JP4076240B2 - 複合ホログラム - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合ホログラムに関し、特に、身分証明書等に貼着してそのセキュリティー性を高めるために使用される複製防止ホログラムに適した複合ホログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＣＤカード、プリペイドカード、定期券、通帳、パスポート、身分証明書、商品等が真実なもので偽造されたものでないことを保証するために、立体像、模様等を記録したレリーフホログラム又はリップマンホログラムからなるラベル、シール等を対象物に貼着することが広く行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらのホログラムは、単純な再生照明光あるいは白色光により再生可能であり、これを複製等の手法により偽造することは必ずしも困難なことではない。そのため、このようなホログラムからなるラベル、シール等のセキュリティー性は必ずしも高いものではなかった。
【０００４】
ところで、従来、白色光により再生可能な透過型ホログラムとして、例えばイメージホログラム、レインボーホログラム等が知られているが（例えば、鈴木正根著「実践ホログラフィ技術 増補改訂版」（株）オプトロニクス社）、特にイメージホログラムは再生照明光の波長に応じて再生像の再生位置が異なるため、実際には白色光によって明確な像再生は困難であり、身分証明書等に貼着してセキュリティー性確保のために使用することはできなかった。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の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用いても白色光によって明確な像再生が可能であり、かつ、複製が不可能な複合ホログラムを提供することである。
【０００６】
【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複合ホログラムは、透過型ホログラムとその裏面に積層された鏡面反射型のリップマンホログラムとからなることを特徴とするものである。
【０００７】
この場合、透過型ホログラムとしては、イメージホログラム、レインボーホログラム等がある。
【０００８】
また、鏡面反射型のリップマンホログラムの裏面に光吸収層を設けることが望ましい。
【０００９】
また、鏡面反射型のリップマンホログラムとしてオフアキシス鏡面反射型リップマンホログラムを用いてもよい。
【００１０】
さらにまた、鏡面反射型のリップマンホログラムがその面内において回折条件を満足する波長に分布を有していてもよい。
【００１１】
上記の本発明においては、透過型ホログラムの裏面に鏡面反射型のリップマンホログラムが積層されているので、白色光で透過型ホログラムを再生する場合、本来の再生波長以外の光は裏面のリップマンホログラムを透過して前面に回折せず、再生波長の光のみが透過型ホログラム及びリップマンホログラムにより回折されて前面に出るので、再生される像の位置が波長毎に異なる現象は起こらず、白色光を照射しても被写体の鏡像を明確に再生することができる。また、この複合ホログラムと略同じ特性のホログラムを複製によって得た場合、そのホログラムは本発明の複合ホログラムとは異なった容易に判別可能な構造のものになるので、本発明の複合ホログラムは身分証明書等の偽造防止用のホログラムに適したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の複合ホログラムの実施例について説明する。
まず、図３を参照にして、透過型ホログラムの１つであるイメージホログラムについて説明する（鈴木正根著「実践ホログラフィ技術 増補改訂版」（株）オプトロニクス社）。まず、図３（ａ）に示すように、被写体Ｓから離間して銀塩フィルム等のホログラム乾板２１を配置し、照明光２２により被写体Ｓを照明してそれから散乱された物体光２３をホログラム乾板２１を入射させると共に、照明光２２から分岐された参照光▲１▼２４を物体光２３と同じ側から入射させて、物体光２３と参照光▲１▼２４をホログラム乾板２１中で干渉記録することにより、マスターホログラム２５が作製される。
【００１３】
次いで、図３（ｂ）に示すように、このマスターホログラム２５に、その記録のときの参照光▲１▼２４と反対に進む（共役な）同じ波長の再生照明光２６を照射すると、それから回折された再生光２７は元の被写体Ｓの位置にその実像Ｓ’を結像するが、その実像Ｓ’の近傍に別のホログラム乾板２９を配置し、同時に再生照明光２６から分岐された参照光▲２▼２８を再生光２７と同じ側から入射させて、再生光２７と参照光▲２▼２８をホログラム乾板２９中で干渉記録することにより、イメージホログラム３０が作製される。
