JP2006023675A - Hologram recording medium, hologram recording device, and hologram recording method - Google Patents

Hologram recording medium, hologram recording device, and hologram recording method Download PDF

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Katsunori Kono
克典 河野
Susumu Yasuda
晋 安田
Jiro Mitsunabe
治郎 三鍋
Yasuhiro Ogasawara
康裕 小笠原
Hisae Yoshizawa
久江 吉沢
Kazuhiro Hayashi
和廣 林
Koichi Haga
浩一 羽賀
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hologram recording medium that is difficult to fabricate and alter and in which recordable transmission volume hologram is recorded using a simple device constitution, and to provide a hologram recording device and a hologram recording method for recording the transmission volume hologram difficult to fabricate and alter in the simple device constitution on demand. <P>SOLUTION: When scattered light is irradiated in a spatial light modulator 14 displaying images, the irradiated scattered light is intensity-modulated, in response to values of each pixel of digital data images, and a mask-shaped speckle pattern is irradiated on an optical recording sheet 16. Refractive index dispersion, corresponding to the speckle pattern, is formed in the inside of the optical record sheet 16 by the irradiation of the speckle pattern. The irradiation of the speckle pattern is equivalent to that which has irradiated the object light and reference light from the same side of the optical record sheet 16, The transmission type volume hologram is recorded in a part mask-exposing the optical recording sheet 16. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ホログラム記録媒体、ホログラム記録装置、及びホログラム記録方法に係り、特に、透過型体積ホログラムが記録されたホログラム記録媒体と、このホログラム記録媒体を製造するためのホログラム記録装置及び記録方法と、に関する。   The present invention relates to a hologram recording medium, a hologram recording apparatus, and a hologram recording method, and in particular, a hologram recording medium on which a transmission type volume hologram is recorded, and a hologram recording apparatus and a recording method for manufacturing the hologram recording medium, , Regarding.

IDカードやクレジットカードなどの偽造、変造が社会的な問題となっている。これは、複製技術の発達により、偽造防止のために貼付されたホログラムシールの複製が可能となったことに起因する。   Forgery and alteration of ID cards and credit cards have become a social problem. This is due to the fact that the hologram seal affixed to prevent counterfeiting can be duplicated due to the development of duplication technology.

従来のホログラムシールは、マスターホログラムからの複製であり、表面の凹凸によるレインボーホログラムが一般的に使用されている。例えば、凹凸パターンからなるレリーフ型マスターホログラムからプレス金型を作製し、この金型を用いて同一の絵柄を加熱押圧して大量のホログラムシールを作製し、カードなどの表示媒体に貼り付けている。しかしながら、現在の技術を持ってすれば、凹凸パターンの複製は比較的容易に行うことができる。このため、ホログラムシールによる偽造防止効果は日に日に低下してきている。   A conventional hologram seal is a duplicate of a master hologram, and a rainbow hologram with surface irregularities is generally used. For example, a press mold is produced from a relief master hologram having a concavo-convex pattern, and the same pattern is heated and pressed using this mold to produce a large number of hologram stickers, which are attached to a display medium such as a card. . However, with the current technology, it is relatively easy to duplicate the concavo-convex pattern. For this reason, the forgery prevention effect by a hologram seal is decreasing day by day.

一方、最も偽造・変造が困難なホログラムとしては、リップマンホログラム等に代表される体積ホログラムが挙げられる。この体積ホログラムは、表面の凹凸ではなく、フォトポリマーなどの材料中に屈折率格子を形成するため、偽造が非常に困難である。   On the other hand, the hologram that is most difficult to forge / modify is a volume hologram represented by a Lippmann hologram or the like. This volume hologram is very difficult to counterfeit because it forms a refractive index grating in a material such as a photopolymer rather than surface irregularities.

