全息图判断装置的制作方法

专利名称：全息图判断装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于判断记录信号光(对象光)和参考光的干涉条纹的李普曼全息图 是否为真(genuine)的装置。
背景技术：
因为作为三维视觉图像的全息图难以产生并且难以复制，所以全息图经常用于所 谓的安全领域中，其中期望物品的真实性(即，关于物品是否为真)的判断。例如，全息图 用于防止信用卡、ID卡和现金券(如礼品券)的伪造。当前，经常使用表面起伏型彩虹全息 图(rainbow hologram)、和使用反射表面(前表面)上的起伏图案的模压全息图(embossed hologram)，该模压全息图由采用电子束绘制的微细加工技术制造。模压全息图有时称为起 伏全息图。随着模压全息图由此广泛使用并变得普及，模压全息图生产设备也变得广泛可 用，其有时导致伪造品的大量生产。由于模压方法的原理利用反射表面上的起伏图案，因此 通过精巧地分解(take apart)全息图并转印(transfer)起伏图案来显影(expose)起伏 图案表面的技术也用作伪造的技术。如从存在上述转印起伏图案的技术的事实可预期的，模压全息图具有容易被伪造 的问题。相反，非常难以伪造李普曼全息图，其将干涉条纹记录为记录材料内的折射率的 差。原因在于，需要高级的技术来产生图像，并且难以获得记录材料。作为产生李普曼全息 图的方法，存在用激光照射被摄体的拍摄全息图、和基于多视点视差图像的全息立体图记录。产生李普曼全息立体图的处理示意性地包括内容创建处理(包括图像的获取和 如获取的图像的编辑的处理)、全息图原版产生处理、和复制(量产)处理。通过成像或计 算机制图获取图像。在图像编辑处理中获得的多个图像的每个例如通过圆柱形透镜转换成 带状视差图像。图像的对象光和参考光的干涉条纹顺序记录在全息图记录介质上，作为带 状元素(element)全息图，从而产生原版。使得全息图记录介质与原版紧密接触，并且用激 光光束照射全息图记录介质，从而复制全息图。在该全息图中，例如，通过在横向方向上从不同观察点顺序获取图像而获得的图 像信息在横向方向上顺序记录，作为带状元素全息图。当观察者用双眼观察该全息图时，左 右眼中的两维图像稍有不同，导致观察者的两眼中的视差，从而重建三维图像。如上所述，当顺序记录带状元素全息图时，产生仅仅在水平方向上具有视差的 HPO(仅仅水平视差)的全息立体图。利用HPO全息立体图，打印花费较短时间，使得可能以 高图像质量实现记录。此外，还可能以该记录方法创建垂直视差。具有水平和垂直方向上 的视差的全息图称为FP(全视差)全息图。顺便提及，在FP全息图中，例如，在图像编辑处 理中获得的多个图像的每个通过球面透镜转换为矩形视差图像。图像的对象光和参考光的 干涉条纹顺序记录在全息图记录介质上，作为矩形元素全息图，从而产生原版。与模压全息图相比，李普曼全息图难以伪造，因为全息图信息记录为记录材料内部的折射率的差，并且适于关于如信用卡或ID卡的物品是否是真品的判断。实际上，已经 出现模压全息图的伪造。将来，预期李普曼全息图用于安全目的。然而，如在伪造模压全息图的情况下，伪造者正尝试各种方法来尽可能精致和低 成本地伪造李普曼全息图。这些方法包括创建具有与李普曼全息图相同设计(图像内容) 的模压全息图的方法。尽管具有全息图知识的人经常能够成功地发现通过该方法创建的模 压全息图是伪造品，但是存在这样的可能性没有全息图知识的人不能判断其是否是伪造
品O过去，已经提出以预定角度照射全息图以用于对全息图的质量进行视觉观察的装 置、以及用光接收元件检测光以判断全息图是否为真的装置，该光作为以预定角度照射全 息图的结果而重建。例如，日本未审实用新型公开No. 63-198075描述了一种装置，其通过设置进入光 与全息图形成的最佳角度，允许在最佳条件下观察全息图。日本未审专利申请公开No. 62-093754描述了将用于真实性的确定的信息作为全 息图预先记录在卡上，以便根据参考光的角度不同地读取，并且通过由预定角度的参考光 读取该信息来确定真实性。日本未审专利申请公开No. 2001-307171描述了一种用于判断全息图是否为真的 装置，该装置提供有入射方向改变单元，其改变用于全息图的测量光的入射方向。日本未审专利申请公开No. 2007-147850描述了一种全息图读取器，其中布置光 的点光源阵列，该全息图读取器可以选择性地接通点光源阵列的任何点光源。日本未审专利申请公开No. 2002-333817描述了一种用于判断全息图是否为真的 装置，该装置提供有发射满足全息图的重建条件的波长的光的光源、以及发射不同波长的 光并照射整个全息图的光源。

