JP2014098765A - Reflection type volume hologram manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、第１ホログラムからの再生光を用いて、反射型体積ホログラムである第２ホログラムを製造する方法に係り、とりわけ、明瞭に視認され得る縞状パターンが第２ホログラムへ形成されることを効果的に防止することができる反射型体積ホログラムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a second hologram, which is a reflective volume hologram, using reproduced light from the first hologram, and in particular, a striped pattern that can be clearly seen is formed on the second hologram. It is related with the manufacturing method of the reflection type volume hologram which can prevent effectively.
従来、二光束の干渉により生じる明暗の縞、すなわち干渉縞をホログラム感光材料に記録してなる体積型ホログラムが、知られている。体積型ホログラムは、いわゆるブラッグ条件と呼ばれる波長および光路方向に関する条件を満たす光を、高い回折効率で回折する光学素子である。このホログラムは、その回折機能よって、高い意匠性および高い識別性を呈することから、種々の分野で使用されている。とりわけ、ホログラムは、優れた真贋判定指標を提供することができ、これにより、真正性を標示する真正性標示体としても用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a volume hologram obtained by recording bright and dark fringes caused by interference of two light beams, that is, interference fringes on a hologram photosensitive material. A volume hologram is an optical element that diffracts light with a high diffraction efficiency into light that satisfies a condition relating to a wavelength and an optical path direction, so-called Bragg conditions. This hologram is used in various fields because it exhibits high designability and high discrimination due to its diffraction function. In particular, the hologram can provide an excellent authenticity determination index, and is thus also used as an authenticity indicator that indicates authenticity.
反射型体積ホログラムは、干渉性を有した二つの光束（参照光および物体光）を互いに異なる側からホログラム感光層に照射することにより、製造され得る。この製造方法では、二つの光束が干渉することにより干渉縞が生成され、感光性を有したホログラム感光層は、この干渉縞をなす光の強弱パターンに対応して反応する。結果として、干渉縞が、何らかの縞状パターン、例えば屈折率の変化、透過率の変化、あるいは、凹凸パターンのような形状変化として、ホログラム感光層に記録される。そして、ブラッグ条件を満たす光は、ホログラム感光層に形成された縞状パターンによって、高い回折効率で回折されるようになる。 The reflection type volume hologram can be manufactured by irradiating the hologram photosensitive layer with two coherent light beams (reference light and object light) from different sides. In this manufacturing method, interference fringes are generated when two light beams interfere with each other, and the photosensitive hologram photosensitive layer reacts corresponding to the intensity pattern of light forming the interference fringes. As a result, the interference fringes are recorded on the hologram photosensitive layer as some striped pattern, for example, a change in refractive index, a change in transmittance, or a shape change such as an uneven pattern. Then, light satisfying the Bragg condition is diffracted with high diffraction efficiency by the striped pattern formed on the hologram photosensitive layer.
例えば特許文献１に開示されているように、同一の体積型ホログラムを複製することに適した製造方法として、ホログラム原版として機能する一段目のホログラム（以下、第１ホログラムと呼ぶ）からの再生光を物体光として用いる方法が知られている。この方法では、第１ホログラムと二段目のホログラム（以下、第２ホログラムと呼ぶ）をなすようになるホログラム感光層とを含む積層体に対し、第１ホログラムのブラッグ条件を満たすようにして、一つの方向のみから光を照射する。そして、一つの方向からの光と、第１ホログラムからの回折光と、の干渉によって生じる干渉縞をホログラム感光層に記録うることにより、このホログラム感光層から第２ホログラムが作製される。 For example, as disclosed in Patent Document 1, as a manufacturing method suitable for replicating the same volume hologram, reproduction light from a first-stage hologram (hereinafter referred to as a first hologram) functioning as a hologram master There is known a method of using as the object light. In this method, for a laminate including a first hologram and a hologram photosensitive layer that forms a second-stage hologram (hereinafter referred to as a second hologram), the Bragg condition of the first hologram is satisfied. Irradiate light from only one direction. Then, interference fringes generated by interference between light from one direction and diffracted light from the first hologram can be recorded on the hologram photosensitive layer, whereby a second hologram is produced from this hologram photosensitive layer.
なお、第１ホログラムは、参照光と被写体からの物体光によってホログラム感光層を露光することによって作製され得る。第１ホログラムをなすホログラム感光層は、通常、フィルムに支持された状態で一対の保持板の間に保持され、当該一対の保持体とともに積層体を構成している。積層体は、多くの場合、屈折率差を有する界面を不可避的に含むことになる。そして、積層体が屈折率界面を含むことから、露光工程時に、参照光の一部がこの屈折率界面で反射し、さらに、当該反射光が積層体の入光面で反射し得る。この場合、参照光と反射光との干渉による意図していなかった干渉縞が生成され、この不要な干渉縞も縞状パターンとしてホログラム感光層に記録されてしまう。 The first hologram can be produced by exposing the hologram photosensitive layer with reference light and object light from the subject. The hologram photosensitive layer forming the first hologram is usually held between a pair of holding plates while being supported by a film, and constitutes a laminate together with the pair of holding bodies. In many cases, the laminated body inevitably includes an interface having a refractive index difference. And since a laminated body contains a refractive index interface, a part of reference light can reflect in this refractive index interface at the time of an exposure process, and also the said reflected light can reflect on the light-incidence surface of a laminated body. In this case, an unintended interference fringe is generated due to interference between the reference light and the reflected light, and this unnecessary interference fringe is also recorded on the hologram photosensitive layer as a striped pattern.
