全息图记录介质及其制造方法、全息图再生装置以及方法

专利名称：全息图记录介质及其制造方法、全息图再生装置以及方法
技术领域：
本发明涉及全息图记录介质及其制造方法、全息图再生装置、全息图再生方法，尤其涉及一种全息图记录介质，其中，记录有多条信息，诸如字符、条形码、其他以平面形式表现的图像信息，以及制造该全息图记录介质的方法。本发明还涉及一种全息图再生装置，再生全息图记录介质中的信息并且用光电转换处理来转换再生信息，以及全息图再生方法。
背景技术：
能够进行立体显示的全息图用于鉴别信用卡、ID卡或其他身份卡。在众多种类的全息图中，近年来经常使用体积全息图，其中干涉图案以折射率差的形式记录在记录层中。 这是因为，在不使用用于记录图像的高级技术的条件下很难伪造体积全息图，并且体积全息图中使用的记录材料几乎是无法获取的。另一方面，复制体积全息图的技术日益进步，期望提供一种具有更高级的鉴别功能和防伪对策的全息图。此外，存在对简单鉴别(例如通过机器读取记录在全息图中的信息)的需要。披露了一种画面切换全息图(允许根据观察全息图的方向切换再生图像)作为提供具有更高级鉴别功能的体积全息图的方法(例如，参见JP-A-2008-12^70)。然而，在上述画面切换全息图中，视觉地识别多条所记录的图像信息，这很不方便。此外，由于使用单个原版来制造大量的全息图，所以很难提供自身具有允许例如分别识别全息图更高级的鉴别功能的全息图。

发明内容
期望提供一种能够提供防伪性和便利性的全息图记录介质和制造全息图记录介质的方法、全息图再生装置、全息图再生方法。本发明人已经对相关技术进行了深入的研究以解决上述的问题，并且得到了一种全息图记录介质，其中记录有从全息图原版复制的图像和各全息图自身的识别信息(在下文中适当地称为各ID信息)。如上，存在机器读取全息图中记录的信息的需要。例如，存在如下需要，S卩，再生全息地记录为各ID信息的字符信息、条形码信息、其他信息，通过使用摄像机或其他适当的装置将所再生光信息转换成电信息，并且机器读取电信息。为了再生记录在全息图中的信息，需要用光照射全息图，例诸如沿单个方向传播的平行光或从电光源发出的光。当利用来自多个不同的方向的光束照射全息图时，多个图像被再生并且被不利地叠加从而形成多重图像。即，所再生的全息像不利地形成模糊的图像。当从全息图再生的信息形成多重图像时，难以准确地机器读取图像。为了解决该问题，本发明人已经对如下全息图记录介质进行了深入的研究，其中， 在不产生多重图像的条件下再生全息地记录的字符信息、条形码信息、其他信息。结果，本发明人得到了一种全息图记录介质，其中，仅当通过来自预定方向的光照射全息图时，允许以平面形式表现的要记录的多条信息或任何多条图像信息在特定角度范围内被选择性地再生。全息图记录介质的优选实施方式被配置如下。两条以上图像记录在全息图记录介质中；当基本平行的光沿着第一方向入射在全息图记录介质上时，以全息图记录介质中的衍射光强度在预定方向上达到最大的方式来再生第一图像；当基本平行的光沿着第二方向入射在全息图记录介质上时，以全息图记录介质中的衍射光强度在预定方向上达到最大的方式来再生第二图像；以及第一图像和第二图像的衍射光强度中的至少一个的再生角的半值全宽为8°以下。制造全息图记录介质的方法的优选实施方式被配置如下。该方法包括在空间光调制器中将激光束调制成均包含附加信息的激光束；以及利用调制后的激光束与参照光一起通过聚焦光学系统照射全息图记录介质。至少一个聚焦光学系统提供绝对值为7°以下的漫射角。全息图再生装置的优选实施方式被配置如下。该装置包括观察台，具有开口；支撑部件，固定至观察台的至少一部分；遮光部件，具有遮光部，并且在比观察台更靠近观察者的一侧上安装在支撑部件上；多个光源，安装在支撑部件上；观察台被配置为，当将待观察的全息图放置在开口中时，用于放置全息图，以及多个光源中的每个都在预定方向照射全息图；遮光部件中的至少与开口上方的部分对应的部分是光学开口 ；以及遮光部阻止各光源发出的照明光直接通过光学开口射出。全息图观察方法的优选实施方式被配置如下。该方法包括(限定竖立于记录有多条图像信息的全息图的法线的方向、照射全息图的照明光的方向和观察全息图的方向)，通过固定方向中的任意两个方向，并且改变其余的方向，从记录在全息图中的多条图像信息中选择图像信息；以及观察所选择的图像信息。根据全息图记录介质的优选实施方式，限定从全息图记录介质再生的图像的衍射光强的半值全宽。即，记录在全息图记录介质中的信息已经被具有所限定的衍射角的物体光记录。因此将信息以平面形式记录在全息图记录介质中，并且当用来自预定方向的光照射全息图记录介质时，再生清晰的图像。根据全息图再生装置的优选实施方式，可以将全息图放置并且设置在观察台中的开口中。因此能够利用来自预定方向的光可靠地照射全息图，并且即使当限定从全息图记录介质再生的图像的衍射光强的半值全宽时，观察者仍能够可靠地识别记录在全息图中的 fn息ο此处使用的衍射光强度指的是通过使用下面的方法测量的值。图26A和26B是示出测量衍射光强度的方法的示意图。如图26A中所示，将要测量的全息图101放置在黑色片102上。将测量装置701沿全息图法线方向以距其380mm的距离设置在该全息图101的上方。将照明光源202固定在沿相对于全息图101的法线倾斜45°的方向上距其^Omm的位置处。测量装置和在测量中使用的其他部件如下。测量装置亮度和色度计(Konica-Minolta CS-200)照明光源卤素光源(在XY色度图上Y :96. 0，x :0. 4508，y :0. 4075)标准白板(Konica-MinoltaCSA20)照明光源202照射全息图101，并且测量装置701测量从全息图101发出的再生光 (衍射光)。在测量中，将观察域设定成0.2°，并且确定(x，y)色度坐标和亮度LU1。然后使用作为参照的标准白板代替全息图，并且利用设定为0. 2。的观察域对标准白条进行相同的测量以确定(x，y)色度坐标和亮度LU2。使全息图101中的衍射光的强度1等于所得到的LUl与LU2的比。将全息图101放置在黑色板102上的原因是，当测量来自全息图101 的再生光时，需要消除由(否则通过全息图101可见的)背景产生的任何测量误差。此处使用的衍射光强度的再生角的半值全宽(FWHM)是衍射光强度的再生角半值全宽，并且指的是，当通过在竖立于全息图的法线和连接竖立于全息图的法线的垂足至测量装置的直线之间的角度β的函数表达衍射光强度时，通过将衍射光强度是其最大值的二分之一处的角度翻倍得到的角度范围。图26Β示出了表示作为角度β的函数的衍射光强度的曲线图和与曲线图有关的半值全宽。如图26Β中所示，角度士 Y处的衍射光强度I 是最大值的二分之一。半值全宽因此是2Y。在下文中衍射光强度的半值全宽应当称为衍射光强度的再生角的半值全宽。当具有可见光波长范围内的峰强度的平行激光束入射在衍射物体上时，限定此处使用的衍射角，并且指的是在该角度处衍射光的亮度是其中心亮度的二分之一的角度。可通过下面的关系确定衍射范围。(衍射范围) 2X (到照射面的距离)X (衍射角的正切)此处使用的角度不是立体角而是平面角，除非另作具体说明。例如，入射在全息图上的照明光的入射角指的是，在包含竖立于全息图的法线和连接竖立于全息图的法线的垂足至光源的直线的平面中限定并且相对于法线测量的角度。根据上述的至少一个实施方式，具有全息地记录在其中的字符信息、条形码信息、 其他信息的全息图记录介质在没有产生多重图像的条件下再生信息。


图1是示出制造全息图记录介质的装置的示例性结构的示意图；图2Α和图2Β说明从全息图记录介质再生的图像的衍射光强度；图3Α和图;3Β说明从全息图记录介质再生的图像的衍射光强度；图4Α和图4Β说明从全息图记录介质再生的图像的衍射光强度；
