JP2000056664A - ホログラム撮影方法及びその方法により作製された指向性ホログラム拡散反射板 - Google Patents
ホログラム撮影方法及びその方法により作製された指向性ホログラム拡散反射板Info
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Abstract
ログラムを撮影する方法とその方法により作製された指
向性ホログラム拡散反射板。 【解決手段】 単色体積ホログラム記録体若しくは2つ
以上の異なる波長の光を回折する体積ホログラムを多重
記録あるいは重畳してなるホログラム記録体を作製する
方法において、照明光2をある特定方向に反射させる表
面構造6の被写体Oを用いて、その被写体Oからの反射
光3’と照明光2とを干渉させることによりホログラム
記録体を作製する方法。
Description
法及びその方法により作製された指向性ホログラム拡散
反射板に関し、特に、一光束で指向性が高く明るい体積
ホログラムを撮影する方法とその方法により作製された
指向性ホログラム拡散反射板に関するものである。
料を並列に配置した撮影系に一光束を用いて体積ホログ
ラムを撮影する方法が知られている。図7にその撮影系
と再生系を示す。撮影には、図7(a)に示すように、
物体(被写体)Oの上にフォトポリマー等の体積ホログ
ラム用感光材料1を配置し、この体積ホログラム用感光
材料1を通して照明光2を物体Oに当て、物体Oからの
散乱光3と照明光が兼ねる参照光2とを体積ホログラム
用感光材料1中で干渉させることにより、一光束2を用
いて物体Oの体積ホログラムを撮影することができる。
このような配置で撮影した体積ホログラム10に、図7
(b)に示すように、再生照明光4を当てると、体積ホ
ログラム10から記録のときの散乱光3に相当する回折
光5が回折され、体積ホログラム10に記録された物体
Oの像O’が再生される。
いて被写体像を体積ホログラム10として記録する従来
の方法においては、照明光2に対して広い角度範囲に散
乱された散乱光3との干渉縞が記録されるため、体積ホ
ログラム10からの回折光5も広い角度範囲に回折され
ることになり、記録された物体像O’の観察方向である
視野角を限定して記録することはできない。そのため、
再生される物体像O’の明るさも自ずと暗くなってしま
う。
みてなされたものであり、その目的は、視野角が限定さ
れ指向性が高く明るい体積ホログラムを撮影する方法と
その方法により作製された指向性ホログラム拡散反射板
を提供することである。
明のホログラム撮影方法は、単色体積ホログラム記録体
若しくは2つ以上の異なる波長の光を回折する体積ホロ
グラムを多重記録あるいは重畳してなるホログラム記録
体を作製する方法において、照明光をある特定方向に反
射させる表面構造の被写体を用いて、その被写体からの
反射光と照明光とを干渉させることによりホログラム記
録体を作製することを特徴とする方法である。
せる表面構造が、特定方向に反射面が向いている微細反
射面、あるいは、再帰反射特性を有する表面構造とする
ことができる。
は、微細な透明ビーズを多数含有する塗料層あるいは微
細な透明ビーズを多数含有するフィルム、コーナーキュ
ーブミラーを並列させた構造等とすることができる。
れたものを用いてもよい。
記のホログラム撮影方法で撮影されたホログラム記録体
を原版としてホログラム複製によりホログラム記録体を
作製するホログラム撮影方法も含むものである。
平面基板上に上記の何れかの再帰反射特性を有する表面
構造を設けて被写体とし、その被写体からの反射光と照
明光とを干渉させることにより記録されたものである。
に反射させる表面構造の被写体を用いて、その被写体か
らの反射光と照明光とを干渉させることによりホログラ
ム記録体を作製するので、被写体から反射される光があ
る特定方向へ指向性を持っているため、略入射光と反射
光の二光束干渉露光となり、感光材料の性能がより引き
出され、観察角度範囲が制限される分回折効率が向上
し、明るい再生像が観察できるものである。
法の原理と実施例について説明する。図1は、本発明の
ホログラム撮影方法を実施する撮影系と再生系を示す図
である。本発明の特徴は、体積ホログラムとして記録す
る物体(被写体)Oの表面構造を、入射光2を特定方向
へ反射するものとする点である。図1(a)において
は、物体(被写体)Oの表面に微細で特定方向に反射面
が向いている微細反射面6とした点である。このような
物体Oの上にフォトポリマー等の体積ホログラム用感光