【００１４】
このようにして作製されたイメージホログラム３０に、図３（ｃ）に示すように、参照光▲２▼２８と共役な同じ波長の光あるいは白色光３１を照射すると、それからの再生光３２により、イメージホログラム３０の近傍に元の被写体Ｓの像Ｓ”が再生する。
【００１５】
以上が透過型ホログラムの１つであるイメージホログラムの原理であるが、これを白色光で再生しようとすると、実際には、再生される像の位置が波長毎に異なることになるため、被写体の明確な像再生を行うことは困難である。
【００１６】
そこで、本発明においては、図１に断面を示すように、上記のような透過型ホログラムであるイメージホログラム１と、その下に干渉縞４がフィルムの平面に平行に形成されてなる鏡面反射型のリップマンホログラム３を重ね合わせ、リップマンホログラム３の裏面に光吸収層５を設けて本発明の複合ホログラム１０を形成する。なお、図１中、符号２はイメージホログラム１のレリーフ面である。
【００１７】
ここで、干渉縞４がフィルムの平面に平行に形成されてなる鏡面反射型リップマンホログラム３は、例えば図２に示すように、フォトポリマー等の厚さの厚い体積位相型ホログラム用の感光材料１１の裏面に反射層１２を配置し、表面側から特定波長の平行な可干渉光１３を入射させ、感光材料１１を透過し反射層１２で反射された光１４と入射光１３とを感光材料１１中で干渉させることにより簡単に作製できるものである。
【００１８】
本発明の複合ホログラム１０は上記のような構成であるので、図１に示すように、イメージホログラム１再生用の白色光６を照射すると、レリーフ面２で本来の再生波長λ0 の光７0 以外の波長λ1 、λ2 、・・・の光７1 、７2 、・・・も異なる回折角で同時に透過方向に回折される。しかし、リップマンホログラム３は波長選択性があるので、回折された波長λ0 の光７0 が回折条件（ブラッグ条件）を満足して回折するようにリップマンホログラム３を構成しておけば、波長λ0 の光７0 は正反射方向に回折され、複合ホログラム１０から反射方向に出ることになる。それ以外の波長λ1 、λ2 、・・・の光７1 、７2 、・・・はリップマンホログラム３で回折されずに直通して裏面の光吸収層５で吸収されてしまう。したがって、イメージホログラム１からは白色光６中の波長λ0 の光７0 のみが回折されるので、再生される像の位置が波長毎に異なる現象は起こらず、白色光を照射しても被写体の鏡像を明確に再生することができるようになる。
【００１９】
なお、鏡面反射型リップマンホログラム３として、微細な相互に平行な干渉縞４がフィルムの平面に平行でなく、フィルム面に対して傾いて形成されているオフアキシス（off-axis）鏡面反射型リップマンホログラムを用いる場合には、本来の再生波長λ0 の光７0 以外の直通した波長λ1 、λ2 、・・・の光７1 、７2 、・・・が鏡面反射型リップマンホログラム３の裏面で反射されても、波長λ0 の光７0 はこれらの反射方向とは異なる方向に分離されて回折されることになるので、光吸収層５を設けなくとも同様に白色光の照射によっても被写体の鏡像を明確に再生することができる。
【００２０】
さて、上記のような複合ホログラム１０を複製することを考える。図４に示しように、複合ホログラム１０の上にフォトポリマー等の厚さの厚いホログラム感光材料３５を接触あるいは近接させて重ね合わせ、イメージホログラム１再生用の光６と同じ方向から複製のための可干渉光３６を感光材料３５側から入射させると、感光材料３５を透過した光は複合ホログラム１０に達して、上記のような波長λ0 の光３７（＝７0 ）が反射方向に回折される。そのため、入射光３６と反射回折光３７とを感光材料１１中で干渉させることにより、複合ホログラム１０を複製してそれと略同じ作用をするリップマンホログラムを作製することができる。しかし、ホログラムをミクロに分析して、そのホログラムがリップマンホログラム単体からなり、その中に透過型ホログラムが含まれていないことが直ぐ分かるので、偽造物であると判定できる。
【００２１】
ところで、リップマンホログラムあるいは体積型ホログラムの記録材料として、最近は、フォトポリマーが利用されている。二光束干渉によりフォトポリマー中に記録された体積位相型のホログラムの回折波長特性は狭いものである。そこで、この回折波長特性を広げるために、干渉記録後のホログラムにカラーチューニングの手法を用いることが知られている（特開平３−４６６８７号）。
【００２２】
このカラーチューニングは、ホログラムが記録されたフォトポリマー等の感光材料にカラーチューニングフィルムを密着させて加熱することにより、感光材料中にモノマー、可塑剤等を拡散させて回折波長を広域化する技術であり、回折波長の半値幅が増加するので、カラーチューニング後のリップマンホログラムを白色光で照明すると、回折光が増加し、輝度が向上するものである。同時に、このようなカラーチューニングには、中心回折波長が長い波長側にシフトする現象を伴う。