图5是用于说明观察再生图像的观察角度的示意图；图6A至图6F是示出在固定观察全息图记录介质的方向和全息图记录介质的朝向并且改变照明光入射的方向的情况下的再生图像的示意图；图7A至图7F是示出在固定照明光入射方向和全息图记录介质的朝向并且改变观察全息图记录介质的方向的情况下的再生图像的示意图；图8A至图8F是示出在固定照明光入射的方向和观察全息图记录介质的方向并且改变全息图记录介质的朝向的情况下的再生图像的示意图；图9是示出制造全息图记录介质的装置的第二示例性结构的示意图；图IOA和图IOB示出了全息图记录介质的示例性结构；图11示出了制造全息图记录介质的装置的另一示例性结构；图12A和图12B示出了再生全息图记录介质的装置的示例性结构；图13A和图13B也示出了再生全息图记录介质的装置的示例性结构；图14A是示出当单个LED光源照射全息图记录介质时如何再生图像的图解视图， 图14B是示出当通过以预定角度照射全息图记录介质来再生记录在全息图记录介质中的字符信息时所观察到的再生图像的图解视图，以及图14C是示出当通过以另一预定角度照射全息图记录介质来再生记录在全息图记录介质中的二维条形码时所观察到的再生图像的图解视图；图15A说明用于照射全息图记录介质的光源的实例，图15B是示出当通过以预定角度照射全息图记录介质来再生记录在全息图中的字符信息时所观察到的再生图像的图解视图，以及图15C是示出当通过以另一预定角度照射全息图记录介质来再生记录在全息图中的二维条形码时所观察到的再生图像的图解视图；图16A说明用于照射全息图记录介质的光源的实例，图16B是示出当通过以预定角度照射全息图记录介质来再生记录在全息图中的字符信息时所观察到的再生图像的图解视图，以及图16C是示出当通过以另一预定的角度照射全息图记录介质来再生记录在全息图中的二维条形码时所观察到的再生图像的图解视图；图17A说明用于照射全息图记录介质的光源的实例，图17B是示出当通过以预定角度照射全息图记录介质来再生记录在全息图中的字符信息时所观察到的再生图像的图解视图，以及图17C是示出当通过以另一预定角度照射全息图记录介质来再生记录在全息图中的二维条形码时所观察到的再生图像的图解视图；图18A说明用于照射全息图记录介质的光源的实例，图18B是示出当通过以预定角度照射全息图记录介质来再生记录在全息图中的字符信息时所观察到的再生图像的图解视图，以及图18C是示出当通过以另一预定角度照射全息图记录介质来再生记录在全息图中的二维条形码时所观察到的再生图像的图解视图；图19A和图19B是示出一个实例的示意图，其中将具有记录在其中的多条2D信息的全息图记录介质粘贴至产品包装；图20A和图20B是示出读取记录在全息图记录介质中的条形码构成的各自的ID 信息的实例的示意图；图21A和图21B是示出一个实例的示意图，其中数码相机捕捉具有记录在其中的多条2D信息的全息图记录介质的图像；
图22A至图22D说明示例性高频图案；图23是边缘照明方式背光灯的图解截面图；图24A和图24B示出了再生全息图记录介质的装置的第二示例性结构；图25A和图25B也示出了再生全息图记录介质的装置的第二示例性结构；图26A是示出了测量衍射光强度的方法的示意图，和图26B示出了表示作为角度 β的函数的衍射光强度的曲线图以及与该曲线图有关的半值全宽；图27Α和图27Β是描述当将信息记录在全息图记录介质中并且再生记录在全息图记录介质中的信息时所使用的光学系统的示意图；图观是示出全息图记录介质的实例的截面图；图29Α至图29C是示出对光聚合材料进行曝光的处理的示意图；图30是示意性地示出接触拷贝装置的示意图。
具体实施例方式下面将描述全息图记录介质及其制造方法、全息图再生装置、全息图再生方法的实施方式。将按照下面的顺序进行描述。<0.体积全息图>[记录和再生的原理][全息图记录介质的实例][基于接触印刷的复制]<1.第一实施方式>[制造装置的示例性结构](参照光光学系统)(物体光聚焦光学系统)(参照光)(物体光)[具有记录在其中的2D信息的全息图记录介质](记录信息的再生)(观察角度的控制)(2D信息的定位)(切换再生图像)[第一实施方式的第二示例性结构][第一实施方式的第三示例性结构]<2.第二实施方式>[制造装置的示例性结构][第二实施方式的第二示例性结构]<3.第三实施方式>[全息图再生装置的示例性结构](观察具有记录在其中的2D信息的全息图)(照明光源)
(通过使用摄像装置获取全息的2D信息)(高频图案)[第三实施方式的第二示例性结构]<4.变形例 >下面的实施方式是优选的具体实例。在下面的说明中，设置了各种技术性的优选限制，全息图记录介质及其制造方法、全息图再生装置、全息图再生方法的实例不限于下面的实施方式，除非特别说明本发明限于实施方式。<0.体积全息图>为了便于理解实施方式，在进行实施方式的说明之前将概括体积全息图。[记录和再生的原理]在体积全息图中，干涉图案以折射率差的方式将记录在记录层中，如上所述。通过同时但从不同方向向全息图记录介质照射参照光和包含关于要记录的图像的信息的物体光来记录干涉图案。参照图27A和图27B，将对当将信息记录在全息图记录介质101中时以及当再生记录在全息图记录介质101中的信息时所使用的光学系统进行说明。在记录时，参照光RL以入射角θ r入射在全息图记录介质101上，并且物体光OL 以入射角θ ο入射在全息图记录介质101的相对侧上，如图27Α中所示。将由参照光RL和物体光OL形成的干涉图案记录在全息图记录介质101中。当使用照明光IL以入射角α (α = θ r)照射已经记录了干涉图案的全息图记录介质101时，如图27B中所示，照明光IL在全息图记录介质101中被衍射，并且再生光PL 以出射角β (β = 180° - θ ο)从全息图记录介质101发出。观察者在物体光OL的方向上可因此观察到再生图像。当进行图27Α中所示的记录时，调节参照光的入射角θ r以调节照射全息图记录介质的优选照射角，即，角度a。此外，调节物体光的入射角θ ο以调节再生光的亮度最大化的中心角，即，角度β。[全息图记录介质的实例]现在将说明记录图像信息的全息图记录介质1的实例。全息图记录介质1包括带状形状的基材膜la、由光聚合材料制成的并且形成在基材膜Ia上的光聚合物层lb、涂布在光聚合物层Ib上的保护层lc，如图观中所示。全息图记录介质1是称为基于膜涂布的记录介质的介质。光聚合材料由在初始状态下均勻分散在基质聚合物中的单体M构成，如图^A中所示。当使用具有从约lOmJ/cm2到400mJ/cm2范围内的功率的光LA照射光聚合材料时，单体M在曝光的部分中聚合，如图^B中所示。随着聚合反应的进行，聚合部分周围的单体M 接着移动进入其中，并且材料中的单体M的浓度改变。材料中的折射率因此被调制。然后使用具有约lOOOmJ/cm2功率的紫外线或可见光LB照射整个材料，如图^C中所示，并且结束单体M的聚合反应。如上所述，光聚合材料的折射率根据入射在其上的光而改变，从而当参照光与物体光发生干涉时产生的干涉图案可以记录为折射率的改变的形式。为了通过增大光聚合层Ib中的折射率调制度而将记录图像固定在全息图记录介质1中，可以添加加热全息图记录介质1的步骤。