材料1を配置し、この体積ホログラム用感光材料1を通
して照明光2を物体Oに当てると、物体Oの表面の微細
反射面6からは照明光2の入射角に応じて特定の反射角
で反射光3’が体積ホログラム用感光材料1の裏面から
入射する。図(a)のように、感光材料1の面の法線に
対する照明光2の入射角をθとするとき、物体Oからの
反射光3’は反射角αを中心とする比較的狭い角度範囲
Δαの中に反射される。この角度範囲Δαは微細反射面
6の角度のバラツキに依存するもので、そのバラツキが
小さければ小さい程角度範囲Δαは小さくなる。この物
体Oからの反射光3’と照明光が兼ねる参照光2とを体
積ホログラム用感光材料1中で干渉させることにより、
一光束2を用いて物体Oの体積ホログラムを撮影するこ
とができる。
10に記録されている干渉縞は、従来の図7のように広
い角度範囲に散乱された散乱光3と参照光2との干渉縞
ではなく、小さい角度範囲Δαにある反射光3’と参照
光2との干渉縞であり、二光束干渉による干渉縞に近
く、干渉縞の傾きが狭い領域に集中した干渉縞であり、
回折効率がその分高くなる。そのため、このような配置
で撮影した体積ホログラム10に、図1(b)に示すよ
うに、再生照明光4を当てると、体積ホログラム10か
ら記録のときの反射光3’に相当する回折光5’が高効
率で回折され、体積ホログラム10に記録された物体像
O’が再生される。そのとき、回折光5’の回折角度範
囲Δα’も記録のときの反射光3’の角度範囲Δαと略
同じに狭くなる。したがって、本発明のホログラム撮影
方法により一光束2を用いて物体Oの像O’を記録した
体積ホログラム10は、再生の際の回折光5’の指向性
が高く狭い角度範囲Δα’内でしか観察でないが、その
観察角度範囲が制限された分再生像O’は明るく見える
ことになる。
記録する物体Oの表面構造を、特定方向に反射面が向い
ている微細加工による微細反射面6としたが、それ以外
に、物体Oの表面に微細な透明ビーズを多数含有する塗
料を塗布するか、同様に微細な透明ビーズを多数含有す
るフィルムを貼り付けてもよい。微細な透明ビーズ7
は、図2(a)に示すように、入射光8を内部で反射さ
せ、入射光8と略反対方向に進む光9として反射させる
再帰反射特性を有するものであるので、このような微細
な透明ビーズを多数含有する塗料又はフィルムを物体O
の表面に塗布又は貼り付けておくと、図1の反射光3’
は反射角αが照明光2の入射角θと略同じになる。ま
た、物体表面に設ける微細加工による微細反射面とし
て、図2(b)に示すようなコーナーキューブミラー1
1を並列させた構造のものであってもよい。コーナーキ
ューブミラー11は3つの反射面12、13、14から
なり、それらの反射面は相互に略90°の角度をなすも
ので、微細な透明ビーズ7と同様に、入射光8と略反対
方向に進む光9として反射させる再帰反射特性を有する
ものである。物体Oの表面構造をこのようなコーナーキ
ューブミラー11を並列させた面構造とする場合にも、
図1の反射光3’は反射角αが照明光2の入射角θと略
同じになる。
方向に反射させる表面構造を持つ物体Oとしては、光造
形法により作製された模型を用いることもできる。光造
形にはいくつかの方式があるが、代表的には、図3に示
すように、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂
等の光硬化性の液体樹脂31を入れたタンク30を用
い、高さ方向に移動するテーブル32をそのタンク30
内に浸漬しておく。造形は造形物の底の部分の造形から
開始される。まず、図3(a)に示すように、テーブル
32が積層ピッチd(0.1〜0.2mm)だけ液体樹
脂31中に沈み、テーブル32上に液体樹脂31を積層
ピッチdの厚さコーティングする。そのコーティングが
終了すると、前もって3次元CADデータから生成され
た断面形状に沿って液体樹脂31の面上を紫外線レーザ
光33が走査される。液体樹脂31は瞬時に硬化して所
定の断面形状の薄い第1層S1が形成される。次に、図
3(b)に示すように、テーブル32が積層ピッチdだ
けさらに液体樹脂31中に沈み、第1層S1上に積層ピ
ッチdだけ、残りのテーブル32上に2dの厚さ液体樹
脂31をコーティングし、同様に、前もって3次元CA
Dデータから生成された第2層の断面形状に沿って液体
樹脂31の面上を紫外線レーザ光33が走査され、硬化
して所定の断面形状の薄い第2層S2が形成される。こ
れらの動作を繰り返すことにより、図3(c)に示すよ
