JPWO2010058809A1 - エンボスホログラムチップ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、乱数に基づきあるいは偶然により無作為に形成されたエンボスホログラムのパターンは解析することは不可能であり、解析により偽造することは不可能である。
(a)はカードの全体図、(b)はカードの断面図、(c)はホログラムチップの断面図、(d)はホログラムチップの機能説明図、(e)は出力される検出信号である。
ホログラムチップ基板5に使用入射光の1/4波長の深さのエンボスホログラムピット(ピット)7とピットが形成されていない平坦部分8とが配置されている。基板5とピット7とはその上に金属等の反射層が形成されている。また、9は保護被覆である。
保護被覆9を経由して入射した波長がλである光は平坦部8及びピット7の平坦な底で反射され、外部では実線矢印で示す波長λの光が検出される。
ピット7の縁では上端で反射された光と下端で反射された光の位相が180°異なることになり、相互にうち消し会うため、外部では破線矢印で示すように波長λの光は検出されない。
この図において5はホログラムチップ、6はピット、7は平坦部である。
(a)では平坦部7が見えているが、実際には(b)のように見えない。
この2値データは、放射性物質の核崩壊によって放射される放射線を検出することによって得ることができる。
この図において、2値データ「0」が書き込まれた箇所は空白が表示され、2値データ「1」が書き込まれた箇所は「*」が表示されている。
(a)はその断面図、(b)はその機能説明図、(c)は出力される赤色光の検出信号、(d)は出力される緑色光の検出信号、(e)は出力される青色光の検出信号である。
基板10に使用する赤色光Rの波長λRの1/4の深さを有するピット11R、緑色光Gの波長λGの1/4の深さを有するピット11G及び青色光Bの波長λBの1/4の深さを有するピット11Bが形成されている。
ピット11Rの縁では上端で反射された赤色光と下端で反射された赤色光の位相は180°異なり、相互にうち消し会うため、破線矢印rで示すように波長λRの赤色光は検出されない。
ピット11Gの縁では上端で反射された緑色光と下端で反射された緑色光の位相は180°異なり、相互にうち消し会うため、破線矢印gで示すように波長λGの緑色光は検出されない。
ピット11Bの縁では上端で反射された青色光と下端で反射された青色光の位相は180°異なり、相互にうち消し会うため、破線矢印bで示すように波長λBの青色光は検出されない。
(d)に示すように、緑色光検出信号は平坦部13とピット11Gの境界でディップし、このディップは1つのピット11Rについて2回生じる。
(e)に示すように、青色光検出信号は平坦部13とピット11Bの境界でディップし、このディップは1つのピット11Rについて2回生じる。
これらのことを利用することにより、ピット11R,11G,11Bを確実に検出することができる。
この図において10はホログラムチップ、11R,11G及び11Bはピット、11Wは平坦部分である。
(a)では平坦部分が見えているが、実際には(b)のように見えない。
「R」,「G」,「B」及び白色光「W」は、4進数で表現することが可能であり、4進数は4つの2ビット数すなわち「00」,「01」,「10」,「11」で表現することができる。
図7に、単色ピットの基本的な構造の実施例1を示す。
この図において、15はホログラムチップ基体であり、ホログラムチップ基体15に使用入射光の1/4波長の深さのピット16とピットが形成されていない平坦部分17とが配置されている。ホログラムチップ基体15とピット16とはその上に金属等の反射層が形成されている。ピット16の縁において、図1に示した入射光のディップが生じる。また、18は保護被覆である。
図8に、単色ピットの基本的な構造の他の実施例2を示す。
この図において、20はホログラムチップ基体であり、ホログラムチップ基体20に使用入射光の1/4波長の深さのピットが予め形成されており、その中のいくつかに樹脂24が充填されている。
図9に、複色ピットの基本的な構造の実施例1を示す。
この図において、25はホログラムチップ基体であり、ホログラムチップ基体15に使用入射光、例えば赤色光R,緑色光G及び青色光Bの波長の1/4の深さのピット26R,26G,26Bとピットが形成されていない平坦部分27とが配置されている。ホログラムチップ基体25とピット26R,26G,26Bとはその上に金属等の反射層が形成されている。ピット26R,26G,26Bの縁において、図4に示した入射光R,G,Bのディップが生じる。また、18は保護被覆である。
