JPH10214020A - 二層構造ホログラム - Google Patents
二層構造ホログラムInfo
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- JPH10214020A JPH10214020A JP1865397A JP1865397A JPH10214020A JP H10214020 A JPH10214020 A JP H10214020A JP 1865397 A JP1865397 A JP 1865397A JP 1865397 A JP1865397 A JP 1865397A JP H10214020 A JPH10214020 A JP H10214020A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ホログラムの波面再生時に用いる再生用照明光
のコヒーレンス特性を利用して、特定の再生用照明光を
用いない限り、正確な再生が不可能なホログラムを提案
する。 【解決手段】互いにほぼ平行な二層のホログラムからな
り、各層における複数の要素ホログラムからの回折光の
光路差と、二層の間隔に依存して決まる二層のホログラ
ムからの回折光の光路差とを、再生に使用する光源のコ
ヒーレンス度（高低）が所望となるように設定する。
のコヒーレンス特性を利用して、特定の再生用照明光を
用いない限り、正確な再生が不可能なホログラムを提案
する。 【解決手段】互いにほぼ平行な二層のホログラムからな
り、各層における複数の要素ホログラムからの回折光の
光路差と、二層の間隔に依存して決まる二層のホログラ
ムからの回折光の光路差とを、再生に使用する光源のコ
ヒーレンス度（高低）が所望となるように設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複製・模造が困難
であり、高いセキュリティ効果（偽造防止効果）を有す
ると共に、記録情報の隠蔽の効果も有するホログラムに
関する。
であり、高いセキュリティ効果（偽造防止効果）を有す
ると共に、記録情報の隠蔽の効果も有するホログラムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のホログラムは単層構造のものが広
く普及しており、同一平面内に複数の異なる要素ホログ
ラムを形成したタイプも公知である。他方、複層構造
（両面にレリーフホログラムを形成したタイプ）のホロ
グラムも存在する。
く普及しており、同一平面内に複数の異なる要素ホログ
ラムを形成したタイプも公知である。他方、複層構造
（両面にレリーフホログラムを形成したタイプ）のホロ
グラムも存在する。
【０００３】しかし、複層の各ホログラム（または、同
一平面内の異なる要素ホログラム）からの回折光の間で
のコヒーレント特性について考慮した公知技術について
は、未だ報告例はない。従って、既存のホログラムから
の回折光は、各ホログラムの独立な回折光として取り扱
われていた。
一平面内の異なる要素ホログラム）からの回折光の間で
のコヒーレント特性について考慮した公知技術について
は、未だ報告例はない。従って、既存のホログラムから
の回折光は、各ホログラムの独立な回折光として取り扱
われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ホログラム
の波面再生時に用いる再生用照明光のコヒーレント特性
を利用して、特定の再生用照明光を用いない限り、正確
な再生が不可能なホログラムを提案することを目的とす
る。
の波面再生時に用いる再生用照明光のコヒーレント特性
を利用して、特定の再生用照明光を用いない限り、正確
な再生が不可能なホログラムを提案することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１による
ホログラムは、光の波面を再生する媒体であるホログラ
ムにおいて、互いにほぼ平行な二層のホログラムからな
り、各層に、その層における複数の要素ホログラムから
の回折光の光路差が、再生に使用する光源のコヒーレン
ス度が高い距離範囲内となるように、複数の要素ホログ
ラムがあり、二層の間隔に依存して決まる二層のホログ
ラムからの回折光の光路差が、前記光源のコヒーレンス
度の低い距離範囲にあることを特徴とする。
ホログラムは、光の波面を再生する媒体であるホログラ
ムにおいて、互いにほぼ平行な二層のホログラムからな
り、各層に、その層における複数の要素ホログラムから
の回折光の光路差が、再生に使用する光源のコヒーレン
ス度が高い距離範囲内となるように、複数の要素ホログ
ラムがあり、二層の間隔に依存して決まる二層のホログ
ラムからの回折光の光路差が、前記光源のコヒーレンス
度の低い距離範囲にあることを特徴とする。
【０００６】請求項２のホログラムは、光の波面を再生
する媒体であるホログラムにおいて、互いにほぼ平行な
二層のホログラムからなり、各層に、その層における複
数の要素ホログラムからの回折光の光路差が、再生に使
用する光源のコヒーレンス度が高い距離範囲内となるよ
うに、複数の要素ホログラムがあり、二層の間隔に依存