由如上所述的光聚合材料制成的全息图记录介质1在曝光后一般不需要特殊的显影处理。使用包括由光聚合材料制成的感光性部分的全息图记录介质1因此允许简化全息图制造装置和全息图复制装置的结构。[基于接触印刷的复制]可制造具有记录在其中的图像信息的体积全息图，如上所述。此外，可以再生记录在体积全息图中的图像信息，并且将再生光用作将图像信息拷贝到另一全息图记录介质的物体光。因为具有记录在其中的图像信息的全息图用作原版并且利用与原版紧密接触的另一全息图记录介质来记录图像信息，所以该方法称为接触印刷。下文中将基于接触印刷的复制适当的称为接触拷贝。图30是示意性显示接触拷贝装置的示意图。在接触拷贝装置中，通过空间滤波器 117来放大从激光源111发出的激光束，并且放大后的光入射在准直透镜119上，如图30中所示。用由准直透镜119准直的(S偏振)激光束照射包含感光性材料的全息图记录介质 101和全息图原版511。例如，全息图原版511是李普曼(Lippmarm)全息图。将包含感光性材料的全息图记录介质101和全息图原版511设置为使其彼此直接紧密接触或经由调节其折射率的液体 (称作折射率匹配液)紧密接触。将当全息图原版511中衍射的光与入射激光相干涉时形成的干涉图案记录在全息图记录介质101中。<1.第一实施方式〉接下来说明实施方式。根据第一实施方式，将多条图像信息记录在全息图记录介质中。多条图像信息中的每条都直接聚焦在全息图记录介质的表面上，并且经由提供预定漫射角度的聚焦光学系统施加来自预定方向的物体光，将图像信息记录在全息图记录介质中。第一实施方式中的全息图记录介质因此可以记录多条图像信息，并且允许观察者在预定角度范围内从预定观察方向观察多条图像信息中的每条。此外，第一实施方式中的全息图记录介质可以记录以平面形式表现的多条图像信息，注入字符和条形码，(在下文中适当地称为2D信息，并且在下文中将立体形状的三维图像信息适当地称为3D信息)并且再生各清晰图像。[制造装置的示例性结构]首先参照图1说明制造具有记录在其中的全息2D信息的全息图记录介质的方法。图1示出了制造全息图记录介质的装置的示例性结构(第一示例性结构)。在图 1中所示的示例性结构中，按如下顺序设置激光源11、快门Sh、半波条13、偏光分束器15。 由偏光分束器分开的激光束穿过参照光光学系统和物体光聚焦光学系统并且撞击在全息图记录介质上。(参照光光学系统)在第一示例性结构中，设置两个参照光光学系统，如图1中所示。S卩，由偏光分束器15分开的激光束中的并且朝向参照光光学系统的一束被反射镜23ra反射出去并且进一步被半镀银镜43分成两束激光束。被分开的激光束中的一束沿着第一光路传播并且撞击在全息图记录介质1上，而另一束激光束沿着第二光路传播并且撞击在全息图记录介质1 上。
第一光路具有按如下顺序设置的快门Si1、空间滤波器17Γι、准直透镜19Γι。第二光路具有按如下顺序设置的快门Si2、反射镜23rb和23rc、空间滤波器17r2、准直透镜 19r2。参照光束的入射角θΓι和θ r2分别设定为45°和22. 5°。(物体光聚焦光学系统)物体光聚焦光学系统具有按如下顺序设置的空间滤波器17ο、准直透镜19ο、反射镜23ο、漫射器25、液晶板27、偏光器四、透镜31、光圈33、透镜35。液晶板27连接至液晶驱动器(未示出)，诸如微型计算机。偏光器四设置在液晶板27的光射出侧上。沿着从反射镜23ο到全息图记录介质1的光路设置的光学元件粘贴至轨道或预定位置处的任何其他支撑部件。物体光以大约直角照射在全息图记录介质1上。即，物体光的入射角θ ο被设定为例如约0° 士5°。这是由于，在全息图记录介质的记录面的法线方向的附近，可以使再生2D信息的亮度最大化。以如下方式将图像信息记录在全息图记录介质1中。(参照光)首先，将快门Sh1设定为OPEN位置，并且将快门Stl2设定为CLOSE位置。从激光源 11发出的激光束穿过半波条13并且撞击在偏光分束器15上。半波条13将激光束的偏振平面旋转90°。激光束的一部分被偏光分束器15反射出去并且被空间滤波器17Γι放大。 来自空间滤波器Hr1的激光束(即，参照光)入射在准直透镜19Γι上。激光束接着被准直透镜IQr1准直，并且使用准直后的(S偏振)激光束照射具有由感光性材料制成的层的全息图记录介质1。(物体光)已经穿过偏光分束器15的激光束入射在空间滤波器17ο上。被空间滤波器17ο 放大的激光束通过准直透镜19ο准直并且入射在反射镜23ο上。被反射镜23ο反射出去的激光束穿过漫射器25并且撞击在用作空间光调制器的液晶板27上。如上所述的液晶驱动器显示便是将要记录在液晶板27上的2D信息的图像。 液晶板27旋转激光束的偏光面，并且偏光器四使必要的S偏光成分透过。通过光圈(遮幅框，mask) 33使通过漫射器25漫射的激光束收窄。从而限定了观察时的观察角。已经由液晶板27产生并且已经穿过偏光器四的承载2D信息的光接着经由投影透镜31、光圈33、投影透镜35所构成的聚焦光学系统入射在全息图记录介质1上。由作为参照光的入射激光束和作为物体光的包含2D信息的激光束形成的干涉图案，从而记录在全息图记录介质1中。在制造全息图记录介质的实施方式中，漫射器25提供的漫射角优选具有小绝对值。考虑到在全息图记录介质的记录面的法线方向上捕捉所记录的2D信息的图像，漫射器 25优选提供使承载再生2D信息的衍射光的强度的半值全宽为8°以下的漫射角。使用普通漫射光源照射全息图记录介质的实验已经示出，当衍射光的强度的半值全宽为8°以下时，可以遍及记录有标识信息的区域(例如，15mm2)以优秀的清晰度和均勻性一起读取多条标识信息。具体地，在介质制造方法中，漫射角的绝对值优选为7°以下，更优选地为3°以下。这是由于，对记录有2D信息的全息图记录介质进行再生的观察角随着漫射器25提供的漫射角而改变，如后所述。将漫射角设定成小于目标衍射光强度的半值全宽的原因在于，由于全息图记录介质自身发生的散射，当形成干涉条纹时聚合反应的不稳定性以及因此漫射的不稳定性，其他因素导致的记录时的漫射程度与再生时的漫射程度不同。漫射器可以可选地是一个仅在垂直于图1中的视图平面的方向上将光漫射约士20°但是根本不在图1中的θ ο方向上漫射光的漫射器。仍然可选地，如果需要，可以省略漫射器25。在图1中所示的示例性结构中，作为包含2D信息的物体光的激光束具有由设置在液晶板27和光圈33的附近的漫射器25产生的漫射角士 δ。在记录2D信息(第一 2D信息)之后，将另一条与第一 2D信息不同的2D信息(第二 2D信息)记录在全息图记录介质1中。在记录第二 2D信息之前，将快门Sh1设定为CLOSE位置，并且将快门Sh2设定为 OPEN位置。在曝光时当快门Si2被设定为OPEN位置时空间滤波器17r2放大激光束。来自空间滤波器17巧的激光束(S卩，参照光)入射在准直透镜19r2上。通过准直透镜19r2准直的(S偏振)激光束接着入射在具有感光性材料层的全息图记录介质1上。入射在全息图记录介质1上的参照光的入射角θ r优选随着入射在相同的全息图记录介质1上的物体光的入射角θ ο而改变。这是由于，考虑到在全息图记录介质的记录面的法线方向上捕捉所记录的2D信息的图像，优选地在全息图记录介质的记录面的法线方向的附近使再生2D信息的亮度最大化。当记录第一 2D信息时，将参照光的入射角θ ri设定为45°，然而，当记录第二 2D 信息时，优选地将入射角θ r2设定为从10°到35°范围内的值。这是由于，例如，不仅可以使包括从预定方向照射全息图记录介质的光源和摄像装置的再生装置小型化，因为可以将光源和摄像装置设置成彼此没有干扰，而且可以降低第一 2D信息和第二 2D信息之间的
串扰量。将记录第一 2D信息的参照光的入射角中的一个设定为45°的原因在于，在很多情况下，在一般使用以约45° 士8°的角度斜向下的光照射全息图的前提条件下，确定入射角的具体值，并且通过简单地依照惯例来确定入射角。一般基于上述角度进行全息图的设计的原因在于，在很多情况下，使用向下的光照射全息图，诸如从天花板照明装置发出的光或阳光，并且以小于上述值的角度入射的向下的照明光直接被全息图向着观察者的眼睛反射出去，并且反射光使得观察者难以观察全息图，然而，大于上述值的向下的照明光的入射角使表面反射增大却使光利用效率降低。可选地，优选将入射角Θγ2设定为从阳°到80°范围内的值。这同样是由于，可以减少第一 2D信息和第二 2D信息之间的串扰量。液晶板27显示表示第二 2D信息的图像，并且使用参照光和物体光照射全息图记录介质1。即，由作为参照光的入射激光束和作为物体光的包含2D信息的激光束形成的干涉图案记录在全息图记录介质1中。在图1中所示的实例中，设置两条参照光光路。可选地，可以设置三条以上参照光光路，并且对应于参照光光路的数目进行多次曝光。重复如上所述的步骤允许将多条不同的图像信息记录在全息图记录介质中。在这种情况下，为了记录各条图像信息，可以改变漫射器25和光圈33，从而改变对各图像进行再生的观察角度，或者可以改变要使用的激光束的波长。