專利名稱：全息圖記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全息圖記錄介質(zhì)，其用于為用作認(rèn)證目的的全息圖提供改善的安全性。
背景技術(shù)：
可三維顯示的全息圖用于確保⑶卡、預(yù)付費(fèi)卡、通行證、銀行帳戶簿、護(hù)照、身份 證書、商品等是合法的并且不是偽造的。目前，一般通常將例如標(biāo)簽或貼紙固定在目標(biāo)上。 標(biāo)簽或貼紙包括模壓全息圖。在模壓全息圖中，將干涉條紋記錄為表面上的凸起和凹陷。但 是，模壓全息圖容易被偽造。相反，將干涉條紋記錄為膜中的折射率的差異的李普曼全息圖 (Lippmann holograms)非常難以被偽造。其原因之一就是需要使用先進(jìn)的技術(shù)來制作記錄 圖像。另一個(gè)原因是記錄介質(zhì)難以獲得。有兩種體積全息圖(也被稱作李普曼全息圖)的制作方法，即，實(shí)像全息圖和全息 立體圖。為了制備實(shí)像全息圖，激光照射到目標(biāo)上。相反，根據(jù)來自多個(gè)的觀察點(diǎn)的視差圖 像來記錄全息立體圖。體積全息圖的制作過程包括三個(gè)步驟，即，內(nèi)容制作步驟(包括圖像 獲取以及對所獲取的圖像進(jìn)行編輯以及其他處理)、全息圖母版制備步驟以及復(fù)制(批量 生產(chǎn))步驟。通過圖像獲取或計(jì)算機(jī)制圖來獲取圖像。所獲取的多個(gè)圖像中的每個(gè)在圖像 編輯步驟中例如通過柱面透鏡而轉(zhuǎn)換為帶狀圖像。通過將影像物體光束與參考光束之間的 干涉條紋作為帶狀基元全息圖記錄到全息圖記錄介質(zhì)上，來制備母版。通過使用母版來進(jìn) 行接觸印刷來復(fù)制全息圖。即，全息圖記錄介質(zhì)與母版緊密接觸，之后由用于復(fù)制全息圖的 激光束照射。因此，復(fù)制了全息圖。在這個(gè)全息圖中，通過從在水平方向上的不同觀察點(diǎn)連續(xù)拍攝而獲得的圖像信息 作為帶狀基元全息圖而在水平方向上連續(xù)地記錄。當(dāng)觀察者他或她的雙眼觀察此全息圖時(shí)， 由左眼和右眼看到的二維圖像略微地不同。因此，觀察者感受到視差，由此再現(xiàn)三維圖像。如上所述，為了連續(xù)地記錄帶狀基元全息圖，制作出了僅在水平方向上具有視差 的HPO (僅水平視差)全息立體圖。HPO全息立體圖僅需要短的印刷時(shí)間并且還能在記錄中 提供高的圖像質(zhì)量。此外，根據(jù)記錄格式也產(chǎn)生了垂直視差。在水平方向和垂直方向上具 有視差的全息圖被稱作FP(全視差)全息圖。已經(jīng)提出了一種體積全息圖貼紙(參照日本專利公報(bào)No. 2002-82593 (下文中稱 作專利文獻(xiàn)1))。該貼紙?jiān)O(shè)計(jì)為固定到身份證書上并且如果被剝離之后不能被重復(fù)使用。 其原因是由于全息層的剝離力大于其斷裂強(qiáng)度而使得全息層損壞。另一方面，在日本專利 No. 3342056中已經(jīng)提出了其中具有偏振控制層的全息圖。但是，偏振控制層自身沒有形成 圖案。因此，該全息圖對于使復(fù)制圖像的整體效率惡化很有效，但是對于使得潛在的圖像變 得明顯沒有顯著效果。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，可以通過將未曝光的全息圖記錄材料與全息圖緊密地接觸，并且之后通過具有與記錄波長相接近的波長的激光照射來復(fù)制體積全息圖。全息圖記錄材料難以制 作和獲得。因此，不容易生產(chǎn)非法的復(fù)制品。但是，為了提供增強(qiáng)的安全性，期望能夠有使 得難以制作非法復(fù)制品或者使得復(fù)制品與原版相區(qū)別的措施。