図10に、複色ピットの基本的な構造の他の実施例2を示す。
この図において、30はホログラムチップ基体であり、ホログラムチップ基体30に使用入射光中最長波長、例えば赤色光Rの1/4波長、の深さのピットが予め形成されており、ピット31Rには樹脂が全く充填されず、ピット31Gには充填後の深さが緑色光Gの1/4波長になるように樹脂が充填され、ピット31Bには充填後の深さが青色光Bの1/4波長になるように樹脂が充填され、ピット31Wには完全に充填されている。さらにこれらのピットを含む上面に金属等の反射層が形成されている。
また、33は保護被覆である。
このような構成を有するホログラムチップに赤色光R,緑色光G及び青色光Bが入射すると(a)に示したように、ピット31Rの端縁では赤色光Rだけが出射せず、他の緑色光G及び青色光Bは出射し、ピット31Gの端縁では緑色光Gだけが出射せず、他の赤色光R及び青色光Bは出射し、ピット31Bの端縁では青色光Bだけが出射せず、他の赤色光R及緑色光Gは出射し、ピット31Wの端縁を含む他の部分では全ての光が出射する。
これらの出射光R,G,Bによる信号を(b),(c),(d)に示す。
図12に、複色ピットの基本的な構造の他の実施例3を示す。
複色ピット実施例1及び2と異なり、この実施例ではピットに充填する樹脂の屈折率が異なる複数種類の樹脂を使用する。
この図において、35はホログラムチップ基体であり、ホログラムチップ基体35に使用入射光中最長波長、例えば赤色光Rの1/4波長の深さのピットが予め形成され、ピットの内面を含む上面に金属等の反射層38が形成されている。
ピットのいくつかには実効深さが緑色光G及び青色光Bの波長の1/4となるように屈折率を選択された樹脂37R,37G,37B,37Wが充填されている。なお、樹脂37Wは全波長光を反射する反射体である。
また、39は保護被覆である。
このような構成を有するホログラムチップに赤色光R,緑色光G及び青色光Bが入射すると(a)に示したように、ピット31Rの端縁では赤色光Rだけが出射せず、他の緑色光G及び青色光Bは出射し、ピット31Gの端縁では緑色光Gだけが出射せず、他の赤色光R及び青色光Bは出射し、ピット31Bの端縁では青色光Bだけが出射せず、他の赤色光R及緑色光Gは出射し、ピット39の端縁及び内部を含む他の部分では全ての光が出射する。
これらの出射光R,G,Bによる信号を(b),(c),(d)に示す。
図14に、複色ピットの基本的な構造の他の実施例4を示す。
この実施例では実施例3の屈折率が異なる複数種類の樹脂に加えて全ての光を反射する樹脂を使用する。
この図において、40はホログラムチップ基体であり、ホログラムチップ基体40に使用入射光中最長波長、例えば赤色光Rの1/4波長の深さより深いピットが予め形成され、ピットの内面を含む上面に金属等の反射層42が形成されている。
ピットのいくつかには実効深さが緑色光G及び青色光Bの波長の1/4となるように屈折率を選択された樹脂41R,41G,41Bが充填されている。また、残りのピット41Nには全波長の光を収性する樹脂が充填され、ピット41Wには全波長光の光を反射する樹脂が充填されている。
また、43は保護被覆である。
このような構成を有するホログラムチップに赤色光R,緑色光G及び青色光Bが入射すると(a)に示したように、ピット41Rの端縁では赤色光Rだけが出射せず、他の緑色光G及び青色光Bは出射し、ピット41Gの端縁では緑色光Gだけが出射せず、他の赤色光R及び青色光Bは出射し、ピット41Bの端縁では青色光Bだけが出射せず、他の赤色光R及緑色光Gは出射し、ピット41Nの端縁及び内部では全ての光が出射せず、ピット41の端縁及び内部を含む他の部分では全ての光が出射する。
これらの出射光R,G,Bによる信号を(b),(c),(d)に示す。
図16に、単色エンボスホログラムを突起によって得るエンボスホログラムチップを示す。
(a)において、50はホログラムチップ基体であり、ホログラムチップ基体50に使用入射光の1/4波長の高さの突起52と突起が形成されていない平坦部分51とが配置されている。ホログラムチップ基体50と突起52とはその上に金属等の反射層が形成されている。
また、53は保護被覆である。
この出射光による信号を(c)に示す。
図17に、単色エンボスホログラムを突起によって得るエンボスホログラムチップを示す。