このような不要な縞状パターンが記録された第１ホログラムを用いた場合、第１ホログラムを用いて作製される第２ホログラムにも、所望の回折現象を引き起こす縞状パターンだけでなく、意図しない回折現象を引き起こす不要な縞状パターンが形成される。第１ホログラムおよび第２ホログラムに記録される干渉縞は、透過型の体積ホログラムに記録される干渉縞と同様に、ホログラムの面方向に配列されたパターンとなり得る。このような不要干渉縞を記録してなる縞状パターンは、不要な回折現象を引き起こしホログラムの回折効率を低下させるだけでなく、目視にても観察され得るようになり、意図した再生像の視認性および意匠性を著しく低下させる。 When the first hologram in which such an unnecessary stripe pattern is recorded is used, the second hologram manufactured using the first hologram is not intended to be a striped pattern that causes a desired diffraction phenomenon. Unnecessary striped patterns that cause diffraction phenomena are formed. The interference fringes recorded on the first hologram and the second hologram can be a pattern arranged in the plane direction of the hologram, similarly to the interference fringes recorded on the transmission type volume hologram. Such a striped pattern formed by recording unnecessary interference fringes not only causes unnecessary diffraction phenomenon and decreases the diffraction efficiency of the hologram, but also can be observed visually, and the intended reproduction image can be visually confirmed. The design and design properties are significantly reduced.
上述した特許文献１では、参照光の界面反射に起因する不要干渉縞を記録したホログラム原版を用いて、不要な縞状パターンが視認され得ない反射型体積ホログラムを作製する方法が開示されている。しかしながら、特許文献１に開示された方法は、プリズムを用いる方法であり、反射型体積ホログラムを量産への適用は困難である。 Patent Document 1 described above discloses a method for producing a reflective volume hologram in which an unnecessary fringe pattern cannot be visually recognized, using a hologram master on which unnecessary interference fringes due to interface reflection of reference light are recorded. . However, the method disclosed in Patent Document 1 is a method using a prism, and it is difficult to apply the reflective volume hologram to mass production.
本発明は、以上のような点を考慮してなされたものであり、第１ホログラムからの再生光を用いて第２ホログラムを製造する際に、明瞭に視認され得る縞状パターンが第２ホログラムへ形成されることを効果的に防止することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and when the second hologram is manufactured using the reproduction light from the first hologram, a striped pattern that can be clearly seen is the second hologram. The object is to effectively prevent the formation.
本発明による反射型体積ホログラムの製造方法は、
第１ホログラム感光層を含む第１積層体に、第１参照光と第１物体光とを互いに異なる側から照射して、前記第１参照光および前記第１物体光によって露光された前記第１ホログラム感光層から第１ホログラムを作製する工程と、
第２ホログラム感光層と作製された前記第１ホログラムとを含む第２積層体に、前記第１参照光および前記第１物体光と同一波長域の第２参照光を照射し、前記第２参照光と前記第２ホログラム感光層を透過した前記第２参照光を前記第１ホログラムで回折してなる第２物体光とによって露光された前記第２ホログラム感光層から第２ホログラムを作製する工程と、を備え、
前記第２ホログラムを作製する工程における前記第１ホログラムに対する前記第２参照光の入射方向は、前記第１ホログラムを作製する工程での、前記第１ホログラムをなすようになる前記第１ホログラム感光層に対する少なくとも一部の前記第１物体光の入射方向と平行である。
The method for producing a reflective volume hologram according to the present invention comprises:
The first laminated body including the first hologram photosensitive layer is irradiated with the first reference light and the first object light from different sides, and is exposed by the first reference light and the first object light. Producing a first hologram from the hologram photosensitive layer;
A second laminated body including a second hologram photosensitive layer and the produced first hologram is irradiated with a second reference light in the same wavelength region as the first reference light and the first object light, and the second reference Producing a second hologram from the second hologram photosensitive layer exposed by light and a second object beam formed by diffracting the second reference light transmitted through the second hologram photosensitive layer by the first hologram; With
The incident direction of the second reference light with respect to the first hologram in the step of producing the second hologram is the first hologram photosensitive layer that forms the first hologram in the step of producing the first hologram. Is parallel to the incident direction of at least a part of the first object light.
本発明による反射型体積ホログラムの製造方法において、第２ホログラムを作製する工程における前記第１ホログラムに対する前記第２参照光の入射方向は、前記第１ホログラム感光層に対する前記第１参照光の入射方向と一致する方向から前記第１参照光および前記第１物体光と同一波長域の再生照明光を前記第１ホログラムへ照射した場合に最も輝度が高くなる方向と平行であってもよい。 In the reflective volume hologram manufacturing method according to the present invention, the incident direction of the second reference light with respect to the first hologram in the step of producing a second hologram is the incident direction of the first reference light with respect to the first hologram photosensitive layer. May be parallel to the direction in which the luminance becomes highest when the first hologram is irradiated with the reproduction illumination light having the same wavelength region as the first reference light and the first object light.
本発明による反射型体積ホログラムの製造方法において、前記第１物体光は、前記第１積層体を透過した前記第１参照光を被写体で反射してなる反射光であってもよい。 In the method for manufacturing a reflective volume hologram according to the present invention, the first object light may be reflected light obtained by reflecting the first reference light transmitted through the first stacked body with a subject.
本発明による反射型体積ホログラムの製造方法において、前記第１参照光は、平行光束であってもよい。 In the reflective volume hologram manufacturing method according to the present invention, the first reference light may be a parallel light flux.
