(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射角選択特性のあるホログラムの微小な断片が透明な支持基材中に分散されていることを特徴とするホログラム片含有媒質。
【請求項２】
前記ホログラム片含有媒質が印刷インキであることを特徴とする請求項１記載のホログラム片含有媒質。
【請求項３】
前記印刷インキを用いて印刷物の少なくとも一部が印刷されていることを特徴とする請求項２記載のホログラム片含有媒質。
【請求項４】
前記印刷インキを用いた印刷層が別の印刷層の上に印刷されていることを特徴とする請求項３記載のホログラム片含有媒質。
【請求項５】
前記の入射角選択特性のあるホログラムが反射型ホログラムであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載のホログラム片含有媒質。
【請求項６】
前記の入射角選択特性のあるホログラムに記録されたパターンは、再生照明光とホログラム法線とを含む面に対して垂直方向に変化しないパターンであることを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のホログラム片含有媒質。
【請求項７】
前記の入射角選択特性のあるホログラムに記録されたパターンが１つあるいは複数の点であることを特徴とする請求項６記載のホログラム片含有媒質。
【請求項８】
前記ホログラム片含有媒質からの回折パターンが入射光を中心とする同心円状パターンであることを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載のホログラム片含有媒質。
【請求項９】
前記の入射角選択特性のあるホログラムの微小な断片は、記録時の波長が異なる複数種のホログラムの微小な断片の混合体、若しくは、記録時の物体光と参照光の角度が異なる複数種のホログラムの微小な断片の混合体であることを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載のホログラム片含有媒質。
【請求項１０】
入射角選択特性のあるホログラムの微小な断片が透明な支持基材中に分散されてなるホログラム片含有媒質に光を当て、前記のホログラムの微小な断片から再生される情報を読み取ることにより、前記ホログラム片含有媒質が添付されているものの真偽を判断することを特徴とする真偽判別法。
【請求項１１】
請求項１０記載の真偽判別法を実施する真偽判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラム片含有媒質とその媒質を用いた真偽判別法及び真偽判別装置に関し、特に、リップマンホログラムあるいはデニシュークタイプのホログラムのように入射角選択特性のあるホログラムの微小な断片を混入した印刷インキ層のようなホログラム片含有媒質と、それを用いた真偽判別法・装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、単層あるいは多層干渉膜を破砕して、その断片を樹脂中に分散し、紙、プラスチック、木材等の表面にコーティングしたものは、装飾品等で知られている。例えば、金属酸化物をコートしたマイカの断片を分散したものは“Ａｆｆｌａｉｒ”として商品化されている。以下、これを薄膜インキと呼ぶ。
【０００３】
一方、レーザー光を当てると情報が再生されるレーザー光再生ホログラムは公知のものであり、このようなホログラムを貼着等したカード等は既に実用化されている。これは、目視ではただ光って見えるだけのものであるが、レーザー光を当てることにより初めて記録情報が再生されるもので、ホログラムを貼着したカード等の偽造防止効果が高い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来の薄膜インキを偽造防止や真偽判定用に使用しようとすると、インキ中に分散する断片は容易に入手できるため、目的とする偽造防止効果は得難い。
【０００５】
一方、ホログラムは作製が困難でそれを用いた真偽判定は容易にできるが、ホログラムシートを作製した後、それを基体に貼り付けるか転写する必要がある。貼り付ける場合、貼着領域の細かいパターニングは不可能であり、転写においても微細なパターニングは困難である。また、インキを印刷するだけの通常の印刷と比べ、貼り付けの場合は、粘着剤の塗布、貼り付け加工等、転写の場合は、転写箔加工、転写等、工程が多く、また、特殊な機械を使わなければならない。
