JPH06222705A - Hologram and hologram reconstructing device - Google Patents

Hologram and hologram reconstructing device

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JPH06222705A
JPH06222705A JP861193A JP861193A JPH06222705A JP H06222705 A JPH06222705 A JP H06222705A JP 861193 A JP861193 A JP 861193A JP 861193 A JP861193 A JP 861193A JP H06222705 A JPH06222705 A JP H06222705A
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JP
Japan
Prior art keywords
hologram
phase distribution
spatial light
light modulator
wavefront
Prior art date
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Application number
JP861193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Amako
淳 尼子
Hirotsuna Miura
弘綱 三浦
Tomio Sonehara
富雄 曽根原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPH06222705A publication Critical patent/JPH06222705A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the hologram which makes forgery difficult by a simple means and its reconstructing device by providing a part of a hologram supporting member with a phase distribution structure so that the hologram is reconstructed by the light wave front past the phase distribution structure. CONSTITUTION:This hologram has the phase distribution structure 102 in a part of the hologram supporting member and is reconstructed by the light wave front 106 past the phase distribution structure 102. The hologram reconstructing device has a coherent light source and a spatial optical modulator 101 for controlling the wave front shape of the light from the coherent light source and reconstructs the hologram via the phase distribution structure 102 formed in a part of the hologram supporting member by the light wave front past the spatial optical modulator 101. The formation of such wave front is sufficient with the spatial optical modulator of a phase modulation type which can be easily produced. The hologram which makes forgery difficult by the simple means and its reconstructing device are thus obtd.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、偽造防止のためのホロ
グラム及びその再生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hologram for preventing forgery and its reproducing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、偽造防止の目的で、グレーテ
ィングあるいはホログラムが利用されてきた。すなわ
ち、物品あるいは有価証券類(銀行紙幣も含む)の表面
の一部にホログラムを形成して、再生像の有無から真偽
を判別しよう、という考え方があった。例えば、U.S. p
atent No. 4014602、4171766、5138468 の特許は、ホ
ログラムを利用した保護、保証技術に関する。
2. Description of the Related Art Conventionally, gratings or holograms have been used for the purpose of preventing forgery. That is, there has been the idea of forming a hologram on a part of the surface of articles or securities (including banknotes) and discriminating the authenticity from the presence or absence of a reproduced image. For example, US p
The patents of atent No. 4014602, 4171766, 5138468 relate to protection and guarantee technology using hologram.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ホログラム製
造技術の進歩とともに、ホログラム偽造の技術も巧妙に
なり、ホログラムを偽造防止の目的で使用することが難
しくなってきた。
However, as the hologram manufacturing technology has advanced, the hologram forgery technology has become more sophisticated, and it has become difficult to use the hologram for the purpose of preventing forgery.

【0004】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、その目的は、簡便な手段により偽造困難なホ
ログラム及びその再生装置を提供することにある。
The present invention solves such a problem, and an object thereof is to provide a hologram which is difficult to forge by a simple means and a reproducing apparatus thereof.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の第1のホログラ
ムは、ホログラム支持部材の一部に位相分布構造を有
し、前記位相分布構造を通過した光波面により再生され
ることを特徴とする。
A first hologram of the present invention is characterized in that it has a phase distribution structure in a part of a hologram support member and is reproduced by an optical wavefront that has passed through the phase distribution structure. .

【0006】本発明の第2のホログラムは、前記第1の
ホログラムにおいて、位相分布構造は位相値が2値の表
面レリーフ構造であることを特徴とする。
The second hologram of the present invention is characterized in that, in the first hologram, the phase distribution structure is a surface relief structure having a binary phase value.

【0007】本発明の第3のホログラムは、前記第1の
ホログラムにおいて、位相分布構造は位相値が2値の分
布屈折率構造であることを特徴とする。
A third hologram of the present invention is characterized in that, in the first hologram, the phase distribution structure is a distributed refractive index structure having a binary phase value.

【0008】本発明の第1のホログラム再生装置は、コ
ヒーレント光源と、前記コヒーレント光源からの光の波
面形状を制御する空間光変調器とを備え、前記空間光変
調器を通過した光波面により前記第1のホログラム支持
部材の一部に形成された位相分布構造を介して前記ホロ
グラムを再生することを特徴とする。
A first hologram reproducing apparatus of the present invention comprises a coherent light source and a spatial light modulator for controlling a wavefront shape of light from the coherent light source, and the optical wavefront passing through the spatial light modulator is used to It is characterized in that the hologram is reproduced through a phase distribution structure formed in a part of the first hologram supporting member.