うに、n層からなる造形物Oが作製される(例えば、
「型技術」第11巻第2号(1996年2月号)第31
頁〜、「OPTRONICS」(1998)No.1,
第113〜115頁)。
Oは、図3(c)から明らかなように、表面がその造形
原理のため0.1〜0.2mmのピッチのギザギザ構造
になっており、その表面を滑らかにする加工を施さない
で塗料を塗るだけで、図1の場合と同様に、一定方向か
ら照明光2が照射されると、照明光2の入射角に応じて
特定の反射角で反射光3’が反射されるものとなる。こ
の反射光3’の角度範囲は精密に作製した微細反射面6
(図1)の場合に比較して若干広くなる傾向にあるが、
何れにしてもある角度範囲内に集中するので、その分記
録された体積ホログラム10からの再生像は明るく見え
ることになる。
する場合、単色の照明光2を用いて1回の撮影で単色ホ
ログラムを記録することを前提にしていたが、照明光2
として複数の波長の光を含むものを用いて同時に複数の
波長のホログラムを多重に記録するか、あるいは、照明
光2の波長を順に変え、1枚の記録材料あるいは複数層
の記録材料に順に複数の波長のホログラムを多重あるい
は重畳して記録することもできる。この場合は、物体O
の表面構造の色を再現するカラー体積ホログラムが記録
できる。
O’を記録した体積ホログラム10は、そのままでもグ
ラフィックアートホログラム、指向性反射板等として使
用可能であるが、ホログラム複製方法により同様の特性
の体積ホログラムを複製により撮影して使用することが
できる。図4にそのホログラム複製のための配置を示
す。図1(a)の配置で撮影した体積ホログラム10を
ホログラム原版としてその上に密着あるいは近接して別
の体積ホログラム用感光材料1’を配置し、体積ホログ
ラム用感光材料1’側から複製用照明光4’を入射させ
ると、その入射角に応じて体積ホログラム10から回折
光5”が回折される。この回折光5”と複製用照明光
4’が体積ホログラム用感光材料1’中で干渉して、原
版の体積ホログラム10と略同じ特性の体積ホログラム
が複製される。
指向性ホログラム拡散反射板を作製する方法を説明す
る。図5はそのための配置を示す図であり、平面基板1
5を用意し、その表面に微細な透明ビーズを多数含有す
る塗料あるいは微細な透明ビーズを多数含有するフィル
ムからなる再帰反射特性を持つ層16を設ける。その上
に体積ホログラム用感光材料1を配置し、この体積ホロ
グラム用感光材料1を通して入射角θ1 で照明光2を基
板15の再帰反射特性を持つ層16に当てると、比較的
狭い角度範囲Δα内に分布する再帰反射光3’が体積ホ
ログラム用感光材料1の裏面に入射し、その再帰反射光
3’と照明光が兼ねる参照光2とを体積ホログラム用感
光材料1中で干渉させる。同様のホログラムをR(赤
色)、G(緑色)、B(青色)の3つの波長(それぞれ
λR 、λG 、λB とする。)について多重に記録するこ
とにより、入射角θ1 で入射した白色光を同じ方向に中
心角を持つ狭い角度範囲Δα内に拡散反射する指向性ホ
ログラム拡散反射板が得られる。この指向性ホログラム
拡散反射板中には、干渉縞の法線が入射角θ1 方向に略
向く多数のブラッグ格子(干渉縞)が記録されてなる体
積ホログラムであり、入射角を例えば2θ1 にすると、
回折光は略正面方向に中心角を持ち角度範囲Δα内に分
布する特性を有する。
散反射板20を用いて、透過吸収型カラーフィルターか
ら狭い範囲に拡散反射特性を持つホログラムカラーフィ
ルターを作製する方法を図6を用いて説明する。透過吸
収型カラーフィルター22は、R波長域の光(波長
λR )が透過するパターン領域22R、G波長域の光
(波長λG )が透過するパターン領域22G、B波長域
の光(波長λB )が透過するパターン領域22Bの集合
体からなり、このような透過吸収型カラーフィルター2
2の下にフォトポリマー等の体積ホログラム感光材料2
1を、さらにその体積ホログラム感光材料21の下に上
記の指向性ホログラム拡散反射板20を重ね合わせ、望
ましくはこれら3枚の間にインデックスマッチング液を
介して相互に密着させる。そして、透過吸収型カラーフ
ィルター22側から入射角θ1 で波長λR 、λG 、λB
の可干渉光を含む照明光23を入射させると、透過吸収
型カラーフィルター22のパターン領域22Rを透過す
る光は波長λR の光であり、その透過光は体積ホログラ
ム感光材料21の領域21Rを通って裏面の指向性ホロ
グラム拡散反射板20に入射し、そこで再帰反射された