[具有记录在其中的2D信息的全息图记录介质]通过使用如上所述的制造方法生产的全息图记录介质具有记录在其中的多条信息。当使用预定角度的光照射全息图记录介质时，再生多条记录的信息中的相应一条，并且形成具有限定的衍射光强度的半值全宽的再生图像。这样再生多条信息，从而不产生多重图像。(记录信息的再生)图2A和图2B、图3A和图3B、图4A和图4B说明从全息图记录介质Is再生的图像的衍射光强度。现在假设全息图记录介质Is具有重叠并且记录在其中的图像信息S和2D 信息P1，并且使用不具体限制的漫射角δ的物体光来记录图像信息S，然而，使用限定漫射角δ的物体光来记录2D信息PI。还假设用于记录图像信息S的参照光的入射角θΓι是 45°，并且用于记录2D信息Pl的参照光的入射角Θγ2是22°。进一步假设在两种情况下， 物体光的入射角90约为0°。图2Α示出了以角度α = 45°的白色照明光IL照射全息图记录介质Is的情况。 图2Β示出了通过摄像装置71捕捉的再生图像的衍射光强度。图2Β示意性示出了再生图像的衍射光强度。在图2Β中，虚线Is代表与图像信息 S有关的衍射光强度，并且实线Ipl代表与2D信息Pl有关的衍射光强度。由于照明光IL的入射角α是45°，所以与图像信息S有关的衍射光强度的峰出现在竖立于全息图记录介质Is的记录面上的法线方向(β =0° )附近，如图2Β中所示。 此处使用的附近优选在从-10°到+10°的范围内。即，当观察者面向并且观察全息图记录介质Is时，观察者可以识别图像信息S。另一方面上，与2D信息Pl相关联的衍射光强度的峰没有出现在竖立于全息图记录介质Is的记录面上的法线方向(β =0° )附近。因此2D信息Pl不阻碍观察者观察图像信息S。图3Α示出了以角度α =22°利用白色照明光IL照射全息图记录介质Is的情况。图:3Β示出了通过摄像装置71捕捉的再生图像的衍射光强度。图:3Β示意性示出了再生图像的衍射光强度。在图;3Β中，虚线Is代表与图像信息 S有关的衍射光强度，并且实线Ipl代表与2D信息Pl有关的衍射光强度。由于照明光IL的入射角α是22°，所以与2D信息Pl有关的衍射光强度的峰出现在竖立于全息图记录介质Is的记录面上的法线方向(β = 0° )附近，如图:3Β中所示。 即，当观察者面向并且观察全息图记录介质Is时，观察者可以识别2D信息Ρ1。与2D信息 Pl有关的衍射光强度的半值全宽优选为8°以下，如图:3Β中所示。接下来考虑通过将参照光的入射角ΘΓ设定为67°，具有记录在其中的2D信息 P2而不是2D信息Pl的全息图记录介质Is。图4A示出了以角度α =67°利用白色照明光IL照射全息图记录介质Is的情况。图4Β示出了通过摄像装置71捕捉的再生图像的衍射光强度。图4Β示意性示出了再生图像的衍射光强度。在图4Β中，虚线Is代表与图像信息 S有关的衍射光强度，并且实线Ip2代表与2D信息Ρ2有关的衍射光强度。由于照明光IL的入射角α是67°，所以与2D信息Ρ2有关的衍射光强度的峰出现在竖立于全息图记录介质Is的记录面上的法线方向(β = 0° )附近，如图4Β中所示。 即，当观察者面向并且观察全息图记录介质Is时，观察者可以识别2D信息Ρ2。与2D信息 Ρ2有关的衍射光强度的半值全宽优选为8°以下，如图4Β中所示。用于记录各条信息的参照光束的入射角θ ! 可选地按如下方式设定入射角ΘΓ 中的一个是45°，并且入射角θ r中的另一个是-45° (ΘΓ = 315° )。在这种情况下，由于再生图像之间的串扰量很小，所以各条信息可利用不具体限定的由物体光聚焦光学系统提供的漫射角度来记录，假设所记录的信息将不是机器读取的。当通过将45°和-45°的θ r设定为全息图记录介质的上和下视差方向具有记录在其中信息的全息图记录介质被悬挂在墙壁上或其他相似表面上时，使用例如来自天花板照明器的光照射全息图记录介质，并且再生任意一条信息。然后将全息图记录介质颠倒悬挂在墙壁上，并且再生另一条信息。当难以颠倒悬挂全息图记录介质时(例如，当全息图记录介质粘贴至大、重的箱子时)，可以通过使用来自手电筒或所发出的光比天花板照明器发出的光更明亮的任何其他适当的装置的光以45°斜向上照射全息图，简单地观察另一条信肩、ο在上述情况下的任何一种中，在全息图记录介质的法线方向附近的衍射光强度中的任意一个优选为另一衍射光强度的至少五倍。通过这种方式，可以清晰地观察到每个再生图像。(观察角度的控制)如参照图2A和图2B、图3A和图3B、图4A和图4B，通过限定由物体光聚焦光学系统提供的漫射角，可以这样生产全息图记录介质使得记录观察者仅在预定角度范围内可以观察到的信息。在再生时，利用入射角为α的照明光IL照射所复制的全息图记录介质1， 如图5中所示。观察从全息图记录介质再生的图像的观察角度具有宽度士 δ。(2D信息的定位)根据图1中所示的示例性结构，以平面形式表达的图像信息(2D信息)记录在全息图记录介质1中。2D信息由例如字符、号码、符号、条纹、图案、一维条形码、二维条形码、 或其任意组合构成。通过限定由物体光聚焦光学系统提供的漫射角将2D信息直接定位在从全息图记录介质1的记录面开始的很浅的位置。通过使用图像处理或设定漫射器的位置，2D信息定位的深度可以任意设定，优选2mm以下。当定位图像信息的位置距离记录面很远时，当漫射光源照射全息图记录介质时不利地再生多重图像，导致再生图像清晰度的劣化。在这种情况下，点光源允许清晰地再生2D 信息，然而，例如，当在多云天气下观察全息图记录介质时，再生字符信息不利地形成多重图像。即，无法再生清晰的图像，因此难以机器读取2D信息。在如上所述的实例中，在接触拷贝处理中，图像信息没有记录在全息图记录介质1 中。这是由于，例如，当在接触拷贝处理中以平面形式记录字符信息时，全息图原版具有特定厚度的事实导致字符信息被不利地定位在从全息图记录介质的记录面开始的特定深度处。如上所述，为了全息地记录2D信息，限定由物体光聚焦光学系统提供的漫射角是有效的，即，将观察2D信息的再生图像的观察角设定为很小的值。(切换再生图像)
图6A至图6F、图7A至图7F、图8A至图8F说明照明光入射的方向、观察全息图记录介质的方向、全息图记录介质的朝向与再生图像的关系。在图6A至图6F、图7A至图7F、 图8A至图8F中，二维条形码、字符信息、一维条形码构成的2D信息记录在全息图记录介质 1中。利用彼此不同的参照光束的入射角ΘΓ以及8°以下的每个再生图像的衍射光强度的半值全宽来记录多条2D信息。图6Α至图6F示出在固定观察全息图记录介质的方向和全息图记录介质的朝向并且改变照明光入射的方向的情况下的再生图像。首先，如图6Α中所示地设定照明光IL入射的方向、观察全息图记录介质1的方向D、全息图记录介质的朝向。当观察处于该状态的全息图记录介质时，二维条形码被识别，如图6D中所示。当将照明光IL入射的方向切换至图6Β中所示的方向时，从全息图记录介质1再生的图像切换为如图6Ε中所示的字符信息。 此外，当将照明光IL入射的方向切换至图6C中所示的方向时，再生图像切换为如图6F中所示的一维条形码。如上所述，可以根据照明光IL入射的方向切换从全息图记录介质1再生的2D信息。图7Α至图7F示出在固定照明光入射方向和全息图记录介质的朝向并且改变观察全息图记录介质的方向的情况下的再生图像。当将照明光IL入射的方向、观察全息图记录介质1的方向D、全息图记录介质的朝向切换至图7Α、图7Β、图7C中所示的任意那些方向时，再生图像切换至图7D、图7Ε、图7F中所示的那些方向对应的再生图像。图8Α至图8F示出在固定照明光入射的方向和观察全息图记录介质的方向并且改变全息图记录介质的朝向的情况下的再生图像。当将照明光IL入射的方向、观察全息图记录介质1的方向D、全息图记录介质的朝向切换至图8Α、图8Β、图8C中所示的任意那些方向时，再生图像切换至图8D、图8Ε、图8F中所示的那些方向对应的再生图像。