して決まる各層の要素ホログラム同士からの回折光の光
路差が、前記光源のコヒーレンス度の高い距離範囲にあ
ることを特徴とする。
する媒体であるホログラムにおいて、互いにほぼ平行な
二層のホログラムからなり、各層に、その層における複
数の要素ホログラムからの回折光の光路差が、再生に使
用する光源のコヒーレンス度が高い距離範囲内となるよ
うに、複数の要素ホログラムがあり、二層の間隔に依存
して決まる各層の要素ホログラム同士からの回折光の光
路差が、前記光源のコヒーレンス度の高い距離範囲にあ
ることを特徴とする。
【０００７】請求項３のホログラムは、二層のホログラ
ムがそれぞれ透過型ホログラムであることを特徴とす
る。
ムがそれぞれ透過型ホログラムであることを特徴とす
る。
【０００８】請求項４のホログラムは、二層のホログラ
ムがそれぞれ反射型ホログラムであることを特徴とす
る。
ムがそれぞれ反射型ホログラムであることを特徴とす
る。
【０００９】請求項５のホログラムは、二層のホログラ
ムのうち少なくとも一方の層において、要素ホログラム
が空間的に離れて配置されていることを特徴とする。
ムのうち少なくとも一方の層において、要素ホログラム
が空間的に離れて配置されていることを特徴とする。
【００１０】請求項６のホログラムは、要素ホログラム
が表面レリーフ型ホログラムであることを特徴とする。
が表面レリーフ型ホログラムであることを特徴とする。
【００１１】請求項７のホログラムは、二層のホログラ
ムがそれぞれ一枚の基材の表裏に形成されていることを
特徴とする。
ムがそれぞれ一枚の基材の表裏に形成されていることを
特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。実施形態１，２は、請求項１に従属し、実施
形態３，４は、請求項２に従属する実施形態である。
説明する。実施形態１，２は、請求項１に従属し、実施
形態３，４は、請求項２に従属する実施形態である。
【００１３】＜実施形態１＞図１は、反射型ホログラム
の再生状態を示す説明図である。あるコヒーレンス特性
を有する入射光がホログラムに入射し、その一部がホロ
グラム層Ａ内にある要素ホログラム１，２に入射し、回
折光Ａ１，Ａ２を出射する。要素ホログラム１と２は、
それらからの回折光の光路差が、再生に使用する光源の
コヒーレンス度が高い距離範囲内となるように配置され
ているので、回折光Ａ１，Ａ２はコヒーレンス度が高い
関係にある。各層に、その層における複数の要素ホログ
ラムからの回折光の光路差が、再生に使用する光源のコ
ヒーレンス度が高い距離範囲内となるように、複数の要
素ホログラムがあり、
の再生状態を示す説明図である。あるコヒーレンス特性
を有する入射光がホログラムに入射し、その一部がホロ
グラム層Ａ内にある要素ホログラム１，２に入射し、回
折光Ａ１，Ａ２を出射する。要素ホログラム１と２は、
それらからの回折光の光路差が、再生に使用する光源の
コヒーレンス度が高い距離範囲内となるように配置され
ているので、回折光Ａ１，Ａ２はコヒーレンス度が高い
関係にある。各層に、その層における複数の要素ホログ
ラムからの回折光の光路差が、再生に使用する光源のコ
ヒーレンス度が高い距離範囲内となるように、複数の要
素ホログラムがあり、
【００１４】同図の観察面では、ホログラム層Ａからの
回折光Ａ１，Ａ２の複素振幅分布（図３(1),(2) に示
す）のコヒーレントな和（図３(4) ）の２乗（＝強度）
として観察される。
回折光Ａ１，Ａ２の複素振幅分布（図３(1),(2) に示
す）のコヒーレントな和（図３(4) ）の２乗（＝強度）
として観察される。
【００１５】一方、ホログラム層ＡとＢは、その間隔ｄ
の２倍の距離が両層からの回折光同士のコヒーレンス度
が低くなる光学的距離に設定されているので、観察面に
おけるホログラム層Ａからの回折光（Ａ１，Ａ２）とホ
ログラム層Ｂからの回折光Ｂ（図４(3) に示す複素振幅
分布）とは、コヒーレンス度が低い関係（インコヒーレ
ント）にある。
の２倍の距離が両層からの回折光同士のコヒーレンス度
が低くなる光学的距離に設定されているので、観察面に
おけるホログラム層Ａからの回折光（Ａ１，Ａ２）とホ
ログラム層Ｂからの回折光Ｂ（図４(3) に示す複素振幅
分布）とは、コヒーレンス度が低い関係（インコヒーレ
ント）にある。
【００１６】コヒーレンス度が高い関係にある回折光が
合わさる場合には、複素振幅分布の和として観察され
る。（図３(1) ＋図３(2) →図３(4) ） コヒーレンス度が低い関係にある回折光が合わさる場合
には、回折光の強度（複素振幅の２乗）分布の和として
観察される。（図３(4) の２乗＋図３(3) の２乗→図３
(c) ）
合わさる場合には、複素振幅分布の和として観察され
る。（図３(1) ＋図３(2) →図３(4) ） コヒーレンス度が低い関係にある回折光が合わさる場合
には、回折光の強度（複素振幅の２乗）分布の和として
観察される。（図３(4) の２乗＋図３(3) の２乗→図３
(c) ）
【００１７】従って、観察面では、ホログラム層Ａから
の回折光Ａ１，Ａ２のコヒーレントな和の強度分布と回