发明内容
上述日本未审实用新型公开No. 63-198075和日本未审专利申请公开 No. 62-093754、2001-307171、2007-147850、2002-333817 没有公开一种用于在李普曼全息 图和模压全息图之间区分的技术或装置。这些文献中描述的技术和装置主要用于判断模压 全息图是否为真，并且在判断被产生来仿效李普曼全息图的模压全息图是否是伪造品的方 面不太有效。期望提供一种全息图判断装置，其可以以高精度和容易地判断将相同设计记录为 李普曼全息图的模压全息图为伪造全息图。根据本发明实施例，提供了一种全息图判断装置，包括外壳；以及附接到外壳并 发射重建照射光的第一和第二光源。所述第一和第二光源的每个包括具有满足李普曼全 息图的重建条件的波长λ的波长分量；并且所述第一和第二光源的任一个是使得重建照 射光以关于入射平面法线的角度θ ref进入全息图的光源，该角度0ref等于另一角度 0ref，该另一角度θ ref满足李普曼方法的重建条件。根据本发明另一实施例，提供了一种全息图判断装置，包括外壳；以及附接到外 壳并发射重建照射光的第一和第二光源。所述第一和第二光源的一个包括具有满足李普曼 全息图的重建条件的波长λ的波长分量。
根据本发明实施例，通过在各重建光波长之间切换并且在各入射方向之间切换， 可以容易地区分李普曼全息图和模压全息图。根据本发明实施例的判断装置的使用允许用 户容易地并且以高精度地区分李普曼全息图和模压全息图。全息图制造者根据他们生产的 全息图的重建条件(入射角和波长)生产判断装置，并且将该装置提供给用户，从而提高他 们生产的全息图的安全性。作为全息图的用户，期望防止他们的产品被伪造的产品制造者 将李普曼全息图附接到他们的产品并引入判断装置，从而他们可区分伪造品和真的产品， 并且要求如海关的政府部门制裁伪造品。购买产品的消费者用户可以容易地区分伪造品和 真正的产品。此外，如日本专利局发布的“JapanPatent Office Annual Report 2008”(第 181 至Ij 183 页，“Column :Studies and Research on New Types of Trademark，，)中所述，日本 以外的一些外国近来使全息图商标制度化。因此，从知识产权(商标)的角度而言，如李普 曼全息图的全息图可以增加产品的价值，所述李普曼全息图难以被伪造并易于与伪造品区 分。


图IA到IC是用于描述可应用本发明实施例的李普曼全息图的记录和重建的示意 图；图2A到2C是用于描述透射全息图的记录和重建的示意图；图3A和3B是用于描述模压全息图的记录和重建的示意图；图4A和4B分别是根据本发明实施例的判断装置的透视图和截面图；图5A和5B是用于描述根据本发明实施例的判断行为的示意图；图6A和6B是用于描述根据本发明实施例的判断行为的示意图；图7是示出关于可应用本发明实施例的李普曼全息图的重建波长的衍射效率的 示例的曲线图；图8A和8B分别是根据本发明另一实施例的判断装置的透视图和截面图；图9A和9B分别是示出关于可应用本发明实施例的李普曼全息图的重建波长的衍 射效率的示例的曲线图、和示出光源的发射谱的曲线图；图10图示全息图方法和重建照射光的波长之间的关系；图11图示根据本发明另一实施例的全息图方法和重建照射光的波长之间的关 系；图12A和12B分别是图示根据本发明另一实施例的判断装置的结构的透视图和截 面图，该判断装置添加了光接收部分；图13A到13D是根据本发明实施例的光源驱动方法的第一示例的时序图；图14A到14D是根据本发明实施例的光源驱动方法的第一示例的时序图；图15A到15E是根据本发明实施例的光源驱动方法的第二示例的时序图；图16A和16B分别是对于支持根据本发明实施例的判断装置的判断的方法给出考 虑的结构的透视图和截面图；图17A到17F是用于描述图16A和16B所示的结构的行为的时序图；图18是图示图16A和16B所示的结构的电配置的框图；以及
图19A和19B是图示根据本发明实施例的判断装置中使用的开关的示例的示意 图。
