WO2019156249A1 - ホログラム、検出装置、およびホログラムの真正の検証方法 - Google Patents
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- G03H2210/45—Representation of the decomposed object
- G03H2210/452—Representation of the decomposed object into points
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2225/00—Active addressable light modulator
- G03H2225/30—Modulation
- G03H2225/32—Phase only
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2226/00—Electro-optic or electronic components relating to digital holography
- G03H2226/11—Electro-optic recording means, e.g. CCD, pyroelectric sensors
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2226/00—Electro-optic or electronic components relating to digital holography
- G03H2226/11—Electro-optic recording means, e.g. CCD, pyroelectric sensors
- G03H2226/13—Multiple recording means
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2250/00—Laminate comprising a hologram layer
- G03H2250/36—Conform enhancement layer
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2250/00—Laminate comprising a hologram layer
- G03H2250/42—Reflective layer
Definitions
- the present disclosure relates to a hologram, a detection device, and a method for verifying authenticity of a hologram.
- This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-021399 for which it applied to Japan on February 8, 2018, and uses the content here.
- the existing hologram technology uses a light source with a coherence length such as a laser, causes the reference beam and the object beam to interfere, and records the interference fringes on a photoreactive photopolymer, etc. Record phase information and intensity information.
- the object light can be reproduced by making the reference light incident on the recorded photopolymer.
- Patent Document 1 discloses that the intensity of the interference wave between the reference light and the object light is already calculated by a computer to produce interference fringes.
- Patent Document 2 there are disclosed applications in which such a hologram is actually created and used as a display (Patent Document 2), and reproduction information from the hologram is read to verify authenticity (Patent Document 3).
- Japanese Patent No. 4256372 Japanese Patent No. 3951686 Japanese Patent No. 4,677,683
- a method for verifying authenticity by visually replaying information from a hologram or through a reading device or the like is disclosed.
- authenticating a hologram through a reading device it is possible to imitate the reproduction information after reading the reproduction information that the genuine product has in advance and read it by the reading device.
- authentic verification may be ambiguous.
- the three-dimensional spatial information in the reproduction information from the hologram can be confirmed visually.
- a reading device or the like can acquire two-dimensional information of reproduction information, but it is difficult to acquire three-dimensional spatial information all at once.
- the present invention has been made in view of the above, and provides a hologram, a detection apparatus, and a hologram authenticity determination method capable of easily acquiring three-dimensional spatial distribution information of reproduction information.
- a first aspect of the present disclosure is a hologram including a stacked formation layer and a reflection layer, the formation layer having an optical phase modulation structure at a first interface in contact with the reflection layer, and from a point light source When irradiated reference light is incident from a second interface different from the first interface of the formation layer, all or part of an image reproduced by the optical phase modulation structure is used as the first information as the first information. Regenerated to the point light source side with reference to the two interfaces.
- the image reproduced by the optical phase modulation structure when the reference light irradiated from the point light source is incident from the second interface A part is reproduced as the second information on the opposite side of the point light source with respect to the second interface.
- a plurality of information can be given to the hologram.
- the first information is reproduced on a first surface located on the point light source side of the second interface and is irradiated from the point light source.
- a part of the image reproduced by the optical phase modulation structure is, as third information, on the point light source side with respect to the second interface, And unlike the said 1st surface, it reproduces
- the image reproduced by the optical phase modulation structure is reproduced from a plurality of pieces of point information, each of which is a point image.
- the point information is reproduced so as to be located at a predetermined distance from the second interface.
- the image reproduced by the optical phase modulation structure is reproduced from a plurality of pieces of point information each of which is a point image, and each point information is , And is reproduced so as to be located at a predetermined distance from the second interface.
- the position of the horizontal direction on the basis of the 2nd interface of all or some of a plurality of point information which reproduces 3 information has overlapped.
- the third information is camouflaged into the first information, and only the first information can be observed at the time of visual observation of the hologram.
- the detection apparatus described later the first information and the third information can be acquired. For this reason, the information obtained at the time of visual observation of the hologram can be different from the information obtained through the detection device.
- a seventh aspect of the present disclosure is a detection device that includes an image sensor capable of measuring light intensity and the point light source, and the image sensor includes a pixel including a photosensor. The first information reproduced by the hologram according to any one of the first to sixth aspects is detected.
- An eighth aspect of the present disclosure is a detection apparatus, which includes an image sensor capable of measuring light intensity and the point light source, and the image sensor includes a pixel including a double-gate transistor photosensor.
- the image sensor includes a sensor or a two-dimensional image sensor, and the image sensor detects the first information reproduced in the hologram according to any one of the first to sixth aspects. Thereby, the 1st information or the 3rd information which the above-mentioned hologram has can be acquired and detected via a one-dimensional image sensor or a two-dimensional image sensor.
- a ninth aspect of the present disclosure is the detection device according to the seventh or eighth aspect, in which the image sensor includes a light transmissive gate electrode and a light non-transmissive gate electrode on a light transmissive substrate.
- the two-dimensional image sensor having the pixel comprising a thin film transistor photosensor, wherein the pixel has the light transmissive gate electrode disposed on a front surface of the image sensor facing the hologram, and is insulated on a rear surface of the image sensor.
- a film, a semiconductor film, an insulating film, and the light non-transparent gate electrode are arranged in this order. According to this configuration, a small detection device in which the reference light source, the sensor, and the hologram are arranged coaxially in this order is possible.
- the light-transmitting substrate is an insulating substrate formed of thin glass.
- the size of the detection device can be further reduced, and the image sensors can be stacked as will be described later.
- the light transmissive substrate is an insulating substrate formed of a light transmissive resin film.
- the direction is located on the same axis.
- the detection device in the detection device according to the ninth to twelfth aspects, two or more two-dimensional image sensors are stacked. Thereby, the spatial information in the 1st information and 3rd information obtained from a hologram can be acquired more correctly by one measurement.
- a fourteenth aspect of the present disclosure is a detection device that includes an image sensor capable of measuring light intensity and the point light source, and the image sensor includes a pixel including a double-gate transistor photosensor.
- a sensor, and the image sensor detects the light intensity of the point information for reproducing the first information or the third information reproduced in the hologram of the fifth or sixth aspect by the image sensor.
- the detection device acquires a position in the normal direction of the two-dimensional image sensor in the point information.
- the information included in the first information and the spatial distribution information at each position in the normal direction can be acquired by the detection device, and can be applied to a hologram authenticity verification method as described later.
- a fifteenth aspect of the present disclosure is a method for verifying authenticity of a hologram, comprising: an image sensor capable of measuring light intensity; and the point light source, wherein the image sensor is a double-gate transistor.
- Detection comprising a one-dimensional image sensor or a two-dimensional image sensor having pixels comprising a photosensor, wherein the image sensor detects the first information reproduced in the hologram according to any one of the fourth to sixth aspects.
- the apparatus uses a device to obtain position information of the point information in the first information, and to use the fourth information used when designing the phase modulation structure for reproducing the first information, and the first information obtained by the detection device.
- the first information is compared to determine whether the first information is correct. Thereby, it is possible to evaluate whether the hologram is reproduced as designed using the detection device, and in addition, it can be applied to authenticity verification.
- a sixteenth aspect of the present disclosure is a method for authenticating a hologram, wherein the third information reproduced from the hologram of the third, fifth, or sixth aspect is acquired using the detection device of the eighth aspect, The authenticity of the third information is determined to determine the authenticity of the hologram. Thereby, the detection apparatus can be applied to authenticity verification of the hologram.
- a seventeenth aspect of the present disclosure is a method for verifying authenticity of a hologram, wherein either or both of an elevation angle and an azimuth angle of the image sensor are moved to a specific angle using the detection device of the eighth aspect,
- the first information or the third information reproduced from the hologram of the third, fifth, or sixth aspect is acquired by the image sensor, and the first information is reproduced from the elevation angle or azimuth angle information.
- the prediction information obtained by the image sensor is calculated, and the first information or the third information obtained by the image sensor and the prediction information are obtained. Comparison is made to determine the authenticity of the information obtained by the image sensor, and the authenticity of the hologram is determined. Thereby, it can apply to the authentic verification of a hologram using a detection apparatus.
- the three-dimensional spatial distribution information of the reproduction information from the hologram can be easily obtained.
- each drawing the same reference numerals are assigned to the constituent elements that exhibit the same or similar functions, and redundant descriptions are omitted.
- the embodiments of the present disclosure are a group of embodiments based on a unique single invention from the background.
- each aspect of the present disclosure is an aspect of a group of embodiments based on a single invention.
- Each configuration of the present disclosure may have each aspect of the present disclosure.
- Each feature of the present disclosure is combinable and can be configured. Accordingly, each feature of the present disclosure, each configuration of the present disclosure, each aspect of the present disclosure, and each embodiment of the present disclosure can be combined, and the combination has a synergistic function, Can be effective.
- FIGS. 18A and 18B are diagrams illustrating the basic configuration of a detection set according to an embodiment of the present invention.
- a detection set 1 shown in FIG. 18A includes a detection device 2 and a hologram 3.
- the detection device 2 includes a point light source 4 and an image sensor 5.
- the reference light 6 irradiated from the point light source 4 is incident on the hologram 3, and the image sensor 5 receives the light 7 of the image reproduced by the hologram 3, converts it into an electrical signal, and outputs it.
- the detection set 1a shown in FIG. 18B includes a detection device 2a and a hologram 3.
- the detection device 2a includes a point light source 4 and an image sensor 5a.
- the reference light 6 emitted from the point light source 4 passes through the image sensor 5 a and enters the hologram 3.
- the image sensor 5a receives the light 7 of the image reproduced by the hologram 3, converts it into an electrical signal, and outputs it.
- the detection set 1 or the detection set 1a according to the embodiment of the present disclosure can be configured as described above.
- the hologram 3, the image sensor 5 or the image sensor 5a, and the detection device 2 or the detection device 2a will be described.
- ⁇ Configuration of hologram> 1 and 2 illustrate partial cross-sectional views of examples of the cross-sectional structure of a hologram according to one embodiment of the present invention.
- the hologram 100 shown in FIGS. 1 and 2 corresponds to the hologram 3 shown in FIGS. 18A and 18B.
- a hologram 100 according to an embodiment of the present invention can include a formation layer 10 and a reflection layer 11.
- the reflective layer 11 can cover the formation layer 10.
- the optical phase modulation structure 25 can be formed at the interface 21 between the formation layer 10 and the reflection layer 11.
- the hologram 100 which concerns on one Embodiment of this invention shown in FIG. 2 can further form the contact bonding layer 12 in the reflective layer 11 in the hologram 100 like FIG.
- the hologram 100 shown in FIGS. 1 and 2 can be a hologram including the stacked formation layer 10 and reflection layer 11. Further, the formation layer 10 can have the optical phase modulation structure 25 at the interface 21 (first interface) in contact with the reflective layer 11. Here, the interface 21 is a boundary surface between the formation layer 10 and the reflection layer 11.
- the formation layer 10 can be a layer for forming the optical phase modulation structure 25.
- the formation layer 10 may be a structure formation layer.
- the forming material of the forming layer 10 can be a translucent polymer.
- the light-transmitting polymer can be a thermoplastic resin, a thermal cross-linked resin, an ultraviolet cross-linked resin, or a thermally depopulated UV cross-linked resin.
- the type of polymer can be acrylic resin such as urethane-modified acrylic resin and epoxy-modified acrylic resin, and epoxy resin.
- the forming material of the forming layer 10 may be an inorganic material that transmits light, such as quartz, titanium oxide, and magnesium fluoride.
- the forming layer 10 can be formed by applying the forming material to the substrate.
- the forming material can be applied to the substrate by gravure coating, die coating, lip coating, spin coating, dip coating, or spray coating.
- the formation layer 10 may be formed by a printing technique such as gravure printing or screen printing.
- the organic material can be formed by vapor deposition such as parylene, the formation layer 10 may be formed by vapor deposition.
- a dry material coating method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an atomic layer deposition method, or a wet coating method such as a sol-gel method is applied as a forming material coating method on the substrate. it can.
- the optical phase modulation structure 25 formed on the interface 21 can be a hologram.
- the hologram can be a relief hologram having a concavo-convex structure on its surface.
- a plurality of unit blocks may be arranged in the optical phase modulation structure 25.
- the unit block is a cubic convex or concave. Then, the phase of the light from each reproduction point 220 is calculated corresponding to the position of the unit block 120, and the phase angle calculated based on the phase can be recorded in the corresponding unit block.
- the unit block can be arranged at half or less of the wavelength of light.
- the arrangement interval of the unit blocks can be 10 nm or more and 400 nm. Further, the length of one side of the unit block can be set to half or less of the wavelength of light.
- the length of one side of the unit block can be 10 nm or more and 400 nm.
- the height (depth) of the unit block can be set to about 1 ⁇ 2 of the light wavelength in the medium in the optical phase modulation structure 25 used for reflection. When used in transmission, the retardation can be of the order of the light wavelength.
- the height (depth) of the unit block can be 100 nm or more and 300 nm or less when used for reflection, and can be 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less when used for transmission. In any case, the height (depth) of the unit block can be 100 nm or more and 10 ⁇ m or less.
- the hologram can be a Fourier transform hologram, a computer-generated hologram, or a kinoform.
- the optical phase modulation structure 25 can be the phase modulation structure of International Publication No. 2017/150107. Or it is good also as an unevenness
- the hologram can be a volume hologram in which the refractive index in the formation layer is modulated.
- the volume hologram can be a Lippmann hologram.
- the volume hologram material can be a photopolymer.
- the photopolymer can include vinyl acetate, epoxy, acrylic, urethane.
- Volume holograms can be replicated by contact copying using a laser. These structures calculate an interference fringe between a reproduction image designed in advance (corresponding to, for example, the first information 41 and the second information 43 shown in FIG.
- the structure formed at the interface 21 is calculated.
- information used when designing the reproduced image or designing the optical phase modulation structure 25 is referred to as fourth information.
- the fourth information can be compared when determining whether the reproduction information of the hologram 3 acquired by the detection devices 2 and 2a shown in FIGS. 18A and 18B is correct (whether it is correctly manufactured).
- the optical phase modulation structure 25 formed on the interface 21 has a multi-stage shape in FIGS. 1 and 2, but the corners of the shape may be rounded.
- the shape may be a slope instead of a multi-stage shape.
- it may be a binary shape.
- any structure may be used as long as a reproduced image is reproduced on the interface 20 (second interface) side different from the interface 21 in the hologram 100. Thereby, the detection of the reproduced image described later becomes simple.
- the interface 20 is a boundary surface between the formation layer 10 and the gas phase or vacuum or a protective layer. Reference light may be incident on the interface 20 from a point light source (not shown).
- FIG. 3 is a plan view showing an example of the optical phase modulation structure 25 formed on the interface 21.
- the structure in FIG. 3 shows an example of a multistage structure used in the hologram 100 shown in FIGS.
- These optical phase modulation structures 25 can be formed by hot-pressing a stamper.
- the stamper can be obtained by electroforming from a plate having irregularities formed by a laser drawing method, an electron beam drawing method, an ion beam drawing method, or the like. By using these methods, the calculated optical phase modulation structure 25 can be formed with good reproducibility.
- a two-photon drawing method using a femtosecond laser may be applied. In the case of the two-photon drawing method, the optical phase modulation structure 25 may be formed directly on the formation layer 10.
- the optical phase modulation structure 25 formed by various methods uses the original plate formed by the above-described drawing methods as a metal plate by a method such as electroforming, and the structure in the metal plate It is possible to form the film by pressing it against the forming layer 10 and embossing it.
- embossing is performed while applying heat pressure.
- embossing is performed while photocuring using a light source that easily generates photocuring such as UV light (ultraviolet rays) while applying pressure.
- the formation layer 10 is an inorganic material
- the formation layer 10 is directly drawn using the drawing method described above, and then optical phase modulation is performed on the formation layer 10 by chemical etching or physical etching. Structure 25 is formed. These processes are either a wet process or a dry process, and etching is performed by a process suitable for each processing method.
- an inorganic material can be formed by a wet process such as a sol-gel method, it can be formed by a metal plate and embossing.
- the thickness of the formation layer 10 can be 1 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
- the reflective layer 11 can be formed of a material having a refractive index different from that of the forming layer 10. When the refractive index of the formation layer 10 and the reflective layer 11 is different, reflection occurs at the interface, and the reflectance is improved.
- a metal material or an inorganic compound can be applied.
- the reflective layer can be a single layer or multiple layers.
- the reflective layer 11 can be formed by deposition.
- Deposition can be physical deposition, chemical deposition, or both. Physical deposition can be vacuum deposition or sputtering. Aluminum, gold, silver, copper, nickel or the like can be applied as the metal material.
- an oxide, a metal nitride, or a metal sulfide can be applied.
- As the oxide SiO2 (silicon dioxide), TiO2 (titania), ZrO2 (zirconia), or the like can be applied.
- the metal nitride TiN (titanium nitride), CaN, or the like can be applied. ZnS etc. can be applied to the metal sulfide.