【0009】本発明の第2のホログラム再生装置は、前
記第1のホログラム再生装置において、ホログラム支持
部材の一部に形成された位相分布構造を通過した波面が
前記ホログラムに対する所要の再生光波面とほぼ等しく
なるように、前記空間光変調器に表示すべき位相分布を
定めたことを特徴とする。
The second hologram reproducing apparatus of the present invention is the same as the first hologram reproducing apparatus, wherein the wavefront that has passed through the phase distribution structure formed in a part of the hologram supporting member is the required reproduction light wavefront for the hologram. The phase distribution to be displayed on the spatial light modulator is determined so as to be substantially equal.

【0010】本発明の第3のホログラム再生装置は、前
記第1のホログラム再生装置において、空間光変調器が
複素振幅変調型液晶空間光変調器であることを特徴とす
る。
A third hologram reproducing apparatus of the present invention is characterized in that, in the first hologram reproducing apparatus, the spatial light modulator is a complex amplitude modulation type liquid crystal spatial light modulator.

【0011】本発明の第4のホログラム再生装置は、前
記第1のホログラム再生装置において、空間光変調器が
位相変調型液晶空間光変調器であることを特徴とする。
A fourth hologram reproducing apparatus of the present invention is characterized in that, in the first hologram reproducing apparatus, the spatial light modulator is a phase modulation type liquid crystal spatial light modulator.

【0012】[0012]

【実施例】以下では実施例にもとづき、本発明の内容に
ついて詳しく説明する。
EXAMPLES The contents of the present invention will be described in detail below based on examples.

【0013】(実施例1)まず、本発明の基礎となる考
え方について説明する。
(Embodiment 1) First, the concept underlying the present invention will be described.

【0014】ホログラムに記録された干渉縞Iを次式で
表すことにする。
The interference fringe I recorded on the hologram will be expressed by the following equation.

【0015】 I=|R|2+|O|2+RO*+R*O ・・・・(1) ここで、OとRはそれぞれホログラムを記録した時の物
体光波面と参照光波面を、*は複素共役を表す。(1)
式において、物体の情報は第3項と第4項に含まれてい
る。そして、露光ならびにプロセス条件を選ぶことによ
り、どちらか一方の情報だけを波面として再生すること
ができる。そこで、以下では、説明を簡単にするため
に、物体情報として、R*Oの項にだけに注目すること
にする。
I = | R | 2 + | O | 2 + RO * + R * O (1) Here, O and R are the object light wavefront and the reference light wavefront at the time of recording the hologram, respectively. Represents a complex conjugate. (1)
In the equation, the object information is contained in the third and fourth terms. Then, by selecting the exposure and process conditions, only one of the information can be reproduced as a wavefront. Therefore, in the following, in order to simplify the explanation, only the term of R * O will be focused on as the object information.

【0016】本発明では、ホログラム支持部材へ形成す
る位相分布ならびに空間光変調器(光波面の位相を2次
元的に変調できる)へ表示する位相分布を以下のように
定めた。
In the present invention, the phase distribution formed on the hologram supporting member and the phase distribution displayed on the spatial light modulator (the phase of the light wave front can be two-dimensionally modulated) are defined as follows.

【0017】まず、空間光変調器に表示する振幅分布を
A、位相分布をφLCとすると、空間光変調器の直後の波
面WLCは、 WLC=Aexp(jφLC) ・・・・(2) と書ける。ただし、jは虚数単位である。
First, assuming that the amplitude distribution displayed on the spatial light modulator is A and the phase distribution is φ LC , the wavefront W LC immediately after the spatial light modulator is W LC = Aexp (jφ LC ) ... ( 2) can be written. However, j is an imaginary unit.

【0018】次に、この波面WLCがホログラム支持部材
へ到達した時の波面WLC’を、 WLC’=D{WLC} ・・・・(3) と書くことにする。ここで、D{}は任意の光学変換を
表す。
[0018] Next, to write 'the, W LC' wavefront W LC when the wavefront W LC reaches the hologram supporting member = D {W LC} ···· ( 3) and. Here, D {} represents an arbitrary optical conversion.