また、近年、偽造を困難にするために、オンデマンドでホログラムを印字する方法が提案されている(特許文献1)。この方法では、例えば、ID番号や製造番号等の個別情報に対応したホログラムをカード等の表示媒体に付与するので、カードの変造などを防止することができ、より安全性を高めることができる。オンデマンドホログラムは、通常、ホログラム転写箔リボンを用いて表示媒体に印字される(特許文献2)。
特開2000−263910号公報 特開2000−211257号公報
In recent years, a method for printing a hologram on demand has been proposed to make counterfeiting difficult (Patent Document 1). In this method, for example, since a hologram corresponding to individual information such as an ID number and a manufacturing number is applied to a display medium such as a card, the card can be prevented from being altered and the safety can be further improved. On-demand holograms are usually printed on a display medium using a hologram transfer foil ribbon (Patent Document 2).
JP 2000-263910 A JP 2000-2111257 A

しかしながら、体積ホログラムの記録には物体光と参照光とを同時に照射する必要があるため装置が大掛かりになる、二光波干渉によるホログラム記録のため除震台が必要である等、実用上、大きな問題がある。   However, for volume hologram recording, it is necessary to irradiate the object beam and the reference beam at the same time, so the apparatus becomes large, and a vibration isolator is necessary for hologram recording by two-wave interference. There is.

また、オンデマンドホログラムは、ホログラム転写箔リボンを用いているため、以下の問題を有している。すなわち、表示媒体に印字されないで転写箔リボンに残ったホログラムを用いることにより、第三者が類似のホログラムを作製できる可能性があり、偽造防止のためには、使用後の転写箔リボンを厳重に管理する必要がある。また、転写箔リボンはレリーフホログラムであるため、凹凸の形状を調べることにより偽造することが可能である。   Moreover, since the on-demand hologram uses a hologram transfer foil ribbon, it has the following problems. In other words, by using a hologram that is not printed on the display medium and remains on the transfer foil ribbon, a third party may be able to create a similar hologram. Need to manage. Further, since the transfer foil ribbon is a relief hologram, it can be forged by examining the shape of the unevenness.

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、本発明の目的は、偽造、変造が困難であり、且つ簡単な装置構成で記録可能な透過型体積ホログラムが記録されたホログラム記録媒体を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a hologram recording in which a transmission type volume hologram that is difficult to forge and alter and can be recorded with a simple device configuration is recorded. To provide a medium.

また、本発明の目的は、簡単な装置構成で、偽造、変造が困難な透過型体積ホログラムをオンデマンドで記録することができるホログラム記録装置及びホログラム記録方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a hologram recording apparatus and a hologram recording method capable of recording on-demand a transmission-type volume hologram that is difficult to forge or alter with a simple apparatus configuration.

上記目的を達成するために本発明のホログラム記録媒体は、スペックルパターンが透過型体積ホログラムとして記録された小領域が2次元状に多数配置された記録層を備えたことを特徴としている。   In order to achieve the above object, the hologram recording medium of the present invention is characterized by comprising a recording layer in which a large number of small areas in which speckle patterns are recorded as transmission volume holograms are two-dimensionally arranged.

また、本発明のホログラム記録装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から照射されたレーザ光を拡散させる拡散体と、前記拡散体により得られた拡散光を空間的に変調すると共に、変調された拡散光を光記録媒体に照射する空間光変調器と、を備えたことを特徴としている。   The hologram recording apparatus of the present invention spatially modulates a laser light source that emits laser light, a diffuser that diffuses laser light emitted from the laser light source, and diffused light obtained by the diffuser. And a spatial light modulator that irradiates the optical recording medium with the modulated diffused light.

また、本発明のホログラム記録方法は、レーザ光を拡散させて得られた拡散光を空間的に変調し、変調された拡散光を光記録媒体に照射して、透過型体積ホログラムを記録することを特徴としている。   Further, the hologram recording method of the present invention spatially modulates the diffused light obtained by diffusing the laser light, and irradiates the optical recording medium with the modulated diffused light to record the transmission type volume hologram. It is characterized by.

以上説明したように本発明のホログラム記録媒体によれば、偽造、変造が困難であり、且つ簡単な装置構成で記録可能な透過型体積ホログラムが記録されたホログラム記録媒体が提供される、という効果が得られる。   As described above, according to the hologram recording medium of the present invention, it is possible to provide a hologram recording medium on which a transmission type volume hologram that is difficult to forge and alter and can be recorded with a simple device configuration is recorded. Is obtained.