本発明による反射型体積ホログラムの製造方法において、前記第１積層体は、前記第１ホログラム感光層を挟むようにして配置された一対の支持層と、前記一対の支持層のうちの前記第１参照光の入光側に位置する支持層と前記第１ホログラム感光層との間に配置されたフィルム層と、を含んでもよい。 In the reflective volume hologram manufacturing method according to the present invention, the first laminate includes a pair of support layers arranged so as to sandwich the first hologram photosensitive layer, and the first reference light of the pair of support layers. And a film layer disposed between the support layer located on the light incident side and the first hologram photosensitive layer.
本発明によれば、第１ホログラムからの再生光を用いて第２ホログラムを製造する際に、明瞭に視認され得る縞状パターンが第２ホログラムへ形成されることを効果的に防止することを目的とする。 According to the present invention, when the second hologram is manufactured by using the reproduction light from the first hologram, it is possible to effectively prevent the stripe pattern that can be clearly recognized from being formed on the second hologram. Objective.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図１〜図１２は、本発明の一実施の形態における反射型体積ホログラムの製造方法を説明するための図である。図１〜図１２においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1-12 is a figure for demonstrating the manufacturing method of the reflection type volume hologram in one embodiment of this invention. In FIG. 1 to FIG. 12, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale and the vertical / horizontal dimension ratio are appropriately changed and exaggerated from those of the actual ones.
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する用語、例えば、「平行」、「対称」等の用語や角度の値等については、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差範囲を含めて解釈することとする。 In addition, similar optical functions are expected for terms used in this specification to specify shapes, geometric conditions, and their degree, for example, terms such as “parallel” and “symmetric”, angle values, and the like. Interpretation should be made including a possible error range.
以下に説明する製造方法は、反射型の体積ホログラムである第２ホログラム３０を製造する方法である。反射型の体積ホログラム３０は、縞状パターン３１を形成されており、この縞状パターン３１の間隔、入射光の波長および入射角度に関するブラッグの反射条件が満たされた場合、当該入射光を高い回折効率で回折するようになる。反射型体積ホログラムは、このような入射光に対する波長選択性および角度選択性によって、反射型体積ホログラム自体または反射型体積ホログラムが貼付された物品の意匠性を向上させることや、物品の真正性を標示することが可能であり、物品、とりわけ、包装材料、カード、証明書、有価証券、商品券等に貼付されて使用され得る。 The manufacturing method described below is a method for manufacturing the second hologram 30 which is a reflection type volume hologram. The reflection type volume hologram 30 is formed with a striped pattern 31. When the Bragg reflection conditions concerning the interval of the striped pattern 31, the wavelength of incident light, and the incident angle are satisfied, the incident light is highly diffracted. Diffracts with efficiency. The reflection type volume hologram improves the design of the reflection type volume hologram itself or the article to which the reflection type volume hologram is attached, or improves the authenticity of the article by such wavelength selectivity and angle selectivity with respect to incident light. It can be labeled and used by being affixed to an article, especially a packaging material, a card, a certificate, a securities, a gift certificate or the like.
ここで説明する方法では、現実の被写体２５からの反射光を用いて第１ホログラム１０を作製する工程と、第１ホログラム１０をホログラム原版として用いて第２ホログラム３０を作製する工程と、が行われる。まず、第１ホログラム１０を作製しこの第１ホログラム１０からの再生光を利用することによって、現実の被写体２５を用いることなく反射型体積ホログラムを量産することが可能となり、且つ、結果として量産された多数の反射型体積ホログラムに同一の縞状パターンを形成することができる。なお、第１ホログラム１０をマスターホログラムとして用いて、量産品として第２ホログラム３０を作製していくようにしてもよいし、第２ホログラム３０をマスターホログラムとして用いて、反射型の体積ホログラムを量産するようにしてもよい。 In the method described here, the process of producing the first hologram 10 using reflected light from the actual subject 25 and the process of producing the second hologram 30 using the first hologram 10 as a hologram master are performed. Is called. First, by producing the first hologram 10 and using the reproduction light from the first hologram 10, it is possible to mass-produce a reflective volume hologram without using the actual subject 25, and as a result, it is mass-produced. In addition, the same striped pattern can be formed on many reflective volume holograms. The first hologram 10 may be used as a master hologram to produce the second hologram 30 as a mass-produced product, or a reflective volume hologram may be mass-produced using the second hologram 30 as a master hologram. You may make it do.
以下、第１ホログラム１０を作製する工程および第２ホログラム３０を作製する工程について、順に説明する。 Hereinafter, the process of manufacturing the first hologram 10 and the process of manufacturing the second hologram 30 will be described in order.
第１ホログラム１０は、第１ホログラム感光層２０を露光し、次に、露光された第１ホログラム感光層２０に対して後処理を施すことによって、作製される。第１ホログラム感光層２０は、例えば、フォトポリマー、銀塩乳剤、重クロム酸ゼラチン、フォトレジスト等の感光性を有した材料により形成される。感光性を有した第１ホログラム感光層２０を、干渉性を有する関係にある参照光および物体光によって露光することにより、第１ホログラム感光層２０に縞状パターン１１が形成される。 The first hologram 10 is produced by exposing the first hologram photosensitive layer 20 and then subjecting the exposed first hologram photosensitive layer 20 to post-processing. The first hologram photosensitive layer 20 is formed of a photosensitive material such as a photopolymer, a silver salt emulsion, dichromated gelatin, or a photoresist. The striped pattern 11 is formed on the first hologram photosensitive layer 20 by exposing the photosensitive first hologram photosensitive layer 20 with reference light and object light having a coherent relationship.