- the reflectance at the interface 21 with the formation layer 10 is improved as described above.
- the thickness of the reflective layer 260 can be 10 nm or more and 500 nm or less.
- the adhesive layer 12 can be provided when the hologram 100 is attached to another substrate medium.
- the material of the adhesive layer can be a thermoplastic resin.
- An example of a thermoplastic resin can be an acrylic resin.
- the thickness of the adhesive layer can be 1 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
- the hologram 100 having the adhesive layer 12 can be a label.
- the label can be attached to the printed body. Labeled prints can be banknotes, cards, booklet pages, tags, posters, signs, advertisements, and boards.
- the hologram 100 shown in FIGS. 1 and 2 may further include a protective layer on the interface 20 side. Thereby, the hologram 100 can be protected from physical impacts, scratches, and the like.
- reproduction information examples are patterns, photographs, characters, symbols, codes, marks, marks, logos, portraits, landmarks, and codes.
- the code can be digital data.
- the code may also be machine readable.
- 4 and 5 illustrate a bird's-eye view and an XZ sectional view when the first information 41 is reproduced from the hologram 100 shown in FIGS. 1 and 2.
- FIG. 6 illustrates an XZ sectional view when the second information 43 is reproduced from the hologram 100 in addition to the first information 41.
- the first information 41 described with reference to FIGS. 4 and 5 is obtained when reference light emitted from a predetermined point light source is incident on the hologram 100 from the interface 20 described with reference to FIGS.
- the second information 43 illustrated in FIG. 6 is obtained when the reference light emitted from a predetermined point light source is incident on the hologram 100 from the interface 20 illustrated in FIGS. 1 and 2.
- 4 is another reproduced image reproduced by the optical phase modulation structure 25 formed on the interface 21 shown in FIG.
- the reproduced image can be reproduced by light obtained by modulating the reference light, which is incident on the hologram 100, by the optical phase modulation structure 25.
- the first information 41 can be formed from a plurality of reproduction points 40.
- the second information 43 can be reproduced from a plurality of reproduction points 42. In other words, the first information 41 can be recorded as a plurality of playback points 40.
- the second information 43 can be recorded as a plurality of playback points 42.
- the hologram information can be digital data. Digital data can be recorded in a group of reproduction points with each reproduction point as a bit and the position of the reproduction point as a bit address. At this time, bits can be recorded as presence / absence of each reproduction point, luminance, shape, color, and the like. One bit may be recorded at each reproduction point, or two or more bits may be recorded. When each playback point is 1 bit, it becomes a single bit, and when it is 2 bits or more, it becomes a multi-bit.
- FIG. 4 illustrates the first information 41 including the reproduction point 40 from the hologram 100.
- Each reproduction point 40 can reproduce the first information 41 by being reproduced along the curve 30a and the curve 30b.
- the first information 41 is reproduced along the curves 30a and 30b.
- each reproduction point 40 is not reproduced along the curve. , May be along a straight line.
- some of the playback points 40 may be played back along the respective axial directions.
- the first information 41 is reproduced at a position higher than the interface 20a having the same Z position height as the interface 20 of the hologram 100, but a part of the first information 41 is reproduced at a position lower than the interface 20a. May be. All or a part of the first information 41 may be reproduced at a Z position higher than the interface 20a.
- FIG. 5 illustrates a case where the first information 41 is reproduced from the hologram 100 in the XZ sectional view.
- FIG. 5 illustrates each reproduction point 40 constituting a part of the first information 41 by being reproduced along the curve 30c.
- Each reproduction point 40 can be reproduced at positions with different distances D1 and D2 from the interface 20a.
- each playback point 40 is played back at different distances D1 and D2, but can also be played back at the same distance.
- the first information 41 is a part of the image reproduced by the optical phase modulation structure 25 and reproduced from the reproduction point 40.
- Each reproduction point 40 is a dot image. It is certain point information, and the first information 41 (part of the image reproduced by the optical phase modulation structure 25) can be reproduced from a plurality of point information. Further, each reproduction point 40 which is each point information can be reproduced so as to be located at a predetermined distance D1, D2, etc. from the interface 20 (or the interface 20a).
- FIG. 6 illustrates an XZ cross-sectional view in the case where each reproduction point 42 is reproduced as the second information 43 behind the interface 20a of the hologram 100 along the curve 30d, that is, as a virtual image.
- the second information 43 is reproduced deeper than the interface 20a, but a part of the second information 43 may be reproduced before the interface 20a.
- the first information 41 and the second information 43 which are reproduction information of the hologram 100 can be a combination of reproduction points 40 and 42 reproduced at any position in the X, Y, and Z directions. Therefore, the reproduction information can be a three-dimensional image floating in the space. Furthermore, the reproduction information can be readable or recognizable. The readable reproduction information can be a single character, number, symbol, or a combination thereof. In addition, the recognizable playback information can be a geometric pattern. Further, readable reproduction information and recognizable reproduction information may be combined. The readable reproduction information makes it possible to read information visually. Recognizable reproduction information can impart a beautiful appearance to the hologram 100.
- each reproduction point 40 and 42 can be freely set in the Z-axis direction, when reproduction is performed by changing the height on the character information Z-axis using the reproduction points 40 and 42, Depending on the viewing direction of the hologram 100, the direction and / or amount of movement of each character information can be changed.
- All or a part of the image reproduced by the structure 25 is reproduced as the first information 41 on the point light source side with reference to the interface 20 (or the interface 20a), and further formed on the interface 21.
- All or part of the image reproduced by the optical phase modulation structure 25 is reproduced as the second information 43 on the opposite side of the point light source with the interface 20 (or the interface 20a) as a reference.
- the second information 43 is a part of an image reproduced by the optical phase modulation structure 25 and is reproduced from the reproduction point 42.
- Each reproduction point 42 has a point-like shape.
- the point information is an image
- the second information 43 (a part of the image reproduced by the optical phase modulation structure 25) can be reproduced from a plurality of pieces of point information.
- Each reproduction point 42 as each point information can be reproduced so as to be located at a predetermined distance from the interface 20 (or the interface 20a).
- FIG. 7 illustrates how the image sensor 50 acquires the reproduction point 40 obtained when light is incident from the point light source LS onto the hologram 100 shown in FIGS. 1 and 2. It should be noted that the point light source LS and the image sensor 50 may be installed separately or preferably incorporated in the detection device. 7 corresponds to the point light source 4 shown in FIGS. 18A and 18B. Further, the image sensor 50 in FIG. 7 corresponds to the image sensor 5 in FIG. 18A.
- the point light source LS and the image sensor 50 are installed at a specific angle. This is designed in advance when calculating the optical phase modulation structure 25 for reproducing the hologram 100.
- the reproduction point 40 reproduced in the regular reflection direction of the point light source LS is acquired by the image sensor 50, but the angular relationship between the point light source LS and the reproduction point 40 and the image sensor 50 is other than regular reflection.
- the condition may be sufficient as long as the angle relationship is designed when the optical phase modulation structure 25 is calculated in advance.
- the point light source LS a miniature light bulb or an LED (light emitting diode) light source can be applied. Since the LED light source has a narrow wavelength width and a small light source, the reproduced image can be sharpened.
- the reproduction information (first information 41, second information 43, etc.) of the hologram 100 that can be detected by the image sensor can be reproduced by the point light source LS.
- the LED light source can be used as a point light source LS having colors such as red, blue, and green, reproduction information (first information 41, second information 43, etc.) of the hologram 100 can be colored.
- the image sensor 50 is a one-dimensional image sensor or a two-dimensional image sensor capable of measuring light intensity.
- the two-dimensional image sensor can pick up an image of the reproduction information of the hologram 100.
- a CCD (charge coupled device) two-dimensional image sensor, a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) two-dimensional image sensor, or a thin film transistor photosensor can be applied.
- the reproduction point 40 can be received and detected by the image sensor 50.
- the image sensor has a plurality of pixels each detecting the light intensity.
- the thin film transistor photosensor a double gate thin film transistor photosensor can be applied.
- the image sensor 50 may be a phototransistor or a photodiode instead of a one-dimensional image sensor or a two-dimensional image sensor. Further, a plurality of phototransistors and photodiodes may be arranged.
- the image sensor 50 may be a sensor formed on a substrate.
- the sensor on the substrate can be a photosensor.
- the photosensor can be formed using a thin film transistor.
- the thin film transistor can be an amorphous silicon or polysilicon circuit.
- the thin film transistor can be formed using a photosensor as a pixel.
- the pixels of the photosensor can be arranged in an array.
- the substrate of the image sensor 50 is a transparent substrate, one of the substrate surfaces can be a light receiving surface that receives a hologram image, and the other can be an incident surface on which reference light is incident.
- a transmissive image sensor can be obtained.
- Each pixel of the photosensor is preferably a transmissive image sensor 60 composed of a double gate type thin film transistor photosensor.
- the double-gate thin film transistor photosensor can adjust the dynamic range, the light receiving sensitivity, or both. Therefore, an image having a large luminance difference such as a hologram can be imaged with a high S / N by adjusting the dynamic range, sensitivity, or both according to the luminance of the hologram, and matching the luminance of the hologram.
- the image sensor 50 is formed on a transparent substrate as shown in FIGS. 9A to 9C and FIG. 10, and is a transmissive type composed of a thin film transistor photosensor in which one of the substrate surfaces is a light receiving surface and a reference light is incident from the other.
- the image sensor 60 can be used.
- the transmissive image sensor 60 corresponds to the image sensor 5 shown in FIG. 18A or the image sensor 5a shown in FIG. 18B.
- light transmission is imparted to the two-dimensional image sensor, so that the interface of the two-dimensional image sensor (for example, the light receiving interface 61 shown in FIG. 10) becomes a two-dimensional scan surface, and the position is intermittently changed in the height direction.
- the reproduction point 40 for reproducing the first information 41 is condensed on the two-dimensional scan plane, the collected reproduction point 40 and the other reproduction points 40 can be acquired separately.
- FIG. 8A and 8B are a cross-sectional view (FIG. 8A) in which the image sensor 50 and the reproduction point 40 in FIG. 7 are partially enlarged, and a plan view (FIG. 8B) of the light receiving interface 51 of the image sensor 50. Yes.
- FIG. 8A illustrates a case where the reproduction points 40 a, 40 b and 40 c are irradiated on the light receiving interface 51 side of the image sensor 50.
- the reproduction point 40 c is an example where light is condensed on the light receiving interface 51. Is explained. Note that both the reproduction points 40 a and 40 b can be condensed before the light receiving interface 51. Further, the reproduction point 40 c can be condensed on the light receiving interface 51. All of the reproduction points 40a, 40b, and 40c can be condensed and reproduced at the respective reproduction points via the optical path 44.
- FIG. 8B illustrates the intensity distribution at the light receiving interface 51 of the reproduction points 40a, 40b, and 40c shown in FIG. 8A.
- a region where light at the reproduction point is detected at the light receiving interface 51 is a light receiving region.
- the light receiving areas corresponding to the reproduction points 40a, 40b and 40c are areas 45a, 45b and 45c, respectively.
- the region 45c is the smallest and the intensity in the region 45c is high.
- the region 45a corresponding to the reproduction point 40a is condensed at a position away from the light receiving interface 51, the region 45a becomes large and the intensity becomes low. Thereby, the distance between the reproduction point and the light receiving interface 51 can be measured. Further, the position of the reproduction point on the light receiving interface 51 can be measured from the center position of the light receiving region.
- the position of the reproduction point 40 can be detected based on the intensity of the region 45 in addition to the center position of the light receiving region and the size of the light receiving region 45 (regions 45a, 45b and 45c) at the light receiving interface 51.
- the spatial position of each reproduction point 40 constituting the first information 41 obtained by the hologram 100 can be detected by combining the point light source LS and the image sensor 50.
- FIGS. 9A to 9C illustrate a schematic cross-sectional view, an equivalent circuit diagram, and a circuit schematic diagram of a transmissive image sensor 60 of a double-gate thin-film transistor of a double-gate thin-film transistor sensor.
- the double-gate thin film transistor sensor can be a transmissive image sensor 60.
- FIG. 9A is a schematic cross-sectional view illustrating the structure of a double-gate thin film transistor.
- the double-gate thin film transistor 600 includes a semiconductor layer 601, a source electrode 602, a drain electrode 603, a transparent insulating film 604, a top gate insulating film 605, a bottom gate insulating film 606, and an ohmic contact.
- Layers 607 and 608, an insulating substrate 609, a protective insulating film 610, a top gate electrode 611, and a bottom gate electrode 612 are provided.
- the semiconductor layer 601 includes amorphous silicon in which electron-hole pairs are generated when visible light is incident.
- the source electrode 602 and the drain electrode 603 are formed on the ohmic contact layers 607 and 608, respectively.
- the ohmic contact layers 607 and 608 are provided at both ends of the semiconductor layer 601, respectively.
- the top gate electrode 611 is formed above the semiconductor layer 601 with a transparent insulating film 604 interposed therebetween.
- the bottom gate electrode 612 is formed below the semiconductor layer 601 with a bottom gate insulating film 606 interposed therebetween.
- the protective insulating film 610 is provided on the top gate electrode 611.
- the top gate electrode 611, the top gate insulating film 605, the bottom gate insulating film 606, and the protective insulating film 610 are all formed of a material that has high transmittance with respect to visible light that excites the semiconductor layer 601.
- the bottom gate electrode 612 is formed of a material that blocks transmission of visible light.
- the double gate type thin film transistor 600 has a structure for detecting only the irradiation light incident from above the drawing. That is, the double-gate thin film transistor 600 includes an upper MOS (metal oxide semiconductor) transistor formed of the semiconductor layer 601, the source electrode 602, the drain electrode 603, and the top gate electrode 611 using the semiconductor layer 601 as a common channel region.
- MOS metal oxide semiconductor
- a structure in which two MOS transistors including a lower MOS transistor formed by a semiconductor layer 601, a source electrode 602, a drain electrode 603, and a bottom gate electrode 612 are combined is formed on an insulating substrate 609.
- the insulating substrate 609 is a transparent substrate such as a glass substrate or a film substrate.
- Such a double gate thin film transistor 600 is generally represented by an equivalent circuit as shown in FIG. 9B.
- TG is a top gate terminal
- BG is a bottom gate terminal
- S is a source terminal
- D is a drain terminal.
- the bottom gate electrode 612 may be formed of a material that blocks transmission of visible light.
- the image sensor has a line width that is difficult to visually recognize, specifically 300 ⁇ m or less, or if the aperture ratio configured by two-dimensionally arranging the double-gate thin film transistors 600 is 50% or more, It can be a transmissive image sensor.
- FIG. 9C is a schematic configuration diagram of a transmissive image sensor 60 configured by two-dimensionally arranging double-gate thin film transistors 600.
- the transmissive image sensor 60 is also called a photosensor set, and is roughly divided into a photosensor array 650, a top gate line 631, a bottom gate line 632, a top gate driver 620, and a bottom gate.
- a driver 621, a data line 633, and an output circuit unit 622 are provided.
- the photo sensor array 650 may be configured by arranging a large number of double-gate thin film transistors 600 in a matrix of n rows ⁇ m columns.
- one double-gate thin film transistor 600 forms one pixel.
- the plurality of top gate lines 631 connect the top gate terminals TG of the plurality of double-gate thin film transistors 600 in the row direction for each row.
- the plurality of bottom gate lines 632 connect the bottom gate terminals BG of the plurality of double-gate thin film transistors 600 in the row direction for each row.
- Each top gate line 631 is connected to a top gate driver 620.
- Each bottom gate line 632 is connected to a bottom gate driver 621.
- the plurality of data lines 633 connect the drain terminals D of the plurality of double-gate thin film transistors 600 in the column direction for each column.
- Each data line 633 is connected to the output circuit unit 622.
- a function as a photosensor is realized by applying a voltage from the top gate driver 620 to the top gate terminal TG, a voltage is applied from the bottom gate driver 621 to the bottom gate terminal BG, and the data line 633 is connected.
- the reading function is realized by taking the detection signal into the output circuit unit 622 and outputting it as serial data. That is, one double-gate thin film transistor 600 functions as a double-gate thin film transistor photosensor that constitutes each pixel in the image sensor.
- a double-gate thin film transistor allows a high-sensitivity and high S / N ratio photosensor to be mounted on a light-transmitting substrate such as glass with a simple pixel circuit, thereby realizing a high-performance, high-transmission transmissive image sensor 60.
- the double gate thin film transistor can be formed of amorphous silicon.
- FIG. 9C in FIG. 9A, the point light source is positioned on the insulating substrate 609 side, and the hologram 100 is positioned on the protective insulating film 610 (light receiving interface 61) side.
- the insulating substrate 609 is made of a transmissive substrate made of thin glass, a light transmissive resin film, or the like, whereby the overall thickness of the transmissive image sensor 60 can be reduced, as will be described later.
- a plurality of transmission type image sensors 60 can be stacked. Thereby, the internal configuration of the detection device 71 and the like can be simplified and the size can be reduced.
