホログラム領域３１には、特許文献１と同様に、透過型のフーリエ変換ホログラムとして構成された計算機ホログラムであって、その透過型ホログラムを通して点光源を観察すると点光源の位置付近に所定の画像又はメッセージが観察可能なホログラムが配置されており、印刷領域３２には所定の模様や文字情報が印刷されている。また、メッセージ記入領域３３は例えば白色で油性ペン等で自由に任意のメッセージが書き込み可能な領域となっている。

このような構成にするためにには、図１（ｂ）の断面図に示すように、カード３０の基体を構成する透明基材４１の一方の面上に紫外線硬化樹脂等からなるホログラム形成層４２が積層され、そのホログラム形成層４２の透明ホログラム領域３１の表面には、上記のような透過型のフーリエ変換ホログラムの回折面を構成する凹凸面４３が形成されている。そして、そのホログラム形成層４２の表面の凹凸面４３を保護するために、透明な保護層４４がホログラム形成層４２を覆うように透明ホログラム領域３１の外周で貼り付けられている。

また、透明基材４１の他方の面上の透明ホログラム領域３１を避けた領域上には、印刷層４５とメッセージ記入層４６が設けられ、印刷領域３２の印刷層４５には所定の模様や文字情報が印刷されており、また、メッセージ記入領域３３のメッセージ記入層４６は油性ペン等で書き込み可能な例えば白色の層からなる。印刷層４５とメッセージ記入層４６のメッセージ記入領域３３以外の領域上には、保護層４７が積層されている。なお、メッセージ記入層４６は、例えば白色顔料を含む印刷インキから構成され、周囲の保護層４７を設けることで、メッセージ記入領域３３のみに書き込みができるように構成できる。

本発明のホログラム観察具とそれを用いたカードは、上記のような構成であるので、透過型ホログラムを支持補強するフレームを用いずに透過型ホログラムの透明基材に直接印刷を施し、また、メッセージ記入領域を設けることにより、構成を単純化しながら意匠性、装飾性を高めたホログラム観察具とそれを用いたカードが得られる。

なお、透明ホログラム領域３１に配置する透過型ホログラムとしては、フィルム表面の凹凸パターンの深さの差によってホログラム回折パターンを記録した位相型ホログラムとすることが望ましい。もちろん、屈折率変調型で層内部の屈折率分布を持った位相型回折光学素子としての透過型ホログラム、あるいは、透過部分と非透過部分によってホログラムパターンを記録した振幅型回折光学素子としての透過型ホログラムであってもよい。

表面に凹凸面４３を持つ位相型ホログラムとして構成する場合には、フィルム表面の凹凸パターンは、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂による賦形により形成することができる。

また、透過型ホログラム上の印刷層４５は、ホログラム回折パターンを構成する凹凸面４３が形成された面とは反対側の面に形成することが望ましい（凹凸面上に印刷すると、凹凸パターンを埋めてしまい、ホログラムの再生機能を失ってしまうため。また、凹凸面は一般に撥水性を高くすることが多いため、印刷層の形成が容易でないため）。

また、透過型ホログラムの凹凸面４３は、観察側とは反対側に設けることが望ましい。観察側は手で触れる機会が多く、汚れで凹凸パターンを埋めてしまい、ホログラムの再生機能を失ってしまう可能性が観察側とは反対側に比べて高い。

また、凹凸面４３に保護層４４を設けることが望ましい。凹凸面４３が汚れで埋まり、ホログラム再生機能を失うためである。

また、印刷層４５上に、図１に示したように、油性ペン、ボールペン、鉛筆等によりメッセージが書き込み可能であるメッセージ記入層４６を設けることができる。

また、メッセージ記入層４６上に、メッセージを書き込まない部分を保護する保護層４７を設けることが望ましい。

なお、印刷層４５としては、透明基材４１とホログラム形成層４２を通して観察側（凹凸面４３が形成された面とは反対側の面側）から見た表示情報と異なる別の表示情報が見えるように、遮蔽層を介して両側に別々の情報が表示できる２層の印刷層としてもよい。

