JP4076240B2 - 複合ホログラム - Google Patents
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Description
【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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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