- FIGS. 10 to 12 are schematic diagrams showing the positional relationship in the XZ section between the detection device 71 and the hologram 100 when the point light source LS and the transmission image sensor 60 are used.
- a detection apparatus 71 shown in FIGS. 10 to 12 includes a point light source LS and a transmissive image sensor 60.
- FIG. 10 shows a case where the hologram 100 and the transmission image sensor 60 are provided so as to be positioned in parallel.
- FIG. 11 shows a case where the hologram 100 and the transmissive image sensor 60a are provided so as to be obliquely opposed at an angle ⁇ .
- FIG. 12 shows a case where the transmissive image sensors 60b, 60c and 60d are provided by being stacked in the Z-axis direction. Note that the point light source LS shown in FIGS. 10 to 12 corresponds to the point light source 4 shown in FIG. 18B.
- the transmissive image sensors 60a to 60d shown in FIGS. 11 to 12 have the same configuration as the transmissive image sensor 60 shown in FIG.
- the transmissive image sensors 60 and 60a and the transmissive image sensor group 62 correspond to the image sensor 5a shown in FIG. 18B.
- the detection device 71 can be downsized and simplified.
- an XY plan view based on the first information 46 reproduced from the hologram 100 located at the light receiving interface 61 on the side where the transparent gate electrode (top gate electrode 611) is provided in the transmissive image sensor 60 is shown. Can be obtained.
- the first information 46 corresponds to the first information 41 shown in FIG. Furthermore, since the Z position of the light receiving interface 61 can be changed by changing the distance between the hologram 100 and the transmissive image sensor 60, a plurality of XY plan views of different Z positions based on the first information 46 can be obtained. Become.
- the spatial information of the first information 46 can be acquired by sequentially changing the distance between the hologram 100 and the transmissive image sensor 60 using the detection device 71 in FIG. This distance can be shifted by a device that controls the position of the transmissive image sensor 60 inside the detection device 71.
- the spatial information can be a set having values associated with the coordinates of the three-dimensional space.
- Spatial information can be implemented as a hologram that reproduces reproduction points in space. Spatial information reproduced by the hologram changes depending on the illumination conditions and the like, and is three-dimensional information rather than two-dimensional information. Therefore, the spatial information cannot be copied from the two-dimensional captured image of the hologram. Therefore, the spatial information reproduced by the hologram cannot be copied by a copying machine like a QR code (registered trademark) by printing. For this reason, it is possible to prevent unauthorized use of the spatial information reproduced by the hologram.
- the transmissive image sensor 60a is provided at an angle ⁇ with respect to the hologram 100, the first information 46 corresponding to the light receiving interface 61a can be acquired.
- the spatial information of the first information 46 can be acquired simply by changing the X and Y positions of the hologram 100. Therefore, it is not necessary to provide an adjuster for the oversized image sensor 60 in the detection device 71, and the installation position of the detection device 71 can be fixed.
- the tilt angle ⁇ of the transmissive image sensor 60 a is greater than 0 degree and equal to or less than 90 degrees, and can be greater than 30 degrees and less than 90 degrees. If the inclination angle ⁇ is 30 degrees or more, the sine is 0.5 or more, so that information on the height corresponding to half of the length L of the transmissive image sensor 60a can be acquired. If the inclination angle ⁇ is 90 degrees, height information corresponding to the length L of the transmissive image sensor 60a can be acquired. Note that the spatial information of the first information 46 can be acquired by sequentially changing the XY position of the detection device 71 or by sequentially changing the XY position of the hologram 100 using the detection device 71 in FIG.
- a transmissive image sensor group 62 in which transmissive image sensors 60b, 60c, and 60d are stacked is provided in the detection device 71. Thereby, the spatial information of the first information 46 can be acquired at once.
- three transmissive image sensors are stacked, but a transmissive image sensor group 62 provided with at least two may be used.
- FIG. 13 is a hardware block diagram illustrating a configuration example of the detection devices 70 and 71 of the present embodiment as the detection device 700.
- the detection device 700 corresponds to the detection devices 2 and 2a shown in FIGS. 18A and 18B.
- the detection apparatus 700 can include a sensor unit 702, a light source unit 703, a control unit 701, and an operation unit 710. These sensor unit 702, light source unit 703, control unit 701, and operation unit 710 can be connected by a bus 713.
- the bus 713 can transfer various data by electrically connecting various functional parts.
- the sensor unit 702 optically reads the first information 41, 46 and 81 (FIG. 15) and the third information 85 (FIG. 15) reproduced from the hologram 100 or the like, and converts them into an electrical signal.
- the sensor unit 702 corresponds to the image sensors 5 and 5a illustrated in FIGS. 18A and 18B.
- the light source unit 703 is used when reading optical information using the sensor unit 702.
- the light source unit 703 corresponds to the point light source 4 shown in FIGS. 18A and 18B.
- the control unit 701 controls the detection device 700.
- the control unit 701 can include a main control unit 705 including a CPU (Central Processing Unit), a power supply unit 711, a communication unit 714, and a storage unit 708.
- a main control unit 705 including a CPU (Central Processing Unit), a power supply unit 711, a communication unit 714, and a storage unit 708.
- the storage unit 708 may be provided with a ROM (Read Only Memory) 706, a RAM (Random Access Memory) 707, or both.
- the ROM 706 is a nonvolatile memory and can store basic information such as programs.
- the RAM 707 is a volatile memory, and is a work memory that the main control unit 705 reads and executes programs and data.
- Various information such as data acquired from the sensor unit 702 and data subjected to predetermined conversion processing. Can be stored.
- data processed by an external terminal is stored as necessary.
- the RAM 707 may be a flash memory or an externally attachable memory medium.
- the operation unit 710 can receive an operation instruction.
- the operation unit 710 can be a touch panel.
- the operation unit 710 can display information or input data.
- FIG. 14A explains authentic verification with reproduction information at the time of manufacturing the hologram 110
- FIG. 14B shows reproduction information of the hologram 120 that is attached to the medium 300 after the hologram 120 is attached to the medium 300.
- Explains the authentic verification in Hologram 110 and hologram 120 have the same configuration as hologram 100 and correspond to hologram 3 shown in FIGS. 18A and 18B.
- a detection device 70 for detecting and inspecting reproduction information of the hologram 110 when the carrier film 200 including the hologram 110 is being transported at the time of manufacture.
- the detection device 70 incorporates a point light source LS and an image sensor 50. Light from the point light source LS is irradiated onto the hologram 110, and reproduction information of the hologram 110 can be acquired by the image sensor 50 or the transmission image sensor 60.
- FIG. 14B shows acquisition of reproduction information in the hologram 120 by using the detection device 71 for the display medium in which the hologram 120 is attached to the medium 300.
- FIG. In the detection device 71, a point light source LS and a transmissive image sensor 60 are coaxially incorporated.
- the reproduction information of the holograms 110 and 120 can be acquired via the detection devices 70 and 71 with respect to the display medium during or after manufacture.
- the acquired reproduction information and the optical phase modulation structure 25 constituting the holograms 110 and 120 are calculated. It is possible to determine whether the holograms 110 and 120 are correctly manufactured by comparing the design information corresponding to the fourth information used in the process.
- both the first information 41 reproduced before the interface 20a of the holograms 110 and 120 and the second information 43 reproduced at the back of the interface 20a are displayed.
- the detection devices 70 and 71 are used, only the first information 41 or a part of the first information 41 can be acquired. Thereby, the information obtained visually can be different from the information obtained by the detection devices 70 and 71. Therefore, in order to forge the holograms 110 and 120, it is necessary to manufacture a hologram that reproduces both information obtained by visual observation and information obtained by the detection device. Since it is difficult to manufacture such a hologram, the forgery resistance of the holograms 110 and 120 can be increased.
- FIG. 15 shows the first information 81 and the third information 85 in the positive direction in the Z-axis direction from the interface 20a of the hologram 130 and the second information in the negative direction when the reference light is irradiated from above in the Z-axis direction.
- a hologram for reproducing 83 is described.
- the hologram 130 has the same configuration as the hologram 100 and corresponds to the hologram 3 described with reference to FIGS. 18A and 18B.
- the first information 81 corresponds to the first information 41 and the first information 46
- the second information 83 corresponds to the second information 43.
- the reproduction point 80 constituting the first information 81 is located along the curve 90a
- the reproduction point 82 constituting the second information 83 is located along the curve 90b
- the reproduction point 84 constituting the third information 85 is located along the straight line 90c.
- Each information can be reproduced.
- the curves 90a, 90b and the straight line 90c are not limited to curved surfaces or planes, but may be surface shapes capable of showing the first information 81, the second information 83, and the third information 85, respectively.
- the reproduction point 80 constituting the first information 81 and the reproduction point 84 constituting the third information 85 have substantially the same position on the XY plane of the reproduction points 80 and 84 (horizontal positions overlap).
- the distance in the Z-axis direction can be within 5 mm, further within 1 mm.
- the 3rd information 85 can be confused with the 1st information 81 at the time of visual observation of hologram 130, and it can camouflage.
- the plurality of reproduction points 84 constituting the third information 85 may be reproduced at random.
- the information 81 may be reproduced substantially at the same XY plane position of the reproduction point 80 constituting the information 81. Also by this, the 3rd information 85 at the time of visually observing the hologram 130 can be confused with the 1st information 81, and it can camouflage.
- the first information 81 and the third information 85 are simultaneously acquired by the detecting devices 70 and 71, and the third camouflaged at the time of visual observation is obtained. It is possible to perform authentic verification using the information 85 as a key.
- the authenticity of the hologram 130 can be verified by collating the third information 85 and the first information 81.
- the third information 85 can be generated based on the first information 81.
- the third information 85 can be generated based on the first information 81 using a secret key.
- the third information 85 and the first information 81 can be collated using a secret key and a public key pair.
- the secret key can be determined from the public key in a realistic time.
- the third information 85 may be generated using a hash function based on the first information 81.
- the design information corresponding to the fourth information used when calculating the optical phase modulation structure 25 included in the hologram 130 and the information acquired by the detection devices 70 and 71 can be compared and analyzed. The authenticity of the hologram 130 can be determined.
- the image reproduced by the optical phase modulation structure 25 formed on the interface 21 is obtained as a third information 85 on the point light source side curve 90a (two-dimensional curve) on the basis of the interface 20 (or the interface 20a).
- the cross section it is reproduced on a plane (second surface) along the interface 20.
- the first surface and the second surface are different from each other.
- the first surface and the third surface are also different from each other but close to each other.
- the first information 81 is a part of an image reproduced by the optical phase modulation structure 25 and can be recorded as a reproduction point 80.
- Each reproduction point 80 can be recorded as point information, and the first information 81 (a part of an image reproduced by the optical phase modulation structure 25) can be recorded as a plurality of point information.
- the second information 83 is a part of an image reproduced by the optical phase modulation structure 25 and can be recorded as a reproduction point 82.
- Each reproduction point 82 can be recorded as point information, and the second information 83 (a part of an image reproduced by the optical phase modulation structure 25) can be recorded as a plurality of point information.
- the third information 85 is a part of an image reproduced by the optical phase modulation structure 25 and can be recorded as a reproduction point 82.
- Each reproduction point 82 can be recorded as point information, and the third information 85 (a part of an image reproduced by the optical phase modulation structure 25) can be recorded as a plurality of point information.
- each reproduction point 80 which is each point information can be reproduced at a predetermined distance from the interface 20 (or the interface 20a).
- each reproduction point 82 which is each point information can be reproduced at a predetermined distance from the interface 20 (or the interface 20a).
- each reproduction point 84 which is each point information can be reproduced at a predetermined distance from the interface 20 (or the interface 20a).
- the reproduction point 80 that constitutes the first information 81 and the reproduction point 84 that constitutes the third information 85 have substantially the same position on the XY plane (the horizontal positions overlap).
- horizontal positions based on a part of the interface 20 (or the interface 20a) can be overlapped.
- FIG. 16A is a photograph when the reference light is irradiated from the point light source to the hologram 100 of the present embodiment, and describes an appearance image at the time of visual observation.
- the hologram 100 can reproduce a star pattern as an example of the first information 41 and can reproduce a moon pattern as an example of the second information 43.
- a hologram 100 as shown in FIG. 16A can be manufactured as follows. First, drawing data of the optical phase modulation structure 25 is calculated using a computer so that a star pattern is reproduced as the first information 41 and a moon pattern is reproduced as the second information 43 from the hologram 100, and obtained from the calculation result. Using the drawing data, the mold of the optical phase modulation structure 25 is drawn on the resist plate by the electron beam drawing method and formed on the glass substrate. Thereafter, a metal plate is obtained from the glass substrate by electroforming.
- the formed metal plate is embossed on a pre-molded film in which a resin is coated on a carrier film, and a molded film having an optical phase modulation structure 25 is produced. Thereafter, the hologram 100 can be obtained by depositing a reflective layer.
- a point light source LS and a transmission image sensor 60 are provided coaxially in the Z-axis direction on the upper surface of the hologram 100 thus manufactured, and the hologram 100 and the transmission image sensor 60 are brought into close contact with each other. Thereafter, the distance between the hologram 100 and the transmission image sensor 60 is changed to 0, 2, 4, 6, 8, and 10 mm, and the first information 41 reproduced by the hologram 100 is acquired via the transmission image sensor 60.
- FIG. 16B shows image information acquired from the transmissive image sensor 60 by changing the distance between the hologram 100 and the transmissive image sensor 60.
- the star pattern which is the first information 41 observed in FIG. 16A, can be acquired by the transmissive image sensor 60.
- the month pattern as the second information 43 is not acquired.
- the star pattern as the first information 41 can be acquired without being blurred.
- This 6 mm is equivalent to the position of the reproduction information of the star pattern corresponding to the first information 41 when the optical phase modulation structure 25 that actually constitutes the hologram 100 is calculated, and it can be seen that the hologram 100 is manufactured correctly.
- ⁇ Detection set> The detection set will be described with reference to FIGS. 17A to 17D.
- FIG. 17A shows a star-shaped stereoscopic image corresponding to the first information 41, 81 or the third information 85 when the point light source is irradiated on the hologram 120 at a position away from the outermost surface of the hologram 120 by a distance D. The case where it is being played is explained.
- FIGS. 17B to 17D illustrate the case where the hologram 120 is attached to the medium 300.
- FIG. 17B illustrates a case where the transmissive image sensor 60 in the detection device 71 is installed substantially parallel to the medium 300 and the hologram 120, and a part of the star-shaped stereoscopic image is captured by the transmissive image sensor 60. The case where it acquires with the light reception interface 61 is demonstrated.
- the transmissive image sensor 60 since the transmissive image sensor 60 is positioned in a direction orthogonal to the medium 300, information at a portion where the light receiving interface 61 of the transmissive image sensor 60 intersects with the star-shaped stereoscopic image can be acquired.
- the elevation angle and the azimuth angle of the transmissive image sensor 60 become specific values, so that the light receiving interface 61 of the transmissive image sensor 60 and the star-shaped 3D image intersect in the same manner as described above. Information can be acquired.
- the fourth information used in designing the first information 41, 81 or the third information 85 can be used.
- the fourth information information corresponding to the azimuth angle and the elevation angle of the transmissive image sensor 60 illustrated in FIGS. 17C and 17D can be estimated. It is possible to determine whether the hologram 120 and the medium 300 are authentic by collating the estimated information with the information actually obtained by the transmission image sensor 60.
- the detection device 71 when verifying the hologram 120 and the medium 300 using the detection device 71, it is possible to change either or both of the elevation angle and the azimuth angle of the transmission image sensor 60 inside the detection device 71 at the time of verification. Can be used as a key, so the information to be verified can be further complicated.
- the detection device 70 and the detection device 71 shown in FIG. 14 and the like include a transmission image sensor 60 (image sensor of the present invention) capable of measuring light intensity and a point light source LS, and are reproduced on the hologram 100 or the like.
- the transmission information sensor 60 can detect the first information 41, the third information 85 reproduced in the holograms 120, 130, and the like.
- the transmissive image sensor 60 can be a one-dimensional image sensor or a two-dimensional image sensor. A double-gate image sensor having a pixel composed of a double-gate transistor photosensor can be obtained.
- the transmissive image sensor 60 includes a top gate electrode 611 (light transmissive gate electrode) and a bottom gate electrode 612 (light non-transmissive) on an insulating substrate 609 (light transmissive substrate).
- a top gate electrode 611 (light transmissive gate electrode) are arranged in order, and a top gate insulating film 605 and a transparent insulating film 604 (insulating film), a semiconductor layer 601 (semiconductor film), and a bottom gate insulating film are formed on the back surface thereof.
- 606 (insulating film) and a bottom gate electrode 612 (light non-transparent gate electrode) are sequentially arranged.
- the insulating substrate 609 (light-transmitting substrate) is an insulating substrate formed of thin glass or the like.
- the insulating substrate 609 (light transmissive substrate) is an insulating substrate formed of a light transmissive resin film.
- the transmissive image sensor having the optical axis direction of the point light source LS and pixels composed of double-gate thin film transistor photosensors.