折光Ｂの強度分布との和（図３(c) ）が観察される。
の回折光Ａ１，Ａ２のコヒーレントな和の強度分布と回
折光Ｂの強度分布との和（図３(c) ）が観察される。
【００１８】上記のことは、各層がより多くの要素ホロ
グラムから構成される場合でも同様に成り立つため、観
察面では、各層毎の回折光のコヒーレントな和に対する
強度和が観察される。
グラムから構成される場合でも同様に成り立つため、観
察面では、各層毎の回折光のコヒーレントな和に対する
強度和が観察される。
【００１９】上記の再生条件は、各層における要素ホロ
グラムの空間的な配置と、各層間の距離と、再生に用い
る光のコヒーレンス特性に依存する。従って、ある特定
の光に対して設計された本発明のホログラムは、ある特
定の光でのみ上記のように観察される。
グラムの空間的な配置と、各層間の距離と、再生に用い
る光のコヒーレンス特性に依存する。従って、ある特定
の光に対して設計された本発明のホログラムは、ある特
定の光でのみ上記のように観察される。
【００２０】例えば、設定したコヒーレンス特性の光よ
りもコヒーレンス度の高い距離範囲が広い光に対して
は、上記のすべての回折光が観察面上でコヒーレントに
重ね合わされることになり、上記の条件で観察された強
度分布（図３(c) ）とは異なる強度分布（図３(b) ）と
なる。
りもコヒーレンス度の高い距離範囲が広い光に対して
は、上記のすべての回折光が観察面上でコヒーレントに
重ね合わされることになり、上記の条件で観察された強
度分布（図３(c) ）とは異なる強度分布（図３(b) ）と
なる。
【００２１】また、設定したコヒーレンス特性の光より
もコヒーレンス度の高い距離範囲が狭い光（あるいはイ
ンコヒーレントな光）に対しては、全ての回折光の強度
の和が観察面に現れ（図３(a) ）、やはり図３(c) とは
異なる観察結果となる。インコヒーレントな照明条件と
は、蛍光灯照明下での観察などのような一般的な観察条
件である。
もコヒーレンス度の高い距離範囲が狭い光（あるいはイ
ンコヒーレントな光）に対しては、全ての回折光の強度
の和が観察面に現れ（図３(a) ）、やはり図３(c) とは
異なる観察結果となる。インコヒーレントな照明条件と
は、蛍光灯照明下での観察などのような一般的な観察条
件である。
【００２２】以上のように、設定されたコヒーレンス特
性を有する再生光以外では、本発明のホログラムでの正
しい観察結果が得られない。
性を有する再生光以外では、本発明のホログラムでの正
しい観察結果が得られない。
【００２３】ここで、適正な条件下（設計されたコヒー
レンス度を持つ特定波長の光源により設定された角度で
照明し、設定された距離にある観察面で観察／測定する
という条件）で、本発明のホログラムから再生される強
度分布を目視あるいは検出器により機械読み取りするこ
とにより、ホログラムの真贋性が判断できる。
レンス度を持つ特定波長の光源により設定された角度で
照明し、設定された距離にある観察面で観察／測定する
という条件）で、本発明のホログラムから再生される強
度分布を目視あるいは検出器により機械読み取りするこ
とにより、ホログラムの真贋性が判断できる。
【００２４】一方、適正な条件を知らなければこのホロ
グラムの正確な再生は不可能であり、高い情報隠蔽性を
持つことがわかる。
グラムの正確な再生は不可能であり、高い情報隠蔽性を
持つことがわかる。
【００２５】また、本発明のホログラムを偽造しようと
する場合、二層構造であるために型を取るなどの機械的
な複製は困難である。さらに、本発明のホログラムの二
層の各表面を、型取りできないように樹脂などで覆って
もよく、この場合、実質的に機械的な複製は不可能であ
る。
する場合、二層構造であるために型を取るなどの機械的
な複製は困難である。さらに、本発明のホログラムの二
層の各表面を、型取りできないように樹脂などで覆って
もよく、この場合、実質的に機械的な複製は不可能であ
る。
【００２６】一方、本発明のホログラムを光学的に複製
しようとする場合、一般に、高いコヒーレンス度を有す
る光を用いないとホログラムの露光（複製）は困難であ
り、この場合、全ての要素ホログラムがコヒーレントな
関係で複製され、再生結果は全く異なるものとなる。
しようとする場合、一般に、高いコヒーレンス度を有す
る光を用いないとホログラムの露光（複製）は困難であ
り、この場合、全ての要素ホログラムがコヒーレントな
関係で複製され、再生結果は全く異なるものとなる。
【００２７】＜実施形態２＞図２は、本発明の透過型ホ
ログラムの再生状態を示す説明図である。ホログラムの
機能は実施形態１とほぼ同じであり、二層の間隔ｄが、
各層のホログラムからの回折光のコヒーレンス度が低く
なる光学的距離に設定されている必要がある。
ログラムの再生状態を示す説明図である。ホログラムの
機能は実施形態１とほぼ同じであり、二層の間隔ｄが、
各層のホログラムからの回折光のコヒーレンス度が低く
なる光学的距離に設定されている必要がある。
【００２８】なお、実施形態１，２の二層構造ホログラ
ムは、図示したように、二層の間隔ｄ（透過型の場合）