光24Rも波長λR の光であり、領域21Rに入射した
波長λR の光と再帰反射された波長λR の光24Rは相
互に干渉してその領域21Rに波長λR の光を反射する
体積ホログラムを形成する。同様にして、体積ホログラ
ム感光材料21の領域21Gには波長λG の光を反射す
る体積ホログラムが、領域21Bには波長λB の光を反
射する体積ホログラムがそれぞれ形成される。
を持つホログラムカラーフィルター(体積ホログラム感
光材料21)は、透過吸収型カラーフィルター22のR
波長域の光が透過するパターン領域22Rに対応するパ
ターン領域21RからはRの波長(λR )の光が回折角
θ1 を中心に角度範囲Δα内に分布する回折光が回折さ
れR色に見え、G波長域の光が透過するパターン領域2
2Gに対応するパターン領域21GからはGの波長(λ
G )の光が同じように回折されG色に見え、B波長域の
光が透過するパターン領域22Bに対応するパターン領
域21BからはBの波長(λB )の光が同じように回折
されB色に見えることになり、透過吸収型カラーフィル
ター22のカラーパターンが反射型として再現されるこ
とになる。
ログラムカラーフィルターは、入射角2θ1 で照明する
と、各パターン領域21R、パターン領域21G、パタ
ーン領域21Bからの回折光は略正面方向に中心角を持
ち角度範囲Δα内に分布する特性のものとなるので、反
射型カラー液晶表示装置の拡散反射カラーフィルターと
して用いる場合、入射角2θ1 で入射する外光を略正面
方向に中心角を持ち角度範囲Δα内に分布する拡散反射
光として濾光拡散反射するものとなる。
ィルターから反射型ホログラムカラーフィルターを作製
する例であったが、透過吸収型カラーフィルターの代わ
りに、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の何れかの
波長域の光が透過する領域の集合体からなる透明カラー
原稿を用いて、その透明カラー原稿のカラーパターンを
再現するグラフィックアート等に用いる多色反射ホログ
ラムを作製することもできる。
方法により作製された指向性ホログラム拡散反射板を実
施例に基づいて説明したが、本発明はこれら実施例に限
定されず種々の変形が可能である。
のホログラム撮影方法によると、照明光をある特定方向
に反射させる表面構造の被写体を用いて、その被写体か
らの反射光と照明光とを干渉させることによりホログラ
ム記録体を作製するので、被写体から反射される光があ
る特定方向へ指向性を持っているため、略入射光と反射
光の二光束干渉露光となり、感光材料の性能がより引き
出され、観察角度範囲が制限される分回折効率が向上
し、明るい再生像が観察できるものである。本発明のホ
ログラム撮影方法は、例えばグラフィックアートホログ
ラム、液晶表示装置用の反射拡散板、ホログラムカラー
フィルター等の作製に利用することができる。
と再生系を示す図である。
ための図である。
配置を示す図である。
に拡散反射特性を持つホログラムカラーフィルターを作
製する方法を説明するための図である。
る撮影系と再生系を示す図である。
する領域 21G…体積ホログラム感光材料のG波長域の光が反射
する領域 21B…体積ホログラム感光材料のB波長域の光が反射
する領域 22…透過吸収型カラーフィルター 22R…R波長域の光が透過する透過吸収型カラーフィ
ルターのパターン領域 22G…G波長域の光が透過する透過吸収型カラーフィ
ルターのパターン領域 22B…B波長域の光が透過する透過吸収型カラーフィ
ルターのパターン領域 23…照明光 24R、24G、24B…指向性ホログラム拡散反射板
からの再帰反射光 30…タンク 31…光硬化性の液体樹脂 32…テーブル 33…紫外線レーザ光
Claims (8)
- 【請求項1】 単色体積ホログラム記録体若しくは2つ
以上の異なる波長の光を回折する体積ホログラムを多重
記録あるいは重畳してなるホログラム記録体を作製する
方法において、照明光をある特定方向に反射させる表面
構造の被写体を用いて、その被写体からの反射光と照明
光とを干渉させることによりホログラム記録体を作製す
ることを特徴とするホログラム撮影方法。 - 【請求項2】 前記の照明光をある特定方向に反射させ
る表面構造が、特定方向に反射面が向いている微細反射
面からなることを特徴とする請求項1記載のホログラム
撮影方法。 - 【請求項3】 前記の照明光をある特定方向に反射させ
る表面構造が、再帰反射特性を有する表面構造であるこ