図１には、第１ホログラム感光層２０の露光方法の一例が示されている。図１に示された露光方法は、デニシューク法と呼ばれる露光方法である。図１に示されているように、最終的に作製される第２ホログラム３０によって再生されるべき像２６に対応した被写体２５が第１ホログラム感光層２０の背面に配置された状態で、被写体２５とは反対の側から、第１ホログラム感光層２０に参照光Ｌ１ｒが照射される。この参照光Ｌ１ｒを、以下においては、第１参照光Ｌ１ｒと呼ぶ。第１参照光Ｌ１ｒは、コヒーレントな光であって、典型的には、レーザー光源で発振されたレーザー光である。第１参照光Ｌ１ｒは、第１ホログラム感光層２０を透過した後に、被写体２５を照明する。この結果、被写体２５で反射された第１参照光Ｌ１ｒからなる物体光Ｌ１ｏが、第１参照光Ｌ１ｒとは別の側から第１ホログラム感光層２０へ入射する。この物体光Ｌ１ｏを、以下においては、第１物体光Ｌ１ｏと呼ぶ。 FIG. 1 shows an example of an exposure method for the first hologram photosensitive layer 20. The exposure method shown in FIG. 1 is an exposure method called a Denniske method. As shown in FIG. 1, the subject 25 is arranged in a state where the subject 25 corresponding to the image 26 to be reproduced by the second hologram 30 to be finally produced is arranged on the back surface of the first hologram photosensitive layer 20. The first hologram photosensitive layer 20 is irradiated with the reference light L1r from the opposite side. Hereinafter, the reference light L1r is referred to as a first reference light L1r. The first reference light L1r is coherent light and is typically laser light oscillated by a laser light source. The first reference light L1r illuminates the subject 25 after passing through the first hologram photosensitive layer 20. As a result, the object light L1o composed of the first reference light L1r reflected by the subject 25 enters the first hologram photosensitive layer 20 from a side different from the first reference light L1r. This object light L1o is hereinafter referred to as first object light L1o.
図１に示された例において、第１参照光Ｌ１ｒは、第１ホログラム感光層２０の面方向への法線方向に対して傾斜した方向に進む平行光束として、第１ホログラム感光層２０へ入射している。一方、第１物体光Ｌ１ｏは、被写体２５での反射光であり、発散光束として、第１ホログラム感光層２０へ入射している。なお、本明細書において、「面方向」とは、対象となるシート状、フィルム状、板状またはパネル状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材、フィルム状部材、板状部材またはパネル状部材によって画成される平面と平行な方向のことを指す。 In the example shown in FIG. 1, the first reference light L1r is incident on the first hologram photosensitive layer 20 as a parallel light beam traveling in a direction inclined with respect to the normal direction to the surface direction of the first hologram photosensitive layer 20. doing. On the other hand, the first object light L1o is reflected light from the subject 25 and is incident on the first hologram photosensitive layer 20 as a divergent light beam. In the present specification, the “surface direction” means a sheet-like member, film-like target when the target sheet-like, film-like, plate-like or panel-like member is viewed as a whole and globally. It refers to the direction parallel to the plane defined by the member, plate member or panel member.
以上のように、第１参照光Ｌ１ｒと第１物体光Ｌ１ｏが第１ホログラム感光層２０に入射する。第１物体光Ｌ１ｏは、第１参照光Ｌ１ｒの被写体２５での反射光であることから、第１参照光Ｌ１ｒとコヒーレントな関係にある。この結果、第１ホログラム感光層２０が第１参照光Ｌ１ｒ及び第１物体光Ｌ１ｏによって露光されると、第１参照光Ｌ１ｒ及び第１物体光Ｌ１ｏが干渉してなる干渉縞１２が第１ホログラム感光層２０上に生成される。そして、この光の干渉縞１２が、何らかのパターン、一例として屈折率変調パターンや凹凸パターンとして、第１ホログラム感光層２０に記録される。その後、第１ホログラム感光層２０をなす材料の種類に対応した適切な後処理が施される。 As described above, the first reference light L1r and the first object light L1o are incident on the first hologram photosensitive layer 20. Since the first object light L1o is reflected light from the subject 25 of the first reference light L1r, it has a coherent relationship with the first reference light L1r. As a result, when the first hologram photosensitive layer 20 is exposed by the first reference light L1r and the first object light L1o, the interference fringes 12 formed by the interference of the first reference light L1r and the first object light L1o are formed in the first hologram. It is formed on the photosensitive layer 20. The interference fringes 12 of the light are recorded on the first hologram photosensitive layer 20 as a certain pattern, for example, a refractive index modulation pattern or an uneven pattern. Thereafter, an appropriate post-processing corresponding to the type of material forming the first hologram photosensitive layer 20 is performed.
以上のようにして、干渉縞１２に対応したパターンにて縞状パターン１１が第１ホログラム感光層２０に形成され、第１ホログラム１０が得られる。 As described above, the striped pattern 11 is formed on the first hologram photosensitive layer 20 with a pattern corresponding to the interference fringe 12, and the first hologram 10 is obtained.