- the normal direction of 60 (two-dimensional image sensor) is located on the same axis.
- transmissive image sensors 60 two-dimensional image sensors each having a pixel composed of a double gate type thin film transistor photosensor are stacked. Has been.
- 14A and 14B and the like includes a transmission image sensor 60 (two-dimensional image sensor) and a point light source LS, and the first information 81 or the first information reproduced in the hologram 130 or the like shown in FIG.
- the position in the normal direction of the two-dimensional image sensor in the point information is acquired by detecting the light intensity of the point information for reproducing the three information 85 by the transmission image sensor 60 (image sensor).
- the hologram authenticity verification method of the present embodiment described with reference to FIGS. 14A and 14B and the like includes a transmissive image sensor 60 (image sensor) capable of measuring light intensity and a point light source LS.
- a transmissive image sensor 60 which is a detection device 70 or 71, includes a one-dimensional image sensor or a two-dimensional image sensor having pixels composed of a double-gate transistor photosensor, and the hologram 130 shown in FIG.
- the fourth information used when designing the optical phase modulation structure 25 for reproducing 81 and the detection device 70 or 71 The first information 81 and by going through a step of comparing the acquired Ri, the first information 81 to determine authenticity or not.
- Information detected by the image sensor is a part of information recorded as the hologram 130. For this reason, it is difficult to obtain information for reconstructing the hologram 130 from the detected information. On the other hand, it is easy to generate information detected by the image sensor from information recorded in the hologram 130.
- a person who has information recorded in the hologram 130 generates information detected by the image sensor, and collates the generated information with the information actually detected by the image sensor. It is possible to verify whether the detected information is authentic. Therefore, it is possible to prevent the hologram 130 from being forged from the detected information. Further, the reproduction points of such a hologram 130 can be arranged in 3D. This makes it more difficult to reconstruct the detected information from the information of the hologram 130.
- the detection device 70 or 71 includes the image sensor 50 capable of measuring the intensity and the point light source LS. .
- the image sensor can be a transmissive image sensor 60.
- the transmissive image sensor 60 can be a one-dimensional image sensor or a two-dimensional image sensor having pixels composed of double-gate transistor photosensors.
- FIG. 15 by using the detection device 70 or 71 that detects the third information 85 reproduced by the hologram 130 with the transmission image sensor 50, through the process of verifying the authenticity of the third information 85, The hologram 130 can be authenticated.
- the detection device 70 or 71 including the transmission image sensor 50 capable of measuring the intensity and the point light source LS. can be used.
- the image sensor can be a transmissive image sensor 60.
- the transmissive image sensor 60 can be a one-dimensional image sensor or a two-dimensional image sensor having pixels composed of double-gate transistor photosensors.
- information obtained during visual observation by a person can be different from information obtained by a reading device such as a detection device. Therefore, it can be applied as an optical effect for anti-counterfeiting, a detection device, and a genuine verification method. It can be applied to the value contained in articles such as securities, certificates, branded products, high-priced products, electronic devices, and personal authentication media. It can be used as a hologram to protect information.
- a machine authentication set using a reading device having a photographing function such as a camera, a mobile phone, or a smartphone can be obtained.
- the detection apparatus of the present invention can be downsized, it can be applied not only as a genuine verification detection apparatus but also for quality control at the time of hologram production.
- the present invention can be applied to other than forgery prevention described above.
- the present invention can be applied to toys, learning materials, product decorations, posters, and the like.
- the phase information of light in a space calculated in advance by a computer is recorded, for example, a hologram applied to a hologram, and a detection device for acquiring spatial information obtained from the phase information of light,
- This is a method for determining the authenticity of these holograms.
- reproduction information from a conventional hologram or a computer-generated hologram is acquired by combining a light source and a sensor sensitive to light, and it is easy to acquire three-dimensional spatial distribution information of the reproduction information.
- the hologram, the detection device, and the authenticity verification method of the hologram That is, according to the above embodiment, the three-dimensional spatial distribution information of the reproduction information from the hologram can be easily acquired.
- a physical entity can refer to a physical form or a spatial form surrounded by a substance.
- a physical entity can be a structure.
- the structure may have a specific function.
- a combination of structures having specific functions can exhibit a synergistic effect by a combination of functions of the structures.
- transmission type image sensor 61, 61a, 61b, 61c, 61d ... light receiving interface, 62 ... transmission Type image sensor group 2, 2a, 70, 71 ... detection device 3, 100, 110, 120, 130 ... hologram, 200 ... carrier film (base material), 300 ... medium (base material), 4, LS ... point light , 601 ... Semiconductor layer (semiconductor film), 604 ... Transparent insulating film (insulating film), 605 ... Top gate insulating film (insulating film), 606 ... Bottom gate insulating film (insulating film), 609 ... Insulating substrate (light transmission) ,... 611... Top gate electrode (light transmissive gate electrode), 612... Bottom gate electrode (light non-transmissive gate electrode)
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Abstract
積層された形成層と反射層とを備え、前記形成層が、前記反射層と接する第1界面に光位相変調構造を有し、点光源から照射された参照光が前記形成層の前記第1界面と異なる第2界面から入射された場合に、前記光位相変調構造によって再生される像の全部または一部が、空間情報として、前記第2界面を基準として前記点光源側に形成されるホログラムである。
Description
本開示は、ホログラム、検出装置、およびホログラムの真正の検証方法に関する。
本願は、2018年2月8日に日本に出願された特願2018-021399号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2018年2月8日に日本に出願された特願2018-021399号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
既存のホログラム技術は、レーザーなどのコヒーレンス長さを有する光源を用い、参照光と物体光とを干渉させ、その干渉縞を光反応性のフォトポリマー等に記録することで、物体光が持つ光の位相情報や強度情報を記録する。記録されたフォトポリマーに参照光を入射させることで、物体光を再生することが可能である。
また、計算機によって計算された光の干渉に基づいて構造制御された光学フィルムなどがあり、計算機合成ホログラムなどと呼ばれている。この計算機合成ホログラムにおいても、物体光の再生が可能である。
特に計算機合成ホログラムについては、特許文献1において、既に参照光と物体光の、光の干渉波の強度を計算機により計算し、干渉縞を作製することが開示されている。
また、そうしたホログラムを実際に作成し、表示ディスプレイとして用いる用途(特許文献2)や、ホログラムからの再生情報を読取り、真正の検証を行うという用途(特許文献3)が開示されている。
前述のように、ホログラムからの再生情報を目視、あるいは読取装置等を介することで、真正の検証を行う方法は開示されている。しかし、ホログラムに対し読取装置を介して真正の検証を行う場合、真正品が有する再生情報をあらかじめ目視にて確認した後に、再生情報を模倣し、読取装置にて読み取らせることが可能となるため、この方法では真正の検証があいまいとなる場合がある。
またさらに、ホログラムからの再生情報における3次元的な空間情報は目視にて確認できる。しかし、読取装置などでは再生情報の2次元的な情報は取得できるが、3次元的な空間情報を一括で取得することは難しい。
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、再生情報の3次元的な空間分布情報を容易に取得できるようにしたホログラム、検出装置、およびホログラムの真偽判定方法を提供する。
本開示の第1態様は、ホログラムであって、積層された形成層と反射層とを備え、前記形成層が、前記反射層と接する第1界面に光位相変調構造を有し、点光源から照射された参照光が前記形成層の前記第1界面と異なる第2界面から入射された場合に、前記光位相変調構造によって再生される像の全部または一部が、第1情報として、前記第2界面を基準として前記点光源側に再生される。
これにより、後に説明する検出装置において、第1情報における情報の一部を取得することが可能となり、さらにその3次元空間分布情報を取得することが可能となる。
本開示の第2態様は、上記第1態様のホログラムにおいて、前記点光源から照射された前記参照光が前記第2界面から入射された場合に、前記光位相変調構造によって再生される前記像の一部が、第2情報として、前記第2界面を基準として前記点光源の反対側に再生される。
これにより、ホログラムに複数の情報を付与することが可能となる。また、ホログラムを目視観察時に得られる情報と、後に説明する検出装置にて得られる情報とを切り分けやすくすることが可能となる。
これにより、ホログラムに複数の情報を付与することが可能となる。また、ホログラムを目視観察時に得られる情報と、後に説明する検出装置にて得られる情報とを切り分けやすくすることが可能となる。
本開示の第3態様は、上記第1または第2態様のホログラムにおいて、前記第1情報が前記第2界面の前記点光源側に位置する第1面上に再生され、前記点光源から照射された前記参照光が前記第2界面から入射された場合に、前記光位相変調構造によって再生される前記像の一部が、第3情報として、前記第2界面を基準として前記点光源側に、かつ、前記第1面と異なり、前記第1面に近接する第2面上に再生される。
これにより、ホログラムに複数の情報を付与することが可能となる。また、ホログラムを目視観察時に得られる情報と、後に説明する検出装置にて得られる情報とを切り分けやすくすることが可能となる。
これにより、ホログラムに複数の情報を付与することが可能となる。また、ホログラムを目視観察時に得られる情報と、後に説明する検出装置にて得られる情報とを切り分けやすくすることが可能となる。
本開示の第4態様は、上記第1または第2態様のホログラムにおいて、前記光位相変調構造によって再生される前記像が、それぞれが点状の像である複数の点情報から再生され、前記各点情報が、前記第2界面から予め決められた距離に位置するよう再生されている。
本開示の第5態様は、上記第3態様のホログラムにおいて、前記光位相変調構造によって再生される前記像が、それぞれが点状の像である複数の点情報から再生され、前記各点情報が、前記第2界面から予め決められた距離に位置するよう再生されている。
これにより、ホログラムの目視観察時において、第1情報および第2情報、第3情報に立体感を付与させることができると共に、後に説明する検出装置にて得られる情報を切り分けやすくできる。