專利文獻(xiàn)1中描述的方法設(shè)計(jì)為防止使用非法的貼紙來替換全息圖貼紙。但是， 該方法不能防止通過使用全息圖母版來接觸印刷而偽造全息圖。鑒定技術(shù)不僅包括容易鑒別的技術(shù)要素(被稱作“明顯的”技術(shù))，也包括其他的 除非使用諸如工具之外難以鑒別的技術(shù)要素(稱作“隱蔽的”技術(shù))。在全息圖記錄介質(zhì)的 情況下，為了鑒定目的而增加的信息優(yōu)選地是在觀察記錄的全息圖時(shí)不可見的，因?yàn)檫@種 信息如果可見的話可能會(huì)干擾全息圖的觀察?？紤]到上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種全息圖記錄介質(zhì)，其用于通過復(fù)制和 提供用于鑒定的隱蔽的元件來防止偽造的。為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種全息圖記錄介質(zhì)。在體積全 息圖中，全息圖記錄介質(zhì)在比全息圖記錄層更靠近觀察者的那一側(cè)上、在沒有空氣介質(zhì)的 狀態(tài)下，由光學(xué)功能膜覆蓋。光學(xué)功能膜是部分地圖案化的。無論光學(xué)功能膜是否存在，全 息圖記錄介質(zhì)的外觀幾乎保持不變。光學(xué)功能膜為光學(xué)各向異性膜。此外，將光學(xué)各向異性膜部分地挖出。將在外觀上與膜大致相同的各向同性材料填充到挖出的部分中。光學(xué)功能膜為光學(xué)各向同性膜。此外，將光學(xué)各向同性膜部分地挖出。將在外觀上與膜大致相同的各向異性材料填充到挖出的部分中?？蛇x擇地，光學(xué)功能膜形成為使其光軸的方向部分地不同。光學(xué)功能膜為相位差膜。光學(xué)功能膜為偏振膜。光學(xué)功能膜具有通過納米壓印而形成的微結(jié)構(gòu)。光學(xué)功能膜具有通過納米壓印而圖案化的微結(jié)構(gòu)。光學(xué)功能膜與全息圖記錄層之間的粘合力大于全息圖記錄層的自身結(jié)合力。在本發(fā)明的實(shí)施例中，全息圖記錄介質(zhì)在比全息圖記錄層更靠近觀察者的那一側(cè) 上由光學(xué)功能膜覆蓋。光學(xué)功能膜是部分地圖案化的。因此，如果復(fù)制全息圖，那么將會(huì)在 復(fù)制之后的全息圖記錄介質(zhì)上出現(xiàn)圖案。復(fù)制出的全息圖與原始的全息圖不同，由此防止 偽造。此外，當(dāng)沒有復(fù)制全息圖時(shí)，其圖案不能視覺地觀察到。此外，如果試圖剝離光學(xué)功 能膜，全息圖記錄層在將光學(xué)功能膜剝離之前就受到損傷，由此防止失去防反射效果。


圖1為示出了全息立體圖制作系統(tǒng)的構(gòu)造示例的略圖，其中本發(fā)明的實(shí)施例可以 應(yīng)用到該制作系統(tǒng)中。圖2為用于描述在全息立體圖的制作過程中圖像處理的示例的略圖；圖3為示出了全息圖記錄介質(zhì)的示例的截面圖； 圖4A到4C為示出了對光敏聚合物進(jìn)行光學(xué)聚合的感光處理的略圖5為用于描述接觸印刷機(jī)的略圖；圖6為示出了根據(jù)本發(fā)明的全息圖記錄介質(zhì)的實(shí)施例的構(gòu)造的略圖；圖7為示出了根據(jù)本發(fā)明的全息圖記錄介質(zhì)的實(shí)施例的修改示例的略圖；圖8為用于描述根據(jù)本發(fā)明的全息圖記錄介質(zhì)的實(shí)施例的不同部分的略圖；圖9A和9B為用于描述根據(jù)本發(fā)明的全息圖記錄介質(zhì)的實(shí)施例防復(fù)制效果的略圖。
具體實(shí)施例方式先文中以實(shí)施本發(fā)明的方式(下文中稱作實(shí)施例)給出描述。注意，將要以以下 順序給出描述1.全息圖母版的制備2.實(shí)施例3.修改示例注意，下述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選具體示例，并且包括技術(shù)地優(yōu)選的各種限制。但 是，只要下面的描述不包括限制本發(fā)明的特定描述，本發(fā)明的范圍就不限于實(shí)施例。<1.全息圖母版的制備〉“全息立體圖制作系統(tǒng)”首先將要給出適合于制作全息立體圖的裝置的說明，其中由于將多個(gè)帶狀基元全 息圖記錄到單個(gè)記錄介質(zhì)上，所以全息立體圖具有在水平方向上的視差信息。注意，本發(fā)明 的實(shí)施例可以應(yīng)用到通過將激光照射到目標(biāo)上而制備的實(shí)像全息圖，也可以應(yīng)用到全息立 體圖。該全息立體圖制作系統(tǒng)設(shè)計(jì)為制作所謂的一步法全息立體圖。對于一步法全息立 體圖，將其中記錄有物光束與參考光束之間的干涉條紋的干涉記錄介質(zhì)用作全息立體圖。 如圖1所示，全息立體圖制作系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理部分1、控制計(jì)算機(jī)2以及全息立體圖印刷 機(jī)3。