【0019】ホログラム支持部材へ形成された位相分布
をφsubとすると、支持部材直後の波面をWsubは、 Wsub=exp(jφsub)・D{WLC} =exp(jφsub)・D{Aexp(jφLC)} ・・・・(4) と書ける。波面Wsubがホログラムの再生波面Wreとな
る。
[0019] The phase distribution formed on the hologram supporting member and phi sub, wavefront W sub immediately after the support member, W sub = exp (jφ sub ) · D {W LC} = exp (jφ sub) · D It can be written as {Aexp (jφ LC )} (4). The wavefront W sub becomes the reproduction wavefront W re of the hologram.

【0020】(1)式の物体情報を含むR*Oの項に注
目すると、波面Rでホログラムを再生した時に限って、
物体情報が完全な形で再生されることが判る。この条件
を満足するには、(4)式で表された波面が、ホログラ
ムに対する所要の波面Rとほぼ等しくなるように、空間
光変調器に表示する振幅分布Aならびに位相分布φLC
定めればよい。Wre=Rの条件から、次式を得る。
Focusing on the term of R * O including the object information of the equation (1), only when the hologram is reproduced on the wavefront R,
It can be seen that the object information is reproduced in perfect form. In order to satisfy this condition, the amplitude distribution A and the phase distribution φ LC displayed on the spatial light modulator are determined so that the wavefront represented by the equation (4) is almost equal to the required wavefront R for the hologram. Good. The following expression is obtained from the condition of W re = R.

【0021】 Aexp(jφLC)=D-1{R・exp(−jφsub)} ・・・・(5) ただし、D-1{}は光学逆変換を意味する。Aexp (jφ LC ) = D −1 {R · exp (−jφ sub )} (5) where D −1 {} means optical inverse transformation.

【0022】(5)式の波面を作成するには、光波の振
幅と位相の両方を独立に変調できる空間光変調器が必要
になる。このような空間光変調器(複素振幅変調器)
は、2種類の液晶パネルを対応する画素を揃えて接続す
ることにより構成できる(第52回応物秋季講演会、10a-
ZK-2参照)。
In order to create the wavefront of equation (5), a spatial light modulator capable of independently modulating both the amplitude and the phase of the light wave is required. Such spatial light modulator (complex amplitude modulator)
Can be configured by connecting two types of liquid crystal panels with corresponding pixels aligned (52nd Autumn Meeting, 10a-
See ZK-2).

【0023】(5)式を満足するようにφLCを選ぶと、
波面Wreはホログラムに対する所要の波面Rと完全に等
しくなる。すなわち、Wre・R*O=Oとなり、物体情
報(言い換えれば、真偽判定に必要な情報)が完全に再
生される。ただし、説明のために、ここでは|R2|=
1とした(この条件は、ホログラム露光時に用いる参照
光波面の作り方に配慮することにより、容易に満足され
る)。
If φ LC is selected so as to satisfy the equation (5),
The wavefront W re will be exactly equal to the required wavefront R for the hologram. That is, W re · R * O = O, and the object information (in other words, information necessary for authenticity determination) is completely reproduced. However, for the sake of explanation, here, | R 2 | =
1 (this condition is easily satisfied by considering how to form the reference light wavefront used during hologram exposure).

【0024】なお、空間光変調器から支持部材に形成さ
れた位相分布までの距離がほとんど無視できる場合に
は、光学変換D{}の作用が除かれて、(5)式は、 exp(jφLC)=R・exp(−jφsub) ・・・・(6) となる。この時に、ホログラム露光のための参照光波面
として平面波を使用すれば、R=1となる。こうする
と、(6)式からも判るように、空間光変調器に表示す
る位相分布φLCとホログラム支持部材へ形成する位相分
布をφsubとは互いに複素共役な関係になる。
When the distance from the spatial light modulator to the phase distribution formed on the support member is almost negligible, the action of the optical conversion D {} is removed, and the equation (5) is expressed as exp (jφ LC ) = R · exp (−jφ sub ) ... (6) At this time, if a plane wave is used as the reference light wavefront for hologram exposure, R = 1. Then, as can be seen from the equation (6), the phase distribution φ LC displayed on the spatial light modulator and the phase distribution φ sub formed on the hologram support member are in a complex conjugate relationship with each other.