本開示の第5態様は、上記第3態様のホログラムにおいて、前記光位相変調構造によって再生される前記像が、それぞれが点状の像である複数の点情報から再生され、前記各点情報が、前記第2界面から予め決められた距離に位置するよう再生されている。
これにより、ホログラムの目視観察時において、第1情報および第2情報、第3情報に立体感を付与させることができると共に、後に説明する検出装置にて得られる情報を切り分けやすくできる。
本開示の第6態様は、上記第5態様のホログラムにおいて、前記第1情報を再生する複数の前記点情報の全部または一部の前記第2界面を基準とする水平方向の位置と、前記第3情報を再生する複数の前記点情報の全部または一部の前記第2界面を基準とする水平方向の位置が重なっている。
これにより、第3情報が第1情報にカモフラージュされ、ホログラムの目視観察時に第1情報のみを観察することができる。一方、後に説明する検出装置においては、第1情報、第3情報をそれぞれ取得できる。このため、ホログラムの目視観察時に得られる情報と、検出装置を介して得られる情報とを異なるものとできる。
これにより、第3情報が第1情報にカモフラージュされ、ホログラムの目視観察時に第1情報のみを観察することができる。一方、後に説明する検出装置においては、第1情報、第3情報をそれぞれ取得できる。このため、ホログラムの目視観察時に得られる情報と、検出装置を介して得られる情報とを異なるものとできる。
本開示の第7態様は、検出装置であって、光強度を測定可能なイメージセンサと、前記点光源とを備え、前記イメージセンサが、フォトセンサからなる画素を有する、1次元イメージセンサまたは2次元イメージセンサを有し、第1~第6態様のいずれか1態様に記載のホログラムにおいて再生される前記第1情報を検出する。
本開示の第8態様は、検出装置であって、光強度を測定可能なイメージセンサと、前記点光源とを備え、前記イメージセンサが、ダブルゲート型トランジスタフォトセンサからなる画素を有する1次元イメージセンサまたは2次元イメージセンサを有し、第1~第6態様のいずれか1態様に記載のホログラムにおいて再生される前記第1情報を、前記イメージセンサにて検出する。
これにより、上述のホログラムが有する第1情報あるいは第3情報を1次元イメージセンサまたは2次元イメージセンサを介して取得、検出できる。
本開示の第8態様は、検出装置であって、光強度を測定可能なイメージセンサと、前記点光源とを備え、前記イメージセンサが、ダブルゲート型トランジスタフォトセンサからなる画素を有する1次元イメージセンサまたは2次元イメージセンサを有し、第1~第6態様のいずれか1態様に記載のホログラムにおいて再生される前記第1情報を、前記イメージセンサにて検出する。
これにより、上述のホログラムが有する第1情報あるいは第3情報を1次元イメージセンサまたは2次元イメージセンサを介して取得、検出できる。
本開示の第9態様は、上記第7または第8態様の検出装置であって、前記イメージセンサが、光透過性基板上に光透過性ゲート電極と光非透過性ゲート電極を有するダブルゲート型薄膜トランジスタフォトセンサからなる前記画素を有する前記2次元イメージセンサであり、前記画素は、前記ホログラムと対向する前記イメージセンサの前面に前記光透過性ゲート電極を配置し、前記イメージセンサの背面に、絶縁膜、半導体膜、絶縁膜、前記光非透過性ゲート電極を順に配置して構成される。
この構成によれば、参照光光源、センサ、ホログラムの順に同軸配置した小型の検出装置が可能となる。
この構成によれば、参照光光源、センサ、ホログラムの順に同軸配置した小型の検出装置が可能となる。
本開示の第10態様は、上記第9態様の検出装置において、前記光透過性基板が、薄板ガラスで形成された絶縁基板である。
これにより、検出装置をより小型化できると共に、後に説明するようにイメージセンサを積層させることできる。
これにより、検出装置をより小型化できると共に、後に説明するようにイメージセンサを積層させることできる。
本開示の第11態様は、上記第9態様の検出装置において、前記光透過性基板が、光透過性の樹脂フィルムで形成された絶縁基板である。
これにより、検出装置をより小型化できると共に、後に説明するようにイメージセンサを積層させることができる。
これにより、検出装置をより小型化できると共に、後に説明するようにイメージセンサを積層させることができる。
本開示の第12態様は、上記第9~第11態様の検出装置において、前記点光源による光軸方向と、前記ダブルゲート型薄膜トランジスタフォトセンサからなる前記画素を有する前記2次元イメージセンサの法線方向とが、同軸上に位置している。
この構成によれば、参照光を照射する点光源、2次元イメージセンサ、およびホログラムをこの順に同軸配置することで、検出装置を容易に小型化できる。
この構成によれば、参照光を照射する点光源、2次元イメージセンサ、およびホログラムをこの順に同軸配置することで、検出装置を容易に小型化できる。
本開示の第13態様は、上記第9~第12態様の検出装置において、前記2次元イメージセンサが、2つ以上積層されている。
これにより、ホログラムから得られる第1情報および第3情報における空間情報を1回の測定にて、より正確に取得することできる。
これにより、ホログラムから得られる第1情報および第3情報における空間情報を1回の測定にて、より正確に取得することできる。
本開示の第14態様は、検出装置であって、光強度を測定可能なイメージセンサと、前記点光源とを備え、前記イメージセンサが、ダブルゲート型トランジスタフォトセンサからなる画素を有する2次元イメージセンサを有し、前記イメージセンサは、第5または第6態様のホログラムにおいて再生される前記第1情報または前記第3情報を再生する前記点情報の光強度を、前記イメージセンサにて検出することで、前記点情報における前記2次元イメージセンサの法線方向の位置を取得する検出装置である。
これにより、第1情報が有する情報とその法線方向の各位置における空間分布情報とが検出装置にて取得することができ、後に説明するようなホログラムの真正の検証方法へ適用できる。
これにより、第1情報が有する情報とその法線方向の各位置における空間分布情報とが検出装置にて取得することができ、後に説明するようなホログラムの真正の検証方法へ適用できる。
本開示の第15態様は、ホログラムの真正の検証方法であって、光強度を測定可能なイメージセンサと、前記点光源とを備えた検出装置であって、前記イメージセンサが、ダブルゲート型トランジスタフォトセンサからなる画素を有する1次元イメージセンサまたは2次元イメージセンサからなり、第4~第6態様のいずれか一態様のホログラムにおいて再生される前記第1情報を、前記イメージセンサにて検出する検出装置を用い、前記第1情報における、前記点情報の位置情報を取得し、前記第1情報を再生する前記位相変調構造を設計する際に用いる第4情報と、前記検出装置により取得した前記第1情報とを比較し、前記第1情報が正しいか否かを判断する。
これにより、検出装置を用いてホログラムが設計通りに再生されているのかを評価でき、加えて真正の検証などへ適用できる。
これにより、検出装置を用いてホログラムが設計通りに再生されているのかを評価でき、加えて真正の検証などへ適用できる。
本開示の第16態様は、ホログラムの真正の検証方法であって、第8態様の検出装置を用い、第3、第5または第6態様のホログラムから再生される前記第3情報を取得し、前記第3情報の真偽を判別して前記ホログラムの真偽を判断する。
これにより、検出装置をホログラムの真正の検証へ適用できる。
これにより、検出装置をホログラムの真正の検証へ適用できる。
本開示の第17態様は、ホログラムの真正の検証方法であって、第8態様の検出装置を用い、前記イメージセンサの仰俯角または方位角のいずれか一方または両方が特定の角度に移動し、第3、第5または第6態様のホログラムから再生される前記第1情報または前記第3情報を前記イメージセンサにて取得し、前記仰俯角または方位角の情報から、前記第1情報を再生する前記位相変調構造を設計する際に用いる第4情報により、前記イメージセンサにて得られる予測情報を算出し、前記イメージセンサにて得た前記第1情報または前記第3情報と前記予測情報とを比較し、前記イメージセンサにて得られた情報の真偽を判別し、前記ホログラムの真偽を判断する。
これにより、検出装置を用いてホログラムの真正の検証へ適用できる。
これにより、検出装置を用いてホログラムの真正の検証へ適用できる。
上記本発明の態様によれば、ホログラムからの再生情報の3次元的な空間分布情報を容易に取得することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一または類似した機能を発揮する構成要素には全て同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、本開示の実施形態は、背景からの独自の単一の発明を元とする一群の実施形態である。また、本開示の各側面は、単一の発明を元とした一群の実施形態の側面である。本開示の各構成は、本開示の各側面を有しうる。本開示の各特徴(feature)は組合せ可能であり、各構成をなせる。したがって、本開示の各特徴(feature)、本開示の各構成、本開示の各側面、本開示の各実施形態は、組合せることが可能であり、その組合せは相乗的機能を有し、相乗的な効果を発揮しうる。
まず、図18Aおよび図18Bを参照して、本発明の一実施形態に係る検出セットの基本的な構成について説明する。図18Aおよび図18Bは、本発明の一実施形態に係る検出セットの基本的構成を説明する図である。
図18Aに示す検出セット1は、検出装置2とホログラム3から構成されている。検出装置2は、点光源4とイメージセンサ5を備える。点光源4から照射された参照光6をホログラム3に対して入射し、イメージセンサ5はホログラム3が再生した像の光7を受光して電気信号に変換して出力する。一方、図18Bに示す検出セット1aは、検出装置2aとホログラム3から構成されている。検出装置2aは、点光源4とイメージセンサ5aを備える。点光源4から照射された参照光6は、イメージセンサ5aを透過し、ホログラム3に対して入射される。そして、イメージセンサ5aはホログラム3が再生した像の光7を受光して電気信号に変換して出力する。本開示の実施形態に係る検出セット1または検出セット1aとして、以上のような構成とできる。以下、ホログラム3と、イメージセンサ5またはイメージセンサ5aと、検出装置2または検出装置2aについて示す。
図18Aに示す検出セット1は、検出装置2とホログラム3から構成されている。検出装置2は、点光源4とイメージセンサ5を備える。点光源4から照射された参照光6をホログラム3に対して入射し、イメージセンサ5はホログラム3が再生した像の光7を受光して電気信号に変換して出力する。一方、図18Bに示す検出セット1aは、検出装置2aとホログラム3から構成されている。検出装置2aは、点光源4とイメージセンサ5aを備える。点光源4から照射された参照光6は、イメージセンサ5aを透過し、ホログラム3に対して入射される。そして、イメージセンサ5aはホログラム3が再生した像の光7を受光して電気信号に変換して出力する。本開示の実施形態に係る検出セット1または検出セット1aとして、以上のような構成とできる。以下、ホログラム3と、イメージセンサ5またはイメージセンサ5aと、検出装置2または検出装置2aについて示す。
<ホログラムの構成>
図1および図2は、本発明の一態様に係るホログラムの断面構造の実例の部分断面図を説明している。図1および図2に示すホログラム100は、図18Aおよび図18Bに示すホログラム3に対応する。図1に示すように、本発明の一実施形態に係るホログラム100は、形成層10と反射層11を備えることができる。反射層11は、形成層10を覆うことができる。また、光位相変調構造25を形成層10と反射層11の界面21に形成することができる。また、図2に示す本発明の一実施形態に係るホログラム100は、図1のようにホログラム100において、反射層11にさらに接着層12を形成できる。すなわち、図1および図2に示すホログラム100は、積層された形成層10と反射層11とを備えるホログラムとできる。また、形成層10が、反射層11と接する界面21(第1界面)に光位相変調構造25を有することができる。ここで、界面21は、形成層10と反射層11の境界面である。また、形成層10は、光位相変調構造25を形成する層とできる。形成層10は、構造形成層としてもよい。
図1および図2は、本発明の一態様に係るホログラムの断面構造の実例の部分断面図を説明している。図1および図2に示すホログラム100は、図18Aおよび図18Bに示すホログラム3に対応する。図1に示すように、本発明の一実施形態に係るホログラム100は、形成層10と反射層11を備えることができる。反射層11は、形成層10を覆うことができる。また、光位相変調構造25を形成層10と反射層11の界面21に形成することができる。また、図2に示す本発明の一実施形態に係るホログラム100は、図1のようにホログラム100において、反射層11にさらに接着層12を形成できる。すなわち、図1および図2に示すホログラム100は、積層された形成層10と反射層11とを備えるホログラムとできる。また、形成層10が、反射層11と接する界面21(第1界面)に光位相変調構造25を有することができる。ここで、界面21は、形成層10と反射層11の境界面である。また、形成層10は、光位相変調構造25を形成する層とできる。形成層10は、構造形成層としてもよい。
形成層10の形成材料は、透光性のポリマーとできる。透光性のポリマーは、熱可塑樹脂、熱架橋樹脂、紫外線架橋樹脂、熱過疎紫外線架橋樹脂とできる。ポリマーの種類は、ウレタン変性アクリル樹脂、エポキシ変性アクリル樹脂などのアクリル樹脂、および、エポキシ樹脂とできる。また、形成層10の形成材料は、石英や酸化チタン、フッ化マグネシウムなどの光を透過する無機材料であってもよい。
また、形成層10の形成材料がポリマーであるとき、基板へ形成材料を塗布することで形成層10を形成できる。基板へ形成材料を塗布は、グラビアコート、ダイコート、リップコート、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティングとできる。あるいは、グラビア印刷やスクリーン印刷などの印刷技術により形成層10を形成してもよい。さらに、パリレンのように蒸着により形成できる有機材料であれば、蒸着で、形成層10を形成してもよい。
また、形成層10の形成材料が無機材料であるとき、基板への形成材料コーティング手法は、真空蒸着法、スパッタ法、原子層堆積法などのドライコーティング、あるいは、ゾルゲル法などのウェットコーティングを適用できる。
界面21に形成される光位相変調構造25は、ホログラムとできる。ホログラムは、その表面に凹凸構造を有したレリーフホログラムとできる。光位相変調構造25には、複数の単位ブロックが配置してもよい。単位ブロックは、立方体状の凸または凹である。そして、単位ブロック120の位置に対応して、各再生点220からの光の位相を計算し、その位相に基づいて計算される位相角が、対応する単位ブロックに記録できる。単位ブロックは、光の波長の半分以下で配置できる。単位ブロックの配置間隔は、10nm以上、400nmとすることができる。また単位ブロックの一辺の長さは、光の波長の半分以下とできる。単位ブロックの一辺の長さは、10nm以上、400nmとすることができる。また、単位ブロックの高さ(深さ)は、反射で利用される光位相変調構造25では、媒体中の光波長の1/2程度とできる。透過で利用される場合は、リタデーションが光波長の程度とできる。単位ブロックの高さ(深さ)は、反射で利用される場合、100nm以上300nm以下とでき、透過で利用される場合は、1μm以上、10μm以下とできる。いずれにしても、単位ブロックの高さ(深さ)は、100nm以上10μm以下とできる。
ホログラムはフーリエ変換ホログラム、計算機合成ホログラム、キノフォームとできる。光位相変調構造25は、国際公開第2017/150107号公報の位相変調構造体とできる。または、国際公開第2017/209113号公報の位相角記録層24の凹凸としてもよい。また、ホログラムは、形成層中の屈折率を変調した体積型ホログラムとできる。体積ホログラムは、リップマンホログラムとできる。体積ホログラムの材料は、フォトポリマーとできる。フォトポリマーは、酢酸ビニル、エポキシ、アクリル、ウレタンを含むことができる。体積ホログラムは、レーザーを用いたコンタクトコピーにより複製できる。これらの構造は、あらかじめ設計された再生像(例えば図6に示す第1情報41、第2情報43等に対応)と、参照光との干渉縞を計算し、さらにその干渉縞からホログラム100の界面21に形成される構造が計算される。本実施形態では、この再生像の設計あるいは光位相変調構造25の設計の際に用いられた情報を第4情報という。第4情報は、図18Aおよび図18Bに示す検出装置2および2aが取得したホログラム3の再生情報の正否(正しく製造されたものか否か)を判断する際の比較とできる。
ホログラムはフーリエ変換ホログラム、計算機合成ホログラム、キノフォームとできる。光位相変調構造25は、国際公開第2017/150107号公報の位相変調構造体とできる。または、国際公開第2017/209113号公報の位相角記録層24の凹凸としてもよい。また、ホログラムは、形成層中の屈折率を変調した体積型ホログラムとできる。体積ホログラムは、リップマンホログラムとできる。体積ホログラムの材料は、フォトポリマーとできる。フォトポリマーは、酢酸ビニル、エポキシ、アクリル、ウレタンを含むことができる。体積ホログラムは、レーザーを用いたコンタクトコピーにより複製できる。これらの構造は、あらかじめ設計された再生像(例えば図6に示す第1情報41、第2情報43等に対応)と、参照光との干渉縞を計算し、さらにその干渉縞からホログラム100の界面21に形成される構造が計算される。本実施形態では、この再生像の設計あるいは光位相変調構造25の設計の際に用いられた情報を第4情報という。第4情報は、図18Aおよび図18Bに示す検出装置2および2aが取得したホログラム3の再生情報の正否(正しく製造されたものか否か)を判断する際の比較とできる。
界面21に形成される光位相変調構造25は、図1および図2においては、多段形状となっているが、形状の角が丸まっていてもよい。加えて、多段形状ではなく、斜面形状となっていてもよい。さらに、多段形状ではなく、バイナリー形状となっていてもよい。いずれにおいても、ホログラム100における界面21と異なる界面20(第2界面)側に再生像が再生される構造であればよい。これにより、後に説明する再生像の検出が簡便となる。なお、界面20は、形成層10と気相もしくは真空または保護層等との境界面である。界面20には、図示していない点光源から参照光が入射されてもよい。
図3は、界面21に形成される光位相変調構造25の一例を示す平面図である。なお、図3における構造は、図1および図2に示したホログラム100に用いられている多段構造の例を示している。
これら光位相変調構造25は、スタンパを熱圧プレスすることで形成できる。スタンパは、レーザー描画法、電子ビーム描画法やイオンビーム描画法などにより凹凸が形成されたプレートから、電鋳により得ることができ。これらの手法を用いることで、計算された光位相変調構造25が再現良く形成することができる。そのほかの手法として、フェムト秒レーザーを用いた2光子描画法を適用してもよい。2光子描画法の場合は、形成層10に直接光位相変調構造25を形成してもよい。
形成層10が有機材料の場合には、各種手法により形成された光位相変調構造25は、上述の各描画法により形成された原版を電鋳などの手法により金属版とし、その金属版における構造を形成層10に押し付けてエンボス加工することで形成することが可能となる。その際、形成層10を形成する有機材料が熱可塑性、熱硬化性樹脂の場合には、熱圧をかけながらエンボス加工を行う。また、形成層10を形成する有機材料が光硬化性樹脂の場合には、圧をかけながらUV光(紫外線)など光硬化の発生しやすい光源を用いて光硬化させながらエンボス加工を行う。
形成層10が無機材料の場合には、形成層10に対して直接上述の描画法を用いて描画を行い、その後、化学的なエッチング処理や物理的なエッチング処理により形成層10へ光位相変調構造25が形成される。それらの処理はウェットプロセスあるいはドライプロセスのいずれかであり、それぞれの処理手法に合わせたプロセスによりエッチングが実施される。なお、無機材料をゾルゲル法などのウェットプロセスで形成することが可能な場合は、金属版およびエンボス加工により形成することが可能である。形成層10の厚みは、1μm以上、25μm以下とできる。