また、本発明のホログラム記録装置及びホログラム記録方法によれば、簡単な装置構成で、偽造、変造が困難な透過型体積ホログラムをオンデマンドで記録することができる、という効果が得られる。   Further, according to the hologram recording apparatus and the hologram recording method of the present invention, it is possible to record an on-demand transmission volume hologram that is difficult to forge and alter with a simple apparatus configuration.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施の形態に係るホログラム記録装置の構成を説明する。このホログラム記録装置は、図1に示すように、コヒーレント光であるレーザ光を出射するレーザ光源10を備えている。レーザ光源10のレーザ光出射側には、入射されたレーザ光を拡散透過する板状の拡散体12が配置されている。拡散体12のレーザ光出射側には、拡散体12で拡散された光(拡散光)を記録信号に応じて変調し、記録光を生成する空間光変調器14が配置されている。また、空間光変調器14は、該空間光変調器14を駆動制御するパーソナルコンピュータ(図示せず)に接続されている。   First, the configuration of the hologram recording apparatus according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the hologram recording apparatus includes a laser light source 10 that emits laser light that is coherent light. A plate-like diffuser 12 that diffuses and transmits incident laser light is disposed on the laser light emission side of the laser light source 10. A spatial light modulator 14 that modulates light diffused by the diffuser 12 (diffused light) according to a recording signal and generates recording light is disposed on the laser beam emission side of the diffuser 12. The spatial light modulator 14 is connected to a personal computer (not shown) that drives and controls the spatial light modulator 14.

上記のホログラム記録装置を用いてホログラムを記録する場合には、ホログラムを記録する光記録シート16は、記録光が入射する側の面が空間光変調器14と対向するように、空間光変調器14に近接して配置される。空間光変調器14と光記録シート16との距離は短いほど良いが、例えば、0〜3mm、好ましくは0〜0.5mmである。なお、光記録シート16に使用する記録材料等については後述する。   When recording a hologram using the above hologram recording apparatus, the optical recording sheet 16 for recording the hologram has a spatial light modulator such that the surface on which recording light is incident faces the spatial light modulator 14. 14 is arranged in the vicinity. The shorter the distance between the spatial light modulator 14 and the optical recording sheet 16, the better. For example, it is 0 to 3 mm, preferably 0 to 0.5 mm. The recording material used for the optical recording sheet 16 will be described later.

レーザ光源10としては、目的に応じて、波長400nm〜780nmの可視領域のレーザ光を出射するレーザ光源を用いることができる。生成されたホログラムからの散乱・回折光のスペクトルは、記録波長を中心に分布する。すなわち、ホログラムは記録波長に近い色を再現する。したがって、赤色のホログラムを形成したい場合は、例えば、580nm以上の波長を、緑色では500〜580nm、青色では500nm以下の波長を用いればよい。   As the laser light source 10, a laser light source that emits laser light in the visible region having a wavelength of 400 nm to 780 nm can be used depending on the purpose. The spectrum of scattered / diffracted light from the generated hologram is distributed around the recording wavelength. That is, the hologram reproduces a color close to the recording wavelength. Accordingly, when it is desired to form a red hologram, for example, a wavelength of 580 nm or more may be used, and a wavelength of 500 to 580 nm for green and 500 nm or less for blue may be used.

拡散体12としては、少なくとも一方の面が擦りガラスのように粗面化された透過型の拡散板を用いることができる。例えば、シグマ光機社製の「フロスト型拡散板」の砂番#240〜#1500等を用いることができる。また、空間光変調器14は、例えば、記録信号に応じて生成された二値の2次元デジタルデータ画像を表示する液晶表示素子等で構成されている。   As the diffuser 12, a transmissive diffusion plate having at least one surface roughened like rubbed glass can be used. For example, sand numbers # 240 to # 1500 of “Frost type diffuser plate” manufactured by Sigma Koki Co., Ltd. can be used. The spatial light modulator 14 is composed of, for example, a liquid crystal display element that displays a binary two-dimensional digital data image generated according to a recording signal.