【0025】次に、(5)式の波面の位相成分だけに着
目して、次式で与えられる位相分布を空間光変調器へ表
示する。
Next, paying attention only to the phase component of the wavefront of the equation (5), the phase distribution given by the following equation is displayed on the spatial light modulator.

【0026】 exp(jφLC)=P〔D-1{R・exp(−jφsub)}〕 ・・・・(7) ただし、D-1{}は光学逆変換を、P〔〕は位相成分だ
けを取り出す操作を、それぞれ意味する。
Exp (jφ LC ) = P [D −1 {R · exp (−jφ sub )}] (7) where D −1 {} is the optical inverse transformation and P [] is the phase. Each operation means extracting only the component.

【0027】(7)式にしたがってφLCを選ぶと、波面
reはホログラムに対する所要の波面Rとは完全には一
致しない。しかし、この差は極めて小さく、ホログラム
から物体情報を再生して、真偽判定をおこなう際に支障
となるようなことはない。すなわち、Wre・R*O≒O
となり、必要なだけの物体情報が得られる。ただし、説
明のために、ここでも|R2|=1とした(この条件
は、ホログラム露光時に用いる参照光波面の作り方に配
慮することにより、容易に満足される)。
When φ LC is selected according to the equation (7), the wavefront W re does not completely match the required wavefront R for the hologram. However, this difference is extremely small, and there is no problem in reproducing the object information from the hologram and performing the authenticity determination. That is, W re · R * O≈O
Therefore, as much object information as necessary can be obtained. However, for the sake of description, | R 2 | = 1 is set here (this condition is easily satisfied by considering how to form the reference light wavefront used during hologram exposure).

【0028】なお、(7)式の波面を作成するには、位
相変調型の空間光変調器で足りる。位相変調型の空間光
変調器は、先に引用した複素振幅変調器に比べて、製造
が容易である。
A phase modulation type spatial light modulator is sufficient to create the wavefront of the equation (7). The phase modulation type spatial light modulator is easier to manufacture than the complex amplitude modulator cited above.

【0029】以上の考え方を図1に示した。図中、10
1は空間光変調器、102はホログラム支持部材に形成
された位相分布構造、103はホログラム層である。1
02の位相分布構造と103のホログラム層を合わせた
ものが、本発明の偽造防止用ホログラムである。図1
(a)は(6)式の条件が満足されていない時の像再生
空間の様子であり、物体情報は得られていない。他方、
図1(b)は(6)式の条件が満足されている時の像再
生空間の様子であり、物体情報が3次元の実像として得
られている。
The above concept is shown in FIG. 10 in the figure
Reference numeral 1 is a spatial light modulator, 102 is a phase distribution structure formed on a hologram supporting member, and 103 is a hologram layer. 1
The combination of the phase distribution structure 02 and the hologram layer 103 is the forgery prevention hologram of the present invention. Figure 1
(A) is a state of the image reproduction space when the condition of expression (6) is not satisfied, and object information is not obtained. On the other hand,
FIG. 1B shows a state of the image reproduction space when the condition of the expression (6) is satisfied, and the object information is obtained as a three-dimensional real image.

【0030】図2に本発明のホログラムの詳しい構造を
ふたつ示した。図2(a)で、201は位相分布構造を
有するホログラムの支持部材、202はホログラム層で
ある。201の位相分布構造は、表面レリーフ型であ
る。他方図2(b)で、205は位相分布構造を有する
ホログラムの支持部材、206はホログラム層である。
203の位相分布構造は、分布屈折率型である。(a)
(b)の位相分布構造は、どちらも、2値(0、π)の
ランダム位相分布である。
FIG. 2 shows two detailed structures of the hologram of the present invention. In FIG. 2A, 201 is a hologram supporting member having a phase distribution structure, and 202 is a hologram layer. The phase distribution structure of 201 is a surface relief type. On the other hand, in FIG. 2B, 205 is a hologram supporting member having a phase distribution structure, and 206 is a hologram layer.
The phase distribution structure 203 is of a distributed index type. (A)
Both of the phase distribution structures (b) are binary (0, π) random phase distributions.