【０００６】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、印刷インキ等の中に入射角選択特性のあるホログラムの微小な断片を分散させることにより、偽造防止効果が高くかつ印刷により簡単に細かいパターニングが可能なホログラム片含有媒質とその媒質を用いた真偽判別法及び真偽判別装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のホログラム片含有媒質は、入射角選択特性のあるホログラムの微小な断片が透明な支持基材中に分散されていることを特徴とするものである。
【０００８】
この場合、ホログラム片含有媒質は層状をしていても、印刷インキであってもよい。また、その印刷インキを用いて印刷物の少なくとも一部が印刷されているものであってもよい。また、その印刷インキを用いた印刷層が別の印刷層の上に印刷されていてもよい。また、入射角選択特性のあるホログラムは反射型ホログラムであることが望ましい。
【０００９】
さらに、その入射角選択特性のあるホログラムに記録されたパターンは、再生照明光とホログラム法線とを含む面に対して垂直方向に変化しないパターンであることが望ましい。そのようなものには、１つあるいは複数の点からなるものが含まれる。
【００１０】
また、ホログラム片含有媒質からの回折パターンとしては入射光を中心とする同心円状パターンがある。
【００１１】
また、その入射角選択特性のあるホログラムの微小な断片は、記録時の波長が異なる複数種のホログラムの微小な断片の混合体、若しくは、記録時の物体光と参照光の角度が異なる複数種のホログラムの微小な断片の混合体であってもよい。
【００１２】
また、本発明の真偽判別法は、入射角選択特性のあるホログラムの微小な断片が透明な支持基材中に分散されてなるホログラム片含有媒質に光を当て、前記のホログラムの微小な断片から再生される情報を読み取ることにより、前記ホログラム片含有媒質が添付されているものの真偽を判断することを特徴とする方法である。
本発明はこの真偽判別法を実施する真偽判別装置を含むものである。
【００１３】
本発明においては、入射角選択特性のあるホログラムの微小な断片が透明な支持基材中に分散されているので、ランダムな方向を向いる多数のホログラム片の中で、特定の角度を向いたもののみから再生像が得られるため、再生光の方向が揃いボケが少ない再生像が得られる。このように入射角選択特性のあるホログラム片を混入分散させて例えば印刷インキを作製すると、通常の印刷と同じ方法や装置を用いて印刷することにより、任意の基材上に微細なパターンを含む任意のパターニングを簡単に行うことができる。また、ホログラム片からは特定のパターンが再生されるが、これを偽造しようとする場合、全く同じパターンを被写体として全く同じ撮影条件で撮影する必要があり、実質的に偽造することは不可能となる。したがって、真偽判別法に有効なものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の原理と実施例について説明する。
本発明は、従来の“薄膜インキ”とレーザー光再生ホログラムの技術に加え、ホログラムとして狭入射角選択性のある反射型ホログラム（リップマンホログラムあるいはデニシュークタイプのホログラム）を用いることにより、前記の問題を解決したものである。
【００１５】
レリーフホログラム等の普通のホログラムをインキ中に分散するだけでは、その有効な再生は不可能である。その理由は、ランダムな方向を向いてランダムに分散されているホログラム片に特定の方向からレーザー光を当てたときに、インキ中に分散している各ホログラム片から再生光が回折されるが、これらホログラム片は上記のようにランダムな方向を向いており、そのため、再生光もランダムな方向に回折し、その結果、各ホログラム片からの再生像は相互に重なり合うため、全体としてボケてしまうからである。
【００１６】
本発明者等は、反射型ホログラムを用い、その入射角選択特性を狭くすることで、上記の再生像が相互に重なり合って全体としてボケてしまう問題を解決できることを見出した。すなわち、入射角選択性が狭いと、ランダムな方向を向いる多数のホログラム片の中で、特定の角度を向いたもののみから再生像が得られるため、再生光の方向が揃いボケが少なくなる現象を利用する。反射型ホログラムを用いると、このようにボケが少なくなるが、その理由は後で説明する。
【００１７】
本発明においては、このように入射角選択特性のあるホログラム片を混入分散させてインキを作製した後は、通常の印刷と同じ方法や装置を用いて印刷することにより、任意の基材上に微細なパターンを含む任意のパターニングを簡単に行うことができる。
【００１８】
また、ホログラム片からは特定のパターンが再生されるが、これを偽造しようとする場合、全く同じパターンを被写体として全く同じ撮影条件で撮影する必要があり、実質的に偽造することは不可能である（特殊な撮影装置、技術が必要であり、また、毎回異なるパターンの撮影を行う必要がある。）。
【００１９】