図２には、図１の露光工程を経て得られた第１ホログラム１０の回折作用、言い換えると像の再生作用が示されている。図２に示すように、図１の第１ホログラム感光層２０から作製された第１ホログラム１０は、露光工程で用いられたレーザー光と同一波長域の波長を有する再生照明光Ｌ１ａであって、露光工程における第１参照光Ｌ１ｒの光路と平行に進む再生照明光Ｌ１ａによって、そのブラッグ条件が満たされるようになる。言い換えると、第１ホログラム感光層２０および第１ホログラム１０が同一の位置に配置されたと仮定して、第１参照光の第１ホログラム感光層２０への入射方向と平行な方向ｄ１に進む再生照明光Ｌ１ａが、第１ホログラム１０のブラッグ条件を満たすようになる。図２に示す例では、再生照明光Ｌ１ａは、第１参照光Ｌ１ｒが第１ホログラム１０をなすようになる第１ホログラム感光層２０へ入射した方向ｄ１を、第１参照光Ｌ１ｒとは逆の向きに進んで、第１ホログラム１０へ入射している。 FIG. 2 shows the diffraction action of the first hologram 10 obtained through the exposure process of FIG. 1, in other words, the image reproduction action. As shown in FIG. 2, the first hologram 10 produced from the first hologram photosensitive layer 20 of FIG. 1 is reproduction illumination light L1a having a wavelength in the same wavelength region as the laser light used in the exposure process, The Bragg condition is satisfied by the reproduction illumination light L1a traveling parallel to the optical path of the first reference light L1r in the exposure process. In other words, assuming that the first hologram photosensitive layer 20 and the first hologram 10 are arranged at the same position, the reproduction illumination that proceeds in the direction d1 parallel to the incident direction of the first reference light to the first hologram photosensitive layer 20 The light L1a satisfies the Bragg condition of the first hologram 10. In the example shown in FIG. 2, the reproduction illumination light L1a is opposite to the first reference light L1r in the direction d1 in which the first reference light L1r is incident on the first hologram photosensitive layer 20 that forms the first hologram 10. The light travels in the direction and enters the first hologram 10.
再生照明光Ｌ１ａは、第１ホログラム１０のブラッグ条件を満たし、第１ホログラム１０にて高効率で回折される。第１ホログラム１０で回折された再生照明光Ｌ１ａからなる再生光Ｌ１ｂは、第１ホログラム１０の各位置から、第１ホログラム感光層２０の対応する位置に入射していた第１物体光Ｌ１ｏの光路に沿って、当該第１物体光Ｌ１ｏとは逆向きに進む。そして、第１ホログラム感光層２０に対する被写体２５の相対位置と同一の位置関係を第１ホログラム１０に対してなす位置に、再生像２６が再生される。言い換えると、第１ホログラム感光層２０および第１ホログラム１０が同一の位置に配置されたと仮定して、再生照明光Ｌ１ａは、被写体２５と同一の位置に再生像２６を再生する。 The reproduction illumination light L1a satisfies the Bragg condition of the first hologram 10 and is diffracted by the first hologram 10 with high efficiency. The reproduction light L1b composed of the reproduction illumination light L1a diffracted by the first hologram 10 is an optical path of the first object light L1o that has entered the corresponding position of the first hologram photosensitive layer 20 from each position of the first hologram 10. Along the direction of the first object light L1o. Then, the reproduced image 26 is reproduced at a position that makes the same positional relationship with respect to the first hologram 10 as the relative position of the subject 25 with respect to the first hologram photosensitive layer 20. In other words, assuming that the first hologram photosensitive layer 20 and the first hologram 10 are arranged at the same position, the reproduction illumination light L1a reproduces the reproduction image 26 at the same position as the subject 25.
なお、反射型体積ホログラムのブラッグ条件が満たされるとは、次の式（１）が満たされることに相当する。
２×ｄ×ｓｉｎθ＝λ ・・・ 式（１）
式（１）中のｄは、再生照明光をなす光の進行方向と、当該光が入射する領域において縞状パターンを構成する各筋状模様または各面状模様への法線方向と、の両方に平行な断面での、縞状パターンを構成する各筋または各面の間隔、すなわち濃淡の筋のピッチである。また、式（１）中のθは、前記断面において、光の入射方向または光の回折方向が、縞状パターンをなす各筋が延びる方向に対してなす角度である。さらに、式（１）中のλは、縞状パターンへの入射光の波長である。
Satisfying the Bragg condition of the reflective volume hologram corresponds to satisfying the following expression (1).
2 × d × sin θ = λ Formula (1)
D in the formula (1) is the traveling direction of the light constituting the reproduction illumination light and the normal direction to each streaky pattern or each planar pattern constituting the striped pattern in the region where the light is incident. This is the interval between the stripes or the faces constituting the striped pattern, that is, the pitch between the dark and light stripes, in a cross section parallel to both. In the equation (1), θ is an angle formed by the light incident direction or the light diffraction direction with respect to the direction in which the stripes forming the striped pattern extend in the cross section. Furthermore, λ in the formula (1) is the wavelength of the incident light on the striped pattern.
したがって、ブラッグ条件を示す式（１）は、入射光の波長λに対して入射光の入射角度θが適宜調節されることによって、あるいは、入射光の入射角度θに対して入射光の波長λが適宜設定されることによって、満たされるようになる。すなわち、ある反射型体積ホログラムの縞状パターンによって高効率の回折効率で回折されるようになるのは、所定の特定波長の光が所定の特定入射角度でホログラムへ入射する場合だけではない。したがって、第１参照光Ｌ１ｒ及び第１物体光Ｌ１ｏとは異なる波長域の再生照明光によって、第１参照光Ｌ１ｒの入射方向ｄ１とは異なる方向から第１ホログラム１０を照明した場合にも、再生像２６を再生することができる。 Therefore, the equation (1) indicating the Bragg condition is obtained by appropriately adjusting the incident angle θ of the incident light with respect to the wavelength λ of the incident light, or the wavelength λ of the incident light with respect to the incident angle θ of the incident light. Is appropriately set to satisfy the above. That is, it is not only when light of a predetermined specific wavelength is incident on the hologram at a predetermined specific incident angle that is diffracted with high diffraction efficiency by a striped pattern of a certain reflective volume hologram. Therefore, even when the first hologram 10 is illuminated from a direction different from the incident direction d1 of the first reference light L1r with the reproduction illumination light having a wavelength region different from that of the first reference light L1r and the first object light L1o, the reproduction is performed. The image 26 can be reproduced.