數(shù)據(jù)處理部分1處理要被記錄的圖像數(shù)據(jù)。控制計(jì)算機(jī)2整體上控制系統(tǒng)。全息立 體圖印刷機(jī)3具有適合于制作全息立體圖的光學(xué)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理部分1根據(jù)多個(gè)圖像數(shù)據(jù)Dl來產(chǎn)生視差圖像列D3。多個(gè)圖像數(shù)據(jù)Dl含 有從視差圖像列拍攝裝置13提供的視差信息。例如，相同的裝置13具有多鏡頭相機(jī)或移 動(dòng)相機(jī)。數(shù)據(jù)處理部分1根據(jù)其他數(shù)據(jù)產(chǎn)生視差圖像列D3。這些數(shù)據(jù)包括含有由視差圖像 產(chǎn)生計(jì)算機(jī)14產(chǎn)生的視差信息的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)D2。這里，含有從視差圖像列拍攝裝置13提供的視差信息的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)Dl是用于 多個(gè)圖像的圖像數(shù)據(jù)。通過從水平方向上的多個(gè)不同的觀察點(diǎn)，使用多鏡頭相機(jī)同時(shí)拍攝 或使用移動(dòng)相機(jī)連續(xù)拍攝來拍攝實(shí)際目標(biāo)而獲得這種圖像數(shù)據(jù)。另一方面，圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生計(jì)算機(jī)14產(chǎn)生含有視差信息的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)D2。例如， 圖像數(shù)據(jù)D2為通過在水平方向上連續(xù)地設(shè)置視差而產(chǎn)生的多個(gè)CAD (計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))圖 像、CG(計(jì)算機(jī)制圖)圖像或其他圖像數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理部分1使用圖像處理計(jì)算機(jī)11來使得視差圖像列D3受到預(yù)定的用于全 息立體圖的圖像處理。由預(yù)定的圖像處理而產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)D4儲存到諸如存儲器或硬盤 的存儲裝置12中。
此外，在將圖像記錄到全息圖記錄介質(zhì)的過程中，數(shù)據(jù)處理部分1每次從存儲在 存儲裝置12中的圖像數(shù)據(jù)D4讀取一個(gè)圖像，并將該圖像數(shù)據(jù)D5傳遞到控制計(jì)算機(jī)2。另一方面，控制計(jì)算機(jī)2驅(qū)動(dòng)全息立體圖印刷機(jī)3?；趶臄?shù)據(jù)處理部分1提供的 圖像數(shù)據(jù)D5的圖像作為帶狀基元全息圖而順序地記錄到安裝到全息立體圖印刷機(jī)3中的 全息圖記錄介質(zhì)30上。此時(shí)，控制計(jì)算機(jī)2控制快門32、顯示裝置41、記錄介質(zhì)饋送機(jī)構(gòu)以及其他結(jié)合在 全息立體圖印刷機(jī)3中的組件。即，控制計(jì)算機(jī)2將控制信號S1發(fā)送到快門32以控制其 打開和關(guān)閉。此外，相同的計(jì)算機(jī)2將圖像數(shù)據(jù)D5提供到顯示裝置41以使得相同的裝置 41顯示基于圖像數(shù)據(jù)D5的圖像。此外，相同的計(jì)算機(jī)2將控制信號S2發(fā)送到記錄介質(zhì)饋 送機(jī)構(gòu)，以通過相同的機(jī)構(gòu)來控制全息圖記錄介質(zhì)30的饋送運(yùn)動(dòng)。圖像處理包括將含有視差信息的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)D1中的每個(gè)視差的方向上(即，在 水平方向上(沿著寬度))分割為帶，并且將由分割而產(chǎn)生的帶組裝為經(jīng)處理的圖像D5。該 圖像D5顯示在顯示裝置41上。