もしくはｄの２倍（反射型の場合）と等しい厚さの基材
を用いれば、２つのホログラム層を基材の表裏に成形す
ることが可能であり、シンプルな構造になる。厳密に
は、この理論は基材の屈折率ｎ＝１の場合にのみ正し
い。ｎ＝１でない場合には、光学的な距離はｎ倍になる
ので、基材の厚みはｄ／ｎにする必要がある。
ムは、図示したように、二層の間隔ｄ（透過型の場合）
もしくはｄの２倍（反射型の場合）と等しい厚さの基材
を用いれば、２つのホログラム層を基材の表裏に成形す
ることが可能であり、シンプルな構造になる。厳密に
は、この理論は基材の屈折率ｎ＝１の場合にのみ正し
い。ｎ＝１でない場合には、光学的な距離はｎ倍になる
ので、基材の厚みはｄ／ｎにする必要がある。
【００２９】上記の場合、入射光および回折光が共に垂
直に近い場合は、ｄもしくは２ｄが光路差になるため、
間隔ｄは容易に設計できる。上記以外の場合でも、入射
角と回折角の方向を考慮して、これによる光路長の差を
求めれば、実施形態１，２を満足する適切な間隔ｄを設
定できる。
直に近い場合は、ｄもしくは２ｄが光路差になるため、
間隔ｄは容易に設計できる。上記以外の場合でも、入射
角と回折角の方向を考慮して、これによる光路長の差を
求めれば、実施形態１，２を満足する適切な間隔ｄを設
定できる。
【００３０】このように、本発明では反射型ホログラム
の場合の方が光学的距離を短くできるため、ホログラム
基材を薄くできるメリットがある。透過型ホログラムの
場合には、表面レリーフ型ホログラムで反射膜を形成す
るような表面処理をしなくても使用できるので、簡便に
低コストで実施できる。
の場合の方が光学的距離を短くできるため、ホログラム
基材を薄くできるメリットがある。透過型ホログラムの
場合には、表面レリーフ型ホログラムで反射膜を形成す
るような表面処理をしなくても使用できるので、簡便に
低コストで実施できる。
【００３１】ホログラム層Ａにおいてそれぞれの要素ホ
ログラムが近接していると、ホログラム層Ａを透過した
光の成分（ホログラムＡの要素ホログラムからの０次回
折光）のみが、ホログラム層Ｂの要素ホログラムに入射
することになり、ホログラム層Ｂの要素ホログラムの再
生に寄与する光量が減ることになる。
ログラムが近接していると、ホログラム層Ａを透過した
光の成分（ホログラムＡの要素ホログラムからの０次回
折光）のみが、ホログラム層Ｂの要素ホログラムに入射
することになり、ホログラム層Ｂの要素ホログラムの再
生に寄与する光量が減ることになる。
【００３２】しかし、要素ホログラムを空間的に離して
配置することにより、ホログラム層Ａにおいて要素ホロ
グラムの存在しない領域を透過する（ほとんど減衰をし
ていない）入射光によりホログラム層Ｂの要素ホログラ
ムを再生することができるため、光の利用効率を高くで
き、両層のホログラムからの回折光の強度比を最適にで
きる。
配置することにより、ホログラム層Ａにおいて要素ホロ
グラムの存在しない領域を透過する（ほとんど減衰をし
ていない）入射光によりホログラム層Ｂの要素ホログラ
ムを再生することができるため、光の利用効率を高くで
き、両層のホログラムからの回折光の強度比を最適にで
きる。
【００３３】ホログラム層Ａにおいて要素ホログラムの
存在しない空間的領域の透過率を高くしておくことによ
り、この効果は一層顕著になる。実施形態１のような反
射型ホログラムの場合、ホログラム層Ｂからの回折光が
ホログラム層Ａを透過する際にも、上記の議論は有効で
ある。
存在しない空間的領域の透過率を高くしておくことによ
り、この効果は一層顕著になる。実施形態１のような反
射型ホログラムの場合、ホログラム層Ｂからの回折光が
ホログラム層Ａを透過する際にも、上記の議論は有効で
ある。
【００３４】なお、ホログラム層Ｂにおける要素ホログ
ラムの空間的な配置は、実施形態２のような透過型ホロ
グラムの場合に、ホログラム層Ａからの各回折光を効率
よく透過するために重要となる。
ラムの空間的な配置は、実施形態２のような透過型ホロ
グラムの場合に、ホログラム層Ａからの各回折光を効率
よく透過するために重要となる。
【００３５】従って、要素ホログラムを空間的に離して
配置することにより、コヒーレンス特性が明確になり、
真偽判定が一層容易になる。
配置することにより、コヒーレンス特性が明確になり、
真偽判定が一層容易になる。
【００３６】＜実施形態３＞図４は、反射型ホログラム
の再生状態を示す説明図である。あるコヒーレント特性
を有する入射光がホログラムに入射し、その一部がホロ
グラム層Ａ内にある要素ホログラム１，２に入射し、回
折光Ａ１，Ａ２を出射する。
の再生状態を示す説明図である。あるコヒーレント特性
を有する入射光がホログラムに入射し、その一部がホロ
グラム層Ａ内にある要素ホログラム１，２に入射し、回
折光Ａ１，Ａ２を出射する。
【００３７】要素ホログラム１と２は、それらからの回
折光の光路差が、再生に使用する光源のコヒーレンス度
が低い距離範囲内となるように配置されているので、回
折光Ａ１，Ａ２はコヒーレンス度が低い関係にある。そ
のため、観察面では、ホログラム層Ａからの回折光Ａ
１，Ａ２のインコヒーレントな強度分布の和が観察され