【0031】位相分布構造を有する支持部材には、使用
目的に応じて、プラスチックやガラスを使い分ける。位
相分布構造を形成する媒質にはホトポリマが適している
が、支持部材がガラスであれば、エッチングによりレリ
ーフ構造を形成したり、イオンドーピングして分布屈折
率構造を形成することもできる。
For the support member having the phase distribution structure, plastic or glass is properly used according to the purpose of use. Although a photopolymer is suitable as a medium for forming the phase distribution structure, if the support member is glass, a relief structure can be formed by etching or a distributed refractive index structure can be formed by ion doping.

【0032】本実施例では、ホログラムサイズを20×
20mm2に、位相分布構造のセルサイズを2×2mm2
に定めた。セルの並べ方は任意であるが、ここでは10
0個のセルを直交格子状に並べた。各セルの位相値は0
かπの2通りであるから、位相分布として、2100通り
の組み合わせが考えられる。組み合わせの数がこれだけ
多くなると、ホログラムの支持部材に作り込まれた位相
分布を解読することはほとんど不可能に近い。したがっ
て、ホログラムに記録された物体情報を知ることは不可
能であり、ホログラムが偽造される心配はない。
In this embodiment, the hologram size is 20 ×
The cell size of the phase distribution structure is set to 20 mm 2 by 2 × 2 mm 2
Stipulated in. The cells can be arranged in any order, but in this case, 10
Zero cells were arranged in a rectangular grid. Phase value of each cell is 0
There are 2 100 combinations, or 2π combinations as the phase distribution. With such a large number of combinations, it is almost impossible to decipher the phase distribution created in the supporting member of the hologram. Therefore, it is impossible to know the object information recorded in the hologram, and there is no concern that the hologram will be forged.

【0033】なお、本実施例ではホログラム支持部材へ
形成する位相分布構造として2値のランダム位相を使用
したが、3値、4値、というふうに位相値を選択する
際の自由度を増やしていくことも可能であり、また、
ランダム性の低い位相構造を利用することも可能であ
る。
In this embodiment, the binary random phase is used as the phase distribution structure formed on the hologram support member, but the degree of freedom in selecting the phase value such as ternary or quaternary is increased. It is possible to go, and also
It is also possible to use a phase structure with low randomness.

【0034】ホログラム支持部材に形成された位相分布
構造と、液晶空間光変調器の相対位置が多少ずれた時で
も物体情報を正しく読み出すには、(1)ホログラムを
保持する空間に適当なガイドを設けて、位置ずれの量を
小さくする、(2)液晶空間光変調器の画素開口部のサ
イズを、位相分布構造のセルサイズに比べて小さくす
る、(3)位相分布構造のセル形状を輪帯にして回転を
許容する、などの手段が有効である。
In order to correctly read the object information even when the phase distribution structure formed on the hologram support member and the relative position of the liquid crystal spatial light modulator are slightly deviated, (1) an appropriate guide is provided in the space for holding the hologram. (2) The size of the pixel aperture of the liquid crystal spatial light modulator is made smaller than the cell size of the phase distribution structure, and (3) the cell shape of the phase distribution structure is circular. Means such as allowing the belt to rotate are effective.

【0035】いずれにしても、空間光変調器の画素サイ
ズは、位相分布構造のセルサイズよりも小さくする必要
がある。このような状況では、離散的な複数の波面で、
ホログラム領域を照明することになる。したがって、ホ
ログラムへ物体情報を記録する時には、できるだけ、冗
長度が高くなるように配慮する必要がある。
In any case, the pixel size of the spatial light modulator needs to be smaller than the cell size of the phase distribution structure. In this situation, with discrete wavefronts,
It will illuminate the hologram area. Therefore, when recording the object information on the hologram, it is necessary to consider the redundancy as high as possible.

【0036】ここまでに述べてきたように、本発明の特
徴は、空間光変調器に表示した位相分布を暗証キーに
して、ホログラムに記録された物体情報を読み出す点
と、この暗証キー(位相分布)の内容を解読すること
がほとんど不可能な点にある。
As described above, the feature of the present invention is that the phase distribution displayed on the spatial light modulator is used as the secret code key to read the object information recorded in the hologram, and the secret key (phase It is almost impossible to decipher the contents of (distribution).

