JP2011128401A

JP2011128401A - 画面切替型ホログラム作製方法及びそれにより作製された画面切替型ホログラム

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Publication number: JP2011128401A
Application number: JP2009287314A
Authority: JP
Inventors: Makio Kurashige; 牧夫倉重
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2029-12-18
Also published as: JP5348419B2

Abstract

【課題】ホログラムをホログラム面内で回転したときでも常に正面方向に再生像を回折することが可能な画面切替型ホログラム作製方法及びそれにより作製された画面切替型ホログラムを提供する。
【解決手段】ホログラム面に垂直以外の方向からの再生照明光に対して、ホログラム面に平行な面内で回転させることにより画面が切り替わるホログラムを作製する画面切替型ホログラム作製方法において、同一波長で異なる角度から入射する物体光と参照光を一組として、少なくとも二組を同時にそれぞれ異なる角度からホログラム記録用感光材料に入射することでホログラムを作製することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ホログラム作製方法及びそれにより作製されたホログラムに関し、特に、参照光毎に画面が切り替わる画面切替型ホログラム作製方法及びそれにより作製された画面切替型ホログラムに関するものである。

従来、例えば非特許文献１に示されているように、中間原版を用いた２ステップのホログラム作製方法が知られている。２ステップのホログラム作製方法とは、被写体となる物体を原版のホログラムに記録し、原版からの再生像を別のホログラム感材に記録する方法である。

この２ステップのホログラム作製方法では、原版を領域分割し、分割した各要素ホログラムに対して異なる被写体を記録し、その各々の再生像を同時に別のホログラム感材に記録することで観察する角度に応じて画面が切り替わる画面切替型ホログラムを作製することができる。

特開平６−３０１３２２号公報

久保田敏弘著「ホログラフィ入門」１２．３（１９９５．１１．朝倉書店）

通常、ホログラムは斜め上方より再生照明光を入射させ正面方向にホログラム画像を観察させるため、ホログラムを上下反転させるとホログラム画像が認識できない問題があった。また、ホログラムに対してほぼ垂直に再生照明光を入射させればホログラムの上下反転には有効であるが、ホログラムを正面から観察する場合には画像とほぼ重なる位置に光源が映り込み観察を妨げてしまう。

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、ホログラムをホログラム面内で回転したときでも常に正面方向に再生像を回折することが可能な画面切替型ホログラム作製方法及びそれにより作製された画面切替型ホログラムを提供することである。

上記目的を達成する本発明の画面切替型ホログラム作製方法は、ホログラム面に垂直以外の方向からの再生照明光に対して、前記ホログラム面に平行な面内で回転させることにより画面が切り替わるホログラムを作製する画面切替型ホログラム作製方法において、同一波長で異なる角度から入射する物体光と参照光を一組として、少なくとも二組を同時にそれぞれ異なる角度からホログラム記録用感光材料に入射することでホログラムを作製することを特徴とする。

また、前記二組は、第１光照射器から照射された同一波長の物体光と参照光、及び、第２光照射器から照射された同一波長の物体光と参照光からなることを特徴とする。

また、前記物体光と前記参照光はレーザー光からなることを特徴とする。

さらに、上記目的を達成する本発明の画面切替型ホログラムは、前記画面切替型ホログラム作製方法により作製されることを特徴とする。

本発明によれば、ホログラムをホログラム面内で回転したときでも常に正面方向に再生像を回折することが可能な画面切替型ホログラム作製方法及びそれにより作製された画面切替型ホログラムを提供することができる。これにより、各参照光に対して画面が切り替わるためホログラムを回転させることで真贋判定を容易に行うことが可能となる。

第１ホログラムを作製するための工程を示す図である。第２ホログラムを作製するための工程を示す図である。第１ホログラム及び第２ホログラムの再生と第３ホログラムを作製するための工程を示す図である。図３の拡大図である。第３ホログラムによる第３再生像を示す図である。第３ホログラムによる第４再生像を示す図である。

以下、図面を参照にして本発明に係るホログラム作製方法及びそれにより作製されたホログラムについて説明する。

本実施形態の画面切替型ホログラムは、ホログラム面に垂直以外の方向からの再生照明光に対して、ホログラム面に平行な面内で回転させることにより画面が切り替わるホログラムであって、同一波長で異なる角度から入射する物体光と参照光を一組として、少なくとも二組を同時にそれぞれ異なる角度からホログラム記録用感光材料に入射することで作製される。

本実施形態では、一例として、一段階目のホログラムを２つの透過型ホログラムとし、二段階目のホログラムを反射型ホログラムとして記録する場合について説明する。

まず、一段階目のホログラムであるホログラム原版を作製する方法を説明する。図１は第１ホログラムを作製するための工程を示す図、図２は第２ホログラムを作製するための工程を示す図である。