る。すなわち、回折光Ａ１の複素振幅（図６(1) ）の２
乗と回折光Ａ２の複素振幅（図６(2) ）の２乗との和
が、インコヒーレントな強度分布の和に相当する。
折光の光路差が、再生に使用する光源のコヒーレンス度
が低い距離範囲内となるように配置されているので、回
折光Ａ１，Ａ２はコヒーレンス度が低い関係にある。そ
のため、観察面では、ホログラム層Ａからの回折光Ａ
１，Ａ２のインコヒーレントな強度分布の和が観察され
る。すなわち、回折光Ａ１の複素振幅（図６(1) ）の２
乗と回折光Ａ２の複素振幅（図６(2) ）の２乗との和
が、インコヒーレントな強度分布の和に相当する。
【００３８】一方、ホログラム層Ａのホログラムからの
回折光とホログラム層Ｂのホログラムからの回折光と
は、両層からの回折光同士のコヒーレンス度が高い条件
になるように、光学的距離（間隔ｄの２倍の距離）が設
定されているので、観察面におけるホログラム層Ａから
の回折光（Ａ１，Ａ２）とホログラム層Ｂからの回折光
Ｂ３とは、コヒーレンス度が高い関係（コヒーレント）
にある。
回折光とホログラム層Ｂのホログラムからの回折光と
は、両層からの回折光同士のコヒーレンス度が高い条件
になるように、光学的距離（間隔ｄの２倍の距離）が設
定されているので、観察面におけるホログラム層Ａから
の回折光（Ａ１，Ａ２）とホログラム層Ｂからの回折光
Ｂ３とは、コヒーレンス度が高い関係（コヒーレント）
にある。
【００３９】従って、観察面では、ホログラム層Ａから
の回折光Ａ１，Ａ２のインコヒーレントな強度分布の和
と、回折光Ｂとのコヒーレントな和として観察される。
の回折光Ａ１，Ａ２のインコヒーレントな強度分布の和
と、回折光Ｂとのコヒーレントな和として観察される。
【００４０】言い換えれば、回折光Ａ１の複素振幅（図
６(1) ）と回折光Ｂの複素振幅（図６(3) ）とのコヒー
レントな和（図６(4) ）と、回折光Ａ２とのインコヒー
レントな強度分布の和として観察される。（図６(4) の
２乗＋図６(2) の２乗→図６(c) ）
６(1) ）と回折光Ｂの複素振幅（図６(3) ）とのコヒー
レントな和（図６(4) ）と、回折光Ａ２とのインコヒー
レントな強度分布の和として観察される。（図６(4) の
２乗＋図６(2) の２乗→図６(c) ）
【００４１】上記のことは、各層がより多くの要素ホロ
グラムから構成される場合でも同様に成り立つため、観
察面では、各層毎の回折光のコヒーレントな和に対する
強度和が観察される。
グラムから構成される場合でも同様に成り立つため、観
察面では、各層毎の回折光のコヒーレントな和に対する
強度和が観察される。
【００４２】上記の再生条件は、各層における要素ホロ
グラムの空間的な配置と、各層間の距離と、再生に用い
る光のコヒーレンス特性と、ホログラムへの再生光の入
射角度に依存する。従って、ある特定の光に対して設計
された本発明のホログラムは、ある特定の光でのみ上記
のように観察される。
グラムの空間的な配置と、各層間の距離と、再生に用い
る光のコヒーレンス特性と、ホログラムへの再生光の入
射角度に依存する。従って、ある特定の光に対して設計
された本発明のホログラムは、ある特定の光でのみ上記
のように観察される。
【００４３】例えば、設定したコヒーレンス特性の光よ
りもコヒーレンス度の高い距離範囲が広い光に対して
は、上記のすべての回折光が観察面上でコヒーレントに
重ね合わされることになり、上記の条件で観察された強
度分布（図６(c) ）とは異なる強度分布（図６(b) ）と
なる。
りもコヒーレンス度の高い距離範囲が広い光に対して
は、上記のすべての回折光が観察面上でコヒーレントに
重ね合わされることになり、上記の条件で観察された強
度分布（図６(c) ）とは異なる強度分布（図６(b) ）と
なる。
【００４４】また、設定したコヒーレンス特性の光より
もコヒーレンス度の高い距離範囲が狭い光（あるいはイ
ンコヒーレントな光）に対しては、全ての回折光の強度
の和が観察面に現れ（図６(a) ）、やはり図６(c) とは
異なる観察結果となる。
もコヒーレンス度の高い距離範囲が狭い光（あるいはイ
ンコヒーレントな光）に対しては、全ての回折光の強度
の和が観察面に現れ（図６(a) ）、やはり図６(c) とは
異なる観察結果となる。
【００４５】＜実施形態４＞図５は、本発明の透過型ホ
ログラムの再生状態を示す説明図である。ホログラムの
機能は実施形態３とほぼ同じであり、二層の間隔ｄが、
各層のホログラムからの回折光のコヒーレンス度が高く
なる光学的距離に設定されている必要があり、ホログラ
ムの観察結果は、実施形態３と同様になる。
ログラムの再生状態を示す説明図である。ホログラムの
機能は実施形態３とほぼ同じであり、二層の間隔ｄが、
各層のホログラムからの回折光のコヒーレンス度が高く
なる光学的距離に設定されている必要があり、ホログラ
ムの観察結果は、実施形態３と同様になる。
【００４６】なお、実施形態３，４の二層構造ホログラ
ムは、図示したように、二層の間隔ｄ（透過型の場合）
もしくはｄの２倍（反射型の場合）と等しい厚さの基材
を用いれば、２つのホログラム層を基材の表裏に成形す