【００２３】
そこで、本発明の次の実施例としては、図５に示したように、複合ホログラム１０中の鏡面反射型リップマンホログラム３の所定のパターン領域３８にのみ上記のカラーチューニングを施し、その領域の回折条件（ブラッグ条件）を満足する波長をλ0 からλ0'になるように変更しておく。すると、この領域３８から反射方向に出るのは波長λ0'の光７0'であり、それ以外の領域から反射方向に出るのは波長λ0 の光７0 とは異なるので、白色光を照射すると、図５の複合ホログラム１０からは回折位置に応じて異なる２色で被写体の鏡像が明確に再生されることになる。
【００２４】
なお、図５の複合ホログラム１０を図４のような配置で複製すると、複製のための光３６が単波長である限り、領域３８からは反射方向には回折光が生じないので、この場合は複合ホログラム１０からそれと略同じ作用をするリップマンホログラムを複製することができないので、偽造は困難である。
【００２５】
以上、本発明の複合ホログラムをいくつかの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。例えば、複合ホログラムを構成する透過型ホログラムとして、イメージホログラムの代わりにレインボーホログラムを用いてもよい。また、透過型ホログラムとしては、レリーフホログラムの代わりに位相ホログラムを用いてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の複合ホログラムによると、透過型ホログラムの裏面に鏡面反射型のリップマンホログラムが積層されているので、白色光で透過型ホログラムを再生する場合、本来の再生波長以外の光は裏面のリップマンホログラムを透過して前面に回折せず、再生波長の光のみが透過型ホログラム及びリップマンホログラムにより回折されて前面に出るので、再生される像の位置が波長毎に異なる現象は起こらず、白色光を照射しても被写体の鏡像を明確に再生することができる。また、この複合ホログラムと略同じ特性のホログラムを複製によって得た場合、そのホログラムは本発明の複合ホログラムとは異なった容易に判別可能な構造のものになるので、本発明の複合ホログラムは身分証明書等の偽造防止用のホログラムに適したものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による複合ホログラムの１例の断面図である。
【図２】図１の複合ホログラムの構成要素の鏡面反射型リップマンホログラムの作製方法を説明するための図である。
【図３】イメージホログラムの原理を説明するための図である。
【図４】図１の複合ホログラムの複製方法を説明するための図である。
【図５】鏡面反射型リップマンホログラムにカラーチューニングを施した複合ホログラムの実施例の断面図である。
【符号の説明】
Ｓ…被写体
Ｓ’…被写体の実像
Ｓ”…被写体の像
１…イメージホログラム
２…レリーフ面
３…鏡面反射型リップマンホログラム
４…干渉縞
５…光吸収層
６…再生用の白色光
７0 、７1 、７2 、７0'…回折光
１０…複合ホログラム
１１…体積位相型ホログラム用感光材料
１２…反射層
１３…可干渉光
１４…反射光
２１…ホログラム乾板
２２…照明光
２３…物体光
２４…参照光▲１▼
２５…マスターホログラム
２６…再生照明光
２７…再生光（回折光）
２８…参照光▲２▼
２９…ホログラム乾板
３０…イメージホログラム
３１…再生照明光
３２…再生光（回折光）
３５…体積位相型ホログラム用感光材料
３６…複製のための可干渉光
３７…反射回折光
３８…カラーチューニングを施したパターン領域

Claims (4)

  1. 白色光で像再生可能なイメージホログラム又はレインボーホログラムからなる透過型ホログラムと、その裏面に積層され、前記透過型ホログラムから回折された特定波長の光を回折反射し、それ以外の波長の回折光を透過させる鏡面反射型のリップマンホログラムとからなることを特徴とする複合ホログラム。
  2. 前記鏡面反射型のリップマンホログラムの裏面に光吸収層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の複合ホログラム。
  3. 前記鏡面反射型のリップマンホログラムがオフアキシス鏡面反射型リップマンホログラムからなることを特徴とする請求項１又は２記載の複合ホログラム。
  4. 前記鏡面反射型のリップマンホログラムがその面内において回折条件を満足する波長に分布を有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の複合ホログラム。
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