具体实施例方式将以下面的顺序描述本发明的优选实施例(以下称为实施例)1.实施例2.另一实施例3.光源驱动方法4.修改示例要理解，下述本发明的实施例是本发明的优选具体示例，并且包括各种优选技术 限制。然而，本发明的范围不限于这些实施例，除非在下面的描述中声明限制于此。将描述本发明实施例的概要。在李普曼全息图中，重建时应当进入的重建光和全 息图材料之间的位置关系(角度关系)由记录时的图像的光(对象光)的行进方向、记录 时的参考光的行进方向和全息图记录材料之间的位置关系(角度关系)确定。全息图记录 材料内的折射率的变化状态通过上述位置关系和记录激光的波长确定。此外，在模压全息 图中，重建时应当进入的重建光和全息图材料之间的位置关系(角度关系)由全息摄影的 原理确定。然而，由于光干涉条件由反射表面的起伏图案形状确定，因此即使当重建时的位 置关系(角度关系)和光的波长与记录时的那些不同时，有时也重建图像。名称彩虹全息 图从即使当光的波长不同时也可重建图像的事实得出。因此，在本发明实施例中，通过使用重建时应当进入的重建照射光和全息图材料 之间的位置关系(角度关系)，区分李普曼全息图与模压全息图。此外，在本发明的另一 实施例中，通过使用重建时应当进入的重建照射光的波长来区分李普曼全息图与模压全息 图。1.实施例关于李普曼全息图和模压全息图实施例通过使用重建时应当进入的重建光和全息图材料之间的位置关系(角度 关系)，在李普曼全息图和模压全息图之间区分。图IA到IC图示了通常方式的李普曼全息 图。当产生全息图时，如图IA所示，通过用分束器分离激光束获得的一个激光束(以 下称为记录参考光)Rref以入射角0ref进入全息图(其是执行记录前的全息图记录介 质；然而，全息图记录介质也称为全息图)1。通过分离获得的另一激光束照在对象上，并且 从对象反射的光I (以下称为对象光)照在全息图1上。记录参考光Rref和对象光I彼此 干涉，并且干涉条纹记录在全息图1上。全息图1是如使用银盐、重铬酸盐明胶和有机化合物的光聚合物材料的光敏记录 材料。在李普曼全息图中，光干涉条纹记录为记录材料内的折射率的差。在已经如上所述对其执行记录的李普曼全息图中，通过以与如图IB所示的重建 时的记录参考光相同的光(以下称为重建照射光)Pr照射全息图1来衍射重建光L，或者通 过以如图IC所示的共轭(conjugated)重建照射光CPr照射全息图1来衍射重建光CL。如上所述，在图IB所示的重建条件或图IC所示的共轭重建条件下，重建在图IA所示的记录条件下已经对其执行记录的李普曼全息图。换句话说，仅通过从特定方向入射 的重建照射光重建李普曼全息图。即，在“厚全息图”的衍射理论中，仅反射型的李普曼方 法可将重建光反射到与照射光相同的一侧。将参照图2A到2C描述模压全息图的原理。“薄全息图”中出现的衍射理论可提供 模压全息图的记录条件和重建条件的原理上的说明。可修改为“薄全息图”的衍射理论的 全息图是透射全息图，并且没有通过衍射反射光的功能。当产生全息图时，如图2A所示，记录参考光Rref进入透射全息图1’。对象光I照 在全息图1’上。记录参考光Rref和对象光I彼此干涉，并且将干涉条纹记录在透射全息 图Γ上。如上所述，在图2Β所示的重建条件或图2C所示的共轭重建条件下，重建在图2Α 所示的记录条件下已经对其执行记录的透射全息图1’。如图3Α和3Β所示，如同彩虹全息图等的情况，作为模压全息图提供有反射层2的 结果，模压全息图变为反射型全息图。反射层2提供在其上形成起伏图案的表面上，或提供 在记录材料的中间层或相对层上。在提供有反射层2的全息图中，有时，即使在与透射全息图1’的重建条件不同的 条件下也重建图像。例如，如图3Α所示，不仅通过重建照射光Pr，而且通过镜像关系的重建 照射光Pr’重建图像(重建光L)。重建照射光Pr’对应于作为可修改为“薄全息图”的衍 射理论的透射全息图的重建照射光。此外，如图3Β所示，图像通过镜像图像关系的重建照 射光重建(由于镜像关系导致的共轭重建光CL’)，并且通过共轭重建照射光CPr重建图像 (共轭重建光CL)。如上所述，在提供有反射层的模压全息图中，存在这样的条件，在该条件 下，不仅如反射型李普曼方法中通过特定方向的重建照射光重建图像，而且通过两个或更 多方向上的重建照射光重建图像。即，当李普曼全息图与提供有反射层的模压全息图比较 时，基于全息图的衍射理论，即使在与重建照射光相同方向上的重建光的全息图也具有不 同特性。如何区分李普曼全息图与模压全息图根据本发明实施例，产生来模仿李普曼全息图的模压全息图被判断为伪造品。如 图4Α和4Β所示，根据本发明实施例的判断装置具有外壳，该外壳由矩形顶面板10和侧面 板11和12构成，该侧面板11和12从顶面板10的两侧垂直向下延伸并具有相同形状。该 外壳具有以阻挡或减少外部光的方式包围全息图的结构，使得来自光源而非外部光(如环 境光)的重建照射光照在全息图上。可提供三个或更多侧面板。顶面板10和侧面板11和 12由如不透明合成树脂或金属的材料制成。这样，由顶面板10和侧面板11和12构成的外壳减少照在要对其进行判断的全息 图上的不必要的光。