さらに、図３に示すように、第１参照光Ｌ１ｒ及び第１物体光Ｌ１ｏと同一波長域の波長を有する再生照明光Ｌ２ａによって、第１物体光Ｌ１ｏのいずれかの光路に沿った方向から、第１ホログラム１０を照明した場合にも、再生像２６を再生することができる。 Further, as shown in FIG. 3, the reproduction illumination light L2a having a wavelength in the same wavelength region as the first reference light L1r and the first object light L1o, from the direction along one of the optical paths of the first object light L1o, Even when the first hologram 10 is illuminated, the reproduced image 26 can be reproduced.
ところで、第１ホログラム感光層２０は、自立性に欠ける又は損傷を受けやすいといった理由から、露光工程中、一対の支持層１８，１９に保持されている。第１ホログラム感光層２０は、一対の支持層１８，１９とともに、第１積層体１５を構成し、第１積層体１５の一部分をなしている。図１に示すように、第１積層体１５の支持層１８，１９は、第１参照光Ｌ１ｒ及び第１物体光Ｌ１ｏの入光面となる。したがって、支持層１８，１９は、迷光等の発生を抑制するため、反射防止機能を付与されていることが好ましい。 Incidentally, the first hologram photosensitive layer 20 is held by the pair of support layers 18 and 19 during the exposure process because it lacks self-sustainability or is easily damaged. The first hologram photosensitive layer 20, together with the pair of support layers 18 and 19, constitutes the first stacked body 15 and forms a part of the first stacked body 15. As shown in FIG. 1, the support layers 18 and 19 of the first stacked body 15 serve as light incident surfaces for the first reference light L1r and the first object light L1o. Therefore, the support layers 18 and 19 are preferably provided with an antireflection function in order to suppress generation of stray light and the like.
また、図１に示されているように、第１積層体１５は、一般的に、第１ホログラム感光層２０及び一対の支持層１８，１９に加えて、基層１７およびフィルム層１６を含んでいる。基層１７は、第１積層体１５に撓み等の変形が生じることを防止する観点から高剛性の板状部材、例えばガラスから形成され得る。また、フィルム層１６は、第１ホログラム感光層２０に隣接して配置され、第１ホログラム感光層２０を支持している。 As shown in FIG. 1, the first laminate 15 generally includes a base layer 17 and a film layer 16 in addition to the first hologram photosensitive layer 20 and the pair of support layers 18 and 19. Yes. The base layer 17 can be formed from a highly rigid plate-like member, for example, glass from the viewpoint of preventing the first laminated body 15 from being deformed such as bending. The film layer 16 is disposed adjacent to the first hologram photosensitive layer 20 and supports the first hologram photosensitive layer 20.
第１積層体１５を構成する多数の層の間には、インデックスマッチング液等が注入され、屈折率の調整が図られている。しかしながら、第１積層体１５が、種々の機能を意図された多数の層を含む場合、第１積層体１５内に屈折率差を有した界面（以下において、屈折率界面とも呼ぶ）１５ａが形成されてしまう。そして、反射型体積ホログラムを製造する多くの場合、第１積層体１５内に不可避的に屈折率界面１５ａが形成され、この屈折率界面１５ａに起因して反射型体積ホログラムに不要な干渉縞１２が記録されることになる。 An index matching liquid or the like is injected between a large number of layers constituting the first laminate 15 to adjust the refractive index. However, when the first stacked body 15 includes a large number of layers intended for various functions, an interface (hereinafter also referred to as a refractive index interface) 15 a having a refractive index difference is formed in the first stacked body 15. It will be. In many cases of manufacturing a reflective volume hologram, the refractive index interface 15a is inevitably formed in the first laminate 15, and the interference fringes 12 unnecessary for the reflective volume hologram are caused by the refractive index interface 15a. Will be recorded.
ここで図４及び図５を主に参照して、この不要な干渉縞１２、並びに、この干渉縞１２が記録されることによって第１ホログラム１０に形成される不要な縞状パターン１１ｘついて説明する。なお、図４及び図５に示された例では、第１積層体１５のフィルム層１６が屈折率１．５６のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のフィルムからなり、第１積層体１５のフィルム層１６以外のすべての層が、フィルム層１６とは異なる互いに同一の屈折率（例えば１．５２）を有しているとの前提に立っている。すなわち、第１積層体１５内にフィルム層１６との間に屈折率界面１５ａが形成され、且つ、当該屈折率界面１５ａは、第１参照光Ｌ１ｒの光路に沿って第１ホログラム感光層２０よりも入光側に位置している。 Here, with reference mainly to FIG. 4 and FIG. 5, the unnecessary interference fringe 12 and the unnecessary fringe pattern 11x formed in the first hologram 10 by recording the interference fringe 12 will be described. . In the example shown in FIGS. 4 and 5, the film layer 16 of the first laminate 15 is made of a polyethylene terephthalate (PET) film having a refractive index of 1.56, and the film layer 16 of the first laminate 15. It is based on the premise that all the layers other than have the same refractive index (for example, 1.52) different from the film layer 16. That is, the refractive index interface 15a is formed between the first laminate 15 and the film layer 16, and the refractive index interface 15a is formed by the first hologram photosensitive layer 20 along the optical path of the first reference light L1r. Is also located on the incident side.