なお、以下に、透明基材４１、ホログラム形成層４２、印刷層４５、メッセージ記入層４６、保護層４７に必要な要件をあげる。

透明基材４１は、ホログラム形成層４２の基材であり、ポリカーボネート、ＰＥＴ等が使用可能であり、可視光領域で透明であることが必要である。厚さはおおよそ０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲で任意に設定可能である。本発明のホログラム観察具を持ち運びしやすく観察しやすいように、透明基材４１はコシのある平面部材が望ましい。片面に凹凸面４３（回折面）、反対側の面に印刷層４５を形成可能とすることが必要である。

ホログラム形成層４２は、点光源を観察すると点光源の位置近傍に所定の画像又はメッセージが再生されて観察可能とするためのホログラムの層であり、代表的には、表面に凹凸面４３を形成した層であるが、層内部に屈折率変調の屈折率分布を持たせた層でもよい（例えば、フォトポリマー）。層の透過率分布を持たせた層でもよい。凹凸面を形成した層の場合、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使用できる。なお、凹凸面４３は周囲の平面から凹んだ面であることが望ましい。保護層４４を設けやすいからである。

印刷層４５は、本発明のホログラム観察具の意匠性を高めるための層である。共通のホログラム形成層４２に対し、異なる印刷層４５を設けることで、ホログラム観察具のデザインバリエーションを豊富にすることができる。印刷層４５を複数設けることで、ホログラム観察具の裏面と表面で異なったデザインとすることができる。

メッセージ記入層４６は、本発明のホログラム観察具に油性ペン、ボールペン、鉛筆等でメッセージや絵柄を自由に書き加えることができる層である。本発明のホログラム観察具をメッセージカードとして利用することが可能となる。印刷層４５がメッセージ記入層４６を兼ねることもできる。また、印刷領域３２全面を印刷層４５で覆う必要はなく、一部印刷層４５を設けず、透明な柄をデザインの一部としてもよい。

保護層４７は、印刷層４５を保護するための層である。メッセージ記入層４６の中のメッセージを記入する部分３３を露出させ、残りの領域に保護層４７を施すことで、本発明のホログラム観察具の耐久性が向上する。

以上、本発明によるホログラム観察具及びそれを用いたカードを実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されず種々の変形が可能である。

本発明に基づくホログラム観察具を備えたカードの１実施例の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。透過型ホログラムの１つの作成方法を示すフローチャート（ａ）とそのフローチャートを説明するための模式図（ｂ）である。従来のホログラムメガネとその作用を説明するための図である。

符号の説明

１…メガネフレーム
２、３…透過型ホログラム
４、５、６、７…小面積の光源
８、９、１０、１１…予め選択された置き替えパターン
２１…原画像
２２…フーリエ変換像
２３…多値化したフーリエ変換像
２４…再生像
２５…計算機ホログラム
３０…カード（本発明）
３１…透明ホログラム領域
３２…印刷領域
３３…メッセージ記入領域
４１…透明基材
４２…ホログラム形成層
４３…凹凸面
４４…保護層
４５…印刷層
４６…メッセージ記入層
４７…保護層

Claims

ホログラムを通して点光源を観察すると点光源の位置近傍に所定の画像又はメッセージが再生されて観察可能なホログラム観察具において、透明基材と、ホログラム形成層と、印刷層とを含む構成になっていることを特徴とするホログラム観察具。
前記ホログラム形成層が、表面に凹凸構造を持った位相型回折光学素子からなることを特徴とする請求項１記載のホログラム観察具。
前記ホログラム形成層が、層内部の屈折率分布を持った位相型回折光学素子からなることを特徴とする請求項１記載のホログラム観察具。
前記ホログラム形成層が、層の透過率の分布を持った振幅型回折光学素子からなることを特徴とする請求項１記載のホログラム観察具。
前記ホログラム形成層が、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂の何れかからなることを特徴とする請求項２記載のホログラム観察具。
前記印刷層が、前記透明基材に対して前記ホログラム形成層と反対側に形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のホログラム観察具。
前記ホログラム形成層が、前記透明基材に対して観察側と反対側に形成されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項記載のホログラム観察具。
前記ホログラム形成層上に保護層が形成されていることを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載のホログラム観察具。
前記印刷層上にメッセージ記入層が設けられていることを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のホログラム観察具。
前記メッセージ記入層上に、メッセージを記入しない部分を保護する保護層が設けられていることを特徴とする請求項９記載のホログラム観察具。
請求項１から１０の何れか１項記載のホログラム観察具を備えたことを特徴とするカード。