具体地，本发明实施例具有这样的技术特征，其中通过如上所述从特定 方向进入的重建照射光，关于“重建图像(满足重建条件)”或“不重建图像(不满足重建 条件)”进行判断。因此，如果作为以不同于光源(光源21和22)的光以外的光照射全息 图的结果，假设看不到的重建图像被重建，则可能错误地进行关于全息图是否为真的判断。 为此，外壳阻挡或减少如环境光的外部光，使得仅仅来自光源的光用于关于全息图是否为 真的判断。要对其进行判断的全息图放置在通过顶面板10和侧面板11和12形成的空间的底部。真李普曼全息图表示为全息图H，并且模压全息图形式的伪造品表示为全息图H’。字 母“A”作为全息图的重建图像的示例在图中示出。如凸透镜的放大透镜13附接到顶面板 10，并且第一光源21和第二光源22分别附接到侧面板11和12的相对面。光源21和22 分别附接到侧面板11和12的相同位置，并且由未图示的光源驱动电路驱动。来自光源21 和22的光作为重建照射光Prl和重建照射光Pr2照在全息图H/H’上。重建照射光Prl和重建照射光Pr2的每个包括几乎等于真李普曼全息图的记录参 考光的波长λ的波长分量。例如，记录参考光的波长假设为绿色，并且重建照射光Prl和 重建照射光Pr2的波长类似地假设为绿色。光源21和22例如由发射绿光的一个或更多 LED (发光二极管)构成。光源的发光元件不限于LED，并且不同于LED的光源(如激光器) 可用作光源21和22。此外，重建照射光Prl和重建照射光Pr2以关于入射平面法线相同的 入射角eref进入全息图。S卩，重建照射光Prl和重建照射光Pr2的入射方向分别关于全 息图的法向形成eref和-0ref。顺便提及，θ ref是真李普曼全息图的重建参考光的入 射角，并且在该实施例中等于记录参考光的入射角。光源21和22以一次仅点亮光源21和 22的一个的方式交替点亮。如图5A所示，当满足重建条件的一个重建照射光Prl照在真李普曼全息图H上 时，重建光L衍射，从而重建立体图像。然而，如图5B所示，当另一重建照射光Pr2照在李 普曼全息图H上时，重建光不衍射，并且不重建立体图像。图6A和6B图示其中重建照射光顺序照在模压全息图(伪造品)H’上的情况。来 自光源21的重建照射光Prl照在全息图H’上(图6A)，并且来自光源22的重建照射光Pr2 照在全息图H’上(图6B)。在这两种情况的任一个，衍射重建光L，并且可重建全息图。如 上所述，可以基于当重建照射光Pr2照在全息图上时是否衍射重建光，进行关于全息图是 否为真的判断。2.另一实施例关于重建照射光的波长的李普曼全息图和模压全息图的衍射效率全息图的厚度对重建照射光的角度选择性和波长选择性具有很大影响。根 据 Toshihiro Kubota 的"An Introduction to Holography-Its Principles andPractice”(Asakura Publishing Co. ,Ltd.第一版，1995 年 11 月)，如果从重建光的强 度达到其峰值直到强度首次变为O的波长宽度为Δ λ，则波长宽度Δ λ由下面的表达式近 似给出。[表达式1] 在上面的表达式中，λ ^是由记录波长确定的重建波长；T是全息图的厚度；dz是ζ轴方向上的干涉条纹之间的间隔；η是全息图的平均折射率；以及θ r是参考光的入射角。
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上面表达式中的符号(_)对应于透射全息图，并且符号(+)对应于李普曼全息图。对于实际全息图，当计算这些波长宽度之间的差的级别估计时，从重建光的强度 达到其峰值直到强度首次变为0的波长的理论波长带宽△ λ、和在半最大值处具有全宽度 的波长带宽具有相同级，在该半最大值处，实际全息图的重建光的强度变为峰值的一半。有鉴于此，反射型李普曼全息图中的波长宽度Δ λ取5到20nm左右的值。作为 示例，假设λ。为532nm，T为10μπι，η为1.52，并且θ r为135度(=180度-45度)。然 后，波长宽度Δ λ为9. 88nm(约lOnm)。在实际李普曼全息图中，如图7所示，在半最大值处具有全宽度的波长宽度Δ λ 为12nm，并且获得90%的最大衍射效率。另一方面，透射全息图中的波长宽度Δ λ取约150到200nm或更大的值。作为 示例，假设λ。为532nm，T为ΙΟμπι,η为1.52，并且ΘΓ为45度。然后，波长宽度Δ λ为 162. 2nm(约 160nm)。此外，在如模压全息图的“薄全息图”中，可认为全息图的厚度T取较小的值。因 此，波长宽度Δ λ取超过400到800nm的值。