JP2008309824A

JP2008309824A - ホログラム撮影方法及びホログラム撮影装置

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Publication number: JP2008309824A
Application number: JP2007154744A
Authority: JP
Inventors: Shigeko Shiojiri; 誠子塩尻; Takechika Watabe; 壮周渡部
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2008-12-25
Anticipated expiration: 2027-06-12
Also published as: JP4895040B2

Abstract

【課題】光学系全体を大きくすることなく、安定的にホログラム感光材料に多面付けで同一ホログラムを多量に撮影する方法とそのための装置。
【解決手段】ホログラム感光材料２０中に少なくとも１つの方向に並列された複数のホログラムを多面付けで撮影するホログラム撮影方法であり、固定配置の物体光２１及び参照光２２に対して多角柱形状のプリズム１０をその各側面に平行な方向に歩進的に移動させ、各歩進位置で物体光２１と参照光２２の少なくとも一方をプリズム１０のそれぞれ対応する側面１２、１３から入射させ、プリズム１０の別の側面１１に貼り付けたホログラム感光材料２０中に物体光２１と参照光２２を相互に重畳するように入射させて干渉記録するホログラム撮影方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホログラム撮影方法及びホログラム撮影装置に関し、特に、１枚のホログラム感光材料に多面付けで多量の同一ホログラムを撮影する方法と装置に関するものである。

１枚のホログラム感光材料に多面付けで同一ホログラムを多量に撮影する方法はよく知られている。

ところで、作製しようとするホログラムの撮影条件によっては、ホログラム感光材料中の光の入射角がその感光材料の臨界角以上となり、空気中から光束入射ができない場合がある。このような場合、ホログラム感光材料に適当な斜面を持つプリズムを密着させ、その斜面から光束を感光材料中に臨界角以上の入射角で入射させ、二光束干渉法によって撮影する撮影方法がある（例えば特許文献１）。
特開平６−１１０３８２号公報特開２００５−１１５２２５号公報

このような二光束干渉露光系では、２つに分けたレーザー光の干渉性を保つのが容易でなく、安定的に撮影可能な光学系を得るには大変な注意が必要である。

また、同一の撮影条件で大量にホログラムを作製する場合、一度に露光する際の干渉面積を大きくするという方法が考えられるが、光学系全体が大きくなり、また、使用する光学部品も大型化するため、光学系の安定性を得るのがより困難になる。

光学系の安定性と光学系を大きくしないことを優先して干渉面積を小さくすると、プリズムに密着させたホログラム感光材料の取り外しを頻繁に行う必要が生じる上に、撮影条件を一定に保つのが困難となる。

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学系全体を大きくすることなく、安定的にホログラム感光材料に多面付けで同一ホログラムを多量に撮影する方法とそのための装置を提供することである。

上記目的を達成する本発明のホログラム撮影方法は、ホログラム感光材料中に少なくとも１つの方向に並列された複数のホログラムを多面付けで撮影するホログラム撮影方法において、
固定配置の物体光及び参照光に対して多角柱形状のプリズムをその各側面に平行な方向に歩進的に移動させ、各歩進位置で前記物体光と前記参照光の少なくとも一方を前記プリズムのそれぞれ対応する側面から入射させ、前記プリズムの別の側面に貼り付けたホログラム感光材料中に前記物体光と前記参照光を相互に重畳するように入射させて干渉記録することを特徴とする方法である。

この場合、前記プリズムをその各側面に平行な方向に直交し、前記ホログラム感光材料を貼り付けた前記プリズムの側面に沿う方向にも歩進的に移動させ、その各歩進位置でも前記物体光と前記参照光の少なくとも一方を前記プリズムのそれぞれ対応する側面から入射させ、前記ホログラム感光材料中に前記物体光と前記参照光を相互に重畳するように入射させて干渉記録するようにしてもよい。

また、前記プリズムを前記物体光と前記参照光の重畳領域以上の間隔で歩進させながら各歩進位置で前記物体光と前記参照光を干渉記録することが望ましい。

また、前記プリズムの歩進を、前記ホログラム感光材料又は前記ホログラム感光材料を貼り付けた前記プリズムの側面に予め設けた位置決めマークの位置に基づいて行うようにしてもよい。