“全息圖記錄介質(zhì)的示例”這里將要給出用在全息立體圖制作系統(tǒng)中的全息圖記錄介質(zhì)30的描述。相同的 介質(zhì)30是所謂的鍍膜記錄介質(zhì)，并且如圖3所示，包括形成在膜基部材料30a上的光敏聚 合物層30b。光敏聚合物層30b包括光學(xué)地聚合的聚合物。膜基部材料30a形成為帶狀。 此外，光敏聚合物層30b由覆蓋片30c覆蓋。如圖4A所示，在對光敏聚合物進(jìn)行光學(xué)聚合的初始狀態(tài)下，單體M均勻地分布在 矩陣聚合物中。相反，當(dāng)聚合物由具有約10到400mJ/cm2的功率的光束LA照射時(shí)，在暴露 到光束LA的部分中的單體M聚合。隨著聚合的進(jìn)展，單體M遷移，改變不同位置之間單體 M的濃度，并且引起折射率調(diào)制。之后，具有約lOOOmJ/cm2的功率的紫外輻射或可見光束 LB照射整個(gè)表面，以完成單體M的聚合。如上所述，光學(xué)聚合的聚合物的折射率根據(jù)入射光 束而改變。這使得有可能將參考光束與物光束之間的干涉條紋作為折射率的改變而記錄下 來。使用這種光學(xué)聚合的光敏聚合物的全息圖記錄介質(zhì)30在曝光之后不需要顯影。 因此，根據(jù)本實(shí)施例的使用全息圖記錄介質(zhì)30的全息立體圖印刷機(jī)3提供了簡化的構(gòu)造， 其中全息圖記錄介質(zhì)30具有由光學(xué)聚合的光敏聚合物制成的光敏部分。注意，其他的材料 也可以用作光敏材料“接觸印刷”如圖5所示，在基于接觸印刷的復(fù)制裝置中，來自激光束源100的激光束(S偏振) 由空間濾波器101擴(kuò)大并且進(jìn)入準(zhǔn)直透鏡102。在通過準(zhǔn)直透鏡102轉(zhuǎn)換為平行光束之后， 激光束照射到含有光敏材料的全息圖記錄介質(zhì)103以及全息圖母版104上。全息圖母版104為反射全息圖(諸如如上所述地制作的體積全息圖)并且當(dāng)觀察 時(shí)具有水平方向上的視差。具有光敏材料層的全息圖記錄介質(zhì)103以及全息圖母版104彼 此直接地或者通過折射率調(diào)整溶液(稱作折射率匹配溶液)緊密接觸。由全息圖母版104 衍射的光束與入射激光束形成的干涉條紋記錄到全息圖記錄介質(zhì)103上。如圖5所示，入射到全息圖記錄介質(zhì)103上的參考光束與照射到全息母版104上 的激光束(線偏振)相同。這提供了參考光束與來自全息母版104的再現(xiàn)光束之間的干涉條紋的最大的銳度。如果參考或再現(xiàn)光束是偏振的，那么干涉條紋的銳度將要降低。如下 所述，本發(fā)明的實(shí)施例行意地根據(jù)字符或其他圖案來控制記錄到干涉記錄介質(zhì)103上的干 涉條紋的銳度。<2.實(shí)施例 >“全息圖記錄介質(zhì)的多層結(jié)構(gòu)”
通過上述印刷機(jī)制作了母版。全息圖記錄介質(zhì)與母版緊密地接觸，之后由激光束 照射。因此，母版被復(fù)制了。全息圖記錄介質(zhì)為圖像記錄介質(zhì)并且用于從母版制作副本。全 息圖記錄介質(zhì)30用做母版。母版可以在兩個(gè)玻璃板之間具有全息光敏材料，而不是具有膜 形式的基部材料。為了復(fù)制全息圖，將全息圖記錄介質(zhì)與母版緊密接觸。在將防復(fù)制光學(xué)功能膜 (下文中將要描述)覆蓋到全息圖記錄介質(zhì)上之前，進(jìn)行全息圖的復(fù)制。另一方面，在為了 偽造目的而進(jìn)行復(fù)制的情況下，通過使用已經(jīng)如上所述地復(fù)制并且由光學(xué)功能膜覆蓋的全 息圖記錄介質(zhì)作為母版而進(jìn)行復(fù)制。如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有防復(fù)制功能的全息圖記錄介質(zhì)包括全息 圖記錄層51。相同的層51是由與光敏聚合物等具有相同厚度的厚的全息光敏材料制成。 通過粘合劑層52 (也被稱作粘合層)將分隔件53設(shè)置在與全息圖記錄層51的觀察者那一 側(cè)(圖6中的上方)相反的那一側(cè)上。分隔件53是由PET(對苯二甲酸乙二醇酯)或其他 樹脂制成的剝離膜。粘合劑層52應(yīng)該優(yōu)選地為黑色的。其原因是如果在將全息圖記錄介 質(zhì)固定到例如商品上時(shí)能夠穿過全息圖像看到背景，防止全息圖像難以看到。