上記のホログラム記録装置では、レーザ光源10から出射されたレーザ光は、拡散体12で透過拡散され、空間光変調器14に照射される。レーザ光のようなコヒーレント光が拡散体12を透過することで、図2に示すように、拡散体12の粗面の各点で散乱された光(拡散光)がランダムに干渉し、拡散光の中にスペックルパターンと呼ばれる斑点状の模様が生成する。   In the above hologram recording apparatus, the laser light emitted from the laser light source 10 is transmitted and diffused by the diffuser 12 and applied to the spatial light modulator 14. When coherent light such as laser light is transmitted through the diffuser 12, light scattered at each point on the rough surface of the diffuser 12 (diffused light) interferes randomly and diffused light is obtained as shown in FIG. A speckled pattern called a speckle pattern is generated inside.

空間光変調器14に照射された拡散光は、記録信号に応じて変調され、光記録シート16に照射される。この空間光変調器14は、いわゆるプログラマブルマスクとして機能する。即ち、図3に示すように、画像が表示された空間光変調器14に拡散光が照射されると、照射された拡散光がデジタルデータ画像(図3では「X」の文字)の各画素の値に応じて強度変調され、マスク形状のスペックルパターンが光記録シート16に照射される。   The diffused light irradiated on the spatial light modulator 14 is modulated in accordance with the recording signal and irradiated on the optical recording sheet 16. This spatial light modulator 14 functions as a so-called programmable mask. That is, as shown in FIG. 3, when the diffused light is irradiated to the spatial light modulator 14 on which the image is displayed, the irradiated diffused light is converted into each pixel of the digital data image (character “X” in FIG. 3). The optical recording sheet 16 is irradiated with a speckle pattern having a mask shape.

スペックルパターンの照射により、光記録シート16の内部にはスペックルパターンに対応した屈折率分布が形成される。このスペックルパターンの照射は、物体光と参照光とを光記録シート16の同じ側から照射したのと同等であり、光記録シート16のマスク露光された部分には、透過型の体積ホログラムが記録される。   Due to the speckle pattern irradiation, a refractive index distribution corresponding to the speckle pattern is formed inside the optical recording sheet 16. This speckle pattern irradiation is equivalent to irradiation of object light and reference light from the same side of the optical recording sheet 16, and a transmission type volume hologram is formed in the mask-exposed portion of the optical recording sheet 16. To be recorded.

なお、上記のホログラム記録装置では、コンピュータにより制御される空間光変調器(プログラマブルマスク)を用いる例について説明したが、二値画像が印字された透明フィルム等のマスクを用いても、拡散光の変調を行うことができる。   In the above hologram recording apparatus, an example using a spatial light modulator (programmable mask) controlled by a computer has been described. However, even if a mask such as a transparent film on which a binary image is printed is used, the diffused light Modulation can be performed.

次に、光記録シート16について説明する。光記録シート16は、基材表面に装着して使用することができる。光記録シート16を基材に装着して使用する場合には、光記録シートと基材とを一体として「光記録媒体」と称することができる。光記録シート16を装着する基材としては、例えば、プラスチックカード等の板状基材の外に、紙、樹脂フィルム等のシート状基材が挙げられる。また、光記録シート16を基材表面に装着した状態で記録してもよく、予めホログラムが記録された光記録シート16を基材表面に装着してもよい。   Next, the optical recording sheet 16 will be described. The optical recording sheet 16 can be used by being mounted on the substrate surface. When the optical recording sheet 16 is mounted on a substrate and used, the optical recording sheet and the substrate can be collectively referred to as an “optical recording medium”. Examples of the substrate on which the optical recording sheet 16 is mounted include sheet-like substrates such as paper and resin films in addition to plate-like substrates such as plastic cards. Further, recording may be performed with the optical recording sheet 16 mounted on the substrate surface, or the optical recording sheet 16 on which a hologram has been recorded in advance may be mounted on the substrate surface.

図4(A)及び(B)は、数mm角の光記録シート16の小片が、クレジットカード大のプラスチックカードからなる基板18の表面に貼り付けられた状態を示す図である。この例では、光記録シート16は、記録されたホログラムから再生された再生光を反射する反射層20を介して、基板18の右下側に貼り付けられている。   4A and 4B are views showing a state in which a small piece of an optical recording sheet 16 of several mm square is attached to the surface of a substrate 18 made of a credit card-sized plastic card. In this example, the optical recording sheet 16 is affixed to the lower right side of the substrate 18 via a reflective layer 20 that reflects the reproduction light reproduced from the recorded hologram.