ることが可能であり、シンプルな構造になる。厳密に
は、この理論は基材の屈折率ｎ＝１の場合にのみ正し
い。ｎ＝１でない場合には、光学的な距離はｎ倍になる
ので、基材の厚みはｄ／ｎにする必要がある。
ムは、図示したように、二層の間隔ｄ（透過型の場合）
もしくはｄの２倍（反射型の場合）と等しい厚さの基材
を用いれば、２つのホログラム層を基材の表裏に成形す
ることが可能であり、シンプルな構造になる。厳密に
は、この理論は基材の屈折率ｎ＝１の場合にのみ正し
い。ｎ＝１でない場合には、光学的な距離はｎ倍になる
ので、基材の厚みはｄ／ｎにする必要がある。
【００４７】上記の場合、入射光および回折光が共に垂
直に近い場合は、ｄもしくは２ｄが光路差になるため、
間隔ｄは容易に設計できる。上記以外の場合でも、入射
角と回折角の方向を考慮して、これによる光路長の差を
求めれば、実施形態３，４を満足する適切な間隔ｄを設
定できる。
直に近い場合は、ｄもしくは２ｄが光路差になるため、
間隔ｄは容易に設計できる。上記以外の場合でも、入射
角と回折角の方向を考慮して、これによる光路長の差を
求めれば、実施形態３，４を満足する適切な間隔ｄを設
定できる。
【００４８】ホログラム層Ａにおいてそれぞれの要素ホ
ログラムが近接していると、ホログラム層Ａを透過した
光の成分（ホログラムＡの要素ホログラムからの０次回
折光）のみが、ホログラム層Ｂの要素ホログラムに入射
することになり、ホログラム層Ｂの要素ホログラムの再
生に寄与する光量が減ることになる。
ログラムが近接していると、ホログラム層Ａを透過した
光の成分（ホログラムＡの要素ホログラムからの０次回
折光）のみが、ホログラム層Ｂの要素ホログラムに入射
することになり、ホログラム層Ｂの要素ホログラムの再
生に寄与する光量が減ることになる。
【００４９】しかし、要素ホログラムを空間的に離して
配置することにより、ホログラム層Ａにおいて要素ホロ
グラムの存在しない領域を透過する（ほとんど減衰をし
ていない）入射光によりホログラム層Ｂの要素ホログラ
ムを再生することができるため、光の利用効率を高くで
き、両層のホログラムからの回折光の強度比を最適にで
きる。
配置することにより、ホログラム層Ａにおいて要素ホロ
グラムの存在しない領域を透過する（ほとんど減衰をし
ていない）入射光によりホログラム層Ｂの要素ホログラ
ムを再生することができるため、光の利用効率を高くで
き、両層のホログラムからの回折光の強度比を最適にで
きる。
【００５０】ホログラム層Ａにおいて要素ホログラムの
存在しない空間的領域の透過率を高くしておくことによ
り、この効果は一層顕著になる。実施形態３のような反
射型ホログラムの場合、ホログラム層Ｂからの回折光が
ホログラム層Ａを透過する際にも、上記の議論は有効で
ある。
存在しない空間的領域の透過率を高くしておくことによ
り、この効果は一層顕著になる。実施形態３のような反
射型ホログラムの場合、ホログラム層Ｂからの回折光が
ホログラム層Ａを透過する際にも、上記の議論は有効で
ある。
【００５１】なお、ホログラム層Ｂにおける要素ホログ
ラムの空間的な配置は、実施形態４のような透過型ホロ
グラムの場合に、ホログラム層Ａからの各回折光を効率
よく透過するために重要となる。
ラムの空間的な配置は、実施形態４のような透過型ホロ
グラムの場合に、ホログラム層Ａからの各回折光を効率
よく透過するために重要となる。
【００５２】従って、要素ホログラムを空間的に離して
配置することにより、コヒーレンス特性が明確になり、
真偽判定が一層容易になる。
配置することにより、コヒーレンス特性が明確になり、
真偽判定が一層容易になる。
【００５３】以上、実施形態１〜４では、複素振幅とし
て扱うべき光を「振幅」のみで表現していたが、実際に
は「位相」を考慮する必要がある。上述の説明では、振
幅に符号を持たせることにより、位相が０（振幅が正に
対応），π（振幅が負に対応）の状態のみを表現したも
のとして、単純な取り扱いをしてきたが、実際に任意の
位相を考える場合には、上述の議論において、コヒーレ
ントな重ね合わせの場合において、位相も考慮した複素
振幅の和として取り扱うべきことになる。インコヒーレ
ントな場合は、振幅の２乗が光の強度になるので、上述
と同様の取り扱いでよい。
て扱うべき光を「振幅」のみで表現していたが、実際に
は「位相」を考慮する必要がある。上述の説明では、振
幅に符号を持たせることにより、位相が０（振幅が正に
対応），π（振幅が負に対応）の状態のみを表現したも
のとして、単純な取り扱いをしてきたが、実際に任意の
位相を考える場合には、上述の議論において、コヒーレ
ントな重ね合わせの場合において、位相も考慮した複素
振幅の和として取り扱うべきことになる。インコヒーレ
ントな場合は、振幅の２乗が光の強度になるので、上述
と同様の取り扱いでよい。
【００５４】
【発明の効果】本発明により、ホログラムの波面再生時
に用いる再生用照明光のコヒーレンス特性（および、要
素ホログラム間のコヒーレンス特性）に応じて、特定の
再生用照明光を用いない限り、正確な再生が不可能なホ
ログラムが提供される。
に用いる再生用照明光のコヒーレンス特性（および、要