【0037】次に、本発明のホログラム再生装置の構成
について説明しよう。図3は、透過型ホログラムに対す
る装置構成例である。301は半導体レーザ(波長0.78
μm)、302はコリメートレンズ、303は液晶空間
光変調器、304は本発明のホログラム、305はホロ
グラムからの再生波面を受ける光検出器、306は液晶
空間光変調器の駆動装置である。
Next, the structure of the hologram reproducing apparatus of the present invention will be described. FIG. 3 is an example of a device configuration for a transmission hologram. 301 is a semiconductor laser (wavelength 0.78
μm), 302 is a collimating lens, 303 is a liquid crystal spatial light modulator, 304 is a hologram of the present invention, 305 is a photodetector that receives a reproduced wavefront from the hologram, and 306 is a drive device of the liquid crystal spatial light modulator.

【0038】半導体レーザ301から出射したビームを
コリメートレンズ302で平行にして、液晶空間光変調
器303を照明する。液晶空間光変調器303には、あ
らかじめ知らされている位相分布を表示する。先に説明
した波面再生の原理により、ホログラムが本物であれば
物体情報を波面として読み出すことができる。本実施例
では、この物体波面が実像を形成するようにホログラム
を記録しておいて、この像を図3の光検出器で取り込
み、モニタ上であるいは計算機上でホログラムの真偽を
判定するようにした。もちろん、使用目的によっては、
ホログラムからの再生像を目で観て真偽判定をおこなっ
てもよい。
The beam emitted from the semiconductor laser 301 is collimated by the collimator lens 302 to illuminate the liquid crystal spatial light modulator 303. The liquid crystal spatial light modulator 303 displays a known phase distribution. According to the principle of wavefront reproduction described above, if the hologram is a real hologram, the object information can be read out as a wavefront. In this embodiment, a hologram is recorded so that this object wavefront forms a real image, and this image is captured by the photodetector of FIG. 3 so that the authenticity of the hologram can be judged on the monitor or on the computer. I chose Of course, depending on the purpose of use,
The authenticity may be determined by visually observing the reproduced image from the hologram.

【0039】本実施例で使用した位相変調型空間光変調
器は、ホモジニアス配向の液晶空間光変調器であり、光
波の位相だけを変調することができる(第51回応物秋季
講演会、26a-H-10参照)。画素数は10×10、画素ピ
ッチは水平、垂直ともに2mm、画素開口部のサイズは
1×1mm2である。この液晶空間光変調器の位相変調
特性を図5に示す。位相分布の表示に要する2π以上の
位相変化が印加電圧に対して線形に得られている。
The phase modulation type spatial light modulator used in this embodiment is a homogeneously aligned liquid crystal spatial light modulator, which can modulate only the phase of a light wave (the 51st meeting on autumn fall, 26a-. See H-10). The number of pixels is 10 × 10, the pixel pitch is 2 mm both horizontally and vertically, and the size of the pixel opening is 1 × 1 mm 2 . The phase modulation characteristic of this liquid crystal spatial light modulator is shown in FIG. The phase change of 2π or more required to display the phase distribution is linearly obtained with respect to the applied voltage.

【0040】本発明のホログラム及びホログラム再生装
置によれば、(1)あらかじめホログラム支持部材の一
部に位相分布構造を形成しておいて、(2)空間光変調
器へ表示する位相分布を暗唱キーにして、前記位相分布
構造を通過した光波面の形状を整えて、(3)前記形状
が整えられた光波面により、ホログラムに記録された真
偽判定のための情報を再生することにより、ホログラム
を偽造されることが不可能になり、ホログラムを利用し
た物品の保護、保証の正確さは格段に向上する。
According to the hologram and the hologram reproducing apparatus of the present invention, (1) a phase distribution structure is formed in a part of the hologram supporting member in advance, and (2) a phase distribution to be displayed on the spatial light modulator is recited. By using the key as a key to adjust the shape of the light wavefront that has passed through the phase distribution structure, and (3) by reproducing the information for authenticity determination recorded in the hologram by the light wavefront having the shape adjusted, The hologram cannot be forged, and the accuracy of the protection and guarantee of the article using the hologram is significantly improved.