反射層11は、形成層10とは屈折率の異なる材料で形成することができる。形成層10と反射層11との屈折率が異なることで、その界面において反射が生じ、反射率が向上する。
反射層11として、金属材料、無機化合物を適用できる。反射層は単層または多層とできる。反射層11は、堆積により形成できる。堆積は物理堆積、化学堆積、またはその双方とできる。物理堆積は、真空蒸着、スパッタリングとできる。金属材料として、アルミや金、銀、銅、ニッケル等を適用できる。また、無機化合物としては、酸化物、金属窒化物、金属硫化物を適用できる。酸化物としては、SiO2(二酸化ケイ素)やTiO2(チタニア)、ZrO2(ジルコニア)などを適用できる。
金属窒化物は、TiN(窒化チタン)やCaNなどを適用できる。金属硫化物は、ZnS等を適用できる。これらの材料を反射層11として用いることで、上述のように形成層10との界面21における反射率が向上する。なお、反射率が向上することで、後に説明するホログラム100より再生される第1情報41、および、第2情報43を確認しやすくなる。反射層260の厚みは、10nm以上、500nm以下とできる。
金属窒化物は、TiN(窒化チタン)やCaNなどを適用できる。金属硫化物は、ZnS等を適用できる。これらの材料を反射層11として用いることで、上述のように形成層10との界面21における反射率が向上する。なお、反射率が向上することで、後に説明するホログラム100より再生される第1情報41、および、第2情報43を確認しやすくなる。反射層260の厚みは、10nm以上、500nm以下とできる。
接着層12は、ホログラム100を別の基材媒体へ貼付する際に設けることができる。接着層の材料は、熱可塑樹脂とできる。熱可塑樹脂の実例は、アクリル樹脂とできる。接着層の厚みは、1μm以上、25μm以下とできる。接着層12を有するホログラム100は、ラベルとできる。ラベルは印刷体に貼ることができる。ラベルの付いた印刷体は、紙幣、カード、冊子のページ、タグ、ポスター、看板、広告、ボードとできる。
また、図1および図2に示したホログラム100は、界面20側にさらに保護層が設けられていてもよい。これにより、物理的衝撃やひっかき傷などからホログラム100を保護できる。
<再生情報>
再生情報の実例は、絵柄、写真、文字、記号、符号、印、マーク、ロゴ、肖像、ランドマーク、コードである。コードは、デジタルデータとできる。また、コードは機械読み取り可能でもよい。
図4および図5は図1および図2に示すホログラム100から第1情報41が再生されている場合の鳥瞰図、およびXZ断面図を説明している。また、図6はホログラム100から第1情報41に加えて、第2情報43が再生されている場合のXZ断面図を説明している。ここで、図4および図5で説明される第1情報41は、所定の点光源から照射された参照光が図1および図2で説明される界面20からホログラム100に対して入射された場合に、図1および図2に示す界面21に形成された光位相変調構造25によって再生される像である。
また、図6で説明される第2情報43は、所定の点光源から照射された参照光が図1および図2で説明される界面20からホログラム100に対して入射された場合に、図1および図2に示す界面21に形成された光位相変調構造25によって再生される他の再生像である。なお、再生像は、参照光をホログラム100に入射した参照光が光位相変調構造25によって変調された光により、再生できる。また、第1情報41は複数の再生点40から形成できる。第2情報43は複数の再生点42から再生できる。言いかえれば、第1情報41は複数の再生点40として記録できる。第2情報43は複数の再生点42として記録できる。ホログラムの情報は、デジタルデータとできる。
各再生点をビットとし、その再生点の位置をビットアドレスとして、再生点の群に、デジタルデータを記録できる。
この際、各再生点の有無、輝度、形状、色等としてビットを記録できる。各再生点に1ビットを記録してもよいし、2ビット以上を記録しても良い。各再生点を1ビットとしたものは、シングルビットとなり、2ビット以上としたものは、マルチビットとなる。
再生情報の実例は、絵柄、写真、文字、記号、符号、印、マーク、ロゴ、肖像、ランドマーク、コードである。コードは、デジタルデータとできる。また、コードは機械読み取り可能でもよい。
図4および図5は図1および図2に示すホログラム100から第1情報41が再生されている場合の鳥瞰図、およびXZ断面図を説明している。また、図6はホログラム100から第1情報41に加えて、第2情報43が再生されている場合のXZ断面図を説明している。ここで、図4および図5で説明される第1情報41は、所定の点光源から照射された参照光が図1および図2で説明される界面20からホログラム100に対して入射された場合に、図1および図2に示す界面21に形成された光位相変調構造25によって再生される像である。
また、図6で説明される第2情報43は、所定の点光源から照射された参照光が図1および図2で説明される界面20からホログラム100に対して入射された場合に、図1および図2に示す界面21に形成された光位相変調構造25によって再生される他の再生像である。なお、再生像は、参照光をホログラム100に入射した参照光が光位相変調構造25によって変調された光により、再生できる。また、第1情報41は複数の再生点40から形成できる。第2情報43は複数の再生点42から再生できる。言いかえれば、第1情報41は複数の再生点40として記録できる。第2情報43は複数の再生点42として記録できる。ホログラムの情報は、デジタルデータとできる。
各再生点をビットとし、その再生点の位置をビットアドレスとして、再生点の群に、デジタルデータを記録できる。
この際、各再生点の有無、輝度、形状、色等としてビットを記録できる。各再生点に1ビットを記録してもよいし、2ビット以上を記録しても良い。各再生点を1ビットとしたものは、シングルビットとなり、2ビット以上としたものは、マルチビットとなる。
図4は、ホログラム100から再生点40を含む第1情報41を説明している。各再生点40は、曲線30aおよび曲線30bに沿って再生されることで第1情報41を再生できる。
図4および図5では、第1情報41は曲線30aおよび曲線30bに沿って再生されているが、第1情報41を再生できていれば、各再生点40は曲線に沿って再生されずに、直線に沿っていてもよい。加えて、各再生点40の幾つかが、各軸方向に沿って再生されていてもよい。さらに、Z軸方向に沿って再生してもよい。この場合、後に説明するように第2情報43を再生する空間的な制約を受けにくい。
図4にて、第1情報41はホログラム100の界面20と同じZ位置高さの界面20aよりも高い位置に再生されているが、界面20aよりも低い位置に第1情報41の一部分が再生されていてもよい。第1情報41の全部または一部分が界面20aよりも高いZ位置に再生されていればよい。
なお、この場合、図示していない所定の点光源から照射された参照光が形成層10の界面21と異なる界面20から入射された場合に、界面21に形成された光位相変調構造25によって再生される像の全部または一部が、第1情報41として、界面20(あるいは界面20a)を基準として点光源側に再生されている。
図5は、XZ断面図において、ホログラム100から第1情報41が再生されている場合を説明している。図5は、曲線30cに沿って再生されることで第1情報41の一部分を構成する各再生点40を説明している。各再生点40は、界面20aより異なる距離D1およびD2の位置にて再生することができる。
図5において、各再生点40は、異なる距離D1およびD2の位置に再生されているが、同一な距離に再生することもできる。なお、図5において、第1情報41は、光位相変調構造25によって再生される像の一部であって再生点40から再生されているが、各再生点40はそれぞれが点状の像である点情報であり、第1情報41(光位相変調構造25によって再生される像の一部)は複数の点情報から再生することができる。また、各点情報である各再生点40は、界面20(あるいは界面20a)から予め決められた距離D1、D2等に位置するよう再生できる。
図6は、各再生点42が曲線30dに沿って、第2情報43としてホログラム100の界面20aより奥に、すなわち虚像として再生されている場合のXZ断面図を説明している。
これにより、ホログラム100からの再生情報のフレキシビリティを増加することができ、より複雑な再生情報を再生することが可能となる。
図6では、第2情報43が界面20aよりも奥に再生されるが、第2情報43の一部分が界面20aの手前に再生されていてもよい。
ホログラム100の再生情報である第1情報41および第2情報43は、X、Y、およびZ方向のいずれかの位置に再生される再生点40および42の組合せとできる。その為、再生情報を空間に浮かぶ3次元像とできる。さらに、再生情報を可読可能または認知可能とできる。可読可能な再生情報は、文字や数字、記号の単体またはその組み合わせとできる。加えて、認知可能な再生情報は、幾何学的なパターンとできる。また、可読可能な再生情報と認知可能な再生情報を組合せてもよい。
可読可能な再生情報は、視覚による情報の読み取りを可能とする。認知可能な再生情報は、美観をホログラム100に付与できる。
可読可能な再生情報は、視覚による情報の読み取りを可能とする。認知可能な再生情報は、美観をホログラム100に付与できる。
さらに、図6に示したように、各再生点40および42をZ軸方向に自由に設置できるため、再生点40および42を用いて文字情報Z軸上の高さを変えて再生した場合、ホログラム100の観察方向に応じて各文字情報が動く方向、量、またはその双方を、変えることができる。
なお、この場合、図示していない所定の点光源から照射された参照光が形成層10の界面21と異なる界面20から入射された場合に、上述したように界面21に形成された光位相変調構造25によって再生される像の全部または一部が、第1情報41として、界面20(あるいは界面20a)を基準として点光源側に再生されていることに加え、さらに、界面21に形成された光位相変調構造25によって再生される像の全部または一部が、第2情報43として、界面20(あるいは界面20a)を基準として点光源の反対側に再生される。
また、図6のように、第2情報43は、光位相変調構造25によって再生される像の一部であって再生点42から再生されているが、各再生点42はそれぞれが点状の像である点情報であり、第2情報43(光位相変調構造25によって再生される像の一部)は複数の点情報から再生できる。また、各点情報である各再生点42は、界面20(あるいは界面20a)から予め決められた距離に位置するよう再生できる。
<検出装置>
図7は、図1および図2に示すホログラム100へ点光源LSから光を入射させた場合に得られる再生点40を、イメージセンサ50にて取得する様子を説明している。なお、点光源LSとイメージセンサ50は別々に設置されてもよいし、検出装置に組み込まれていることが望ましい。また、図7に示す点光源LSは、図18Aおよび図18Bに示す点光源4に対応する。また、図7のイメージセンサ50は、図18Aのイメージセンサ5に対応する。
図7は、図1および図2に示すホログラム100へ点光源LSから光を入射させた場合に得られる再生点40を、イメージセンサ50にて取得する様子を説明している。なお、点光源LSとイメージセンサ50は別々に設置されてもよいし、検出装置に組み込まれていることが望ましい。また、図7に示す点光源LSは、図18Aおよび図18Bに示す点光源4に対応する。また、図7のイメージセンサ50は、図18Aのイメージセンサ5に対応する。
点光源LSとイメージセンサ50とは特定の角度を為すように設置されている。これは、ホログラム100を再生する光位相変調構造25を計算する際にあらかじめ設計される。図7は、点光源LSの正反射方向に再生される再生点40をイメージセンサ50にて取得しているが、点光源LSと再生点40およびイメージセンサ50との角度関係は正反射以外の条件であってもよく、光位相変調構造25をあらかじめ計算する際の設計した角度関係となっていればよい。
点光源LSとしては、豆電球やLED(発光ダイオード)光源が適用できる。LED光源は、波長幅が狭く、光源も小さいため、再生像をシャープにできる。これらを点光源LSで、イメージセンサで検出できるホログラム100が有する再生情報(第1情報41、第2情報43等)を再生できる。また、LED光源とすることで、赤や青、緑などの色を持った点光源LSとできるため、ホログラム100の再生情報(第1情報41、第2情報43等)を着色できる。
イメージセンサ50は、光強度を計測可能な1次元イメージセンサまたは2次元イメージセンサである。2次元イメージセンサは、ホログラム100の再生情報のある一面を、撮像できる。2次元イメージセンサには、CCD(電荷結合素子)2次元イメージセンサ、CMOS(相補型金属酸化物半導体)2次元イメージセンサ、薄膜トランジスタフォトセンサを適用できる。こうしたイメージセンサを用いることで、再生点40をイメージセンサ50にて受光、検出できる。ここで、イメージセンサは、それぞれ光強度を検出する複数の画素を有している。薄膜トランジスタフォトセンサとして、ダブルゲート型薄膜トランジスタフォトセンサを適用できる。
またイメージセンサ50は、1次元イメージセンサや2次元イメージセンサではなく、フォトトランジスタやフォトダイオードが利用されていてもよい。さらに、フォトトランジスタ、フォトダイオードは、複数配列されていてもよい。
イメージセンサ50は、基板上にセンサを形成したものとできる。基板上のセンサは、フォトセンサとできる。フォトセンサは、薄膜トランジスタで形成できる。薄膜トランジスタは、アモルファスシリコン、ポリシリコンの回路とできる。薄膜トランジスタは、フォトセンサを画素として形成できる。フォトセンサの画素は、アレイ状に配置できる。イメージセンサ50の基板が透明基板である場合、基板面の一方をホログラムの像を受像する受光面とし、もう一方を参照光が入射する入射面とできる。イメージセンサ50の基板を透明基板とすることで、透過型イメージセンサを得られる。フォトセンサの各画素はダブルゲート型薄膜トランジスタフォトセンサから構成する透過型イメージセンサ60とすることが望ましい。ダブルゲート型薄膜トランジスタフォトセンサは、ダイナミックレンジ、受光感度、またはその双方を調整できる。そのため、ホログラムのような輝度差が大きい像でも、そのダイナミックレンジ、感度、またはその双方をホログラムの輝度に応じて調整し、そのホログラムの輝度に合わせることで、高いS/Nで撮像できる。
イメージセンサ50は、図9A~9Cおよび図10に示すような、透明基板上に形成され、基板面の一方を受光面とし、もう一方から参照光を入射する、薄膜トランジスタフォトセンサから構成する透過型イメージセンサ60とできる。ここで、透過型イメージセンサ60は、図18Aに示すイメージセンサ5または図18Bに示すイメージセンサ5aに対応する。これにより、2次元イメージセンサに光透過性が付与される為、2次元イメージセンサの界面(例えば図10に示す受光界面61)が2次元スキャン面となり、高さ方向へ断続的に位置を変えながらスキャンを行うことで、第1情報41を再生する再生点40がその2次元スキャン面に集光した場合、その集光した再生点40とそれ以外の再生点40とを分けて取得できる。
イメージセンサ50は、図9A~9Cおよび図10に示すような、透明基板上に形成され、基板面の一方を受光面とし、もう一方から参照光を入射する、薄膜トランジスタフォトセンサから構成する透過型イメージセンサ60とできる。ここで、透過型イメージセンサ60は、図18Aに示すイメージセンサ5または図18Bに示すイメージセンサ5aに対応する。これにより、2次元イメージセンサに光透過性が付与される為、2次元イメージセンサの界面(例えば図10に示す受光界面61)が2次元スキャン面となり、高さ方向へ断続的に位置を変えながらスキャンを行うことで、第1情報41を再生する再生点40がその2次元スキャン面に集光した場合、その集光した再生点40とそれ以外の再生点40とを分けて取得できる。
図8Aおよび図8Bは、図7におけるイメージセンサ50と再生点40を部分的に拡大した断面図(図8A)と、イメージセンサ50の受光界面51の平面図(図8B)とを説明している。
図8Aは、イメージセンサ50の受光界面51側に再生点40a、40bおよび40cが照射されている場合を説明している。また、再生点40cが受光界面51に集光している実例である。を説明している。なお、再生点40aおよび40bはいずれも受光界面51の手前に集光できる。
また、再生点40cは受光界面51上に集光できる。再生点40a、40bおよび40cはいずれも光路44を介してそれぞれの再生点に集光し、再生できる。
また、再生点40cは受光界面51上に集光できる。再生点40a、40bおよび40cはいずれも光路44を介してそれぞれの再生点に集光し、再生できる。
図8Bは、図8Aに示す再生点40a、40bおよび40cの受光界面51での強度分布を説明している。再生点の光が受光界面51で検出される領域が、受光領域である。再生点40a、40bおよび40cにそれぞれ対応する受光領域は、領域45a、45bおよび45cとなる。図8Aで示したように再生点40cは受光界面51に集光しているため、領域45cは最も小さくなり、かつ領域45cでの強度は高くなる。一方、再生点40aに対応する領域45aは、受光界面51から離れた位置で集光しているため、領域45aは大きくなり、強度は低くなる。これにより、再生点と受光界面51の距離を計測できる。また、再生点の受光界面51上での位置は、受光領域の中心位置から計測できる。
このように、受光領域の中心位置と受光界面51における受光領域45(領域45a、45bおよび45c)の大きさに加え、領域45の強度により、再生点40の位置を検出できる。これにより、ホログラム100により得られる第1情報41を構成する各再生点40の空間位置を、点光源LSとイメージセンサ50とを組み合わせることで検出できる。
図9A~9Cは、ダブルゲート型薄膜トランジスタセンサのダブルゲート型薄膜トランジスタの概略断面図、等価回路図、および透過型イメージセンサ60の回路概略図を説明している。ダブルゲート型薄膜トランジスタセンサは、透過型イメージセンサ60とできる。
図9Aは、ダブルゲート型薄膜トランジスタの構造を説明する概略断面図である。図9Aのように、ダブルゲート型薄膜トランジスタ600は、半導体層601と、ソース電極602と、ドレイン電極603と、透明絶縁膜604と、トップゲート絶縁膜605と、ボトムゲート絶縁膜606と、オーミックコンタクト層607および608と、絶縁性基板609と、保護絶縁膜610と、トップゲート電極611と、ボトムゲート電極612を備える。
半導体層601は、可視光が入射されると電子-正孔対が生成されるアモルファスシリコンを含む。ソース電極602およびドレイン電極603は、オーミックコンタクト層607および608上にそれぞれ形成されている。オーミックコンタクト層607および608は、半導体層601の両端にそれぞれ設けられている。トップゲート電極611は、半導体層601の上方に透明絶縁膜604を介して形成されている。ボトムゲート電極612は、半導体層601の下方にボトムゲート絶縁膜606を介して形成されている。保護絶縁膜610は、トップゲート電極611上に設けられている。
なお、図9Aにおいて、トップゲート電極611、トップゲート絶縁膜605、ボトムゲート絶縁膜606、および保護絶縁膜610は、いずれも半導体層601を励起する可視光に対して透過率の高い材料により形成されている。一方、ボトムゲート電極612は、可視光の透過を遮断する材料により形成されている。これにより、ダブルゲート型薄膜トランジスタ600は、図面上方から入射する照射光のみを検知する構造を有している。すなわち、ダブルゲート型薄膜トランジスタ600は、半導体層601を共通のチャネル領域として、半導体層601、ソース電極602、ドレイン電極603およびトップゲート電極611により形成される上部MOS(金属酸化物半導体)トランジスタと、半導体層601、ソース電極602、ドレイン電極603およびボトムゲート電極612により形成される下部MOSトランジスタとからなる2つのMOSトランジスタを組み合わせた構造が、絶縁性基板609上に形成されている。ここで、絶縁性基板609は、ガラス基板やフィルム基板等の透明な基板である。そして、このようなダブルゲート型薄膜トランジスタ600は、一般に、図9Bに示すような等価回路により表される。ここで、TGはトップゲート端子、BGはボトムゲート端子、Sはソース端子、Dはドレイン端子である。