光記録シート16は、屈折率変化により体積ホログラムの書き込みが可能な記録材料で構成されている。このような記録材料としては、フォトポリマー等が挙げられる。フォトポリマーとしては、例えば、特許第2849021号公報に開示されているフォトポリマーを使用することができる。   The optical recording sheet 16 is made of a recording material capable of writing a volume hologram by changing the refractive index. Examples of such a recording material include a photopolymer. As the photopolymer, for example, a photopolymer disclosed in Japanese Patent No. 2849021 can be used.

また、光誘起屈折率変化あるいは光誘起二色性を示すと共にこれらの特性が常温で保持されるフォトリフラクティブ材料、偏光感応材料を使用することができる。これらフォトリフラクティブ材料、偏光感応材料は、光照射により記録されたホログラムを消去して、新たなホログラムを記録すること、即ち、ホログラムの書き換えも可能である。   In addition, a photorefractive material or a polarization sensitive material that exhibits photoinduced refractive index change or photoinduced dichroism and maintains these characteristics at room temperature can be used. These photorefractive material and polarization sensitive material can erase a hologram recorded by light irradiation and record a new hologram, that is, rewrite the hologram.

これらの中でも、側鎖に光異性化する基を有する高分子、例えば、ポリエステル群から選ばれた少なくとも一種の重合体であって、その側鎖に光異性化する基、例えば、アゾベンゼン骨格を有する材料が好適である。   Among these, a polymer having a photoisomerizable group in the side chain, for example, at least one polymer selected from the group of polyesters having a photoisomerizable group in the side chain, for example, an azobenzene skeleton Material is preferred.

アゾベンゼンは、光の照射によってトランス−シス−トランスの異性化サイクルを繰り返す。光照射前は、光記録層にはトランス体のアゾベンゼン分子が多く存在する。これらの分子はランダムに配向しており、マクロに見て等方的である。直線偏光を照射すると、偏光方向と同じ方位に吸収軸を持つアゾベンゼン分子は選択的にトランス−シス異性化される。偏光方向と直交した吸収軸を持つトランス体に緩和した分子は、もはや光を吸収せずその状態に固定される。結果として、マクロに見て吸収係数及び屈折率の異方性、つまり二色性と複屈折が誘起される。このような光異性化基を含む高分子は、光異性化により高分子自身の配向も変化し大きな複屈折を誘起することができる。このように誘起された複屈折は高分子のガラス転移温度以下で安定であり、ホログラムの記録に好適である。   Azobenzene repeats a trans-cis-trans isomerization cycle upon irradiation with light. Before the light irradiation, a lot of trans azobenzene molecules exist in the optical recording layer. These molecules are randomly oriented and are isotropic in macro. When irradiated with linearly polarized light, azobenzene molecules having an absorption axis in the same direction as the polarization direction are selectively trans-cis isomerized. Molecules relaxed in a trans form having an absorption axis perpendicular to the polarization direction no longer absorb light and are fixed in that state. As a result, anisotropy of absorption coefficient and refractive index, that is, dichroism and birefringence are induced macroscopically. A polymer containing such a photoisomerization group can change the orientation of the polymer itself by photoisomerization and induce a large birefringence. The birefringence induced in this way is stable below the glass transition temperature of the polymer and is suitable for hologram recording.

例えば、下記の化学式で示される側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステル(特開平10−340479号公報参照)は、上述した機構によってホログラムを記録する材料として好適である。このポリエステルは、側鎖のシアノアゾベンゼンの光異性化による光誘起異方性に起因して、信号光の偏光方向をホログラムとして記録することができ、室温でホログラム記録可能であり、消去光を照射しない限り記録されたホログラムは半永久的に保持される。   For example, a polyester having cyanoazobenzene in the side chain represented by the following chemical formula (see JP-A-10-340479) is suitable as a material for recording a hologram by the above-described mechanism. This polyester can record the polarization direction of signal light as a hologram due to photo-induced anisotropy due to photoisomerization of side chain cyanoazobenzene, and can record holograms at room temperature. Unless recorded, the recorded hologram is retained semi-permanently.