【0041】(実施例2)図4に、本発明のホログラム
再生装置の別の構成を示す。これは、反射型ホログラム
に対する装置構成例である。
(Embodiment 2) FIG. 4 shows another structure of the hologram reproducing apparatus of the present invention. This is an example of a device configuration for a reflection hologram.

【0042】実施例1の透過型ホログラム用の再生装置
との大きな違いは、液晶空間光変調器へ表示する位相分
布の作成規則にある。図4の構成では、ホログラムに入
射する前に1回と、ホログラムから出射した後で1回、
光波面はホログラム支持部材に形成された位相分布構造
を計2回通過することになる。
A major difference from the reproducing apparatus for the transmission hologram of the first embodiment is the rule of creating the phase distribution displayed on the liquid crystal spatial light modulator. In the configuration of FIG. 4, once before entering the hologram and once after exiting the hologram,
The light wavefront passes through the phase distribution structure formed on the hologram supporting member twice in total.

【0043】図4の配置では、ホログラムそしてホログ
ラム支持部材に形成された位相分布構造を通過した直後
の波面Wrefは次式で表せる。
In the arrangement of FIG. 4, the wavefront W ref immediately after passing through the hologram and the phase distribution structure formed in the hologram support member can be expressed by the following equation.

【0044】 Wref=Wsub・R*O・Wsub・WLC ・・・・(8) ただし、説明のために、液晶空間変調器から指示部材に
形成された位相分布までの距離は無視できるとした。距
離を考慮する場合は、(7)式と同様に光学変換を実行
し、得られた複素振幅分布から位相成分だけを取り出せ
ばよい。
W ref = W sub · R * O · W sub · W LC ··· (8) However, for the sake of explanation, the distance from the liquid crystal spatial modulator to the phase distribution formed in the indicating member is ignored. I thought I could. When considering the distance, it suffices to execute the optical conversion in the same manner as the equation (7) and extract only the phase component from the obtained complex amplitude distribution.

【0045】物体情報を正しく読み出すためには、W
ref=Oの条件(|R2|=1)を満足するように、液晶
空間光変調器へ表示する位相分布を定める必要がある。
すなわち、(7)式の代わりに、次式を使う。
To read object information correctly, W
It is necessary to determine the phase distribution displayed on the liquid crystal spatial light modulator so as to satisfy the condition of ref = O (| R 2 | = 1).
That is, the following equation is used instead of the equation (7).

【0046】 exp(jφLC)=R・exp(−j2φsub) ・・・・(9) 本実施例の構成は、レーザ、空間光変調器などの構成要
素と、ホログラムから再生された物体波面とが、ホログ
ラムに対して同じ側に配置されている点を除いて、実施
例1と同じである。よって、詳しい説明を省略する。
Exp (jφ LC ) = R · exp (−j2φ sub ) ... (9) The configuration of this example is such that the laser, the spatial light modulator, and other components and the object wavefront reproduced from the hologram are used. Are the same as in the first embodiment except that they are arranged on the same side with respect to the hologram. Therefore, detailed description is omitted.

【0047】本発明のホログラム及びホログラム再生装
置によれば、実施例1と同じ理由により、ホログラムを
偽造されることが不可能になり、ホログラムを利用した
物品の保護、保証の正確さは格段に向上する。
According to the hologram and the hologram reproducing apparatus of the present invention, the hologram cannot be forged for the same reason as in the first embodiment, and the accuracy of the protection and guarantee of the article using the hologram is remarkably high. improves.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば、空間光変調器へ表示す
る位相分布を暗唱キーにして、ホログラムに記録された
真偽判定のための情報を再生することにより、従来のよ
うに、平面波、球面波、あるいは、これらに準じた光波
面でホログラムを単純に再生し、再生された像からホロ
グラムの真偽(ホログラムが付けられた物品の真偽)を
判定していた状況に比べて、物品の保護、保証の正確さ
は格段に向上する。
According to the present invention, the phase distribution displayed on the spatial light modulator is used as a recitation key, and the information for authenticity determination recorded in the hologram is reproduced. Compared to the situation where the hologram is simply reproduced with a spherical wave or a light wavefront corresponding to these, and the authenticity of the hologram (the authenticity of the article with the hologram attached) is determined from the reproduced image, The accuracy of protection and guarantee of goods will be greatly improved.