ボトムゲート電極612は、可視光の透過を遮断する材料により形成されてもよい。イメージセンサは、その線幅が目視にて視認しにくい大きさ、具体的には300μm以下、あるいは、ダブルゲート型薄膜トランジスタ600を2次元配列して構成される開口率が50%以上であれば、透過型イメージセンサとできる。
次に、上述したダブルゲート型薄膜トランジスタ600を2次元配列して構成される透過型イメージセンサ60について、図面を参照して簡単に説明する。図9Cは、ダブルゲート型薄膜トランジスタ600を2次元配列して構成される透過型イメージセンサ60の概略構成図である。図9Cに示すように、透過型イメージセンサ60は、フォトセンサセットとも呼ばれ、大別して、フォトセンサアレイ650と、トップゲートライン631と、ボトムゲートライン632と、トップゲートドライバ620と、ボトムゲートドライバ621と、データライン633と、出力回路部622を備える。
フォトセンサアレイ650は、多数のダブルゲート型薄膜トランジスタ600を、n行×m列のマトリクス状に配列して構成されてもよい。ここで、1個のダブルゲート型薄膜トランジスタ600が1個の画素を構成する。複数のトップゲートライン631は、行毎に、複数のダブルゲート型薄膜トランジスタ600のトップゲート端子TGを各々行方向に接続する。複数のボトムゲートライン632は、行毎に、複数のダブルゲート型薄膜トランジスタ600のボトムゲート端子BGを各々行方向に接続する。各トップゲートライン631はトップゲートドライバ620に接続されている。各ボトムゲートライン632はボトムゲートドライバ621に接続されている。複数のデータライン633は、列毎に、複数のダブルゲート型薄膜トランジスタ600のドレイン端子Dを各々列方向に接続する。各データライン633は、出力回路部622に接続されている。
このような構成において、トップゲートドライバ620からトップゲート端子TGに電圧を印加することによりフォトセンサとしての機能が実現され、ボトムゲートドライバ621からボトムゲート端子BGに電圧を印加し、データライン633を介して検出信号を出力回路部622に取り込んでシリアルデータとして出力することにより読み出し機能が実現される。すなわち、1個のダブルゲート型薄膜トランジスタ600は、イメージセンサにおける各画素を構成するダブルゲート型薄膜トランジスタフォトセンサとして機能する。
ダブルゲート型薄膜トランジスタにより、高感度で高S/N比のフォトセンサをガラス等の光透過基板上にシンプルな画素回路で実装できるため、高性能な高透過率の透過型イメージセンサ60を実現できる。また、ダブルゲート型薄膜トランジスタはアモルファスシリコンで形成できる。
ダブルゲート型薄膜トランジスタにより、高感度で高S/N比のフォトセンサをガラス等の光透過基板上にシンプルな画素回路で実装できるため、高性能な高透過率の透過型イメージセンサ60を実現できる。また、ダブルゲート型薄膜トランジスタはアモルファスシリコンで形成できる。
なお、図9Cに示す透過型イメージセンサ60は、図9Aにおいて、絶縁性基板609側に点光源が位置し、保護絶縁膜610(受光界面61)側にホログラム100が位置するように、図14Aおよび図14B等を参照して説明する検出装置70および71へ組み込まれる。なお、図14Aに示す検出装置70は図18Aに示す検出装置2に対応し、図14Bに示す検出装置71は図18Bに示す検出装置2aに対応する。
なお、絶縁性基板609を、薄板ガラス、光透過性の樹脂フィルム等からなる透過性基板とすることで、透過型イメージセンサ60の全体の厚みを薄くすることができると共に、後に説明するように複数の透過型イメージセンサ60を積層することが可能となる。これにより、検出装置71等の内部の構成を簡略化できると共に、小型化が可能となる。
図10~12は、点光源LSと透過型イメージセンサ60を用いた場合の検出装置71とホログラム100とのXZ断面における位置関係を示す概略図である。図10~12に示す検出装置71は、点光源LSと透過型イメージセンサ60を備える。
図10は、ホログラム100と透過型イメージセンサ60とが平行に位置するように設けられた場合を示している。また、図11は、ホログラム100と透過型イメージセンサ60aとが角度θで斜めに対向するように傾けて設けられた場合を示している。図12は、透過型イメージセンサ60b、60cおよび60dがZ軸方向に積層して設けられた場合を示している。なお、図10~図12に示す点光源LSは図18Bに示す点光源4に対応する。図11~図12に示す透過型イメージセンサ60a~60dは、図10に示す透過型イメージセンサ60と同一構成である。また、透過型イメージセンサ60および60aと透過型イメージセンサ群62は、図18Bに示すイメージセンサ5aに対応する。
図10~12は、いずれもイメージセンサが光透過性を有しているため、点光源LSと透過型イメージセンサ60とを同一光軸上に設置することが可能となる。これにより、検出装置71を小型化、簡略化することが可能となる。
図10においては、透過型イメージセンサ60にて透明ゲート電極(トップゲート電極611)が設けられている側の受光界面61に位置するホログラム100より再生された第1情報46に基づくXY平面図を得ることができる。第1情報46は、図5等に示す第1情報41に対応する。
さらに、ホログラム100と透過型イメージセンサ60との距離を変えることで、受光界面61のZ位置を変えられるため、第1情報46に基づく異なるZ位置のXY平面図を複数取得することが可能となる。
さらに、ホログラム100と透過型イメージセンサ60との距離を変えることで、受光界面61のZ位置を変えられるため、第1情報46に基づく異なるZ位置のXY平面図を複数取得することが可能となる。
図10における検出装置71を用いて、ホログラム100と透過型イメージセンサ60との距離を逐次変化させることで、第1情報46の空間情報を取得できる。この距離は、検出装置71内部に透過型イメージセンサ60の位置を制御する装置でシフトできる。尚、空間情報は、3次元空間の座標に紐づいた値を持った集合とできる。空間情報は、空間中に再生点を再生するホログラムとして実装することができる。ホログラムにより再生される空間情報は、その照明条件等により、変化し、また、平面的でなく立体的な情報であるため、ホログラムの2次元的な撮影画像から空間情報をコピーすることはできない。そのため、ホログラムにより再生される空間情報は、印刷によるQRコード(登録商標)のようにコピー機により、コピーできない。そのため、ホログラムにより再生される空間情報を不正にコピーし、不正利用されることを防止できる。
図11においては、透過型イメージセンサ60aがホログラム100に対して角度θ傾いた状態で設けられているため、受光界面61aに対応する第1情報46を取得することが可能となる。
検出装置71を、図11のような構成とすることで、ホログラム100のX、Y位置を変化させるだけで、第1情報46の空間情報を取得することが可能となる。そのため、検出装置71内部に過型イメージセンサ60用のアジャスターを設ける必要が無くなると共に、検出装置71の設置位置を固定化させることが可能となる。
図11において、透過型イメージセンサ60aの傾斜角θは、0度より大きく90度以下であり、さらには、30度以上90度以下とできる。傾斜角θが30度以上であれば、その正弦が0.5以上となるため、透過型イメージセンサ60aの長さLの半分に相当する高さの情報を取得できる。また、傾斜角θが90度であれば、透過型イメージセンサ60aの長さLに対応する高さ情報を取得できる。尚、図11における検出装置71を用いて、検出装置71のXY位置を逐次変化させる、あるいはホログラム100のXY位置を逐次変化させて、第1情報46の空間情報を取得することができる。
図12においては、検出装置71内に、透過型イメージセンサ60b、60cおよび60dが積層された透過型イメージセンサ群62が設けられている。これにより、第1情報46の空間情報を一括で取得することが可能となる。図12では3つの透過型イメージセンサを積層しているが、最低2つ以上設けられた透過型イメージセンサ群62であってもよい。
図13は、本実施形態の検出装置70および71の構成例を検出装置700として示すハードウェアブロック線図である。検出装置700は、図18Aおよび図18Bに示す検出装置2および2aに対応する。
図13のように、検出装置700は、センサ部702と、光源部703と、制御部701と、操作部710を備えることができる。これらのセンサ部702と、光源部703と、制御部701と、操作部710は、バス713によって接続できる。バス713は、各種機能部位を電気的に相互接続して、データ等の転送を行うことができる。
センサ部702は、ホログラム100等より再生された第1情報41、46および81(図15)と第3情報85(図15)を光学的に読み取り、電気信号に変換する。センサ部702は、図18Aおよび図18Bに示すイメージセンサ5および5aに対応する。
光源部703は、センサ部702を用いて光学情報を読み取る際に用いられる。光源部703は、図18Aおよび図18Bに示す点光源4に対応する。
制御部701は、検出装置700を制御する。制御部701は、CPU(中央処理装置)等を含む主制御部705、電源部711、通信部714、記憶部708を含むことができる。
記憶部708には、ROM(リードオンリメモリ)706、RAM(ランダムアクセスメモリ)707、またその双方が設けられてもよい。ROM706は、不揮発性のメモリであり、プログラム等の基本的な情報が格納できる。また、RAM707は、揮発性のメモリであり、主制御部705がプログラムおよびデータを読み込んで実行するワークメモリであり、センサ部702より取得したデータや所定の変換処理を施したデータ等の各種情報の格納を行うことができる。また必要に応じて外部の端末で処理されたデータ等の格納も行なう。なお、RAM707はフラッシュメモリや外付け可能なメモリ媒体等でも良い。
操作部710は、操作指示を受けとれる。操作部710は、タッチパネルとできる。操作部710は、情報を表示したり、データを入力したりできる。
<真正の検証>
図14Aは、ホログラム110製造時の再生情報での真正の検証を説明しており、図14Bはホログラム120を媒体300に貼付した後に、その媒体300を媒体300に貼られたホログラム120の再生情報での真正の検証を説明している。ホログラム110とホログラム120は、ホログラム100と同一の構成を有し、図18Aおよび図18Bに示すホログラム3に対応する。
図14Aは、ホログラム110製造時の再生情報での真正の検証を説明しており、図14Bはホログラム120を媒体300に貼付した後に、その媒体300を媒体300に貼られたホログラム120の再生情報での真正の検証を説明している。ホログラム110とホログラム120は、ホログラム100と同一の構成を有し、図18Aおよび図18Bに示すホログラム3に対応する。
図14Aにおいて、ホログラム110を含むキャリアフィルム200が、製造時に搬送されている際、ホログラム110の再生情報を検出、検査するために検出装置70が設けられている。検出装置70は点光源LSとイメージセンサ50が組み込まれている。点光源LSからの光をホログラム110に照射し、ホログラム110の再生情報をイメージセンサ50あるいは透過型イメージセンサ60で取得することができる。
また、図14Bでは、ホログラム120が媒体300に貼付された表示媒体を、検出装置71を用いてホログラム120における再生情報の取得を示している。検出装置71には、点光源LSと透過型イメージセンサ60が同軸上で組み込まれている。
図14Aおよび図14Bのように製造時あるいは製造後の表示媒体に対し、ホログラム110および120の有する再生情報を、検出装置70および71を介して取得できる。
そのため、ホログラム110および120を目視にて観察した情報をそのまま検出装置70および71にて取得することに加え、取得した再生情報と、ホログラム110および120を構成している光位相変調構造25を計算する際に用いた第4情報に対応する設計情報とを比較することで、そのホログラム110および120が正しく製造されたものかを判定できる。
また、ホログラム110および120を目視にて観察した際、ホログラム110および120が有する界面20aの手前に再生される第1情報41と、界面20aの奥に再生される第2情報43との両方を確認できるが、検出装置70および71を介した際には、そのうち第1情報41あるいは第1情報41の一部分のみを取得することができる。
これにより、目視で得られる情報と、検出装置70および71で得られる情報とを異なる情報とできる。そのため、ホログラム110および120を偽造するには、目視で得られる情報と、検出装置で得られる情報の双方を再生するホログムラムを製造必要がある。このようなホログラムを製造することは、困難であるため、ホログラム110および120の偽造耐性を高められる。
これにより、目視で得られる情報と、検出装置70および71で得られる情報とを異なる情報とできる。そのため、ホログラム110および120を偽造するには、目視で得られる情報と、検出装置で得られる情報の双方を再生するホログムラムを製造必要がある。このようなホログラムを製造することは、困難であるため、ホログラム110および120の偽造耐性を高められる。
図15は、Z軸方向の上から参照光を照射した際に、ホログラム130の界面20aからZ軸方向における正の方向に第1情報81および第3情報85と、負の方向に第2情報83を再生するホログラムを説明している。ここで、ホログラム130は、ホログラム100と同一の構成を有し、図18Aおよび図18Bで説明されたホログラム3に対応する。また、第1情報81は第1情報41および第1情報46に対応し、第2情報83は第2情報43に対応する。
また、第1情報81を構成する再生点80は曲線90a、第2情報83を構成する再生点82は曲線90b、第3情報85を構成する再生点84は直線90cにそれぞれ沿って位置することで、それぞれの情報を再生できる。なお、曲線90a、90bおよび直線90cはそれぞれ曲面や平面に限らず、第1情報81、第2情報83および第3情報85をそれぞれ示すことが可能な面形状となっていればよい。
第1情報81を構成する再生点80と第3情報85を構成する再生点84とにおいて、再生点80および84のXY平面上における位置が略同一であり(水平方向の位置が重なっており)、かつZ軸方向における距離が5mm以内、さらには1mm以内とできる。これにより、ホログラム130の目視観察時に第3情報85を第1情報81に紛らわせ、カモフラージュできる。
またさらに、第1情報81が複数の再生点80がXY平面位置においてランダムに再生されている場合、第3情報85を構成する複数の再生点84もランダムに再生されていてもよく、第1情報81を構成する再生点80のXY平面位置に略同一で再生されていてもよい。これによっても、ホログラム130を目視観察時における第3情報85を第1情報81に紛らわせ、カモフラージュできる。
図15のホログラム130に対し、検出装置70および71で真正の検証を行う場合、検出装置70および71において第1情報81および第3情報85を同時に取得し、目視観察時にはカモフラージュされていた第3情報85をカギとして真正の検証を行うことが可能となる。ホログラム130の真正の検証は、第3情報85と第1情報81の照合で行うことができる。第3情報85は第1情報81を基に生成できる。第3情報85は、秘密鍵を用いて第1情報81を基に生成できる。第3情報85と第1情報81は、秘密鍵とペアの公開鍵を用いて照合することができる。秘密鍵は、公開鍵から現実的な時間で割り出せないものとできる。なお、第3情報85は、第1情報81を基にハッシュ関数を用いて生成してもよい。
上述のように、ホログラム130に含まれる光位相変調構造25を計算する際に用いた第4情報に対応する設計情報と、検出装置70および71で取得した情報とを比較、解析することでも、そのホログラム130の真正の判定を行える。
なお、この場合、図示していない所定の点光源から照射された参照光が形成層10の界面21と異なる界面20から入射された場合に、界面21に形成された光位相変調構造25によって再生される像の全部または一部が、第1情報81として界面20(あるいは界面20a)を基準として点光源側に界面20の前記点光源側に位置する曲線90a(2次元の断面では界面20と沿う曲面(第1面))上に再生される。さらに、界面21に形成された光位相変調構造25によって再生される像の全部または一部が、第3情報85として界面20(あるいは界面20a)を基準として点光源側の曲線90a(2次元の断面では界面20と沿う平面(第2面))上に再生されている。ここで、第1面と第2面は互いに異なる。第1面と第3面も互いに異なるが、近接している。
図15のように、第1情報81は、光位相変調構造25によって再生される像の一部であって再生点80として記録できる。その各再生点80はそれぞれを点情報とし、第1情報81(光位相変調構造25によって再生される像の一部)を複数の点情報として記録できる。また、第2情報83は、光位相変調構造25によって再生される像の一部であって再生点82として記録できる。その各再生点82はそれぞれを点情報とし、第2情報83(光位相変調構造25によって再生される像の一部)は複数の点情報として記録できる。また、第3情報85は、光位相変調構造25によって再生される像の一部であって再生点82として記録できる。その各再生点82はそれぞれを点情報とし、第3情報85(光位相変調構造25によって再生される像の一部)は複数の点情報として記録できる。また、各点情報である各再生点80は、界面20(あるいは界面20a)から予め決められた距離に再生できる。また、各点情報である各再生点82は、界面20(あるいは界面20a)から予め決められた距離に再生できる。また、各点情報である各再生点84は、界面20(あるいは界面20a)から予め決められた距離に再生できる。
第1情報81を構成する再生点80と第3情報85を構成する再生点84とにおいて、再生点80および84のXY平面上における位置が略同一である場合(水平方向の位置が重なっている場合)、第1情報81を再生する複数の点情報の全部または一部の界面20(あるいは界面20a)を基準とする水平方向の位置と、第3情報85を再生する複数の点情報の全部または一部の界面20(あるいは界面20a)を基準とする水平方向の位置を、重ねることができる。
<ホログラム>
図16Aおよび図16Bの実験結果に基づいて、ホログラムについて説明する。
図16Aおよび図16Bの実験結果に基づいて、ホログラムについて説明する。
図16Aは本実施形態のホログラム100に対し点光源から参照光を照射した際の写真であり、目視観察時における外観画像を説明している。なお、ホログラム100は第1情報41の実例として星パターンを再生でき、第2情報43の実例として月パターンを再生できる。
図16Aに示すようなホログラム100は下記のように製造できる。まずホログラム100から、第1情報41として星パターン、第2情報43として月パターンが再生されるように、光位相変調構造25の描画データを計算機を用いて計算し、その計算結果より得られた描画データを用いて光位相変調構造25の型をレジスト板に電子ビーム描画法により描画し、ガラス基板へ形成する。その後、ガラス基板から、電鋳により、金属版を得る。
次に、キャリアフィルムに樹脂を塗工したプレ成型フィルムに、作成した金属版をエンボスし、光位相変調構造25を有する成型フィルムを作製する。その後、反射層を堆積することで、ホログラム100を得ることができる。
作製したホログラム100に対し、そのホログラム100の上面に点光源LSと透過型イメージセンサ60をZ軸方向で同軸上に設け、ホログラム100と透過型イメージセンサ60とを密着させた。その後、ホログラム100と透過型イメージセンサ60との距離を0、2、4、6、8および10mmと変化させ透過型イメージセンサ60を介してホログラム100が再生する第1情報41を取得する。図16Bはホログラム100と透過型イメージセンサ60との距離を変え、透過型イメージセンサ60より取得した画像情報である。