本実施形態では、図１に示すように、まず、第１物体ＯＢ１に対して第１ホログラム記録用感光材料１を所定の距離だけ離間して配置する。そして、第１ホログラム記録用感光材料１に第１物体ＯＢ１からの反射散乱光である第１物体光１１及び第１物体光１１と同じ波長の平行光又は略平行光からなる第１参照光１２を第１物体ＯＢ１側から入射させる。第１物体光１１と第１参照光１２とは第１ホログラム記録用感光材料１内で干渉する。第１物体光１１と第１参照光１２とが干渉すると、第１ホログラム記録用感光材料１中に干渉縞が生成する。その後、第１ホログラム記録用感光材料１を後処理してホログラム原版としての第１ホログラム１’を作製する。

次に、図２に示すように、第２物体ＯＢ２に対して第２ホログラム記録用感光材料２を所定の距離だけ離間して配置する。そして、第２ホログラム記録用感光材料２に第２物体ＯＢ２からの反射散乱光である第２物体光２１及び第２物体光２１と同じ波長の平行光又は略平行光からなる第２参照光２２を第２物体ＯＢ２側から入射させる。第２物体光２１と第２参照光２２とは第２ホログラム記録用感光材料２内で干渉する。第２物体光２１と第２参照光２２とが干渉すると、第２ホログラム記録用感光材料２中に干渉縞が生成する。その後、第２ホログラム記録用感光材料２を後処理してホログラム原版としての第２ホログラム２’を作製する。

図３は一段階目の第１ホログラム１’及び第２ホログラム２’の再生と二段階目の第３ホログラム３’の作製方法を説明するための図、図４は図３の第１ホログラム１’、第２ホログラム２’及び第３ホログラム記録用感光材料３付近の拡大図である。

まず、第１ホログラム１’の再生について説明する。第１ホログラム１’を再生するためには、第１光照射器としての第１レーザー照射器１１１により、第１レーザー光３０を照射する。第１レーザー光３０は、第１ビームスプリッター１１２により第１再生照明光３１と第３参照光３２’に分割される。第１ビームスプリッター１１２で反射した第１再生照明光３１は、第１再生照明光用ミラー１１３で反射し、第１再生照明光用スペシャルフィルター１１４で拡径され、第１再生照明光用レンズ１１５で平行光又は略平行光とされ、第１ホログラム１’に記録時の第１参照光１１と逆方向から入射する。

第１ホログラム１’に対して記録時の第１参照光１１と反対方向に進む第１再生照明光３１を照射すると第１再生光３１’が回折され、図４に示すように、記録時の第１物体ＯＢ１の位置に第１再生像ＩＭ１が結像する。

次に、第２ホログラム２’の再生について説明する。第２ホログラム２’を再生するためには、第２光照射器としての第２レーザー照射器１２１により、第２レーザー光４０を照射する。第２レーザー光４０は、第２ビームスプリッター１２２により第２再生照明光４１と第４参照光４２’に分割される。第２ビームスプリッター１２２で反射した第２再生照明光４１は、第２再生照明光用ミラー１２３で反射し、第２再生照明光用スペシャルフィルター１２４で拡径され、第２再生照明光用レンズ１２５で平行光又は略平行光とされ、第２ホログラム２’に記録時の第２参照光１２と逆方向から入射する。

第２ホログラム２’に対して記録時の第２参照光１２と反対方向に進む第２再生照明光４１を照射すると第２再生光４１’が回折され、図４に示すように、記録時の第２物体ＯＢ２の位置に第２再生像ＩＭ２が結像する。

これらの第１ホログラム１’と第２ホログラム２’を第１再生像ＩＭ１と第２再生像ＩＭ２が重なるように配置し、第１再生光３１’を第３物体光、第２再生光４１’を第４物体光として第３ホログラム記録用感光材料３の第１面３ａから入射する。

次に、第３ホログラム記録用感光材料３に入射する第３参照光３２’及び第４参照光４２’について説明する。

第３参照光３２’を第３ホログラム記録用感光材料３に入射するには、まず、第１レーザー照射器１１１により、第１レーザー光３０を照射する。第１レーザー光３０は、第１ビームスプリッター１１２により第１再生照明光３１と第３参照光３２’に分割される。第１ビームスプリッター１１２で透過した第３参照光３２’は、第３参照光用ミラー１１６で反射し、第３参照光用スペシャルフィルター１１７で拡径され、第３参照光用レンズ１１８で平行光又は略平行光とされ、第３ホログラム記録用感光材料３の第２面３ｂから入射する。

また、第４参照光４２’を第３ホログラム記録用感光材料３に入射するには、まず、第２レーザー照射器１２１により、第２レーザー光４０を照射する。第２レーザー光４０は、第２ビームスプリッター１２２により第２再生照明光４１と第４参照光４２’に分割される。第２ビームスプリッター１２２で透過した第４参照光４２’は、第４参照光用ミラー１２６で反射し、第４参照光用スペシャルフィルター１２７で拡径され、第４参照光用レンズ１２８で平行光又は略平行光とされ、第３ホログラム記録用感光材料３の第２面３ｂから入射する。