本発明のホログラム撮影装置は、多角柱形状のプリズムであって、その１つの側面がホログラム感光材料貼り付け面、他の１つの側面が物体光入射面、別の１つの側面が参照光入射面として用いられる多角柱形状のプリズムを備え、前記物体光入射面として用いる側面に面して物体光入射光学系が、前記参照光入射面として用いる側面に面して参照光入射光学系が固定配置され、前記多角柱形状のプリズムは固定台に対して少なくとも多角柱形状のプリズムの各側面に平行な方向に移動可能な移動台に取り付けられ、固定配置された前記物体光入射光学系、前記参照光入射光学系及び前記固定台に対して、前記多角柱形状のプリズムを少なくともその各側面に平行な方向に歩進的に移動させ、各歩進位置で前記ホログラム感光材料貼り付け面に貼り付けられたホログラム感光材料に物体光と参照光を干渉記録可能にしたことを特徴とするものである。

本発明のもう１つのホログラム撮影装置は、多角柱形状のプリズムであって、その１つの側面がホログラム感光材料貼り付け面、他の１つの側面が物体光又は参照光入射面として用いられる多角柱形状のプリズムを備え、前記物体光又は参照光入射面に面して物体光入射光学系又は参照光入射光学系が固定配置され、前記ホログラム感光材料貼り付け面に面して参照光入射光学系又は物体光入射光学系が固定配置され、前記多角柱形状のプリズムは固定台に対して少なくとも多角柱形状のプリズムの各側面に平行な方向に移動可能な移動台に取り付けられ、固定配置された前記物体光入射光学系、前記参照光入射光学系及び前記固定台に対して、前記多角柱形状のプリズムを少なくともその各側面に平行な方向に歩進的に移動させ、各歩進位置で前記ホログラム感光材料貼り付け面に貼り付けられたホログラム感光材料に物体光と参照光を干渉記録可能にしたことを特徴とするものである。

これらの場合に、物体光入射光学系中にホログラム記録すべきパターン板を前記ホログラム感光材料貼り付け面に貼り付けられたホログラム感光材料中に投影する望遠光学系を備えているように構成してもよい。

本発明においては、光学系全体を大きくすることなく、安定的にホログラム感光材料に多面付けで同一ホログラムを多量に撮影することができる。

以下、本発明のホログラム撮影方法及びホログラム撮影装置を実施例に基づいて説明する。

図１は１つの実施例のホログラム撮影配置の主要部の斜視図、図２はその平面図、図３は全体のホログラム撮影配置を示す図である。この実施例は、フォトポリマーや銀塩感光材料、あるいは、ホログラフィック高分子分散型液晶素子（特許文献２）からなるホログラム感光材料２０中に透過型ホログラムとしてホログラム撮影する実施例である。

このホログラム撮影装置においては、多角柱の形をしたプリズム１０を備えており、そのプリズム１０の１側面に移動台１５が取り付けられ、固定台１６に対して移動台１５はプリズム１０の各側面１１、１２、１３に平行な図１中の両矢符方向に移動可能になっている。そのために、例えば固定台１６に設けられたラック１７に移動台１５の中に設けられたモータによって回転可能なピニオンが噛み合っており、そのモータの回転数を外部信号によって制御することで、移動台１５と共にプリズム１０がその側面１１、１２、１３に平行な方向に所定距離任意に移動できる。

プリズム１０の側面１１はホログラム感光材料２０を直接あるいは屈折率整合液を介して貼り付けるための面であり、その別の側面１２は物体光２１を入射させるための面であり、側面１２から入射した物体光２１はプリズム１０の媒質を介してホログラム感光材料２０中に所定の入射角で入射する。さらに別の側面１３は参照光２２を入射させるための面であり、側面１３から入射した参照光２２はプリズム１０の媒質を介してホログラム感光材料２０中に物体光２１の入射角とは異なる所定の入射角で入射する。ホログラム感光材料２０中に入射した物体光２１と参照光２２は干渉領域１で相互に重なりその干渉領域１に透過型ホログラムが記録される。

物体光２１と参照光２２は図３に示すような配置で発生される。すなわち、固定台１６と同様に固定配置されたレーザ５で発生されたレーザ光が固定配置のハーフミラー６で２分され、ハーフミラー６で反射されたレーザ光は固定配置のミラー７₁を経て固定配置のビーム拡大器８₁で所定ビーム径にされ、ホログラムとして記録するパターン板９を経て物体光２１となる。他方、ハーフミラー６を透過したレーザ光は固定配置のミラー７₂を経て固定配置のビーム拡大器８₂で所定ビーム径にされ、参照光２２となる。

このような配置であるので、各側面１１、１２、１３に平行な方向に移動可能なプリズム１０に対して、物体光２１と参照光２２は移動せず固定されている。そのため、プリズム１０の側面１１にホログラム感光材料２０を貼り付け、移動台１５の移動によりプリズム１０をステップ・バイ・ステップで干渉領域１以上の間隔で歩進させながら各歩進位置でレーザ５からレーザ光を開いてホログラム感光材料２０の対応する干渉領域１にホログラムを記録することにより、ホログラム感光材料２０には同一の撮影条件で撮影され一方向に並列して多面付けされた多数のホログラムを記録することができる。

