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光セキュリティのためのホログラフィックカラー印刷 2019-01-09

シンガポール工科デザイン大学(SUTD)の研究者は、身分証明書、パスポート、紙幣などの重要な書類の偽造防止に役立つ新しいタイプの偽造防止デバイスを発明しました。それを「ホログラフィックカラープリント」と呼び、Joel Yang准教授が率いる研究チームは、白色光の下では通常のカラープリントのように見えるが、レーザーポインタで照らされたときに最大3つの異なる画像を離れたスクリーンに投影する光学装置を示しました。すりガラスのような外観を持ち、単一の画像しか投影しない通常の回折光学素子とは異なり、これらの新しいホログラフィックカラープリントは、同時に見ているときに偽造者をより強く抑止することができます。さらに、プリントはナノ3Dプリントされたポリマー構造からなり、光学文書のセキュリティに特に使用されています。

Credence Researchの報告によると、偽造は日常生活にとって大きな脅威であり、世界の偽造防止産業は2026年までに3,570億米ドル以上に達するでしょう。偽造防止製品は、製品および文書を保護するために重要かつ不可欠です。最も人気のある偽造防止製品は、電子機器のパッケージ箱、薬瓶、および銀行カードの表面など、どこにでも見られるホログラムに基づいています。しかしながら、これらの偽造防止ホログラム製品は光の位相を変調するだけであり、容易に複写することができる。

SUTD研究チームは、光の位相と振幅の両方を変調する新しいタイプの偽造防止装置、すなわちホログラフィックカラー印刷を開発した。ホログラフィックカラー印刷は、赤色、緑色、または青色のレーザー照明の下で最大3つの異なるホログラムを投影しながら、光の振幅を調整することによって周囲の白色光の下でカラー画像を表示します。この偉業は、平面上に戦略的に配置された新しいタイプのナノ構造ピクセルを製造することによって達成された。各ピクセルは、スピードバンプ(位相制御)およびロードブロック(振幅制御)として機能します。ホログラフィックカラー印刷の二重機能はセキュリティを高め、偽造を阻止する。

Joel Yang准教授は、このデバイスのカラーピクセルは、構造色フィルタを位相板に重ね合わせることによって作成されることを共有しました。異なる高さのナノ構造ポストは、光の振幅を変調するための構造色フィルタとして用いられる。チームは、複数の画像を入力とし、さまざまな位相要素と色付きフィルタ要素の位置を決定する出力ファイルを生成するコンピュータアルゴリズムを開発しました。その後、ホロスコピックプリントをナノスケール3Dプリンタを用いて彫刻した。チームは、周囲の白色光の下で見ることができるカラープリントとして、Luigi Russoloの絵画Perfume(1910)を使用しました。異なる厚さの重合直方体を使用して位相板を変調し、3つの多重ホログラムを形成します。これは、赤い拇印、緑色のキー、および「SECURITY」と表示されている青い文字で投影されます。これらの画像はすべて1枚の印刷物に埋め込まれていました。

ジョルヤン氏は、「偽造と闘うためのホログラムの関係は、感染に対する抗生物質と類似している。昔ながらのホログラムの複製が容易になるにつれて、偽造者を阻止するために新しい技術が必要になることが多い」と述べた。

さらに、「色選択性のある複数のホログラムを、高度なナノ加工技術を使用してカラフルな画像に「織り込む」ことを初めて提案しました。これらの新しいホログラフィックカラープリントはユーザーフレンドリーですが偽造されにくいものです。コピーすることは困難であり、偽造防止アプリケーションのセキュリティを強化することができます。」

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この研究は、Nature Communicationsに、2019年1月3日に発表された「位相と振幅の組み合わせ制御による光セキュリティの強化のためのホログラフィックカラープリント」に掲載されました。

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