全息图具有这样的宽波长带宽Δ λ的事实表示跨越可见光波长范围(380到 780nm)出现衍射，并且关于参考光的入射角在根据每个波长的方向生成重建光。即，对于李 普曼全息图，当以具有从重建波长稍微偏离的波长的照射光照射全息图时，重建光变暗或 消失。另一方面，对于模压全息图，即使通过具有与重建光稍微偏离的波长的照射光也出现 衍射，并且通过调整照射光的入射角，可以以与具有重建波长的重建光相同方向衍射光。如何区分李普曼全息图和模压全息图在本发明另一实施例中，通过具有不同波长的第一和第二光源照射全息图，以便 判断全息图是否是模压全息图形式的伪造品。第一光源包括具有满足真李普曼全息图的重 建条件的波长λ的波长分量。第二光源不包括具有满足真李普曼全息图的重建条件的波 长λ的波长分量。优选地，第一和第二光源交替或以第一和第二光源相邻的顺序点亮。如图8Α和8Β所示，根据本发明另一实施例的判断装置具有矩形顶面板10和侧面 板11和12，该侧面板11和12从顶面板10的两侧垂直向下延伸并具有相同形状。顶面板 10和侧面板11和12由如合成树脂或金属的材料制成。要对其进行判断的全息图Η/Η’放置在通过顶面板10和侧面板11和12形成的空 间的底部上。字母“Α”作为要重建的全息像在图中示出。放大透镜13附接到顶面板 10。从侧面板11的内表面向全息图Η/Η’分别发射重建照射光PrGl和重建照射光 PrRl的第一光源31G和第二光源31R附接以便紧靠在几乎相同位置。来自光源31G和31R 的光关于全息图Η/Η’的入射角满足对于角度的李普曼全息图的重建条件。光源31G包括具有满足李普曼全息图的重建条件的波长λ (例如，λ = 525nm)的 波长分量。作为示例，使用绿色LED。光源31R不包括满足李普曼全息图的重建条件的波长 λ的波长分量。作为示例，使用红色LED(例如，λ = 660nm)。在图8A和8B所示的示例中，如之前描述的实施例的情况，从侧面板11的内表面 向全息图H/H’分别发射重建照射光PrG2和重建照射光PrR2的光源32G和光源32R附接 以便紧靠在几乎相同位置。作为光源32G，使用绿色LED，并且作为光源32R，使用红色LED。来自光源32G和32R的光关于全息图H/H’的入射角不满足对于角度的李普曼全息图的重 建条件。然而，如之前描述的实施例中所述，例如可以布置光源32G以便通过使得来自光源 32G的光关于全息图的法向以入射角θ ref进入全息图来满足对于角度的模压全息图的重 建条件，该入射角θ ref与重建照射光PrGl的入射角相同。如之前描述的图7的情况，图9A示出实际李普曼全息图的衍射效率。在李普曼全 息图中，在半最大值处具有全宽度的波长宽度Δ λ为12nm，并且获得90%的最大衍射效 率。图9A还示出为在半最大值处具有全宽度的波长宽度Δ λ的四倍大的波长宽度4Δ λ、 以及为在半最大值处具有全宽度的波长宽度Δ λ的六倍大的波长宽度6Δ λ。图9Β中示出用作光源31G到32R的LED光源的发射谱的示例。蓝色LED的发射谱 41B具有470nm的峰值波长，绿色LED的发射谱41G具有525nm的峰值波长，并且红色LED 的发射谱41R具有630nm的峰值波长。尽管图中未示出，但是标准光D65或D50具有在作 为可见光的波长范围的380-到780-nm范围内的宽的并且柔和的发射谱，并且荧光灯(F2， F7)或混合通过激励荧光粉而获得的光的白色LED的发射谱具有400-到750-nm范围内的 若干发射波长峰值。如从图9A和9B清楚的，李普曼全息图的衍射效率变为最大的波长附近的区域和 绿色LED的发射谱41G重叠。另一方面，红色LED的发射谱41R与李普曼全息图的衍射效 率变为最大的波长附近的区域不重叠。蓝色LED的发射谱41B和李普曼全息图的衍射效率 变为最大的波长附近的区域变为最大部分重叠。然而，发射谱41B中的相对发射强度在衍 射效率变为最大的波长附近的区域是低的。使用实际全息图和LED光源的实验的结果在图10中示出。对于照射条件，在每个 条件下调整照射光的入射角，使得当从前面观察全息图时，重建光尽可能表现得明亮。在李 普曼全息图的情况下，当使用红色LED时，全息图不可见，当使用绿色LED时，全息图表现得 明亮，并且当使用蓝色LED时，全息图表现得暗。在模压全息图的情况下，当使用红色LED、 绿色LED和蓝色LED的任一时，全息图可见。顺便提及，在上述实施例中，使用绿色LED。然而，通过设置衍射效率的谱的峰值波 长(其为重建条件)为蓝色，通过设置记录参考光的波长为蓝色，可对全息图执行记录，并 且蓝色LED可用作满足重建条件的重建照射光。