そして、屈折率界面１５ａは、図４に示すように、その屈折率差に応じた反射率で第１参照光Ｌ１ｒの一部を反射させる。この意図しない反射光Ｌｘｏの一部は、第１参照光Ｌ１ｒの入光面１５ｂをなす第１積層体１５の面でさらに反射する。この結果、図４に示すように、意図しない反射光Ｌｘｏが所定の方向から第１ホログラム感光層２０へ入射する。このように、第１参照光Ｌ１ｒと反射光Ｌｘｏが第１ホログラム感光層２０に同一の側から入射することにより、第１参照光Ｌ１ｒと反射光Ｌｘｏとの干渉が第１ホログラム感光層２０上で生じる。この結果、第１参照光Ｌ１ｒ及び反射光Ｌｘｏが干渉してなる不要な干渉縞１２ｘが第１ホログラム感光層２０に不要な縞状パターン１１ｘとして記録される。 As shown in FIG. 4, the refractive index interface 15a reflects a part of the first reference light L1r with a reflectance corresponding to the refractive index difference. Part of the unintended reflected light Lxo is further reflected by the surface of the first stacked body 15 that forms the light incident surface 15b of the first reference light L1r. As a result, as shown in FIG. 4, unintended reflected light Lxo enters the first hologram photosensitive layer 20 from a predetermined direction. As described above, when the first reference light L1r and the reflected light Lxo are incident on the first hologram photosensitive layer 20 from the same side, the interference between the first reference light L1r and the reflected light Lxo is caused on the first hologram photosensitive layer 20. It occurs in. As a result, an unnecessary interference fringe 12x formed by interference between the first reference light L1r and the reflected light Lxo is recorded as an unnecessary fringe pattern 11x on the first hologram photosensitive layer 20.
なお、不要な干渉縞１２ｘは、第１参照光Ｌ１ｒおよび反射光Ｌｘｏの干渉によって生成されている。したがって、第１参照光Ｌ１ｒの入射方向ｄ１と平行に進み且つ第１参照光Ｌ１ｒと同一波長域の波長を有する再生照明光Ｌ１ａは、不要な干渉縞１２ｘを記録してなる不要な縞状パターン１１ｘのブラッグ条件を満たすことになる。すなわち、再生照明光Ｌ１ａの一部は、縞状パターン１１で回折されて再生像２６を再生し、同時に、再生照明光Ｌ１ａの他の一部が、不要な縞状パターン１１ｘで回折され、その回折光としての再生光Ｌｘｂが、第１ホログラム１０を透過して意図しない方向に進む。すなわち、第１ホログラム１０に形成された不要な縞状パターン１１ｘは、再生像２６を再生するための回折効率を低下させるとともに、意図しない方向に不要な再生光Ｌ２ｂを射出させることになる。 The unnecessary interference fringes 12x are generated by interference between the first reference light L1r and the reflected light Lxo. Accordingly, the reproduction illumination light L1a traveling in parallel with the incident direction d1 of the first reference light L1r and having the same wavelength region as that of the first reference light L1r is an unnecessary fringe pattern formed by recording unnecessary interference fringes 12x. The 11x Bragg condition will be met. That is, a part of the reproduction illumination light L1a is diffracted by the striped pattern 11 to reproduce the reproduction image 26, and at the same time, another part of the reproduction illumination light L1a is diffracted by the unnecessary stripe pattern 11x. The reproduction light Lxb as diffracted light passes through the first hologram 10 and travels in an unintended direction. That is, the unnecessary striped pattern 11x formed on the first hologram 10 lowers the diffraction efficiency for reproducing the reproduction image 26 and emits unnecessary reproduction light L2b in an unintended direction.
また、屈折率界面１５ａが、第１参照光Ｌ１ａの光路に沿って第１ホログラム感光層２０よりも上流側に位置していることから、不要な干渉縞１２ｘを生成する第１参照光Ｌ１ｒおよび反射光Ｌｘｏは、第１ホログラム感光層２０に同一の側から入射する。この結果、第１参照光Ｌ１ａと反射光Ｌｘｏとの干渉によって生じる干渉縞１２ｘを記録してなる不要な縞状パターン１１ｘは、透過型のホログラムを形成する。このため、図４によく示されているように、縞状パターン１１ｘを構成する各筋状模様または各面状模様は、第１ホログラム１０への法線方向に対して僅かにしか傾斜せず、これにより、図５に示すように、第１ホログラム１０を目視で観察した際に把握されやすくなる。 Further, since the refractive index interface 15a is located upstream of the first hologram photosensitive layer 20 along the optical path of the first reference light L1a, the first reference light L1r that generates unnecessary interference fringes 12x and The reflected light Lxo enters the first hologram photosensitive layer 20 from the same side. As a result, the unnecessary fringe pattern 11x formed by recording the interference fringes 12x generated by the interference between the first reference light L1a and the reflected light Lxo forms a transmission hologram. Therefore, as well shown in FIG. 4, each streaky pattern or each planar pattern constituting the striped pattern 11 x is slightly inclined with respect to the normal direction to the first hologram 10. Thus, as shown in FIG. 5, the first hologram 10 is easily grasped when visually observed.