(a)において、55はホログラムチップ基体であり、ホログラムチップ基体55に使用入射光、例えば赤色光R,緑色光G及び青色光Bの波長の1/4の高さの突起56R,56G,56Bとピットが形成されていない平坦部分56Wとが配置されている。ホログラムチップ基体55と突起56R,56G,56Bとはその上に金属等の反射層が形成されている。
また、58は保護被覆である。
これらの出射光R,G,Bによる信号を(c),(d),(e)に示す。
図18に、単色エンボスホログラムをピットと突起によって得るエンボスホログラムチップを示す。
(a)において、60はホログラムチップ基体であり、ホログラムチップ基体60に使用入射光の1/4波長の深さのピット63と使用入射光の1/4波長の高さの突起62とピットも突起も形成されていない平坦部分61とが配置されている。ホログラムチップ基体60とピット63及び突起62とはその上に金属等の反射層が形成されている。
また、65は保護被覆である。
この出射光による信号を(c)に示す。
次にエンボスホログラムと構造色とを同時に利用することができる、ホログラム−構造色チップを説明する。
構造色を発現する「ホログラムフレーク」あるいは単に「ホログラム(フレーク)」と呼ばれる素材が市販されている。ホログラムフレークはホログラムではないが、ホログラムと同様に、光の干渉によって着色されていない透明体が着色されて見える。
以下説明する実施例ではホログラムフレーム等の構造色発現体を構造色片と呼ぶ。
なお、この反射面72を金属等の反射膜とすることも可能である。
なお、波長λ1の光は透光性媒体70に対して垂直、すなわち入射角θが0°、で入射するのであるが、ここでは図示の関係で多少角度を持たせて表示してある。
その結果、波長λ1の光の出射は強くなる。
その結果、波長λ2の光の出射は弱くなる。
その結果、波長λ3の光の出射は強くなる。
その結果、波長λ4の光の出射は弱くなる。
このようにして発現する色は構造色と呼ばれ、多層構成により複雑な色を呈するものが、鳥の羽毛、甲虫の羽、蝶の鱗粉、貝の内面等自然界に多く存在している。
図21に示すのは、ピットによって構成したホログラム−構造色チップの原理の説明である。
この図において、70は基体71は透光性カバー、72,73はピット、74は透光性樹脂、75,76は金属等の光反射材である。
基体71、透光性カバー72,透光性樹脂74はそれぞれ異なる屈折率を有している。
図22に示すのは、突起によって構成したホログラム−構造色チップの原理の説明である。
この図において、80は基体81は透光性カバー、82,83は透光性樹脂である突起、84,85は金属等の光反射材である。
基体80、透光性カバー81,透光性樹脂82,83はそれぞれ異なる屈折率を有している。
突起83の反射膜85が内部分においては、透光性樹脂83の屈折率に対応するλ2の構造色が観測され、反射膜85がある部分では全ての光が出射する。
次に、エンボスホログラムチップの製造方法を説明する。
図23にエンボスホログラムチップ製造方法実施例1を示す。
(a)に1で示すのはエンボスホログラムチップ16枚分の面積を有する原板である。
この原板1上にピット103を形成する。
このようにしてピット103が形成された原板1を(b)に示すように適宜な大きさに裁断し、エンボスホログラムチップ102を得る。
図24に示すのは、カード等に直接にエンボスホログラムチップを形成する製造方法である。
(a)に105で示すのはカード16枚分の面積を有する原板である。
この原板105にマスク等を利用してその一部にピットを形成することによって、チップ107付カード原板を得、この原板を(b)に示すように裁断し、チップ107付カード原板106を得る。
図25に示すのはピットの配置が固定されており、ピットの情報のみが偶然に決定されるチップの製造方法である。
(a)に110で示すのはチップ16枚分の面積を有する原板であり、チップ原板110には全面に亘ってピットが規則的あるいは不規則に配置されている。
図26に図25に示したチップの他の形態の製造方法である。
(a)に115で示すのはチップ16枚分の面積を有する原板であり、チップ原板115にはチップの最外周部に相当するピットを除く全面に亘ってピットが規則的あるいは不規則に配置されている。
図27に図25に示したチップのさらに他の形態の製造方法を示す。
(a)に120で示すのはチップ16枚分の面積を有する原板であり、チップ原板120にはチップの全面に亘ってピットが規則的あるいは不規則に配置されている。
チップの最外周部に対応する部分に相当する孔に、非硬化性の樹脂を注入し、あるいはマスキングする。