全息圖記錄層51的觀察者那一側(cè)通過紫外線硬化樹脂54 (稱作UV (紫外)樹脂) 而由光學(xué)功能膜55覆蓋。相同的層54為透明的，通過紫外線的照射而硬化并且具有很大 的剝離強(qiáng)度。相同的膜55是由透明膜(諸如雙軸延伸PET膜或玻璃紙)制成。光學(xué)功能 膜55具備防復(fù)制作用。此外，透明保護(hù)膜56 (適當(dāng)?shù)胤Q作硬涂層)形成在相同的膜55上。 硬涂層56由諸如UV樹脂制成。UV樹脂層54的粘合力應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地高于全息圖記錄層51的自身結(jié)合力或破壞強(qiáng) 度。其原因是如果試圖剝離光學(xué)功能膜55以移除防復(fù)制功能，將會(huì)損傷全息圖記錄層51， 使得相同的層51不再能夠再次使用。如圖7所示，阻擋層57可以設(shè)置在全息圖記錄層51與粘合劑層52之間。全息圖記錄層51使用諸如具有1. 52的折射率N的光敏聚合物作為其光敏材料， 由此允許將入射光束的亮度或暗度記錄為折射率的差異。全息圖記錄層51所需要的特性 如下所述高衍射效率(例如，90%或更大)、衍射波長的半寬度為5到30nm、高感光度(例 如，20mJ/cm2或更小)以及低收縮率。為了防止損傷、防止靜電、形成膜形狀以及全息圖形狀穩(wěn)定化而設(shè)置硬涂層56。硬 涂層56所需要的特性如下所述高表面硬度(防止損傷)、低表面抵抗性、耐熱性(例如，100到120°C )、低的吸 濕性、優(yōu)秀的附著性以及材料粘連性、等于光敏材料的折射率的光學(xué)折射率基本(例如， 1. 52)、低雙折射率(例如，士 15nm(對于633nm的波長))、低的模糊性(模糊性指的是表面 或內(nèi)部(外觀上)不清楚的渾濁的程度)、高透明度、優(yōu)秀的表面平滑度以及可能減小的膜厚度(例如，20iim或更小)。在圖7中示出的示例中，為了防止材料透過以及穩(wěn)定全息圖的形狀而設(shè)置阻擋層 57。由于光敏材料與分隔件層53的樹脂膜發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以設(shè)置相同的層57。阻擋層 57所需要的特性如下所述耐溶劑性(對于由適合于將光敏材料改變?yōu)橐簯B(tài)的溶液所造成的化學(xué)損傷免 疫)、耐熱性(例如，100到120°C )、低的吸濕性、優(yōu)秀的附著性以及材料粘連性、以及可能 減小的膜厚度(例如，20 u m或更小)。通過例如通過涂布和接合的方式來形成各個(gè)層而制作上述全息圖記錄介質(zhì)。在制 作過程中，通過接觸印刷復(fù)制全息圖母版的全息圖并且在復(fù)制之后固定光學(xué)功能膜55?！肮鈱W(xué)功能膜”術(shù)語“光學(xué)功能膜”指的是具有防復(fù)制功能的光學(xué)膜。術(shù)語“光學(xué)膜”指的是適合 于通過反射或透過光線而產(chǎn)生光學(xué)效果的膜。因此，術(shù)語“光學(xué)功能膜”可以簡單地替換為 “膜”或“光學(xué)膜”。通過在將其加熱到特定程度的同時(shí)雙軸延伸合成樹脂膜來制作根據(jù)本 實(shí)施例光學(xué)功能膜55。即，通過在雙軸方向上拉伸膜來制作相同的膜55。延伸提供改善的 強(qiáng)度和減小的厚度。此外，延伸改變晶體結(jié)構(gòu)，由此改變光學(xué)特性。如圖8所示，全息圖記錄到全息圖記錄層51中。為了容易理解，將全息圖示出為 圖像。在光學(xué)功能膜55中，光學(xué)各向異性并透明(例如，透明度90%或更大)的膜的一部 分預(yù)先挖出諸如“ COPY ”的字符的圖案形狀。光學(xué)功能膜55與全息圖記錄層51在沒有空氣介質(zhì)的狀態(tài)下(通過透明UV樹脂 層54)緊密地接觸。光學(xué)功能膜55和UV樹脂層54的折射率和透過率彼此類似。此外，在 它們之間不存在空氣。因此，第一眼看不到字符“COPY”。因此，字符將不會(huì)影響全息圖的觀 察。此外，當(dāng)光學(xué)功能膜55固定到處于半硬化狀態(tài)的UV樹脂層54上時(shí)，UV樹脂將自己進(jìn) 入挖出的部分中。填充到挖出的部分中的材料不限于UV層54的UV樹脂?？梢源媸褂?UV層54的UV樹脂之外的其他材料。即，可以將與光學(xué)功能膜具有幾乎相同的顏色和透過 率的材料填充到挖出的部分中。