在此情况下，衍射效率的谱分布和红色LED 的发射谱41R关于波长具有分开的分布，使得可以清楚重建光是“可见”还是“不可见”。如上所述，可以基于重建时使用的光源的发射谱是否包括在从李普曼全息图的重 建照射光的波长(衍射效率变为最大的波长)到衍射效率变为几乎0的波长的波长宽度 内，判断全息图是否是通过模压方法产生的伪造品。此外，基于全息图的衍射理论和实验结 果，在真李普曼全息图的衍射效率中的作为波长宽度△ λ (在半最大值处具有全宽度)四 倍大的波长宽度4 △ λ或作为波长宽度△ λ (在半最大值处具有全宽度)六倍大的波长宽 度6Δ λ可认为是其衍射效率几乎变为0的波长的波长宽度。在本发明实施例中，优选地，使用发射重建照射光并在上述波长宽度(4Δ λ或 6Δ λ)中具有10%或5%或更少(更优选地，或更少)的相对发射强度的光源。作为使 用这种光源的结果，李普曼全息图表现得充分地暗，并且如果全息图为模压全息图，则全息 图表现得明亮。这使得可以容易地并精确地判断全息图是真李普曼全息图还是伪造品。此外，光源(绿色)32G和光源(红色)32R的使用使得可以更精确地进行判断。即，如图11所示，在李普曼全息图(真李普曼全息图)的情况下，通过光源32G，全息图不 可见，因为不满足对于角度的重建条件，并且通过光源32R，全息图不可见，因为不满足对于 波长的重建条件。相反，在模压全息图(伪造品)的情况下，当使用光源32R和32G的任一 时，全息图可见。即，在模压全息图的情况下，存在这样的状态，其中满足对于角度的衍射理 论的重建条件和对于波长的衍射理论的重建条件两者。这样，使得四个光源31G、31R、32G 和32R顺序发光，并且获得关于全息图是否可见的结果。基于由此获得的结果，可以判断全 息图是否为真品。顺便提及，在该实施例中，附接光源31R以便与光源31G位于几乎相同位置；然而， 该位置可出于下面的原因适当的调整。如上所述，在模压全息图中，即使通过具有从李普曼 全息图的重建波长(其衍射效率变为最大的波长附近的区域)偏离的波长的重建照射光， 也出现衍射；然而，优选地调整重建照射光的入射角，以便在与具有重建波长的重建光相同 的方向(例如，全息图的前面)衍射光。例如，假设当李普曼全息图的重建波长为绿色时的重建照射光的入射角为θ ref。 在该情况下，当用红色重建照射光照射模压全息图时，入射角调整为其中入射角为大于 Qref的θ的位置，g卩，θ > θ ref。与绿色相比，该调整适于具有长波长的红色将光衍射 到全息图的前面。此外，尽管光源32R附接到几乎与光源32G相同的位置，如光源31R和31G的情 况，但是优选地，将光源32R附接到其中作为红色重建照射光的光源32G的入射角θ大于 Qref的位置。如图12Α和12Β所示，在本发明其它实施例的修改示例中，从全息图接收衍射光 (重建光)的光接收元件(光电检测器)34a和34b附接到顶面板10。光接收元件34a和 34b将全息图的重建图像的光转换为电信号，并且将电信号提供到未图示的判断电路。在切 换光源时，判断电路通过光接收元件34a和34b接收的光量执行测量和比较。判断电路基 于衍射光(重建光)的量判断全息图是否为真。通过语音、显示图像/字符或亮灯，通知用 户判断电路的判断结果，该判断结果关于对其已经执行测量的全息图是李普曼全息图的概 率。光接收元件的输出信号的使用允许对全息图有很少知识的用户通过语音、显示图 像/字符或亮灯，而不是视觉检查了解判断结果。换句话说，判断标准不受用户具有的知识 量影响，使得可以提高判断的可再现性。顺便提及，用其照亮全息图的重建光的入射方向和 波长可根据来自判断电路的指令信号，独立地切换。当执行通过光接收元件34a和34b接收的光量的测量时，可简单地测量从光接收 元件34a和34b输出的电压或电流。然而，可能存在如环境光的外部光对光源31G到32R 的影响。在此情况下，对从光源31G到32R发射的光执行调制，该调制执行得过快以致不能 被人眼识别，并且用得到的光照射全息图。因此，通过利用使用光源的调制信号作为参考信 号的锁定放大器检测指示光量的信号，来自光接收元件34a和34b的信号，还可以减少由外 部光等造成的噪声的影响。3.光源驱动方法将描述用于驱动光源31G到32R的方法的示例。图13A到13D是驱动方法的第一 示例的定时图。在图13A到13D中，在时间t0操作开关。作为开关，可使用如图13A所示的拨动开关或图13B所示的触发开关。当按压开关时，接通光源31G(这意味着通)预定时 间，例如一秒钟。在光源31G关断(这意味着断)的时刻，接通光源31R。光源31G和31R 依次接通的时段对应于一个周期。