如上所述，在照明光IL入射的方向、观察全息图记录介质1的方向D、全息图记录介质的朝向之中，固定其中的两个并且切换剩下的一个，允许改变从全息图记录介质1再生的信息。[第一实施方式的第二示例性结构]图9示出了制造全息图记录介质的装置的第二示例性结构。第二示例性结构与设置有两个参照光光路的第一示例性结构的不同之处在于，设置有两个物体光光路。即，半镀银镜43设置在已经穿过偏光分束器15的激光束的光路中，以进一步将激光束分成第一分离激光束和第二分离激光束。因此在第二示例性结构中，设置有两个物体光聚焦光学系统。已经穿过半镀银镜43的激光束入射在反射镜23上，如图9中所示。被反射镜23 反射出去的激光束是第二分离激光束。第一分离激光束穿过漫射器2 并撞击在液晶板27a (包括偏光器)上，如第一示例性结构。显示在液晶板27a上的承载2D信息的图像经由聚焦光学系统(投影透镜31a 和35a以及光圈33a)聚焦在全息图记录介质1上。另一方面，第二分离激光束透过漫射器2 并撞击在液晶板27b (包括偏光器) 上。显示在液晶板27b上的承载2D信息的图像经由聚焦光学系统(投影透镜31b和3 以及光圈33b)聚焦在全息图记录介质1上。从第一分离激光束产生的承载2D信息的光相对于全息图记录介质1的入射角不同于从第二分离激光束产生的承载2D信息的光相对于全息图记录介质1的入射角。观察液晶板27a产生的2D信息的视点因此可以不同于观察液晶板27b产生的2D信息的视点。同时使用两束分离激光束照射全息图记录介质1。可选地，可以使用两束分离激光束以时间顺序方式照射全息图记录介质1。进一步可选地，可使用三束或更多束的分离激光
束ο根据第一实施方式的第二示例性结构，可以从两个视点观察同时记录在全息图记录介质1中的两种2D信息。[第一实施方式的第三示例性结构]图IOA和图IOB示出了全息图记录介质的示例性结构。第三示例性结构与第一示例性结构的不同之处在于，记录2D信息的全息图记录介质是透过型体积全息图。图IOA和图IOB示出了了一个实例，将全息图记录介质1粘贴至移动电话73的显示器。例如，两条2D信息记录在全息图记录介质1中。两条2D信息中的一条是字符信息， 另一条是字符信息和一维条形码的组合。通过改变观察显示器的角度可以改变再生的2D信息，如图IOA和IOB中所示。通过在记录时适当调节参照光的入射角可以将面向显示器的观察者观察到的再生图像的衍射光强度设定为很小的值。因此粘贴至显示器的全息图记录介质1不影响移动电话73的用户操作移动电话73。通过从特定的方向照射全息图记录介质1，可以交替再生全息图记录介质1中记录的多条信息。这样配置的全息图记录介质1可以粘贴至例如透明橱窗，并且切换在来自各个方向的照射激光束中切换照射激光束，从而橱窗自身可以是吸引顾客的广告媒介。根据第一实施方式的第三示例性结构，全息图记录介质不妨碍观察在全息图记录介质所粘贴的物体上显示或正在被显示的信息，允许各种物体设置有装饰设计、管理信息、 产品信息、其他信息。粘贴有全息图记录介质1的物体不仅可以是移动电话的显示器，而且可以是例如个人计算机、智能电话、个人数字助理或个人数据助理(PDA)、便携式视频游戏控制台的显示器。粘贴有全息图记录介质1的物体还可以是ID照片、产品包装、名片、学生证、其他物
P
ΡΠ O<2.第二实施方式>下面将说明第二实施方式。根据第二实施方式，将多条图像信息记录在全息图记录介质中。多条图像信息包括3D信息和2D信息。在多条图像信息中，将2D信息直接聚焦在全息图记录介质的表面上。 在多条图像信息中，通过使用经由提供预定漫射角度的聚焦光学系统来自预定方向的物体光，将2D信息记录在全息图记录介质中。3D信息和2D信息，其中的后者在预定角度范围内的预定观察方向上是可观察到的，因此可以记录在全息图记录介质中。[制造装置的示例性结构]将参照附图11说明制造具有记录在其中的3D信息和2D信息的全息图记录介质的方法。图11示出了制造全息图记录介质的装置的另一示例性结构。在图11中所示的示例性结构中，在接触拷贝处理中，将记录在全息图记录介质51中的3D信息拷贝至全息图记录介质，并且进一步将2D信息记录为叠加的附加信息。在图11中所示的示例性结构中，通过使用与接触拷贝处理中所使用的激光束不同的激光束，将2D信息记录为附加信息。按如下顺序设置拷贝激光束LC的光源(未示出)、辊61、63和65、曝光部67、UV 定影部69，如图11中所示。全息图原版51贴附在辊63周围。全息图原版51包含例如水平连续的视差图像。全息图记录膜If被从辊(未示出)送入并且在辊61和63、辊65和63、曝光部 67、UV定影部69之间按顺序传送。通过在透光基材膜上涂布感光性材料来制造全息图记录膜。从送料辊送入的全息图记录膜If绕在辊63周围。使用拷贝激光束LC照射与全息图原版51紧密接触的全息图记录膜lf，全息图原版51中的全息图被拷贝至全息图记录膜If。具体地，当全息图记录膜If的输送停止时，与拷贝激光束LC的光源(未示出)相关的快门同时打开，并且施加拷贝激光束LC。已经拷贝有全息图的全息图记录膜If被传送至曝光部67，在这里2D信息被叠加和记录。2D信息记录的结构可以与第一实施方式相同。将具有记录在其中的3D信息和2D信息的全息图记录膜If从曝光部67传送至UV 定影部69。上述步骤被可选地以如下方式执行首先记录2D信息；接着在接触拷贝处理中拷贝全息图；并且进行定影。[第二实施方式的第二示例性结构]第二实施方式的第二示例性结构与图1中所示的结构的不同之处在于，使用具有事先记录在其中的3D信息的全息图记录介质，以进一步记录作为叠加附加信息的2D信息。在第二实施方式中的第二示例性结构中在没有进行修改的条件下使用第一实施方式中说明的制造装置的示例性结构制造全息图记录介质。在图29A至图^C中所示的单体M聚合之前记录3D信息，并且在2D信息记录为附加信息之后单体M聚合。S卩，在2D信息记录在具有事先记录在其中的3D信息的全息图记录介质1中之后，对图像进行定影。根据第二实施方式的第二示例性结构，3D信息和2D信息，其中的后者在预定角度范围内的预定观察方向上是可观察到的，可以记录在全息图记录介质中。<3.第三实施方式〉接下来将说明第三实施方式。根据第三实施方式，将全息图再生装置配置成，可以将要观察的物体放置在观察台上。使用来自预定方向的预定照明光照射要观察的物体。照明光被配置成不直接向观察者传播。观察者通过预定方向上的光学开口观察要观察的物体。因此可以从全息图记录介质选择性地再生各条所记录的信息，并且观察者可以方便、迅速、可靠地观察各条所记录的信息。[全息图再生装置的示例性结构]图12A和图12B以及图13A和图1 示出了再生全息图记录介质的装置的示例性结构(第一示例性结构)。图12A是示出全息图再生装置的示例性结构的透视图。图12B 是示出全息图再生装置的示例性结构的前视图。图13A是示出全息图再生装置的示例性结构的平面图。图13B是沿图13A中所示的线X-X截取的截面图。