—般來說，當(dāng)材料對于不同的偏振方向具有不同的折射率時(shí)，該材料是雙折射的。 雙折射材料被稱作光學(xué)各向異性材料。非雙折射材料被稱作光學(xué)各向同性材料。定向的聚 合物膜、液晶聚合物、光學(xué)晶體等表現(xiàn)出雙折射。玻璃為光學(xué)各向同性材料。UV樹脂層54 也是低雙折射的并且可以被認(rèn)為是各向同性材料。另一方面，將各向異性已經(jīng)通過延伸而 改善的膜(定向的聚合物膜之一)用作光學(xué)功能膜55。如上所述，如果通過使用其中記錄有全息圖的全息圖記錄介質(zhì)作為模板來接觸印 刷而復(fù)制全息圖，那么，光學(xué)功能膜55的對于復(fù)制做出貢獻(xiàn)的偏振成分穿過的部分與相同 的膜55的該偏振成分不穿過的其他部分，由于在其他部分中相同的成分僅通過UV樹脂層 54而不同。因此，復(fù)制出的干涉條紋與原來的干涉條紋銳度不同。這使得復(fù)制出的全息圖 根據(jù)不同的路徑而具有不同的亮度。即，不可見的字符變得可見，使得第一眼就能明顯認(rèn)出 全息圖是復(fù)制的。如圖9A所示，用于復(fù)制目的的全息圖記錄介質(zhì)與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的全息圖 記錄介質(zhì)在更靠近觀察者的那一側(cè)緊密地接觸。全息圖記錄介質(zhì)包括全息圖記錄層61以 及透明基部構(gòu)件62。透明基部構(gòu)件62例如通過涂布而形成在全息圖記錄層61上。在全息
8圖記錄層61與硬涂層56緊密接觸的狀態(tài)下，穿過基部構(gòu)件62而發(fā)射激光束71。如圖9B中的放大圖所示，入射激光束71a在復(fù)制過程中連續(xù)地通過全息圖記錄層 61、硬涂層56、光學(xué)功能膜55以及UV樹脂層54而照射到全息圖記錄層51上。從全息圖記 錄層51反射的經(jīng)反射的激光束72a連續(xù)地通過UV樹脂層54、光學(xué)功能膜55以及硬涂層 56而進(jìn)入全息圖記錄層61。圖9B為用于進(jìn)行功能描述的概略的草圖，并且沒有示出基部 構(gòu)件62。在該圖中，假設(shè)入射激光束為了復(fù)制的目的而垂直地進(jìn)入全息圖記錄介質(zhì)，并且它 們的經(jīng)反射的光束從不同的位置離開相同的介質(zhì)。在入射激光束71a的示例的情況下，因?yàn)橛上嗤墓馐?1a穿過光學(xué)功能膜55而引起的雙折射而產(chǎn)生相位差。該相位差導(dǎo)致參考光束與再現(xiàn)光束的干涉條紋的銳度減小， 由此使得由相同的激光束71a復(fù)制的圖像變暗。例如，如果光學(xué)功能膜55具有與入射激光 束的四分之一波片相類似的功能，那么由于激光束71a和72a分別穿過光學(xué)功能膜55 — 次，即，總共兩次，所以偏振旋轉(zhuǎn)90度。這導(dǎo)致較低的相干性。另一方而，激光束71b和72b 穿過UV樹脂層54，而不是光學(xué)功能膜55。因此，產(chǎn)生少量的雙折射。因此，激光束的偏振 平面保持不變。所有的成分對于干涉條紋的記錄都做出貢獻(xiàn)，因此，提供這種條紋的高的銳 度。因此，由激光束71b和72b復(fù)制的圖像不會(huì)變暗。類似地，入射激光束71c和經(jīng)反射的 激光束72c穿過光學(xué)功能膜55。因此，干涉條紋的銳度將降低。此外，入射激光束71d和反 射的激光束72d不穿過光學(xué)功能膜55。因此，干涉條紋的銳度很高。通過控制雙折射的光 軸的方位，可以設(shè)置膜以在參考光束入射到全息圖上的理想的入射角處的實(shí)現(xiàn)最低的相干 性。如上所述，如果使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的全息圖記錄介質(zhì)作為母版來復(fù)制全息 圖，那么形成在光學(xué)功能膜55中的圖案將會(huì)在復(fù)制的全息圖中變得明顯。這使得第一眼就 能明顯看出全息圖是復(fù)制的，由此確保增強(qiáng)鑒定的安全性。存在如果圖像是復(fù)制的，就會(huì)看 起來像是水印的有益效果。此外，可以使得通過結(jié)合使用偏振器而使得上述在自然光下不 可見的圖案或字符變得可見。在光學(xué)功能膜55中挖出的圖案不一定是諸如“COPY”的字符，也可以是其他圖像。 