このように、第１再生光３１’を第３物体光３１’、第２再生光４１’を第４物体光４１’として第３ホログラム記録用感光材料３の第１面３ａから入射し、第３参照光３２’及び第３参照光３２’とは異なる角度の第４参照光４２’を第３ホログラム記録用感光材料３の第２面３ｂから入射することで、第３ホログラム記録用感光材料３内で、第３物体光３１’と第３参照光３２’が干渉すると共に、第４物体光４１’と第４参照光４２’が干渉し、反射型の画面切替型の第３ホログラム３’を作製することができる。なお、第３ホログラム記録用感光材料３に入射する第３参照光３２’及び第４参照光４２’を第１面３ａ側から入射した場合は、透過型の画面切替型の第３ホログラム３’を作製することができる。

ここで、第３物体光３１’と第４物体光４１’、第３参照光３２’と第４参照光４２’、第３物体光３１’と第４参照光４２’、又は第４物体光４１’と第３参照光３２’の組み合わせの干渉を防ぐため、第３物体光３１’と第３参照光３２’を第１の組、第４物体光４１’と第４参照光４２’を第２の組とすると、第１の組と第２の組は異なる波長のレーザー光を用いるか、若しくは、同じ波長であるが異なる個体である第１レーザー照射器１１１及び第２レーザー照射器１２１からのレーザー光を適用する。波長が異なる場合、同じ波長であるが異なる個体のレーザーを用いた場合にはお互いのレーザー光の干渉性はほぼなくなるため、不要な干渉縞は記録されない。

図５は第３ホログラムによる第３再生像を示す図、図６は第３ホログラムによる第４再生像を示す図である。

第３ホログラム３’の第１面３ａに第３参照光３２’と逆方向に進む第３再生照明光５１を入射すると、第３ホログラム３’に対して元々第１ホログラム１’があった場所に第３再生光５２が回折し第３再生像ＩＭ３を観察できる。

また、第３ホログラム３’の第１面３ａに第４参照光４２’と逆方向に進む第４再生照明光６１を入射すると、第３ホログラム３’に対して元々第２ホログラム２’があった場所に第４再生光６２が回折し第４再生像ＩＭ４を観察できる。

したがって、第３ホログラム３’の上下を反転させた場合であっても再生像２０が観察できる。実施例では第１ホログラム１’、第２ホログラム２’は直線上に配置であるが、離間させてもよいし、一部を重ねて用いてもよい。

本実施形態を実施するに当たり、レーザー光は波長４８８nmのＡｒレーザー、５３２nmのＤＰＳＳレーザーを、ホログラム記録用感光材料は特許文献１のものを用いると好ましい。

以上、本発明の画面切替型ホログラム作製方法及びそれにより作製された画面切替型ホログラムを実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施形態に限定されず種々の変形が可能である。

例えば、本実施形態では、２組の物体光と参照光を用いたが、それ以上の組の物体光と参照光でホログラムを作製してもよい。

１…第１ホログラム記録用感光材料
１’…第１ホログラム（第１ホログラム原版）
２…第２ホログラム記録用感光材料
２’…第２ホログラム（第２ホログラム原版）
３…第３ホログラム記録用感光材料（複製用ホログラム感材）
３’…第３ホログラム（複製ホログラム）
１１…第１物体光
１２…第１参照光
２１…第２物体光
２２…第２参照光
３０…第１レーザー光
３１…第１再生照明光
３１’…第１再生光，第３物体光
３２’…第３参照光
４０…第２レーザー光
４１…第２再生照明光
４１’…第２再生光，第４物体光
４２’…第４参照光
５１…第３再生照明光
５２…第３再生光
６１…第４再生照明光
６２…第４再生光
１１１…第１レーザー照射器（第１光照射器）
１１２…ビームスプリッター
１１３…第１再生照明光用ミラー
１１４…第１再生照明光用スペシャルフィルター
１１５…第１再生照明光用レンズ
１１６…第３参照光用ミラー
１１７…第３参照光用スペシャルフィルター
１１８…第３参照光用レンズ
１２１…第２レーザー光照射器（第２光照射器）
１２２…ビームスプリッター
１２３…第２再生照明光用ミラー
１２４…第２再生照明光用スペシャルフィルター
１２５…第２再生照明光用レンズ
１２６…第４参照光用ミラー
１２７…第４参照光用スペシャルフィルター
１２８…第４参照光用レンズ
ＯＢ１…第１物体
ＯＢ２…第２物体
ＩＭ１…第１再生像
ＩＭ２…第２再生像
ＩＭ３…第３再生像
ＩＭ４…第４再生像

Claims

ホログラム面に垂直以外の方向からの再生照明光に対して、前記ホログラム面に平行な面内で回転させることにより画面が切り替わるホログラムを作製する画面切替型ホログラム作製方法において、
同一波長で異なる角度から入射する物体光と参照光を一組として、少なくとも二組を同時にそれぞれ異なる角度からホログラム記録用感光材料に入射することでホログラムを作製する
ことを特徴とする画面切替型ホログラム作製方法。
前記二組は、第１光照射器から照射された同一波長の物体光と参照光、及び、第２光照射器から照射された同一波長の物体光と参照光からなる
ことを特徴とする請求項１に記載された画面切替型ホログラム作製方法。
前記物体光と前記参照光はレーザー光からなることを特徴とする請求項２に記載された画面切替型ホログラム作製方法。
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の画面切替型ホログラム作製方法により作製されることを特徴とする画面切替型ホログラム。