在图12A和图12B以及图13A和图13B中所示的示例性结构中，全息图再生装置 2具有基本上箱形的形状。全息图再生装置2的底部构成观察台4。构成侧面和后面的支撑部件6固定至观察台4。遮光部件8设置在支撑部件6上，并且构成全息图再生装置2的上面。透明部件10构成全息图再生装置2的正面。如上所述的部件构成了全息图再生装置的外壳，并且多个光源14、1&、1、、14和l&、12y、12w、l\设置在外壳中。开口如设置在观察台4中。设置开口如用于放置作为被观察的物体的全息图记录介质1。此外，提供了例如在印刷处理中形成的高频/亮度差图案4p。当摄像装置捕捉到全息图记录介质1的图像时，使用高频图案4p，将在后面说明。多个光源14、1&、1、、14 和l&、12y、12w、l\这样固定至支撑部件6，使得它们在预定方向上发光。遮光部件8包括由遮光部件8向下的弯曲部分形成的遮光部8b，产生了设置在观察台4中的开口如上方的光学开口 0P。遮光部8b可以可选地是与遮光部件8分离的元件。可以不使用设置在其中的部件，或者使用足够透明从而不妨碍观察者观察设置在开口中的全息图记录介质1的透光部件，形成光学开口。设置遮光部件8，以防止多个光源发出的光通过光学开口 OP向着观察者漏出。全息图记录介质1以如下方式被观察和摄像将全息图再生装置2设置为，设置在开口如中的全息图记录介质1是可见的，并且全息图记录介质1被观察者的眼睛观察，并且通过光学开口 OP摄像。在该实例中，可在基本垂直于全息图表面的方向上对全息图记录介质1进行观察和摄像。期望在约士 10°的范围内的竖直方向上对全息图记录介质1进行摄像。这是由于，捕捉全息图的图像的摄像装置在要读取的区域上平行于其表面，从而方便地对整个区域进行聚焦，并且不需要梯形畸变校正或其他附加处理。设置多个光源14、1&、1、、14和12x、12y、12w、12z，以选择性地再生记录在全息图记录介质1中的多条信息。即，将每个光源都定向在预定方向上并且发出具有预定波长带的光。每个光源例如是LED(发光二极管)。如图12B中所示，作为用于照射目的的白光LED 的风、1 和1 分别面向右下方向、笔直向下的方向、左下方向，并且还设置了作为照射浮雕全息图的红色LED的光源12e。此外，设置作为照射整个高频图案4p的白色LED的光源 12xU2yU2w ^P 1\。将反射镜14设置在透明部件10的下部，使得反射镜14的反射面面向外壳的内部。反射镜14用于在图13B中的左下的方向上照射全息图记录介质1。S卩，在多个光源中， 预定光源(例如，用于照明目的的中央白光LED光源12。)被定向为，使得使用从预定光源发出的和反射镜14反射出去的光来照射全息图记录介质1。可以进一步设置发出穿过透明部件10并且照射全息图记录介质1的光的漫射光源16。例如，由LED光源16a和1 (LED光源16b未示出)、外壳部16c、漫射器16d构成漫射光源16。注意，如上所述的光源的数目、类型、组合、以及其他因素仅以举例的方式呈现，并且它们可以根据记录在全息图记录介质1中的信息的类型适当地改变。从每个光源发出的光的波长带不必一定落入可见光区域内，而是可以落入近红外区域、红外区域、近紫外区域、或紫外区域内。全息图再生装置2优选地还包括开关和改变照射全息图记录介质1的光源的开关电路。可选地，可以设置可移动反射镜，以反射来自任何光源的光，从而改变或调节照明方向。
(观察具有记录在其中的2D信息的全息图记录介质)为了机器读取具有记录在其中的多条2D信息的全息图记录介质1，可以想到在读取器中设置照明光源并且在预定角度处捕捉全息图记录介质1的图像。然而，在读取器中简单地设置LED光源或任何其他合适光源不利地导致衍射光强度在除了连接每个光源的中心到摄像装置和全息图记录介质1的直线的交点和交点的附近之外的其他部分中减小。图14A是示出当单个LED光源20照射全息图记录介质1时如何再生图像的图解视图。图14B是示出当通过以预定角度照射全息图记录介质1来再生记录在全息图记录介质1中的字符信息时所观察到的再生图像的图解视图。图14C是示出当通过以另一预定角度照射全息图记录介质1再生记录来再生记录在全息图记录介质1中的二维条形码时所观察到的再生图像的图解视图，这同样适用于将在下面说明中使用的图15B和图15C到图18B 和图18C。如图14B和图14C中所示当仅记录在全息图记录介质1中的2D信息的有限部分被明亮地再生时，难以在单次操作中读取整个所记录的信息。(照明光源)下面将说明用于照明全息图记录介质1的光源的优选实例。图15A说明用于照射全息图记录介质1的光源的实例。在图15A中，侧向观察光源22、全息图记录介质1、摄像装置71，这同样适用于将在下面的说明中使用的图16A到图 18A。在图15A所示的实例中，漫射功能体32设置在沿着连接光源22和全息图记录介质1 的直线的某个位置处。漫射功能体32是例如漫射器。在图15A中，参考字符V代表记录2D信息的区域的纵向长度。参考字符L代表漫射功能体32和全息图记录介质1之间的距离。参考字符α代表竖立于全息图上的法线和连接竖立于全息图上的法线的垂足至光源的直线之间的角度。在这种情况下，漫射功能体32 的纵向长度Vd优选至少是VX cos α的75%。此外，优选满足下面的关系V彡2LXtani3， 其中士 β是由漫射功能体32提供的纵向漫射角度。即，照明光的纵向漫射范围被设定为长于或等于记录2D信息的区域的纵向长度。VXcosa乘以75%的原因是，视觉实验已经表明，当长度Vd至少是0. 75VXcos α时，2D信息被成功读取，尽管其期望的值至少是 VX cos α ο通过这种方式，清晰地再生整个所记录的2D信息，并且观察者可以观察这样再生的图像，如图15Β和图15C中所示。图16Α说明照射全息图记录介质1的光源的实例。在图16Α所示的实例中，准直透镜34设置在沿着连接光源M至全息图记录介质1的直线的某个位置处。在图16Α中，参考字符r代表包围记录有2D信息的区域的圆C的半径，如图16B 和图16C中所示。参考字符α代表竖立于全息图上的法线和连接竖立于全息图上的法线的垂足至光源的直线之间的角度。在这种情况下，准直透镜34的口径优选地至少是 2rXcosa的75 %。2rXcosa乘以75 %的原因是，视觉实验已经表明，当口径至少是 0. 75X2rXcosa时，2D信息被成功读取，尽管其期望的值至少是2r X cos a。通过这种方式，清晰地再生整个所记录的2D信息，并且观察者可以观察这样再生的图像，如图16B和图16C中所示。图17A说明照射全息图记录介质1的光源的实例。在图17A所示的实例中，反射板36设置在光源2 和24b的与全息图记录介质1相对的侧上、连接光源2 和24b到全息图记录介质1的直线的延长部分的某个位置处。反射板36可以是例如凹形反射镜但不限于此，以及其他任何提供特定反射率的部件。反射板的表面可以是不光滑的。沿着包含连接反射板36到全息图记录介质1的直线的平面截取的凹形截面形状不限于弓形，而是可以是抛物线形、椭圆形、自由曲线形、 多边形、上述任何形状的一部分、或其组合。在图17A中，参考字符r代表包围记录有2D信息的区域的圆C的半径，如图17B和图17C中所示。参考字符α代表竖立于全息图上的法线和连接竖立于全息图上的法线的垂足至光源的直线之间的角度。在这种情况下，包围(在垂直于连接光源2 和24b至全息图记录介质1的直线的方向的上，反射板36向全息图记录介质1开口的一侧上)反射板 36的截面形状的轮廓的圆周的半径R优选至少是rXcos α的75%。rXcosa乘以75% 的原因是，视觉实验已经表明，当半径R至少是0. 75rXcos α时，2D信息被成功读取，尽管其期望的值至少是rXcosa。通过这种方式，清晰地再生整个所记录的2D信息，并且观察者可以观察这样再生的图像，如图17B和图17C中所示。图18A说明照射全息图记录介质1的光源的实例。在图18A所示的实例中，照射全息图记录介质1的光源是由多个光源形成的光源组26。在图18A中，参考字符r代表包围记录有2D信息的区域的圆周的半径，如图18B 和18C中所示。参考字符α代表竖立于全息图上的法线和连接竖立于全息图上的法线的垂足和光源组的直线之间的角度。在这种情况下，优选地将光源组沈设置(在垂直于连接光源组至全息图记录介质1的直线的方向上的截面中)具有半径rXcosa的圆周所限定的区域中。通过这种方式，清晰地再生整个所记录的2D信息，并且观察者可以观察这样再生的图像，如图18B和图18C中所示。在图16A至图16C到图18A至图18C所示的情况下，优选地，进一步在光源和全息图记录介质1之间设置光漫射功能体，以增加照射全息图记录介质1的光的均勻性。(通过使用摄像装置获取全息图2D信息)全息图记录介质1记录要记录的多条2D信息，通过使用各种照射角度的光来照射全息图记录介质1选择性地简单地再生多条2D信息。在全息图记录介质1将各ID信息记录成2D信息，允许通过准备全息图再生装置2和切换多个光源中的一个光源来照射全息图记录介质1，鉴别或不鉴别要识别的全息图记录介质1或粘贴有全息图记录介质1的物体。 优选地，不仅通过目视检查而且通过机器读取来执行鉴别识别。图19A和图19B是示出一个实例的示意图，在该实例中将具有记录在其中的多条 2D信息的全息图记录介质粘贴至产品包装。图19B是沿图19A中所示的线Y-Y截取的截面图。在图19A和图19B所示的实例中，具有记录在其中的多条2D信息的全息图记录介质1粘贴到至包含电池的布鲁斯特包装(Brewster package)42的一部分。例如，将一维条形码和字符信息记录成2D信息。当全息图记录介质1是透光全息图时，通过全息图记录介质1可以识别印刷在粘贴有全息图记录介质1的表面上的信息。在这种情况下，记录在全息图记录介质1中的2D信息不会阻碍对印刷信息的识别。