図16Bのように、図16Aで観察される第1情報41である星パターンを、透過型イメージセンサ60で取得できる。一方、第2情報43である月パターンは取得されていない。
図16Bより、ホログラム100と透過型イメージセンサ60との距離が6mmの時に、第1情報41である星パターンがぼけずに取得できている。この6mmは実際にホログラム100を構成する光位相変調構造25を計算する際、第1情報41に対応する星パターンの再生情報の位置と同等であり、ホログラム100が正しく製造されていることがわかる。
<検出セット>
図17A~17Dを用い、検出セットについて説明する。
図17A~17Dを用い、検出セットについて説明する。
図17Aは、ホログラム120に対し点光源を照射した際の第1情報41、81または第3情報85に対応する、星形の立体像が、ホログラム120の最表面から距離Dだけ離れた位置に再生されている場合を説明している。
図17B~17Dは、ホログラム120を媒体300に貼付した場合を説明している。図17Bは検出装置71内の透過型イメージセンサ60が媒体300およびホログラム120に対し略平行に設置されている場合を説明しており、星形の立体像の一部を透過型イメージセンサ60の受光界面61にて取得する場合を説明している。
同様に、図17Cは透過型イメージセンサ60が媒体300に対し直交する方向に位置するため、透過型イメージセンサ60の受光界面61が星形の立体像と交わる部分での情報が取得できる。また、図17Dにおいては、透過型イメージセンサ60の仰角および方位角が特定の値となることで、上述と同様に透過型イメージセンサ60の受光界面61と星形の3D像とが交わる部分での情報が取得できる。
ホログラム120を再生する際には、第1情報41、81または第3情報85を設計する際に用いた第4情報が用いることができる。第4情報を用いることで、図17Cおよび17Dに記載の透過型イメージセンサ60の方位角、仰俯角に対応した情報を推測できる。その推測した情報と、実際に透過型イメージセンサ60にて得られた情報とを照合することで、ホログラム120および媒体300が真正かどうかを判別することができる。
また、ホログラム120および媒体300を検出装置71を用いて検証する場合、検証時に毎回検出装置71内部の透過型イメージセンサ60の仰俯角および方位角のいずれか、または両方を変化させることで、それを一つのカギとして利用できるため、検証する情報をさらに複雑化させることができる。
なお、上記実施形態は、次のような構成や手順を有する。すなわち、図14等に示す検出装置70および検出装置71は、光強度を測定可能な透過型イメージセンサ60(本発明のイメージセンサ)と、点光源LSとを備え、ホログラム100等において再生される第1情報41、ホログラム120、130等において再生される第3情報85等を、透過型イメージセンサ60にて検出できる。尚、透過型イメージセンサ60は、1次元イメージセンサまたは2次元イメージセンサとできる。ダブルゲート型トランジスタフォトセンサからなる画素を有するダブルゲート型イメージセンサとできる。
また、図9A~9Cに示すように、透過型イメージセンサ60は、絶縁性基板609(光透過性基板)上にトップゲート電極611(光透過性ゲート電極)とボトムゲート電極612(光非透過性ゲート電極)を有するダブルゲート型薄膜トランジスタフォトセンサからなる画素を有する2次元イメージセンサ等であり、その画素は、ホログラム120、130等と対向する透過型イメージセンサ60の前面に、保護絶縁膜610とトップゲート電極611(光透過性ゲート電極)を順に配置し、その背面に、トップゲート絶縁膜605および透明絶縁膜604(絶縁膜)と、半導体層601(半導体膜)と、ボトムゲート絶縁膜606(絶縁膜)と、ボトムゲート電極612(光非透過性ゲート電極)を順に配置して構成されている。なお、絶縁性基板609(光透過性基板)は、薄板ガラスで形成された絶縁基板等である。また、絶縁性基板609(光透過性基板)は、光透過性の樹脂フィルムで形成された絶縁基板等である。
また、図14Aおよび図14B等に示す検出装置71では、図10、図12等に示すように、点光源LSによる光軸方向と、ダブルゲート型薄膜トランジスタフォトセンサからなる画素を有する透過型イメージセンサ60(2次元イメージセンサ)の法線方向とが、同軸上に位置している。
また、図14Aおよび図14B等に示す検出装置71では、図12に示すように、ダブルゲート型薄膜トランジスタフォトセンサからなる画素を有する透過型イメージセンサ60(2次元イメージセンサ)が、2つ以上積層されている。
また、図14Aおよび図14B等に示す検出装置71は、透過型イメージセンサ60(2次元イメージセンサ)と点光源LSを備え、図15に示すホログラム130等において再生される第1情報81または第3情報85を再生する点情報の光強度を、透過型イメージセンサ60(イメージセンサ)にて検出することで、点情報における2次元イメージセンサの法線方向の位置を取得する。
また、図14Aおよび図14B等を参照して説明した本実施形態のホログラムの真正の検証方法では、光強度を測定可能な透過型イメージセンサ60(イメージセンサ)と、点光源LSとを備えた検出装置70または71であって、透過型イメージセンサ60(イメージセンサ)が、ダブルゲート型トランジスタフォトセンサからなる画素を有する1次元イメージセンサまたは2次元イメージセンサからなり、図15に示すホログラム130等において再生される第1情報81を透過型イメージセンサ60(イメージセンサ)にて検出する検出装置70または71を用い、第1情報81における、点情報の位置情報を取得する工程と、第1情報81を再生する光位相変調構造25を設計する際に用いる第4情報と、検出装置70または71により取得した第1情報81とを比較する工程とを介すことで、第1情報81が真正か否かを判断する。イメージセンサで検出する情報は、ホログラム130として記録された情報の一部である。そのため、検出された情報から、ホログラム130を再構成するための情報を得ることは困難である。一方で、ホログラム130に記録された情報から、イメージセンサで検出される情報を生成することは容易である。そのため、ホログラム130に記録された情報を有している者は、イメージセンサで検出される情報を生成し、実際にイメージセンサで検出された情報と生成した情報を照合することで、イメージセンサで検出された情報が真正かどうかを検証できる。
そのため、検出された情報から、ホログラム130が偽造されることを防止できる。また、このようなホログラム130の再生点は、3D的に配置することができる。これにより、検出された情報からホログラム130の情報から再構成することをより困難とできる。
そのため、検出された情報から、ホログラム130が偽造されることを防止できる。また、このようなホログラム130の再生点は、3D的に配置することができる。これにより、検出された情報からホログラム130の情報から再構成することをより困難とできる。
また、図14Aおよび図14B等を参照して説明した本実施形態のホログラムの真正の検証方法では、強度を測定可能なイメージセンサ50と、点光源LSとを備えた検出装置70または71である。イメージセンサは、透過型イメージセンサ60とできる。また、透過型イメージセンサ60はダブルゲート型トランジスタフォトセンサからなる画素を有する1次元イメージセンサまたは2次元イメージセンサとできる。図15のようにホログラム130で再生される第3情報85を透過型イメージセンサ50にて検出する検出装置70または71を用い、第3情報85の真偽を検証する工程を介すことで、ホログラム130の認証ができる。
また、図14Aおよび図14B等を参照して説明した本実施形態のホログラムの真偽判定方法では、強度を測定可能な透過型イメージセンサ50と、点光源LSとを備えた検出装置70または71を用いることができる。イメージセンサは、透過型イメージセンサ60とできる。透過型イメージセンサ60は、ダブルゲート型トランジスタフォトセンサからなる画素を有する1次元イメージセンサまたは2次元イメージセンサとできる。図15で説明されるホログラム130において再生される第3情報85をイメージセンサ50にて検出する検出装置70または71を用い、イメージセンサ50の仰俯角または方位角のいずれか一方または両方が特定の角度に移動する工程と、図15に示すホログラム130等から再生される第1情報81または第3情報85をイメージセンサ50にて取得する工程と、仰俯角と方位角の情報から、第1情報を再生する光位相変調構造25を設計する際に用いる第4情報により、透過型イメージセンサ50にて得られる予測情報を算出する工程と、透過型イメージセンサ50にて得た第1情報81または第3情報85と予測情報とを比較し、イメージセンサ50(イメージセンサ)にて得られた情報の真偽を検証する工程とを介すことで、ホログラム130等を認証できる。
本発明のホログラムは、人による目視観察時に得られる情報と、検出装置などの読取装置により得られる情報とを異なる物とすることができる。そのため、偽造防止向けの光学効果、および検出装置、真正の検証方法として適用でき、有価証券、証明書、ブランド品、高価格品、電子機器、および、個人認証媒体などの物品に含まれる価値や情報を保護するホログラムとして利用できる。また、ホログラムに付与した情報を2次元バーコードなどとすることで、カメラや携帯電話、スマートフォンなど撮影機能を有する読み取り機器を用いた機械認証セットともできる。
また、本発明の検出装置は、装置を小型化できるため、真正の検証の検出装置として適用できるだけでなく、ホログラム製造時の品質管理等にも適用できる。
さらに、本発明は立体的な再生情報を目視観察できるため、上述の偽造防止以外にも適用できる。例えば、玩具や学習教材、商品の装飾品、ポスター等にも適用できる。
上記実施形態は、あらかじめ計算機によって計算された空間における光の位相情報が記録された、例えばホログラムに適用されるホログラム、および、光の位相情報により得られる空間情報を取得する検出装置、加えて、それらホログラムの真偽判定方法である。また、上記実施形態は、従来のホログラムや計算機合成ホログラムからの再生情報を、光源と光に感応するセンサとを組み合わせることで取得し、さらに再生情報の3次元的な空間分布情報を取得し易くするための、ホログラム、検出装置、およびホログラムの真正の検証方法である。すなわち、上記実施形態によれば、ホログラムからの再生情報の3次元的な空間分布情報を容易に取得することができる。
以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計,本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含むことができる。
さらに、本開示の範囲は、請求項により画される発明の特徴(feature)に限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴(feature)、その特徴(feature)のあらゆる組み合わせも含む。
さらに、本開示の範囲は、請求項により画される発明の特徴(feature)に限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴(feature)、その特徴(feature)のあらゆる組み合わせも含む。
本開示で用いられる「部分」、「要素」、「画素」、「セグメント」「単位」「印刷体」、「物品」という用語は、物理的存在である。物理的存在は、物質的形態または、物質に囲まれた空間的形態を指すことができる。物理的存在は、構造体とできる。構造体は、特定の機能を有するものとできる。特定の機能を有した構造体の組合せは、各構造体の各機能の組合せにより相乗的効果を発現できる。
本開示および特に添付の特許請求の範囲内で使用される用語(例えば、添付の特許請求の範囲の本文)は、一般的に、「オープンな」用語として意図される(例えば、「有する」という用語は、「少なくとも有する」と解釈すべきであり、「含む」という用語は「含むがそれに限定されない」などと解釈されるべきである。
また、用語、構成、特徴(feature)、側面、実施形態を解釈する場合、必要に応じて図面を参照すべきである。図面により、直接的かつ一義的に導き出せる事項は、テキストと同等に、補正の根拠となるべきである。
さらに、特定の数の導入された請求項の記載が意図される場合、そのような意図は、請求項に明示的に記載され、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しない。例えば、理解を助けるために、以下の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも1つ」および「1つまたは複数」の導入句の使用を含み、請求の列挙を導入することができる。しかしながら、そのような語句の使用は、不定冠詞「a」または「an」によるクレーム記載の導入が、そのようなクレームを含む特定のクレームを、そのような記載を1つだけ含む実施形態に限定することを意味すると解釈されるべきではない。 「1つ以上」または「少なくとも1つ」の冒頭の語句および「a」または「an」などの不定冠詞(例えば、「a」および/または「an」)は、少なくとも「少なくとも」を意味すると解釈されるべきである。「1つ」または「1つ以上」)。請求項の記述を導入するために使用される明確な記事の使用についても同様である。
10…形成層、11…反射層、20、20a…界面(第2界面)、21…界面(第1界面)、30a、30b、30c、30d、90a、90b…曲線、90c…直線、40、40a、40b、40c、42、80、82、84…再生点、41、46、81…第1情報、43、83…第2情報、85…第3情報、44…光路、45、45a、45b、45c…領域、5、5a、50…イメージセンサ、51…受光界面、60、60a、60b、60c、60d…透過型イメージセンサ、61、61a、61b、61c、61d…受光界面、62…透過型イメージセンサ群、2、2a、70、71…検出装置、3、100、110、120、130…ホログラム、200…キャリアフィルム(基材)、300…媒体(基材)、4、LS…点光源、601…半導体層(半導体膜)、604…透明絶縁膜(絶縁膜)、605…トップゲート絶縁膜(絶縁膜)、606…ボトムゲート絶縁膜(絶縁膜)、609…絶縁性基板(光透過性基板)、611…トップゲート電極(光透過性ゲート電極)、612…ボトムゲート電極(光非透過性ゲート電極)
Claims (17)
- 積層された形成層と反射層とを備え、
前記形成層が、前記反射層と接する第1界面に光位相変調構造を有し、
点光源から照射された参照光が前記形成層の前記第1界面と異なる第2界面から入射された場合に、前記光位相変調構造によって再生される像の全部または一部が、第1情報として、前記第2界面を基準として前記点光源側に再生される
ホログラム。 - 前記点光源から照射された前記参照光が前記第2界面から入射された場合に、前記光位相変調構造によって再生される前記像の一部が、第2情報として、前記第2界面を基準として前記点光源の反対側に再生される
請求項1に記載のホログラム。 - 前記第1情報が前記第2界面の前記点光源側に位置する第1面上に再生され、
前記点光源から照射された前記参照光が前記第2界面から入射された場合に、前記光位相変調構造によって再生される前記像の一部が、第3情報として、前記第2界面を基準として前記点光源側に、かつ、前記第1面と近接する第2面上に再生される
請求項1または2に記載のホログラム。 - 前記光位相変調構造によって再生される前記像が、それぞれが点状の像である複数の点情報から再生され、
前記各点情報が、前記第2界面から予め決められた距離に位置するよう再生されている
請求項1または2に記載のホログラム。 - 前記光位相変調構造によって再生される前記像が、それぞれが点状の像である複数の点情報から再生され、
前記各点情報が、前記第2界面から予め決められた距離に位置するよう再生されている
請求項3に記載のホログラム。 - 前記第1情報を再生する複数の前記点情報の全部または一部の前記第2界面を基準とする水平方向の位置と、前記第3情報を再生する複数の前記点情報の全部または一部の前記第2界面を基準とする水平方向の位置が重なっている
請求項5に記載のホログラム。 - 光強度を測定可能なイメージセンサと、前記点光源とを備え、
前記イメージセンサが、フォトセンサからなる画素を有する、1次元イメージセンサまたは2次元イメージセンサを有し、請求項1~6のいずれか1項に記載のホログラムにおいて再生される前記第1情報をイメージセンサ検出する
検出装置。 - 光強度を測定可能なイメージセンサと、前記点光源とを備え、
前記イメージセンサが、ダブルゲート型トランジスタフォトセンサからなる画素を有する2次元イメージセンサを有し、請求項1~6のいずれか1項に記載のホログラムにおいて再生される前記第1情報または前記第3情報をイメージセンサ検出する
検出装置。 - 前記イメージセンサが、光透過性基板上に光透過性ゲート電極と光非透過性ゲート電極を有するダブルゲート型薄膜トランジスタフォトセンサからなる前記画素を有する前記2次元イメージセンサであり、
前記画素は、前記ホログラムと対向する前記イメージセンサの前面に前記光透過性ゲート電極を配置し、前記イメージセンサの背面に、絶縁膜、半導体膜、絶縁膜、前記光非透過性ゲート電極を順に配置して構成される
請求項7または8に記載の検出装置。 - 前記光透過性基板が、薄板ガラスで形成された絶縁基板である
請求項9に記載の検出装置。 - 前記光透過性基板が、光透過性の樹脂フィルムで形成された絶縁基板である
請求項9に記載の検出装置。 - 前記点光源による光軸方向と、
前記ダブルゲート型薄膜トランジスタフォトセンサからなる前記画素を有する前記2次元イメージセンサの法線方向とが、
同軸上に位置している
請求項9~11のいずれか1項に記載の検出装置。 - 前記2次元イメージセンサが、2つ以上積層されている
請求項9~12のいずれか1項に記載の検出装置。 - 光強度を測定可能なイメージセンサと、前記点光源とを備え、
前記イメージセンサが、ダブルゲート型トランジスタフォトセンサからなる画素を有する2次元イメージセンサを有し、
前記イメージセンサは、請求項5または6に記載のホログラムにおいて再生される前記第1情報または前記第3情報を再生する前記点情報の光強度をイメージセンサ検出し、前記点情報における前記2次元イメージセンサの法線方向の位置を取得する
検出装置。 - 光強度を測定可能なイメージセンサと、前記点光源とを備えた検出装置であって、前記イメージセンサが、フォトセンサからなる画素を有する透過型イメージセンサからなり、請求項4~6のいずれか1項に記載のホログラムにおいて再生される前記第1情報を前記イメージセンサにて検出する検出装置を用い、
前記第1情報における、前記点情報の位置情報を取得し、
前記第1情報を再生する前記光位相変調構造を設計する際に用いる第4情報と、前記検出装置により取得した前記第1情報とを比較し、前記第1情報が正しいか否かを判断する、
ホログラムの真正の検証方法。 - 請求項8に記載の検出装置を用い、
請求項3、5または6に記載のホログラムから再生される前記第3情報を取得し、
前記第3情報の真偽を判別して前記ホログラムの真偽を判断する
ホログラムの真正の検証方法。 - 請求項8に記載の検出装置を用い、
前記イメージセンサの仰俯角または方位角のいずれか一方または両方が特定の角度に移動し、
請求項3、5または6に記載のホログラムから再生される前記第1情報または前記第3情報を前記イメージセンサにて取得し、
前記仰俯角または方位角の情報から、前記第1情報を再生する前記光位相変調構造を設計する際に用いる第4情報により、前記イメージセンサにて得られる予測情報を算出し、
前記イメージセンサにて得た前記第1情報または前記第3情報と前記予測情報とを比較し、前記イメージセンサにて得られた情報の真偽を判別し、前記ホログラムの真偽を判断する
ホログラムの真正の検証方法。
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