当执行三个周期的操作时，光源31G和31R保持关断。在第一示例中，首先，在光源(绿色LED) 31G首先点亮时，照射李普曼全息图和模 压全息图，使得可以识别黑暗环境下的全息图的位置。接下来，如果在光源(红色LED)31R 点亮的时刻已经可见的全息图重建图像消失，则该全息图可被判断为“李普曼全息图(真 李普曼全息图)”；如果全息图重建图像仍然可见，则差别是清楚的，并且该全息图可被判断 为“模压全息图(伪造品)”。上述处理可通过执行该处理两次或更多次而不是一次来重新检查。此时，设为一 个周期的时间是重要的。在上述示例中，两秒钟设为一个周期。如果一个周期过短，则人眼 和脑神经不能跟上该周期并进行响应。如果一个周期过长，则花费太长时间来执行判断全 息图是否为真的处理，使得该方法不实际。作为示例，优选地，视觉刺激响应平均时间假设 为大约200ms，并且等于或长于上述平均时间的时间设为一个周期。即，优选地，一个周期设 为0. 2到10秒钟。每个光源点亮0. 1到5秒钟。如图13A到13D的时序图所示，上述光源驱动方法的第一示例还可应用到前述实 施例中的光源(绿色LED) 21和22。如图14A或14B所示，在按压开关之后，如图14C所示 驱动光源21，并且如图14D所示驱动光源22。此外，在此情况下，考虑到人视觉响应时间并 且为了迅速进行判断，一个周期设为0. 2到10秒钟。每个LED点亮0. 1到5秒钟。当光接收元件34a和34b的输出信号用于如图12A和12B所示的判断时，可缩短 一个周期。此外，光源的安排不限于其中对称地布置两个光源的安排。还可以在一侧布置 (三种原色的)三个光源35B、35R和35G，并且在相对侧布置一个绿色光源36G。将参照图 15A到15E的时序图描述用于驱动以如上所述方式布置的光源的方法的第二示例。如图15A所示，当在时间t0按压开关时，光源35B (图15B)和光源35R(图15C)交 替接通。当执行两个周期的通/断操作时，光源35B和35R关断。接下来，光源35G和36G 交替接通。当执行两个周期的操作时，光源35G和36G关断。在第二示例中，当蓝色光源35B和红色光源35R交替接通时，李普曼全息图(真李 普曼全息图)闪烁。接下来，当绿色光源35G和绿色光源36G交替接通时，李普曼全息图闪 烁。如果全息图是模压全息图(伪造品)，即使当光源接通/关断时，全息图也不闪烁并仍 然可见。基于上述差别，可以判断全息图是否为真。支持判断的方法如上所述，基于与光源的切换同时地全息图重建图像是可见还是不可见，进行关 于全息图是模压全息图还是李普曼全息图的判断。因此，有时进行判断的人难以直观地掌 握判断定时。为了解决该问题，如图16A和16B所示，将如液晶显示设备的显示单元41和扬声 器42的任一个或两者添加到判断装置(例如，图8A和8B所示的结构)。如图17A所示，在 时间t0，开关接通。首先，如图17B和17C所示，光源31G和31R交替驱动，并且李普曼全息 图与光源的操作同步闪烁。在经过两个周期的时段后，光源31G和31R关断，并且如图17D 和17E所示，光源32G和32G交替驱动。在该时段中，李普曼全息图的全息图重建图像不可见。相反，如果全息图是模压全息图，则全息图重建图像一直可见。显示单元41和扬声器42的任一个或两者在图17F所示的接通时段驱动。当驱动 扬声器42时，产生说出“如果你现在看见图像，则全息图不是李普曼全息图”的消息。替代 地，产生说出“如果你现在看见图像，则全息图是伪造品”的消息，以更直接地标识产生来模 仿李普曼全息图的全息图。通知不必通过语音给出；可替代地可以产生清晰的机械声音。 此外，替代声音或语音或除了声音或语音外，在接通定时，在显示单元41上显示指示相同 消息的字符等。进行判断的人可基于通过扬声器42产生的语音或在显示单元41上显示的 消息，进行适当判断。图16A和16B所示的判断装置的电配置可通过图18的框图描述。提供包括发射 匹配李普曼全息图的重建条件的重建照射光的绿色光源31G的绿色光源单元51G。提供包 括红色光源31R的红色光源单元51R、包括绿色光源32G的绿色光源单元52G、和包括红色 光源32R的红色光源单元52R。这些光源单元的通/断控制通过光源切换控制单元53执 行。将手动切换操作单元54的输出信号提供到光源切换控制单元53。根据来自用户 的指令，手动切换操作单元54允许暂时停止光源的自动发光切换、改变光源的自动发光切 换的时间间隔、以及手动切换光源的闪光。此外，提供对装置的所有部分供电的电源单元 55。除了主电源的接通/关断外，电源单元55从电池或外部电源供电。