さて、反射型ホログラムでは、上記のように再生像のボケが少なくなるが、以下に、その理由を説明する。ホログラムの再生の入射角選択性はよく知られたコーゲルニックの理論で求められる。以下の式のξが評価式であり（久保田敏弘「カラーホログラフィによる文化財の記録・展示（Ｉ）」日本写真学会誌，第５３巻第４号（平成２年）ｐ．２９１）、この値が０に近い程ブラッグ条件に近く、回折効率ηは高い。
【００２０】
ξ＝πＴｎ／λ｛（ cosθc − cosθi ）−（ cosθr − cosθo ）｝
ここで、λは波長、Ｔはホログラムの膜厚、ｎはホログラムの平均屈折率、θc は再生の際の照明光の入射角、θi は再生光の射出角、θr は記録の際の参照光の入射角、θo は記録の際の物体光の入射角である。
【００２１】
反射型ホログラムの場合、回折光（再生光）がある程度明るい（η＞８０％）ためには、図２（The Bell System Technical Jounal,Vol.48,No.9(1969,Nov.) "Coupled Wave Theory for Thick Hologram Gratings"by H.Kogelnik）にこのξと回折効率ηの関係を示すように、この評価式ξの絶対値は、条件の違いはあるが、概ね３〜４以下であることが必要である（図２中のνは、λ、Ｔ、ｎ、θc 、θi 等の複合関数である。）。
【００２２】
そこで、下記の条件を設定し、照明光入射角θc とξの関係を求めてみた。
【００２３】
（条件）
Ｔ（膜厚）  ＝１０μ，５０μ
ｎ（屈折率）＝１．５
λ（波長）  ＝０．６３３μ
θr （参照光角度）＝３０°
θo （物体光角度）＝０°
0003963332.tif 000002
【００２４】
上記の表から、膜厚５０μｍの場合に、略｜ξ｜＜４を満足するには、このホログラムの有効な照明光入射角が±１°に限定され、同時に再生光角度も約±１°に限定されることが分かる。したがって、このホログラム片の方向がランダムであっても、図１に示すように、照明光入射方向がこの範囲で一致するものが像再生に寄与することになり、かつ、再生光角度範囲も上記のように狭いので、再生像のボケが少なくなることになる。
【００２５】
図１について説明すると、同一特性の多数の反射型ホログラム片１1 、１2 、１3 、１4 、１5 、１6 ・・・が透明支持基材中２中に分散混入されたホログラム層３において、各反射ホログラム片１1 、１2 、１3 、１4 、１5 、１6 ・・・は破線の矢印で示した方向から入射する光に対してのみブラッグ条件を満足する反射型ホログラムである。したがって、ホログラム層３にある方向から入射光４で照明すると、透明支持基材中２中にランダムな方向を向いてランダムに分散しているホログラム片１1 、１2 、１3 、１4 、１5 、１6 ・・の中、破線矢印が入射光４の入射してくる方向に略一致するホログラム片１1 、１4 、１6 が必ず存在するので、これらホログラム片１1 、１4 、１6 から再生光５1 、５4 、５6 が回折し、再生像６1 、６4 、６6 が得られる。このような条件を満足する複数のホログラム片の法線が相互に同じ方向を向いていれば再生像の結像位置は略一致するが、ホログラム片１1 、１4 、１6 法線が相互に異なる一般の場合、それらからの再生像６1 、６4 、６6 は、図示のように、入射光４の軸４0 を中心として略回転対称な位置（図の両矢符で示した方向の位置）に分布する。そのため、再生像６1 、６4 、６6 は相互に一部重なり合ってボケることになるが、再生像６1 、６4 、６6 、すなわち、ホログラム片１1 、１2 、１3 、１4 、１5 、１6 ・・に記録されている像が、ホログラムからの回折光の方向とホログラムの法線とを含む面に対して垂直方向に変化しないパターン、例えば、点又は点列（各点に面積があってもよい（後記具体例）。）、バーコードのような平行な線群、にしておくと、この重なりがあっても再生パターン６にはボケがほとんど生じない。したがって、この全体の再生パターン６は入射光４の軸４0 を中心とする同心円状のパターンとなる。これに対し、ブラッグ条件を満足しない（破線矢印が入射光４の入射してくる方向に一致しない）ホログラム片１2 、１3 、１5 は、前記のように照明光入射角が狭く限定されているので、これらホログラム片１2 、１3 、１5 からは何ら回折光が発生せず、再生パターン６をボケさす不要な光は生じない。これが、本発明の原理である。
【００２６】