図28に示すのは、ピットが不規則に配置されているチップの製造方法である。この実施例ではピットの形状が円形ではなく細長い形状であるが、円形のピットを形成することもできる。
このような形状のピットは原板130上に原板を腐食あるいは溶解する液体材料を傾斜方向から散布することによって得られる。
なお、垂直方向から散布すればピットの形状は円形になる。
ピットの配置は規則的配置あるいは不規則配置のいずれでも可能であるが、実施例は規則的に配置されたピットを有する原板で説明する。
また、原板は図27〜29に示した複数のチップの面積を有するものでも、単一のチップの面積を有するもの、いずれでも可能である。
図29に示すのは、最も基本的な実施例である。
(1)に示す140は予め使用光の波長の1/4の深さのピット141が形成されたチップ原板である。
図30に示すのは、他の実施例である。
(1)に示す140は予め使用光の波長の1/4の深さのピット141が形成されたチップ原板である。
図31に示すのは、さらに他の実施例である。
(1)に示す140は予め使用光の波長の1/4の深さのピット141が形成されたチップ原板である。
図32に示すのは、さらに他の実施例である。
(1)に示す140は予め使用光の波長の1/4の深さのピット141が形成されたチップ原板である。
図29〜32の実施例では使用光の波長の1/4の深さのピットが形成されたチップ原板を使用したが、ピットの深さを複数とすることにより同様な製造方法により、多色光にも対応可能である。
ピットの配置は規則的配置あるいは不規則配置のいずれでも可能であるが、実施例は規則的に配置されたピットを有する原板で説明する。
また、原板は図27〜29に示した複数のチップの面積を有するものでも、単一のチップの面積を有するもの、いずれでも可能である。
図33に示すのは、最も基本的な実施例である。
(1)に示す150は予め使用光の波長の1/4の深さのピット型151が形成された金型等のチップ原板型である。
図34に示すのは、他の実施例である。
(1)に示す150は予め使用光の波長の1/4の深さのピット型151が形成された金型等のチップ原板型である。
図35に示すのは、さらに他の実施例である。
(1)に示す150は予め使用光の波長の1/4の深さのピット型151が形成された金型等のチップ原板型である。
図36に示すのは、さらに他の実施例である。
(1)に示す150は予め使用光の波長の1/4の深さのピット型151が形成された金型等のチップ原板型である。
単色光エンボスホログラムチップのピットあるいは突起を不規則に配置する方法を簡単に説明する。
図37において、170はピット171が不規則に配置されたチップであり、(a)は上から見た図である。
(b)及び(c)はピット171を用いた場合の断面図である。
172はカバーである。
突起176は基体175上に使用光の1/4波長の厚さの薄片を散布して形成する。
177はカバーである。
複色エンボスホログラムチップのピットあるいは突起を不規則に配置する方法を簡単に説明する。
図38において、180は深さが異なるピット181R,181G,181Bが不規則に配置されたチップであり、(a)は上から見た図である。
(b)及び(c)はピット171を用いた場合の断面図である。
ピットは基体180をエッチング等の手段により使用光の1/4波長の深さに開口して形成する。
182はカバーである。
突起176は基体175上に使用光の1/4波長の厚さの薄片186R,186G,186Bを散布して形成する。
187はカバーである。
5 エンボスホログラムチップ
7,11,16,21,26,31,36,41 エンボスホログラムピット
52,56,62,68 エンボスホログラム突起
72,73 エンボスホログラム−構造色ピット
84,85 エンボスホログラム−構造色突起
1,105,110,115,120,130 原板
140 チップ基板
150 基板型
154 スタンパ
Claims (24)
- 平坦な基板にピットが複数形成され;
前記基板及び前記ピットに反射層が形成され;
前記基板上の反射層及び前記ピット中の反射層を覆う透光性の保護被覆が形成され;
前記ピットに形成された前記保護被覆の厚さが使用光の1/4波長とされた:エンボスホログラムチップ。 - 前記ピットの深さが均一であり;
前記ピットが前記基板上に不均一に配置された:
請求の範囲1のエンボスホログラムチップ。 - 前記ピットの深さが均一であり;
前記ピットに樹脂が充填され;
前記充填された樹脂の量が異なっている:
請求項1のエンボスホログラムチップ。 - 前記ピットの深さが均一であり;