とを特徴とする請求項1記載のホログラム撮影方法。 - 【請求項4】 前記の再帰反射特性を有する表面構造
が、微細な透明ビーズを多数含有する塗料層あるいは微
細な透明ビーズを多数含有するフィルムからなることを
特徴とする請求項3記載のホログラム撮影方法。 - 【請求項5】 前記の再帰反射特性を有する表面構造
が、コーナーキューブミラーを並列させた構造のもので
あることを特徴とする請求項3記載のホログラム撮影方
法。 - 【請求項6】 前記被写体が光造形法により作製された
ものであることを特徴とする請求項1記載のホログラム
撮影方法。 - 【請求項7】 請求項1から6の何れか1項記載のホロ
グラム撮影方法で撮影されたホログラム記録体を原版と
してホログラム複製によりホログラム記録体を作製する
ことを特徴とするホログラム撮影方法。 - 【請求項8】 平面基板上に請求項3から5の何れか1
項記載の再帰反射特性を有する表面構造を設けて被写体
とし、その被写体からの反射光と照明光とを干渉させる
ことにより記録されたことを特徴とする指向性ホログラ
ム拡散反射板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10306766A JP2000056664A (ja) | 1998-06-04 | 1998-10-28 | ホログラム撮影方法及びその方法により作製された指向性ホログラム拡散反射板 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10-155854 | 1998-06-04 | ||
JP15585498 | 1998-06-04 | ||
JP10306766A JP2000056664A (ja) | 1998-06-04 | 1998-10-28 | ホログラム撮影方法及びその方法により作製された指向性ホログラム拡散反射板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000056664A true JP2000056664A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=26483767
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10306766A Pending JP2000056664A (ja) | 1998-06-04 | 1998-10-28 | ホログラム撮影方法及びその方法により作製された指向性ホログラム拡散反射板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000056664A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002148421A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-22 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型ホログラムカラーフィルター及びそれを用いた反射型液晶表示装置 |
JP2014098765A (ja) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型体積ホログラムの製造方法 |
-
1998
- 1998-10-28 JP JP10306766A patent/JP2000056664A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002148421A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-22 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型ホログラムカラーフィルター及びそれを用いた反射型液晶表示装置 |
JP4600953B2 (ja) * | 2000-11-08 | 2010-12-22 | 大日本印刷株式会社 | 反射型ホログラムカラーフィルター及びそれを用いた反射型液晶表示装置 |
JP2014098765A (ja) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型体積ホログラムの製造方法 |
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