なお、プリズム１０の各側面１１、１２、１３に平行な方向（図１中の両矢符方向）をｘ方向とし、ｘ方向に直交しプリズム１０の側面１１に沿う方向をｙ方向とするとき、ｙ方向にも干渉領域１以上の間隔で歩進させながら各歩進位置でホログラムを記録するようにすることにより、２次元方向に並列して多面付けされた多数のホログラムを記録することができる。ただし、この場合は、ｙ方向に並んだホログラムは、その物体光２１と参照光２２のプリズム１０中での光路長が異なってしまうため、必ずしも同一の撮影条件で撮影されたホログラムと言うことはできない。

ところで、プリズム１０のホログラム感光材料２０を貼り付けるための側面１１に沿った１次元方向又は２次元方向の歩進は、移動台１５を予め定めた距離だけ順に移動させることによって行ってもよいが、図４に示すように、ホログラム感光材料２０又はホログラム感光材料２０を貼り付けるための側面１１にｘ方向、ｙ方向に干渉領域１以上の間隔Δｘ、Δｙで位置決めマーク２５を予め設けておき、ステップ・バイ・ステップでホログラムを記録するとき、その位置決めマーク２５をホログラム感光材料２０を感光させない光で照明して固定配置の位置読み取り装置でその位置を読み取り、移動台１５を駆動する制御系にその位置情報をフィードバックして位置決めマーク２５に正確に対応する位置に歩進させるようにすることもできる。特に、ホログラム感光材料２０に位置決めマーク２５を設ける場合は、ホログラムが多面付けされて記録されたホログラム感光材料２０の個々のホログラムを切断して分割するときの切断マークとして使用でき便利である。

図５に本発明の変形例の全体のホログラム撮影配置を示す。この変形例において、図１〜図３の実施例と異なるのは、物体光光路において、パターン板９をホログラム感光材料２０上に投影してイメージホログラムとして記録するようにした点だけであり、他の点は同じである。この変形例においては、ホログラム感光材料２０が物体光光路に対してチルト配置（ホログラム感光材料２０の法線が物体光光路光軸に対して角度をなす配置）であので、その面に投影するパターン板９もそのチルトに対応して反対方向のチルト配置にされる。そして、パターン板９の結像倍率を投影面で一様にするため、ホログラム感光材料２０とパターン板９の間に配置される投影光学系として望遠系３０を用いるようにしている。

ところで、以上の実施例は透過型ホログラムとしてホログラム撮影する実施例であるが、反射型ホログラムを多面付けで同様にホログラム撮影するには、参照光２２あるいは物体光２１をプリズム１０を介さないでホログラム感光材料２０の反対側から入射させるように変更すればよい。その場合の１実施例の図１と図２に対応する図を図６と図７に示す。この実施例は、参照光２２を、側面１３からプリズム１０中に入射させる代わりに、ホログラム感光材料２０のプリズム１０とは反対側の面から入射させるようにしたものであり、プリズム１０の側面１２から入射した物体光２１とホログラム感光材料２０の反対側の面から入射した参照光２２とはホログラム感光材料２０の干渉領域１に相互に反対側から入射して重なりその干渉領域１に反射型ホログラムが記録される。その他の構成と作用は図１と図２の場合と同様であり説明は省く。また、物体光２１の光路中に配置されるパターン板５の配置と投影光学系についても、図３、図５の場合と同様にすればよい。

なお、反射型ホログラムを撮影する場合、ホログラム感光材料２０のプリズム１０とは反対側から入射させる参照光２２あるいは物体光２１は、図８に示すように、プリズム１０と同様な別の多角柱形状のプリズム４０を介してホログラム感光材料２０に入射させるようにしてもよい。その場合は、その別の多角柱形状のプリズム４０はプリズム１０と一体で同様に歩進させながら参照光２２又は物体光２１をホログラム感光材料２０に入射させて多面付けのホログラム撮影をする。

以上、本発明のホログラム撮影方法及びホログラム撮影装置を実施例に基づいて説明したが、これら実施例に限定されず種々の変形が可能である。例えば複数のホログラムを多面付けするホログラム感光材料として、以上の説明では１枚のホログラム感光材料に多面付けするものとしていたが、同一の大きな基板に並列して一定ピッチで島状に多数のホログラム感光材料を貼り付けてなる感材のホログラム感光材料部分に同一ホログラムを多面露光して多面付けするようにしてもよい。