将全息图记录介质1设置在全息图再生装置2中的开口如中，并且通过光学开口 OP观察所记录的2D信息，如图19B中所示。由于全息图再生装置2允许布鲁斯特包装42 的盖子毗邻全息图再生装置2，所以可以可将全息图记录介质1和全息图再生装置2用于布鲁斯特包装所封装的产品。图20A和图20B是示出读取记录在全息图记录介质中的条形码构成的各ID信息的实例的示意图。在图20A所示的实例中，例如，将与漫射器和LED组合的漫射光源附件16att附接到条形码读取器74，并且通过操作条形码读取器74来开启LED。当将条形码读取器74上的读取开关操作至ON位置时，LED开启，并且当完成2D信息读取时LED关闭。在该处理中， 为了再生2D信息，需要在预定方向上可靠地照射和读取2D信息。在图20B所示的实例中，通过使用附件或任何其他部件将条形码读取器74固定至全息图再生装置2来读取2D信息。通过使用上述结构，可以用可靠、迅速的方式读取2D信息。使用全息图再生装置2不仅在摄像距离和要清楚定影的物体方面而且在遮挡不需要的照明方面，也是有利的。因此使用全息图再生装置2具有减少由外部环境导致的读出错误的发生率的优点。此外，由于多条2D信息可以迅速彼此切换并且读取，因此，可以方便地进行基于多条2D信息组合的认证或鉴别。此外，可通过无线通信、光通信、生物通信将这样读取的信息发送或者接收至信息处理装置、数据库、其他装置和从装置接收读取的信息。图21A和21B是示出一个实例的示意图，其中数码相机71dc捕捉具有记录在其中的多条2D信息的全息图记录介质1的图像。图21B是沿图21A中所示的线X-X截取的截面图。在图21A所示的实例中，将字符信息再生成2D信息。同样在这种情况下，优选使用附件或任何其他元件将数码相机71dc固定至全息图再生装置2。可选地，例如，以通用数码相机、USB(通用串行总线)相机、条形码读取器为代表的摄像装置可以结合在全息图再生装置2自身中。仍然可选地，例如，以CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化半导体)器件为代表的摄像装置可以结合在全息图再生装置2自身中。(高频图案)当通过数码相机读取全息地记录的2D信息时，仅照射全息图可能产生过高的对比度，并且因此在一些情况下AF(自动聚焦)和AE(自动曝光)无法工作。这是由于，普通数码相机采用将对比度最大化的点判断为焦点并且将到达该点的距离判断为聚焦摄像距离的算法。换言之，AF处理中的聚焦判断涉及明和暗高频分量。为此，全息图再生装置2中的观察台4设置有高频、亮度差图案4p。在这种情况下，当在AF处理中高频图案4p被判断为在焦点上时，要再生的2D信息被判断为在焦点上。仅在开口如周围设置高频图案4p。图22A至图22D示出了高频图案的实例。图22A至图22D中所示的图案仅作为实例示出，并且可以使用任何其他合适图案、图22A至图22D中所示的图案的一部分的组合、 或包括黑和白边缘的任意图案。要使用的任意图案不一定是黑和白的组合，并且可以具有任何其他合适的颜色组合。优选增加高亮度部分的比例，因为入射在摄像装置上的光量增加。基本由光源的分光特性乘以高频图案的分光反射率得出高亮度部分和低亮度部分之间的亮度差。实际上，亮度差还取决于传感器的分光特性和对比度检测方法中的阈值， 并且因此几乎不能通过简单的方式确定，但当使用通过图26A和^B中限定的亮度测量方法(测量装置亮度和色度计(Konica-Minolta CS-200)，照明光源使用卤素光源(在XY 色度图上 Y :96. 0，χ 0. 4508, y :0.4075)45° 倾斜照明，以及标准白板(Konica-Minolta CSA20))得到的至少亮度比20%的差时，已经表明以统计地显著的方式方便地聚焦高频图案(根据在使用至少二十种市售的数码相机、条形码读取器、其他装置的实验中得到的结果)。高亮度部分优选为均勻明亮地发光的表面。例如，高频图案4p可由其上印刷有黑色图案的发光或荧光板构成。高频图案4p可选地是基于背光的部件。图23是边缘照明方式背光灯76的图解截面图。如图23中所示，冷阴极管76cct发出的光Lf在导光板761gp中被反复反射，并且沿着导光板761gp的一个主面设置的反射点76rd反射出去的光从导光板761gp射出，以形成高亮度部分。背光灯可以可选地是设置有遮光布的上方背光灯。当使用背光灯形成高频图案时，优选使背光灯的表面和全息图的表面之间高度差小得方便地使它们两个都聚焦。具体地说，导光板761gp的厚度T优选为3mm以下。可选地，可以从使全息图记录介质1中记录的任意一条2D信息的再生图像的衍射光强度优选为最大值的20%以下，更优选为10%以下的位置，照射全息图记录介质1和高频图案4p。设置白光LED光源12x、12y、12w和12z以提供这种照明。当使用白光源时，已经表明使用具有从3000K到9500K范围内的色温的白光源允许在具有自动白色平衡功能的数码相机或摄像机中实现满意的白色平衡。照射全息图的光源优选发出包含对应于再生记录信息所需的颜色的波长成分的光。然而，已经表明，通过使用白色LED而不是绿色LED容易地使要以绿色再生的全息图聚
焦ο当绿色李普曼(Lippmarm)全息图作为要识别的物体时，在绿色李普曼全息图和与(与其相似的所制造的)浮雕全息图之间的鉴别中，准备红色LED并且提供仅通过开启红色LED来观察全息图的模式是有效的。设置照射浮雕全息图的红色LED光源1 用于这样的鉴别目的。作为照射浮雕全息图的光源，可以使用激光光源和红色LED光源。在这种情况下，照明全息图记录介质1的光期望地具有使再生图像的衍射光强度优选为最大值的 20%以下，更优选为10%以下的波长带宽内的峰强度。[第三实施方式的第二示例性结构]图24A和图24B与图25A和图25B示出了再生全息图记录介质的装置的第二示例性结构。图24A是示出全息图再生装置的第二示例性结构的透视图。图24B是示出全息图再生装置的第二示例性结构的前视图。图25A是示出了全息图再生装置的第二示例性结构的平面图。图25B是沿图25A中所示的线X-X截取的截面图。第二示例性结构与第一示例性结构的不同之处在于，观察台4没有设置在全息图再生装置202的外壳内而是从前侧突出。结果，没有设置反射镜14并且开口如的上方部分是打开的。在该实例中，将漫射光源16设置成从其发出的光首先穿过透明部件10并且然后照射全息图记录介质1，如同第一示例性结构那样。为了减小全息图再生装置202的尺寸，观察台4可以配置成可缩回外壳内，或在观察台4和透明部件10之间可设置铰链或任何其他部件以便观察台4可以升高。根据第三实施方式的第二示例性结构，如同第三实施方式的第一示例性结构那样，不仅可以选择性地再生，而且可以方面、迅速、可靠的观察记录在全息图记录介质中的各条信息。<4.变形例 >上面已经说明了优选的实施方式，但优选的具体实例不限于上面的说明。例如，2D 信息还可以包括序列号、制造商、批号、生产商、一维条形码、二维条形码、其他识别信息，并且可将它们记录为各自的ID信息。此外，可以记录指纹和其他计量生物信息。通过2D信息的形式记录各ID信息并且机器读取所记录的信息可以代替DFID (射频识别)鉴别或可以将将其组合。