前記ピットに複数種類の樹脂が充填され;
前記複数種類の樹脂の屈折率が異なる:
請求項1のエンボスホログラムチップ。 - 前記ピットの深さが不均一である;
請求項1のエンボスホログラムチップ。 - 平坦な基板に突起が複数形成され;
前記基板と前記突起に反射層が形成され;
前記基板上の反射層及び前記突起の反射層を覆う透光性の保護被覆が形成され;
前記突起の高さが使用光の1/4波長である:エンボスホログラムチップ。 - 前記突起の高さが均一であり;
前記ピットが前記基板上に不均一に配置された:
請求項6のエンボスホログラムチップ。 - 前記突起の高さが不均一である;
請求項6のエンボスホログラムチップ。 - 平坦な基板にピットと突起が複数形成され;
前記基板,前記ピット及び前記突起に反射層が形成され;
前記基板上の反射層,前記ピット中の反射層及び前記突起上の反射層とを覆う透光性の保護被覆が形成され;
前記ピットに形成された前記保護被覆の厚さ及び前記突起の高さが使用光の1/4波長とされた:エンボスホログラムチップ。 - 前記ピットの深さ及び前記突起の高さが均一であり;
前記ピットが前記基板上に不均一に配置された:
請求項9のエンボスホログラムチップ。 - 前記ピットの深さ及び前記突起の高さが不均一であり;
前記ピットが前記基板上に不均一に配置された:
請求項9のエンボスホログラムチップ。 - 平坦な基板に複数のピットが形成され;
前記基板と前記ピットの境界付近にのみ反射層が形成され;
前記基板上及び前記ピット中に透光性の樹脂が充填され;
前記樹脂の厚さが使用光の1/4波長とされた:エンボスホログラムチップ。 - 前記樹脂が複数の異なる屈折率を有する:
請求項12のエンボスホログラムチップ。 - 平坦な基板に透光性の樹脂からなる複数の突起が形成され;
前記突起の周縁部にのみ反射層が形成され;
前記突起の厚さが使用光の1/4波長とされた:エンボスホログラムチップ。 - 前記樹脂が複数の異なる屈折率を有する:
請求項14のエンボスホログラムチップ。 - 平坦な基板に透光性の樹脂からなる複数の突起が形成され;
前記突起の周縁部を除く部分にのみ反射層が形成され;
前記突起の厚さが使用光の1/4波長とされた:エンボスホログラムチップ。 - 複数のピットが形成されたエンボスホログラム原板を用意し;
前記複数のピット全てに未硬化樹脂を充填し:
前記未硬化樹脂を選択的に硬化し;
硬化されなかった前記未硬化樹脂を除去し;
前記硬化した硬化樹脂及びエンボスホログラム原板上に反射層を形成し;
前記反射層上に透光性の保護被覆を形成する:
エンボスホログラムチップ製造方法。 - 前記ピットの深さが複数である:
請求項17のエンボスホログラムチップ製造方法。 - 複数のピットが形成されたエンボスホログラム原板を用意し;
前記複数のピットに選択的に未硬化樹脂を充填し:
前記未硬化樹脂を硬化し;
前記硬化した硬化樹脂及びエンボスホログラム原板上に反射層を形成し;
前記反射層上に透光性の保護被覆を形成する:
エンボスホログラムチップ製造方法。 - 前記ピットの深さが複数である:
請求項19のエンボスホログラムチップ製造方法。 - 複数のピット型が形成された原板を用意し;
前記複数のピット型全てに未硬化樹脂を充填し:
前記未硬化樹脂を選択的に硬化し;
硬化されなかった前記未硬化樹脂を除去し;
前記硬化した硬化樹脂及び原板にスタンパ用樹脂を充填してエンボスホログラムチップスタンパを形成し;
前記エンボスホログラムチップスタンパをエンボスホログラムチップ用樹脂に圧しつけてエンボスホログラム原板を形成し;
前記エンボスホログラム原板上に反射層を形成し;
前記反射層上に透光性の保護被覆を形成する:
エンボスホログラムチップ製造方法。 - 前記ピット型のピットの深さが複数である:
請求項21のエンボスホログラムチップ製造方法。 - 複数のピット型が形成された原板を用意し;
前記複数のピット型に選択的に未硬化樹脂を充填し:
前記未硬化樹脂を硬化し;
前記硬化した硬化樹脂及び原板にスタンパ用樹脂を充填してエンボスホログラムチップスタンパを形成し;
前記エンボスホログラムチップスタンパをエンボスホログラムチップ用樹脂に圧しつけてエンボスホログラム原板を形成し;
前記エンボスホログラム原板上に反射層を形成し;
前記反射層上に透光性の保護被覆を形成する:
エンボスホログラムチップ製造方法。 - 前記ピット型のピットの深さが複数である:
請求項23のエンボスホログラムチップ製造方法。
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