光源切换控制单元 53控制显示单元41和扬声器42的通/断。顺便提及，除了通过语音、显示图像/字符或亮 灯通知定时外，可通过由振动马达等产生的振动向用户通知定时。开关的示例在本发明实施例中，可使用具有图19A和19B所示的结构的开关。外壳61可滑动 地固定到支撑单元63上，并且机械开关(例如，微开关)62附接到支撑单元63。外壳61由 判断装置的顶面板和一对侧面板形成。支撑单元63在其中心具有放置全息图的空间。要 对其进行判断的全息图放置在空间的底部。如图19A所示，当没有从上面按压外壳61时， 开关62处于断状态。针对例如要对其进行判断的全息图或其上放置全息图的板面按压支撑单元63的 末端，并且从上面针对弹簧的弹力按压外壳61。然后，如图19B所示，使开关62进入通状 态。作为开关接通的结果，以如上所述方式开始用于判断全息图是否为真的处理。由于在 针对例如要对其进行判断的全息图或其上放置全息图的板面按压支撑单元63的末端的状 态下，已经进行判断使得放大透镜聚焦在要对其进行判断的全息图上，因此按压开关对应 于进行关于全息图是否为真的判断的动作。用于按压开关的专门操作不是必须的。这样的 开关的使用减少电力消耗，因为除了当进行判断时，开关都处于断状态。上面已经描述了具有内置机械微开关62的结构；然而，该结构不限于此。可使用 各种传感器(如包括透射光学传感器和反射光学传感器的各种光学传感器、响应于触摸操 作的振动传感器、以及声音传感器)，只要这些传感器以与机械微开关62相同方式作用。4.修改示例尽管已经描述本发明的具体实施例，但是本发明不限于这些实施例，并且本发明 的许多修改和变化是可能的。例如，除了 LED外，可使用激光器作为光源。此外，可通过对 一个白色光源切换滤色镜来形成多个光源。
本申请包含涉及于2009年5月14日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-117450中公开的主题，在此通过引用并入其全部内容。本领域技术人员应当理解，依赖于设计需求和其他因素可以出现各种修改、组合、 子组合和更改，只要它们在权利要求或其等效物的范围内。
权利要求
一种全息图判断装置，包括外壳；以及附接到外壳并发射重建照射光的第一和第二光源；其中所述第一和第二光源的每个包括具有满足李普曼全息图的重建条件的波长λ的波长分量，并且所述第一和第二光源的任一个是使得重建照射光以关于入射平面法线的角度θref进入全息图的光源，该角度θref等于另一角度θref，该另一角度θref满足李普曼方法的重建条件。
2.如权利要求1所述的全息图判断装置，其中第一和第二光源的波长包括在从李普曼 全息图的重建照射光的波长到衍射效率几乎变为0的波长的波长宽度内，该李普曼全息图 的重建照射光的波长是衍射效率变为最大的波长。
3.一种全息图判断装置，包括外壳；以及附接到外壳并发射重建照射光的第一和第二光源；其中所述第一和第二光源之一包括具有满足李普曼全息图的重建条件的波长λ的波长分量。
4.如权利要求3所述的全息图判断装置，其中第一和第二光源之一的波长包括在从李 普曼全息图的重建照射光的波长到衍射效率几乎变为0的波长的波长宽度内，该李普曼全 息图的重建照射光的波长是衍射效率变为最大的波长。
5.如权利要求1或3所述的全息图判断装置，其中所述第一和第二光源由光源驱动单 元交替点亮，或以第一和第二光源相邻的顺序点亮。
6.如权利要求5所述的全息图判断装置，其中，当操作开关时，开始第一和第二光源的 驱动。
7.如权利要求5所述的全息图判断装置，其中，与第一和第二光源的驱动同步地产生 显示和声音的任一个或两者，所述显示和声音支持判断。
8.如权利要求1或3所述的全息图判断装置，还包括光接收元件，接收从用来自第一和 第二光源的重建照射光照射的全息图反射的光；其中基于光接收元件的输出进行判断。
全文摘要
一种全息图判断装置，包括外壳；以及附接到外壳并发射重建照射光的第一和第二光源。在该全息图判断装置中，所述第一和第二光源的每个包括具有满足李普曼全息图的重建条件的波长λ的波长分量；并且所述第一和第二光源的任一个是使得重建照射光以关于入射平面法线的角度θref进入全息图的光源，该角度θref等于另一角度θref，该另一角度θref满足李普曼方法的重建条件。
文档编号G03H1/22GK101887235SQ20101017391
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月7日 优先权日2009年5月14日
发明者白仓明, 芦崎浩二 申请人:索尼公司;索尼碟片数位解决方案股份有限公司