本発明の１つの実施例のホログラム撮影配置の主要部の斜視図である。本発明の１つの実施例のホログラム撮影配置の主要部の平面図である。本発明の１つの実施例のホログラム撮影配置の全体のホログラム撮影配置を示す図である。ホログラム感光材料又はホログラム感光材料を貼り付けるための側面に設ける位置決めマークを示す図である。本発明の変形例の全体のホログラム撮影配置を示す図である。本発明の別の実施例のホログラム撮影配置の主要部の斜視図である。本発明の別の実施例のホログラム撮影配置の主要部の平面図である。反射型ホログラムを撮影する場合にホログラム感光材料の両側にプリズムを配置して物体光と参照光を相互に反対側から入射させる撮影配置の主要部の平面図である。

符号の説明

１…干渉領域
５…レーザ
６…ハーフミラー
７₁、７₂…ミラー
８₁、８₂…ビーム拡大器
９…パターン板
１０…多角柱の形をしたプリズム
１１、１２、１３…プリズムの側面
１５…移動台
１６…固定台
１７…ラック
２０…ホログラム感光材料
２１…物体光
２２…参照光
２５…位置決めマーク
３０…望遠系
４０…多角柱の形をした別のプリズム

Claims

ホログラム感光材料中に少なくとも１つの方向に並列された複数のホログラムを多面付けで撮影するホログラム撮影方法において、
固定配置の物体光及び参照光に対して多角柱形状のプリズムをその各側面に平行な方向に歩進的に移動させ、各歩進位置で前記物体光と前記参照光の少なくとも一方を前記プリズムのそれぞれ対応する側面から入射させ、前記プリズムの別の側面に貼り付けたホログラム感光材料中に前記物体光と前記参照光を相互に重畳するように入射させて干渉記録することを特徴とするホログラム撮影方法。
前記プリズムをその各側面に平行な方向に直交し、前記ホログラム感光材料を貼り付けた前記プリズムの側面に沿う方向にも歩進的に移動させ、その各歩進位置でも前記物体光と前記参照光の少なくとも一方を前記プリズムのそれぞれ対応する側面から入射させ、前記ホログラム感光材料中に前記物体光と前記参照光を相互に重畳するように入射させて干渉記録す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。
前記プリズムを前記物体光と前記参照光の重畳領域以上の間隔で歩進させながら各歩進位置で前記物体光と前記参照光を干渉記録することを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム撮影方法。
前記プリズムの歩進を、前記ホログラム感光材料又は前記ホログラム感光材料を貼り付けた前記プリズムの側面に予め設けた位置決めマークの位置に基づいて行うことを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載のホログラム撮影方法。
多角柱形状のプリズムであって、その１つの側面がホログラム感光材料貼り付け面、他の１つの側面が物体光入射面、別の１つの側面が参照光入射面として用いられる多角柱形状のプリズムを備え、前記物体光入射面として用いる側面に面して物体光入射光学系が、前記参照光入射面として用いる側面に面して参照光入射光学系が固定配置され、前記多角柱形状のプリズムは固定台に対して少なくとも多角柱形状のプリズムの各側面に平行な方向に移動可能な移動台に取り付けられ、固定配置された前記物体光入射光学系、前記参照光入射光学系及び前記固定台に対して、前記多角柱形状のプリズムを少なくともその各側面に平行な方向に歩進的に移動させ、各歩進位置で前記ホログラム感光材料貼り付け面に貼り付けられたホログラム感光材料に物体光と参照光を干渉記録可能にしたことを特徴とするホログラム撮影装置。
多角柱形状のプリズムであって、その１つの側面がホログラム感光材料貼り付け面、他の１つの側面が物体光又は参照光入射面として用いられる多角柱形状のプリズムを備え、前記物体光又は参照光入射面に面して物体光入射光学系又は参照光入射光学系が固定配置され、前記ホログラム感光材料貼り付け面に面して参照光入射光学系又は物体光入射光学系が固定配置され、前記多角柱形状のプリズムは固定台に対して少なくとも多角柱形状のプリズムの各側面に平行な方向に移動可能な移動台に取り付けられ、固定配置された前記物体光入射光学系、前記参照光入射光学系及び前記固定台に対して、前記多角柱形状のプリズムを少なくともその各側面に平行な方向に歩進的に移動させ、各歩進位置で前記ホログラム感光材料貼り付け面に貼り付けられたホログラム感光材料に物体光と参照光を干渉記録可能にしたことを特徴とするホログラム撮影装置。
物体光入射光学系中にホログラム記録すべきパターン板を前記ホログラム感光材料貼り付け面に貼り付けられたホログラム感光材料中に投影する望遠光学系を備えていることを特徴とする請求項５又は６記載のホログラム撮影装置。