此外，可以通過激光加工、放電加工或電子束加工的方式記錄微字符或圖案。此外，可以記 錄諸如個(gè)人ID、人臉圖案以及指紋的個(gè)人信息。作為光學(xué)功能膜55的具體示例，可以使用允許相位差得到控制的相位差板(諸如 半波片或四分之一波片)或者膜(諸如相位差膜)。理想地，使用適合于產(chǎn)生接近四分之一 的將要記錄的激光束的波長的相位差的相位差板是有效的。但是，本發(fā)明不限于此。此外， 光學(xué)功能膜55不一定為相位差膜。因?yàn)橹挥斜匾a(chǎn)生相位差，所以可以使用具有大的雙折 射的膜。可以使用由玻璃紙、延伸的PET或其他材料制成的不昂貴的膜。此外，沒有必要完全地挖出用于形成圖案的膜。也可以通過所謂的納米壓印來提 供相位差板的這種功能，其中納米壓印以高的長寬比來形成微結(jié)構(gòu)。納米壓印設(shè)計(jì)為通過 將雕刻在模具中的從數(shù)十納米到數(shù)百納米的凸起和凹陷按壓到襯底上的樹脂材料上來轉(zhuǎn) 移圖案。舉例來說，通過納米壓印將微結(jié)構(gòu)形成在透明基部材料上，其中確定微結(jié)構(gòu)的尺寸 來匹配例如激光束的波長。此外，可以使用通過在平面內(nèi)的正交方向上部分地改變微結(jié)構(gòu) 而圖案化的材料。在這種情況下，通過從表面視覺地觀察是不能看到圖案本身的，但是當(dāng)通 過正交尼科爾偏振器觀察時(shí)可以看到圖案本身。此外，可以通過納米壓印雕刻微字符。此夕卜，可以使用已經(jīng)通過在部分地加熱的同時(shí)沖壓各向異性地定向的聚合物膜而改變了各向 異性的程度的膜。如果除了形成光學(xué)各向異性的和非光學(xué)各向異性的部分的圖案之外，光軸的方位 不同的話，膜對于非法復(fù)制將會(huì)更加有效。例如，如果將膜圖案化為使得光軸在面內(nèi)的正交 方向上，在不考慮膜的方向而進(jìn)行非法復(fù)制時(shí)，潛在的圖像變得明顯。此外，因?yàn)閟和ρ偏振成分之間對于全息圖記錄的貢獻(xiàn)存在差異，所 以光學(xué)功能膜 可以為偏振器。當(dāng)使用自然光照明時(shí)，僅部分地形成線性偏振器使得由于偏振器功能的存 在或不存在而引起的亮區(qū)域與暗區(qū)域之間的區(qū)別變得明顯。但是，在自然光下可察覺的在 激光束下可以不被察覺，并且通過部分地改變偏振器的吸收軸可以使得可復(fù)制的變得不可 復(fù)制。此外，偏振器可以形成有納米壓印的線柵。即，可以使用具有通過氣相沉積的方式 而形成的高長寬比的結(jié)構(gòu)的偏振器。如上所述，可以通過接觸印刷來復(fù)制原始的全息圖，在接觸印刷中未曝光的體積 全息圖記錄介質(zhì)放置在體積全息圖母版上，之后由近似地平行的光束照射。這里，如果具有 上述相位差板和偏振器的功能的光學(xué)功能膜設(shè)置在母版與未曝光的材料之間，那么圖案將 會(huì)被復(fù)制。雖然圖案化的程度隨著s或ρ偏振而改變，但是對于全息圖的復(fù)制做出貢獻(xiàn)的 激光束被圖案化。用于鑒定目的的全息圖不應(yīng)當(dāng)被非法地復(fù)制。因此，確保通過上述圖案不能制作 出與母版完全相同的全息圖是非常有意義的。注意，光學(xué)功能膜與全息圖記錄材料之間的粘合力大于全息圖記錄材料的自身結(jié) 合力。因此，如果試圖剝離光學(xué)功能膜，那么在剝離光學(xué)功能膜和記錄材料之前，全息圖由 于脆弱而自身破壞。因此，試圖剝離圖案化的膜來進(jìn)行非法復(fù)制的嘗試導(dǎo)致全息圖自身破 壞。<3.修改示例>雖然已經(jīng)根據(jù)數(shù)個(gè)實(shí)施例描述了根據(jù)本發(fā)明的防復(fù)制全息圖，但是本發(fā)明不限于 這些實(shí)施例，而是可以進(jìn)行各種方式的修改。例如，各向同性的膜可以被用作光學(xué)功能膜。 可以部分地挖出各向同性的膜，并且挖出的部分可以由各向異性材料填充。此外，描述了光 學(xué)功能膜形成在比全息圖形成層更靠近觀察者的那一側(cè)上的情況。但是，光學(xué)功能膜可以 形成在比全息形成層更向后的側(cè)面上(形成在全息形成層的相反側(cè)面上)。在這種情況下， 光學(xué)功能膜對于從全息圖形成層衍射的圖像不起到作用。但是，實(shí)際上，如果光束在透過光 學(xué)功能膜并且由全息圖背面反射之后成功地到達(dá)未曝光的記錄材料，那么在對于全息圖記 錄做出貢獻(xiàn)的偏振成分中就會(huì)存在差異。