光記録シート16の厚さは、嵩高さを防止する観点から、3μm〜200μmの範囲が好ましく、回折効率の向上を図るために、10μm〜100μmの範囲がより好ましい。光記録シート16は、射出成形により板状の成形物を作製した後、この板状の成形物を1対の離型性の樹脂フィルムで挟持して真空下でホットプレスすることで、シート状に形成される。光記録シート16は、樹脂フィルムから剥離され、数mm角(例えば、8mm角)の小片にカットされて使用される。加熱温度は、記録材料のTg以上の温度とし、プレス圧力は0.01〜0.1t/cm2とするのが好ましい。離型性の樹脂フィルムとしては、例えば、離型剤としてシリコーン樹脂を表面に塗布したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用いることができる。 The thickness of the optical recording sheet 16 is preferably in the range of 3 μm to 200 μm from the viewpoint of preventing bulkiness, and more preferably in the range of 10 μm to 100 μm in order to improve the diffraction efficiency. The optical recording sheet 16 is a sheet-shaped product obtained by producing a plate-shaped molded product by injection molding, and then sandwiching the plate-shaped molded product with a pair of releasable resin films and hot pressing under vacuum. Formed. The optical recording sheet 16 is peeled from the resin film, and is used by being cut into small pieces of several mm square (for example, 8 mm square). The heating temperature is preferably a temperature equal to or higher than the Tg of the recording material, and the pressing pressure is preferably 0.01 to 0.1 t / cm 2 . As the releasable resin film, for example, a polyethylene terephthalate (PET) film in which a silicone resin is coated on the surface as a release agent can be used.

反射層20は、プラスチックカード等の基板18上に、記録・再生に使用するレーザ光に対する反射率が70%以上である光反射性材料からなる薄膜を形成して構成されている。このような光反射性材料としては、例えば、Mg、Se、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Si、Ge、Te、Pb、Po、Sn、Bi等の金属及び半金属あるいはステンレス鋼を挙げることができる。これらの中でも、Au、Ag、Al、又はこれらの合金が好ましく、Al(アルミニウム)が特に好ましい。上記の光反射性材料は、単独で用いてもよく、二種以上組合せて用いてもよい。   The reflective layer 20 is configured by forming a thin film made of a light reflective material having a reflectance of 70% or more with respect to a laser beam used for recording / reproduction on a substrate 18 such as a plastic card. Examples of such a light reflective material include Mg, Se, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Mention may be made of metals such as Pd, Ir, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Si, Ge, Te, Pb, Po, Sn, Bi, and semimetals or stainless steel. Among these, Au, Ag, Al, or an alloy thereof is preferable, and Al (aluminum) is particularly preferable. Said light reflective material may be used independently, and may be used in combination of 2 or more types.

反射層20は、例えば、上記の光反射性材料を、基板18に蒸着、スパッタリング、又はイオンプレーティングすることにより形成することができる。反射層20の厚さは、嵩高さを防止する観点から、1nm〜100μmの範囲が好ましいが、この範囲の中では薄ければ薄いほどよい。なお、基板自身の反射率が高い場合は、反射層20を省略してもよい。   The reflective layer 20 can be formed by, for example, vapor-depositing, sputtering, or ion plating the above-described light reflective material on the substrate 18. The thickness of the reflective layer 20 is preferably in the range of 1 nm to 100 μm from the viewpoint of preventing bulkiness, but the thinner the better in this range. In addition, when the reflectance of the substrate itself is high, the reflective layer 20 may be omitted.