上诉全息图记录介质还可以用作信息存储器，例如非易失存储器。所记录的图像信息的条数不限于两条或三条并且可以更多。从全息图记录介质再生信息的方向被切换至另一方向不限于记录面的水平方向还可以是竖直方向、对角线方向、或任何其他方向。上述全息图记录介质可以粘贴到产品包装、非接触式IC卡、ID卡、银行卡、信用卡、雇员识别卡、学生识别卡、季票、驾驶证、护照、签证、有价证券、存折、印花税票、移动电话、硬币、彩票、各种其他物体。在上面的说明中，液晶板用作空间光调制器，但空间光调制器不限于液晶板。此外，可将漫射器25 (或漫射器2 和25b)设置在全息图记录介质1的附近。已经参照通过一对一投影方案投影的空间光调制器的情况说明了图像信息的记录，但空间光调制器可以用放大或缩小的投影方案进行投影。在第二实施方式中说明的薄膜形全息图记录介质可以用作其他实施方式中的全息图记录介质。用于照射全息图记录介质1的光源不限于LED，而是可以是氙灯、卤素灯、荧光灯、 或通过开口或光纤导向的外部光。本发明包含于2010年6月30日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2010-149572中披露的主题有关的主题，其全部内容结合于此作为参考。本领域的技术人员应当理解，在后附的权利要求与其等效的范围内可根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、子组合和变形。
权利要求
1.一种全息图记录介质，其中记录有两个以上图像，其中，当基本平行的光沿着第一方向入射在所述全息图记录介质上时，以所述全息图记录介质中的衍射光强度在预定方向上达到最大的方式来再生第一图像，当基本平行的光沿着第二方向入射在所述全息图记录介质上时，以所述全息图记录介质中的衍射光强度在预定方向上达到最大的方式来再生第二图像，以及所述第一图像和所述第二图像的衍射光强度中的至少一个的再生角的半值全宽为8° 以下。
2.根据权利要求1所述的全息图记录介质，其中，所述第一图像和所述第二图像的衍射光强度达到最大的方向靠近所述第一图像和所述第二图像的记录面的法线方向。
3.根据权利要求2所述的全息图记录介质，其中，所述第一方向和所述法线之间的角度约为45°，以及所述第二方向和所述法线之间的角度为10°以上35°以下。
4.根据权利要求2所述的全息图记录介质，其中，所述第一方向和所述法线之间的角度约为45°，以及所述第二方向和所述法线之间的角度为以上80°以下。
5.根据权利要求2所述的全息图记录介质，其中，所述第一方向和所述法线之间的角度约为45°，以及所述第一方向和所述第二方向关于所述法线对称。
6.根据权利要求1 5所述的全息图记录介质，其中，在法线方向附近的所述第一图像和所述第二图像的衍射光强度中的一个至少是另一衍射光强度的五倍。
7.根据权利要求1 6所述的全息图记录介质，其中，以衍射光强度的再生角的半值全宽为8°以下来衍射光的图像由字符、号码、符号、条纹、图案、一维条形码、二维条形码或其组合构成。
8.—种制造全息图记录介质的方法，所述方法包括在空间光调制器中将激光束调制成均包含附加信息的激光束；以及利用调制后的激光束与参照光一起通过聚焦光学系统照射全息图记录介质， 其中，至少一个所述聚焦光学系统提供绝对值为7°以下的漫射角。
9.一种全息图再生装置，包括 观察台，具有开口 ；支撑部件，固定至所述观察台的至少一部分；遮光部件，具有遮光部，并且在比所述观察台更靠近观察者的一侧上安装在所述支撑部件上；以及多个光源，安装在所述支撑部件上，其中，所述观察台被配置为，当将待观察的全息图放置在所述开口中时，定位所述全息图，所述多个光源中的每个都在预定方向上照射所述全息图，所述遮光部件中的至少与所述开口上方的部分对应的部分是光学开口，以及所述遮光部阻止各光源发出的照明光直接通过所述光学开口射出。
10.根据权利要求9所述的全息图再生装置，其中，所述多个光源在不同的方向上照射所述全息图，所述全息图再生装置还包括能够分别开启和关闭所述多个光源的开关。
11.根据权利要求9所述的全息图再生装置，其中，至少在所述观察台的一部分上形成具有亮度差的高频图案。
12.根据权利要求11所述的全息图再生装置，其中，所述高频图案由包括导光板、设置在所述导光板一端的光源和设置在所述导光板的至少一部分上的反射部件的照明器形成。
13.根据权利要求11所述的全息图再生装置，其中，所述高频图案部分地由发光材料或荧光材料制成。
14.根据权利要求9 13所述的全息图再生装置，还包括摄像装置。
15.根据权利要求9 13所述的全息图再生装置，还包括能够定位和固定所述摄像装置的定位部件。
16.根据权利要求9 15所述的全息图再生装置，还包括设置在至少一个所述光源和所述全息图之间的光漫射功能组件，其中，所述漫射功能组件的纵向长度至少是VXcos α的75 %并且满足2LXtani3，其中，V代表所述全息图的记录区域的纵向长度，α代表竖立于所述全息图的法线与连接竖立于所述全息图的所述法线的垂足至所述光源的直线之间的角度，L代表所述漫射功能组件和所述全息图之间的距离，士 β代表由所述漫射功能组件提供的纵向漫射角度。
17.根据权利要求9 15所述的全息图再生装置，还包括设置在至少一个所述光源和所述全息图之间的准直透镜，其中，所述准直透镜的孔径至少是2rXC0Sa的75%，其中，r代表包围所述全息图的记录区域的圆周的半径，α代表竖立于所述全息图的法线与连接竖立于所述全息图的所述法线的垂足至所述光源的直线之间的角度。
18.根据权利要求9 15所述的全息图再生装置，还包括反射板，具有至少是r X cos α的75%的半径，其中，r代表包围所述全息图的记录区域的圆周的半径，α代表竖立于所述全息图的法线与连接所述法线的垂足和所述光源的直线之间的角度。
19.根据权利要求9 15所述的全息图再生装置，其中，由至少两个所述光源形成的光源组设置在由具有半径rXcosa的圆周所限定的区域中，其中r代表包围所述全息图的记录区域的圆周的半径。
20.根据权利要求17 19所述的全息图再生装置，还包括设置在至少一个所述光源和所述全息图之间的光漫射功能组件。
21.根据权利要求9 20所述的全息图再生装置，还包括光源，其在使得记录在全息图中的图像的衍射光强度小于或等于所述衍射光强度的最大值的十分之一的方向上照射所述观察台。
22.根据权利要求21所述的全息图再生装置，其中，照射所述观察台的光源是具有3000K到9500K范围内的色温的白光源。
23.根据权利要求9 21所述的全息图再生装置，还包括LED或激光源，其具有使记录在全息图中的图像的衍射光强度小于或等于所述衍射光强度的最大值的十分之一的波长带内的峰强度。
24.一种全息图观察方法，包括限定竖立于记录有多条图像信息的全息图的法线的方向、照射所述全息图的照明光的方向和观察所述全息图的方向；通过固定这些方向中的任意两个方向，并且改变其余的方向，从记录在所述全息图中的所述多条图像信息中选择图像信息；以及观察所选择的所述图像信息。
全文摘要
本发明公开了全息图记录介质及其制造方法、全息图再生装置以及方法。该全息图记录介质在其中记录有两个以上图像，其中，当基本平行的光沿着第一方向入射在全息图记录介质上时，以全息图记录介质中的衍射光强度在预定方向上达到最大的方式来再生第一图像，当基本平行的光沿着第二方向入射在全息图记录介质上时，以全息图记录介质中的衍射光强度在预定方向上达到最大的方式来再生第二图像，并且第一图像和第二图像的衍射光强度中的至少一个的再生角的半值全宽为8°以下。
文档编号G11B7/0065GK102314894SQ20111017217
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月23日 优先权日2010年6月30日
发明者东原辉明, 新井俊之, 白仓明, 马场茂幸 申请人:索尼信息技术股份有限公司, 索尼公司