素ホログラム間のコヒーレンス特性）に応じて、特定の
再生用照明光を用いない限り、正確な再生が不可能なホ
ログラムが提供される。
【００５５】
【図１】本発明の反射型ホログラムの再生状態を示す説
明図。
明図。
【図２】本発明の透過型ホログラムの再生状態を示す説
明図。
明図。
【図３】実施形態１，２に係るホログラムからの回折光
（および、それらを重ね合わせた場合）の複素振幅分布
・強度分布を示す説明図であり、(1) は層Ａの要素ホロ
グラム１からの回折光の複素振幅分布、(2) は層Ａの要
素ホログラム２からの回折光の複素振幅分布、(3) は層
Ｂの要素ホログラム３からの回折光の複素振幅分布、
(4) は層Ａの要素ホログラム１，２からの回折光のコヒ
ーレントな和についての複素振幅分布、(a) は要素ホロ
グラム１，２，３からの回折光の強度（複素振幅の２
乗）の和の分布、(b) は要素ホログラム１，２，３から
の回折光のコヒーレントな和についての強度（複素振幅
の２乗）の分布、(c) は実施形態１，２に係るホログラ
ムを適切に照明した場合にのみ検出される再生光の強度
分布である。
（および、それらを重ね合わせた場合）の複素振幅分布
・強度分布を示す説明図であり、(1) は層Ａの要素ホロ
グラム１からの回折光の複素振幅分布、(2) は層Ａの要
素ホログラム２からの回折光の複素振幅分布、(3) は層
Ｂの要素ホログラム３からの回折光の複素振幅分布、
(4) は層Ａの要素ホログラム１，２からの回折光のコヒ
ーレントな和についての複素振幅分布、(a) は要素ホロ
グラム１，２，３からの回折光の強度（複素振幅の２
乗）の和の分布、(b) は要素ホログラム１，２，３から
の回折光のコヒーレントな和についての強度（複素振幅
の２乗）の分布、(c) は実施形態１，２に係るホログラ
ムを適切に照明した場合にのみ検出される再生光の強度
分布である。
【図４】本発明の反射型ホログラムの再生状態を示す説
明図。
明図。
【図５】本発明の透過型ホログラムの再生状態を示す説
明図。
明図。
【図６】実施形態３，４に係るホログラムからの回折光
（および、それらを重ね合わせた場合）の複素振幅分布
・強度分布を示す説明図であり、(1) は層Ａの要素ホロ
グラム１からの回折光の複素振幅分布、(2) は層Ａの要
素ホログラム２からの回折光の複素振幅分布、(3) は層
Ｂの要素ホログラム３からの回折光の複素振幅分布、
(4) は層Ａの要素ホログラム１，２からの回折光のコヒ
ーレントな和についての複素振幅分布、(a) は要素ホロ
グラム１，２，３からの回折光の強度（複素振幅の２
乗）の和の分布、(b) は要素ホログラム１，２，３から
の回折光のコヒーレントな和についての強度（複素振幅
の２乗）の分布、(c) は実施形態３，４に係るホログラ
ムを適切に照明した場合にのみ検出される再生光の強度
分布である。
（および、それらを重ね合わせた場合）の複素振幅分布
・強度分布を示す説明図であり、(1) は層Ａの要素ホロ
グラム１からの回折光の複素振幅分布、(2) は層Ａの要
素ホログラム２からの回折光の複素振幅分布、(3) は層
Ｂの要素ホログラム３からの回折光の複素振幅分布、
(4) は層Ａの要素ホログラム１，２からの回折光のコヒ
ーレントな和についての複素振幅分布、(a) は要素ホロ
グラム１，２，３からの回折光の強度（複素振幅の２
乗）の和の分布、(b) は要素ホログラム１，２，３から
の回折光のコヒーレントな和についての強度（複素振幅
の２乗）の分布、(c) は実施形態３，４に係るホログラ
ムを適切に照明した場合にのみ検出される再生光の強度
分布である。
【００５６】
１…ホログラム層Ａの要素ホログラム１ ２…ホログラム層Ａの要素ホログラム２ ３…ホログラム層Ｂの要素ホログラム３
Claims (7)
- 【請求項１】光の波面を再生する媒体であるホログラム
において、 互いにほぼ平行な二層のホログラムからなり、 各層に、その層における複数の要素ホログラムからの回
折光の光路差が、再生に使用する光源のコヒーレンス度
が高い距離範囲内となるように、複数の要素ホログラム
があり、 二層の間隔に依存して決まる二層のホログラムからの回
折光の光路差が、前記光源のコヒーレンス度の低い距離
範囲にあることを特徴とする二層構造ホログラム。 - 【請求項２】光の波面を再生する媒体であるホログラム
において、 互いにほぼ平行な二層のホログラムからなり、 各層に、その層における複数の要素ホログラムからの回
折光の光路差が、再生に使用する光源のコヒーレンス度
が高い距離範囲内となるように、複数の要素ホログラム
があり、 二層の間隔に依存して決まる各層の要素ホログラム同士
からの回折光の光路差が、前記光源のコヒーレンス度の
高い距離範囲にあることを特徴とする二層構造ホログラ
ム。 - 【請求項３】二層のホログラムがそれぞれ透過型ホログ
ラムであることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の二層構造ホログラム。 - 【請求項４】二層のホログラムがそれぞれ反射型ホログ
ラムであることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の二層構造ホログラム。 - 【請求項５】二層のホログラムのうち少なくとも一方の
層において、要素ホログラムが空間的に離れて配置され
ていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに
記載の二層構造ホログラム。 - 【請求項６】要素ホログラムが表面レリーフ型ホログラ
ムであることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか
に記載の二層構造ホログラム。 - 【請求項７】二層のホログラムがそれぞれ一枚の基材の
表裏に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求
項６の何れかに記載の二層構造ホログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01865397A JP4154738B2 (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 二層構造ホログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01865397A JP4154738B2 (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 二層構造ホログラム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10214020A true JPH10214020A (ja) | 1998-08-11 |
| JP4154738B2 JP4154738B2 (ja) | 2008-09-24 |
Family
ID=11977589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01865397A Expired - Fee Related JP4154738B2 (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 二層構造ホログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4154738B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002169451A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-14 | Toppan Printing Co Ltd | 偽造防止ホログラムのチェック装置 |
| JP2008524689A (ja) * | 2004-12-17 | 2008-07-10 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 無作為に配向した部分面を有する光識別子 |
| US7511796B2 (en) | 2003-04-17 | 2009-03-31 | Leonhard Kurz Gmbh & Co. Kg | Film and optical anti-counterfeiting element |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP01865397A patent/JP4154738B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002169451A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-14 | Toppan Printing Co Ltd | 偽造防止ホログラムのチェック装置 |
| US7511796B2 (en) | 2003-04-17 | 2009-03-31 | Leonhard Kurz Gmbh & Co. Kg | Film and optical anti-counterfeiting element |
| JP4768600B2 (ja) * | 2003-04-17 | 2011-09-07 | レオナード クルツ シュティフトゥング ウント コンパニー カーゲー | フィルムおよび光学的セキュリティ素子 |
| JP2008524689A (ja) * | 2004-12-17 | 2008-07-10 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 無作為に配向した部分面を有する光識別子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4154738B2 (ja) | 2008-09-24 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080214 |
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