反射層20の表面(反射層20を省略した場合には、光記録シート16の表面)には、保護層を設けることが好ましい。保護層は、記録・再生に使用するレーザ光に対し透明で且つフレキシブルな樹脂材料から構成することができる。保護層の厚さは、嵩高さを防止する観点から、1μm〜200μmの範囲が好ましいく、この範囲の中では薄ければ薄いほどよい。保護層の記録・再生に使用するレーザ光の透過率は、光利用効率の観点から、50%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。   A protective layer is preferably provided on the surface of the reflective layer 20 (the surface of the optical recording sheet 16 when the reflective layer 20 is omitted). The protective layer can be made of a resin material that is transparent and flexible with respect to the laser beam used for recording / reproduction. The thickness of the protective layer is preferably in the range of 1 μm to 200 μm from the viewpoint of preventing bulkiness, and the thinner the better in this range. From the viewpoint of light utilization efficiency, the transmittance of the laser beam used for recording / reproduction of the protective layer is preferably 50% or more, and more preferably 80% or more.

次に、図5を参照して、上記の光記録シート16に記録されたホログラムの再生について説明する。図5(A)に示すように、光記録シート16に白色光が照射されると、図5(B)に示すように、光記録シート16に記録されたスペックルパターンから拡散光が再生され、図5(C)に示すように、再生された拡散光が反射層20で反射されて、光記録シート16の外部に射出される。この結果、スペックルパターンが記録された部分では、拡散光が観測される。
−記録・再生実験−
デュポン社製のフォトポリマー「オムニデックス(R)」HRF−800を膜厚15μmのシート状に形成した光記録シートを作製した。
Next, reproduction of the hologram recorded on the optical recording sheet 16 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5A, when the optical recording sheet 16 is irradiated with white light, diffused light is reproduced from the speckle pattern recorded on the optical recording sheet 16 as shown in FIG. As shown in FIG. 5C, the reproduced diffused light is reflected by the reflective layer 20 and is emitted to the outside of the optical recording sheet 16. As a result, diffused light is observed in the portion where the speckle pattern is recorded.
-Recording and playback experiments-
An optical recording sheet in which a photopolymer “Omunidex (R)” HRF-800 manufactured by DuPont was formed into a sheet having a film thickness of 15 μm was prepared.

白抜きの「X」の文字からなる二値画像が印字されたOHPシートをマスクとして用い、上記の光記録シート上にマスクを重ねて、波長532nm、光量20mJ/cm2のレーザ光を、シグマ光機社製の「フロスト型拡散板」砂番#500を通して照射し、得られた拡散光で光記録シートをマスク露光した。露光量は1.2J/cm2であった。露光終了後、光記録シートを100℃で120分間、加熱処理した。 Using an OHP sheet on which a binary image consisting of white letters “X” is printed as a mask, the mask is superimposed on the above optical recording sheet, and laser light having a wavelength of 532 nm and a light quantity of 20 mJ / cm 2 is applied to Sigma. Irradiation was performed through “Frost type diffuser plate”, sand number # 500, manufactured by Koki Co., Ltd., and the optical recording sheet was mask-exposed with the obtained diffused light. The exposure amount was 1.2 J / cm 2 . After the exposure, the optical recording sheet was heat-treated at 100 ° C. for 120 minutes.

ホログラムが記録された光記録シートを黒紙の上に載置し、白色光を照射したところ、図6に示す再生像が得られた。マスクであるOHPシートに印字されていたオリジナル画像(「X」の文字)が再現されていることが分かる。再生像は広い範囲の観察角度から視認することができた。   When the optical recording sheet on which the hologram was recorded was placed on black paper and irradiated with white light, a reproduced image shown in FIG. 6 was obtained. It can be seen that the original image (letter “X”) printed on the OHP sheet as a mask is reproduced. The reconstructed image was visible from a wide range of observation angles.

以上説明した通り、本実施の形態では、光記録シートにスペックルパターンに応じた屈折率分布、即ち、体積ホログラムが記録されるので、記録されたホログラムの偽造、変造が困難である。また、記録されたホログラムから得られる再生像は、広い範囲の観察角度から視認することができ、視認性に優れている。   As described above, in the present embodiment, since the refractive index distribution corresponding to the speckle pattern, that is, the volume hologram is recorded on the optical recording sheet, it is difficult to forge or alter the recorded hologram. In addition, a reproduced image obtained from a recorded hologram can be viewed from a wide range of viewing angles, and is excellent in visibility.