【0049】本発明のホログラム及びホログラム再生装
置は、物品、有価証券、銀行紙幣の保護、保証へ幅広く
応用が可能である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The hologram and hologram reproducing apparatus of the present invention can be widely applied to the protection and guarantee of articles, securities and bank notes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention.

【図2】ホログラムの構造を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a hologram.

【図3】本発明の実施例1の構成を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例2の構成を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a second embodiment of the present invention.

【図5】空間光変調器の位相変調特性を説明する図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a phase modulation characteristic of a spatial light modulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 空間光変調器 102 ホログラム支持部材の位相分布構造 103 ホログラム層 104 空間光変調器直後の波面 105 ホログラム支持部材直後の波面 106 物体情報を含む波面 107 再生像 201 位相分布構造 202 ホログラム層 203 中間層 204 保護層 205 位相分布構造 206 ホログラム層 207 中間層 208 保護層 301 半導体レーザ 302 コリメートレンズ 303 液晶空間光変調器 304 本発明のホログラム 305 光検出器 306 液晶空間光変調器の駆動装置 307 物品 101 spatial light modulator 102 phase distribution structure of hologram support member 103 hologram layer 104 wavefront immediately after spatial light modulator 105 wavefront immediately after hologram support member 106 wavefront 107 containing object information 107 reproduced image 201 phase distribution structure 202 hologram layer 203 intermediate layer 204 protective layer 205 phase distribution structure 206 hologram layer 207 intermediate layer 208 protective layer 301 semiconductor laser 302 collimating lens 303 liquid crystal spatial light modulator 304 hologram of the present invention 305 photodetector 306 drive device for liquid crystal spatial light modulator 307 article

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ホログラム支持部材の一部に位相分布構造
を有し、前記位相分布構造を通過した光波面により再生
されることを特徴とするホログラム。
1. A hologram, wherein a part of a hologram supporting member has a phase distribution structure, and is reproduced by an optical wave front that has passed through the phase distribution structure.
【請求項2】前記位相分布構造は、位相値が2値の表面
レリーフ構造であることを特徴とする請求項1に記載の
ホログラム。
2. The hologram according to claim 1, wherein the phase distribution structure is a surface relief structure having a binary phase value.
【請求項3】前記位相分布構造は、位相値が2値の分布
屈折率構造であることを特徴とする請求項1に記載のホ
ログラム。
3. The hologram according to claim 1, wherein the phase distribution structure is a distributed index structure having a binary phase value.
【請求項4】コヒーレント光源と、前記コヒーレント光
源からの光の波面形状を制御する空間光変調器とを備
え、前記空間光変調器を通過した光波面により請求項1
に記載のホログラム支持部材の一部に形成された位相分
布構造を介して前記ホログラムを再生することを特徴と
するホログラム再生装置。
4. A coherent light source and a spatial light modulator for controlling a wavefront shape of light from the coherent light source, wherein the optical wavefront passed through the spatial light modulator.
A hologram reproducing apparatus characterized in that the hologram is reproduced through a phase distribution structure formed on a part of the hologram supporting member.
【請求項5】前記ホログラム支持部材の一部に形成され
た位相分布構造を通過した波面が前記ホログラムに対す
る所要の再生光波面とほぼ等しくなるように、前記空間
光変調器に表示すべき位相分布を定めたこと特徴とする
請求項4に記載のホログラム再生装置。
5. A phase distribution to be displayed on the spatial light modulator so that the wavefront that has passed through a phase distribution structure formed in a part of the hologram supporting member becomes substantially equal to the required reproduction light wavefront for the hologram. The hologram reproducing apparatus according to claim 4, wherein
【請求項6】前記空間光変調器は複素振幅変調型液晶空
間光変調器であることを特徴とする請求項4に記載のホ
ログラム再生装置。
6. The hologram reproducing apparatus according to claim 4, wherein the spatial light modulator is a complex amplitude modulation type liquid crystal spatial light modulator.
【請求項7】前記空間光変調器は位相変調型液晶空間光
変調器であることを特徴とする請求項4に記載のホログ
ラム再生装置。
7. The hologram reproducing apparatus according to claim 4, wherein the spatial light modulator is a phase modulation type liquid crystal spatial light modulator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11296055A (en) * 1998-04-13 1999-10-29 Dainippon Printing Co Ltd Formation of hologram, and hologram
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