次に、上記のような特性の反射型ホログラム撮影の具体例について説明する。図３はそのための光学配置を示す図であり、ホログラム感材１１としてデュポン社製フォトポリマーＨＲＦ７０６を用いた。ホログラム撮影の光源としては、クリプトンレーザー１４を用い、そのレーザー光をハーフミラー１５で二分割し、一方は、ミラーＭ1 、Ｍ2 、Ｍ3 を経てビームエッキスパンダー１６によりビーム径を拡げ、入射角９０°（垂直）で参照光１７としてホログラム感材１１の一方の面に入射させ、また、分割された他方のレーザー光は、ミラーＭ4 、Ｍ5 を経てビームエッキスパンダー１８によりビーム径を拡げ、入射角αで物体光１９としてホログラム感材１１の反対側の面に入射させた。物体光１９の入射角αは１０°、２０°、３０°と順次調整して、ホログラム感材１１中で上記参照光１７と物体光１９を３回干渉させ、単純な回折格子を三重記録した反射型のホログラムが撮影された。
【００２７】
このホログラム感材１１を所定の方法に従い紫外線照射、加熱処理を行い、定着してホログラムフィルムを作製した。ホログラム感材１１の厚みは、ベース／感光材料層／保護フィルム層の順に５０μｍ、３０μｍ、２５μｍである。
【００２８】
この後、ミルにより平均直径２００μｍの微細な板状に粉砕した。
これをクリアインキに練り込み、図４（ａ）に示すように、プラスチックシート２１（０．７ｍｍ厚の塩化ビニール）上の一部領域にスプレイ塗装を行いホログラム層２２とした。それを乾燥させた後、表面の平滑性を高めるため、ホログラムの練り込みのない通常のクリアインキをオーバーコートして平滑性を高めた。
【００２９】
次いで、図４（ｂ）に示す配置の読み取り装置を用い、レーザー２３からレーザー光２４をこのホログラム層２２に上方から照射すると、再生光５により三重の同心円状の再生パターン６を得た。この再生パターン６は通常は目視では認識できないので、偽造防止手段として利用できることが確認された。なお、再生パターン６の位置にＣＣＤ等の二次元光電変換素子を配置しておき、この再生パターン６を光電的に読み取るようにしてもよい。
【００３０】
以上、本発明によるホログラム層の原理と実施例について説明してきたが、ホログラム層の作製方法としては、ホログラム片が分散された通常のインキを印刷する方法以外に、エクストルージョンコーティング、ディップコーティング、射出成形、キャスト法等において使用する樹脂の中にホログラム片を練り込む方法が可能である。
【００３１】
また、ホログラム記録材料を選択して透明度を高いものにしておくと、ホログラム層の下に通常の印刷を施しておき、ホログラム層を透かして下の印刷物を見ることが可能となり、意匠性、偽造防止性を高めることができる。
【００３２】
また、ホログラム片の記録波長、物体光・参照光入射角等、複数の条件で作製した複数種のホログラム片を混合することにより、より、偽造防止効果を高めることが可能である。
【００３３】
以上、本発明のホログラム片含有媒質とその媒質を用いた真偽判別法及び真偽判別装置を原理の説明と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、入射角選択特性のあるホログラムの微小な断片が透明な支持基材中に分散されているので、ランダムな方向を向いる多数のホログラム片の中で、特定の角度を向いたもののみから再生像が得られるため、再生光の方向が揃いボケが少ない再生像が得られる。このように入射角選択特性のあるホログラム片を混入分散させて例えば印刷インキを作製すると、通常の印刷と同じ方法や装置を用いて印刷することにより、任意の基材上に微細なパターンを含む任意のパターニングを簡単に行うことができる。また、ホログラム片からは特定のパターンが再生されるが、これを偽造しようとする場合、全く同じパターンを被写体として全く同じ撮影条件で撮影する必要があり、実質的に偽造することは不可能となる。したがって、真偽判別法に有効なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【図２】パラメータξと回折効率の関係を示す図である。
【図３】本発明において具体的な反射型ホログラム撮影のための光学配置を示す図である。
【図４】ホログラム層読み取り装置の１例の配置を示す図である。
【符号の説明】
１1 、１2 、１3 、１4 、１5 、１6 …反射型ホログラム片
２…透明支持基材中
３…ホログラム層
４…入射光
４0 …入射光の軸
５1 、５4 、５6 …再生光
６1 、６4 、６6 …再生像
６…再生パターン
１１…ホログラム感材
１４…クリプトンレーザー
１５…ハーフミラー
１６…ビームエッキスパンダー
１７…参照光
１８…ビームエッキスパンダー
１９…物体光
２１…プラスチックシート
２２…ホログラム層
２３…レーザー
２４…レーザー光
Ｍ1 、Ｍ2 、Ｍ3 、Ｍ4 、Ｍ5 …ミラー
【図１】
0003963332.tif 000003
【図２】
0003963332.tif 000004
【図３】
0003963332.tif 000005
【図４】
0003963332.tif 000006