因?yàn)閺?fù)制了由全息圖背面有規(guī)律地反射的圖案， 所以復(fù)制的全息圖將與原始的全息圖不同。本申請含有與2009年11月25日遞交于日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP 2009-267209中公開的主題相關(guān)的主題，并且其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在這里。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要和其他因素進(jìn)行各種修改、結(jié)合、 子結(jié)合以及替換，只要它們權(quán)利要求或等價(jià)權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種全息圖記錄介質(zhì)，其中在體積全息圖中，所述全息圖記錄介質(zhì)在比全息圖記錄層更靠近觀察者的那一側(cè)上、在沒有空氣介質(zhì)的狀態(tài)下，由部分地圖案化的光學(xué)功能膜覆蓋，并且無論所述光學(xué)功能膜是否存在，所述全息圖記錄介質(zhì)都保持其外觀幾乎不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息圖記錄介質(zhì)，其中 所述光學(xué)功能膜為光學(xué)各向異性膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全息圖記錄介質(zhì)，其中所述光學(xué)各向異性膜形成為使其光軸的方向部分地不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全息圖記錄介質(zhì)，其中 將所述光學(xué)各向異性膜部分地挖出，并且將在外觀上與所述膜大致相同的各向同性材料填充到所述挖出的部分中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全息圖記錄介質(zhì)，其中 所述光學(xué)功能膜為相位差膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息圖記錄介質(zhì)，其中 所述光學(xué)功能膜為偏振膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息圖記錄介質(zhì)，其中 所述光學(xué)功能膜具有通過納米壓印而形成的微結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息圖記錄介質(zhì)，其中 所述光學(xué)功能膜具有通過納米壓印而圖案化的微結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息圖記錄介質(zhì)，其中所述光學(xué)功能膜與所述全息圖記錄層之間的粘合力大于所述全息圖記錄層的自身結(jié) 合力。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息圖記錄介質(zhì)，其中 所述光學(xué)功能膜為光學(xué)各向同性膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的全息圖記錄介質(zhì)，其中 將所述光學(xué)各向同性膜部分地挖出，并且將在外觀上與所述膜大致相同的各向異性材料填充到所述挖出的部分中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全息圖記錄介質(zhì)，其中，在體積全息圖中，全息圖記錄介質(zhì)在比全息圖記錄層更靠近觀察者的那一側(cè)上、在沒有空氣介質(zhì)的狀態(tài)下，由部分地圖案化的光學(xué)功能膜覆蓋，并且其中無論光學(xué)功能膜是否存在，全息圖記錄介質(zhì)的外觀幾乎保持不變。
文檔編號G03H1/18GK101807037SQ20101011612
公開日2010年8月18日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月18日
發(fā)明者木原信宏, 白倉明 申請人:索尼公司;新力光碟科技股份有限公司