また、光記録シートへのスペックルパターンの照射により透過型の体積ホログラムを記録することができ、参照光と物体光とを照射して体積ホログラムを記録する場合と比べ、ホログラム記録装置の装置構成が簡単になる。   In addition, it is possible to record a transmission type volume hologram by irradiating the optical recording sheet with a speckle pattern, and compared with the case where the volume hologram is recorded by irradiating the reference beam and the object beam, the configuration of the hologram recording device Becomes easier.

更に、任意の画像を表示するマスクを使用してホログラムを記録できるので、簡単な装置構成で、偽造、変造が困難な体積ホログラムを、オンデマンドで記録することができる。   Furthermore, since a hologram can be recorded using a mask that displays an arbitrary image, a volume hologram that is difficult to forge or alter can be recorded on demand with a simple apparatus configuration.

本実施の形態のホログラム記録装置の概略図である。It is the schematic of the hologram recording device of this Embodiment. 拡散体の機能を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the function of a diffuser. 空間光変調器により変調された拡散光の強度分布を示す図である。It is a figure which shows intensity distribution of the diffused light modulated by the spatial light modulator. (A)はカードにホログラムシートが貼付された様子を示す図であり、(B)は(A)のA−A矢視断面図である。(A) is a figure which shows a mode that the hologram sheet was affixed on the card | curd, (B) is AA arrow sectional drawing of (A). (A)〜(C)は再生された拡散光が射出される様子を示す光軸に沿った断面図である。(A)-(C) are sectional drawings along an optical axis which shows a mode that reproduced diffused light is emitted. 記録されたホログラムから再生された再生像を示す図である。It is a figure which shows the reproduction | regeneration image reproduced | regenerated from the recorded hologram.

符号の説明Explanation of symbols

10 レーザ光源
12 拡散体
14 空間光変調器
16 光記録シート
18 基板
20 反射層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser light source 12 Diffuser 14 Spatial light modulator 16 Optical recording sheet 18 Substrate 20 Reflective layer

Claims (8)

スペックルパターンが透過型体積ホログラムとして記録された小領域が2次元状に多数配置された記録層を備えたホログラム記録媒体。   A hologram recording medium comprising a recording layer in which a large number of small areas in which a speckle pattern is recorded as a transmission volume hologram are arranged two-dimensionally. 前記記録層の再生光透過側に、前記記録層を透過した再生光を反射する反射層を更に備えた請求項1に記載のホログラム記録媒体。   The hologram recording medium according to claim 1, further comprising a reflective layer that reflects the reproduction light transmitted through the recording layer on the reproduction light transmission side of the recording layer. 前記記録層を保持する基材を更に備えた請求項1又は2に記載のホログラム記録媒体。   The hologram recording medium according to claim 1, further comprising a base material for holding the recording layer. 前記基材が、シート状基材である請求項3に記載のホログラム記録媒体。   The hologram recording medium according to claim 3, wherein the substrate is a sheet-like substrate. 前記シート状基材が、紙又は樹脂で構成された請求項4に記載のホログラム記録媒体。   The hologram recording medium according to claim 4, wherein the sheet-like substrate is made of paper or resin. 前記記録層の表面に、該記録層を保護する保護層が形成された請求項1乃至5のいずれか1項に記載のホログラム記録媒体。   The hologram recording medium according to claim 1, wherein a protective layer for protecting the recording layer is formed on a surface of the recording layer. レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から照射されたレーザ光を拡散させる拡散体と、
前記拡散体により得られた拡散光を空間的に変調すると共に、変調された拡散光を光記録媒体に照射する空間光変調器と、
を備えたホログラム記録装置。
A laser light source for emitting laser light;
A diffuser for diffusing laser light emitted from the laser light source;
A spatial light modulator for spatially modulating the diffused light obtained by the diffuser and irradiating the optical recording medium with the modulated diffused light;
A hologram recording apparatus comprising:
レーザ光を拡散させて得られた拡散光を空間的に変調し、変調された拡散光を光記録媒体に照射して、透過型体積ホログラムを記録するホログラム記録方法。   A hologram recording method for recording a transmission volume hologram by spatially modulating diffused light obtained by diffusing laser light and irradiating the optical recording medium with the modulated diffused light.
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