なお、不要な縞状パターン１１ｘは、第１参照光Ｌ１ｒと、第１参照光Ｌ１ｒが反射することにより生成された反射光Ｌｘｏと、の干渉によって生じる不要な干渉縞１２ｘを記録したものである。このため、不要な縞状パターン１１ｘの配列方向に沿って、不要な縞状パターン１１ｘが形成されている領域は、第１参照光Ｌ１ｒを露光されていた領域の一部分となる。 The unnecessary striped pattern 11x is a recording of unnecessary interference fringes 12x generated by interference between the first reference light L1r and the reflected light Lxo generated by reflecting the first reference light L1r. . For this reason, the area | region where the unnecessary striped pattern 11x is formed along the arrangement direction of the unnecessary striped pattern 11x becomes a part of the area | region where the 1st reference light L1r was exposed.
第１参照光Ｌ１ｒを露光されていた領域の不要な縞状パターン１１ｘの配列方向に沿った長さｙと、不要な縞状パターン１１ｘが形成されている領域の不要な縞状パターン１１ｘの配列方向に沿った長さｘは、次の式（２）を満たすようになる。
y-x=(2・z・n1 2・sin2(θ1a))/(n2 2-(n1 2・sin2(θ1a))) ・・・（２）
式（２）において、
「ｚ」は、第１ホログラム１０への法線方向に沿った反射光Ｌｘｏの光路長、すなわち、第１ホログラム１０への法線方向に沿った入光面１５ｂから屈折率界面１５ａまでの長さであり、
「ｎ１」は、第１積層体１５へ入射する直前に通過していた領域の屈折率、すなわち空気の屈折率であり、
「ｎ２」は、第１積層体１５のうちの屈折率界面１５ａに到達するまでの領域の屈折率であり、
「θ１ａ」は、第１参照光Ｌ１ｒの入光面１５ｂへの入射角度、すなわち第１参照光Ｌ１ｒの入射方向が入光面１５ｂへの法線方向に対してなす角度である。
上記式（２）は、第１参照光Ｌ１ｒが第１積層体１５へ入射する際にスネル法則に従って満たす式（３）、及び、第１参照光Ｌ１ｒの屈折角θ1bを用いた式（４）を利用して、算出される。
n1・sin(θ1a)=n2・sin(θ1a) ・・・（３）
y-x=2・z・tan(θ1b) ・・・（４）
The length y along the arrangement direction of the unnecessary striped pattern 11x in the region exposed to the first reference light L1r and the arrangement of the unnecessary striped pattern 11x in the region where the unnecessary striped pattern 11x is formed. The length x along the direction satisfies the following expression (2).
yx = (2 ・ z ・ n 1 2・ sin 2 (θ 1a )) / (n 2 2- (n 1 2・ sin 2 (θ 1a ))) (2)
In equation (2),
“Z” is the optical path length of the reflected light Lxo along the normal direction to the first hologram 10, that is, the length from the light incident surface 15 b to the refractive index interface 15 a along the normal direction to the first hologram 10. Is,
“N 1 ” is the refractive index of the region that has passed immediately before entering the first stacked body 15, that is, the refractive index of air,
“N 2 ” is the refractive index of the region until reaching the refractive index interface 15 a of the first stacked body 15,
“Θ 1a ” is an incident angle of the first reference light L1r to the light incident surface 15b, that is, an angle formed by the incident direction of the first reference light L1r with respect to the normal direction to the light incident surface 15b.
The above equation (2) is an equation (3) that satisfies the Snell's law when the first reference light L1r is incident on the first stacked body 15, and an equation (4) that uses the refraction angle θ 1b of the first reference light L1r. ) To calculate.
n 1 · sin (θ 1a ) = n 2 · sin (θ 1a ) (3)
yx = 2 · z · tan (θ 1b ) (4)
次に、以上のようにして作製された第１ホログラム１０を用いて第２ホログラム３０を作製する方法について説明する。 Next, a method for producing the second hologram 30 using the first hologram 10 produced as described above will be described.
第２ホログラム３０は、第２ホログラム感光層４０を露光し、次に、露光された第２ホログラム感光層４０に対して後処理を施すことによって、作製される。第２ホログラム感光層４０は、第１ホログラム感光層２０と同様に、例えば、フォトポリマー、銀塩乳剤、重クロム酸ゼラチン、フォトレジスト等の感光性を有した材料により形成される。第１ホログラム１０と同様に、感光性を有した第２ホログラム感光層４０を、互いに干渉性を有した参照光および物体光によって露光することにより、第２ホログラム感光層４０に縞状パターン３１が形成される。 The second hologram 30 is produced by exposing the second hologram photosensitive layer 40 and then subjecting the exposed second hologram photosensitive layer 40 to post-processing. Similar to the first hologram photosensitive layer 20, the second hologram photosensitive layer 40 is formed of a photosensitive material such as a photopolymer, a silver salt emulsion, dichromated gelatin, or a photoresist. Similar to the first hologram 10, the striped pattern 31 is formed on the second hologram photosensitive layer 40 by exposing the photosensitive second hologram photosensitive layer 40 with reference light and object light having mutual coherence. It is formed.
図６に示すように、露光されて第２ホログラム３０をなすようになる第２ホログラム感光層４０は、第１ホログラム１０と積層されて第２積層体３５をなしている。図６に示された第２積層体３５は、当該第２積層体３５への第２参照光Ｌ２ｒの入光側から順に、支持層３９、第２ホログラム感光層４０、フィルム層３６、基層３７、第１ホログラム１０、支持層３８及び背面層３３を有している。支持層３９、フィルム層３６、基層３７及び支持層３８は、それぞれ、第１積層体１５に含まれた支持層１９、フィルム層１６、基層１７及び支持層１８に対応する層であり、第１積層体１５に含まれるこれらの層と同様の機能を発揮することを期待されている。一方、背面層３３は、光吸収機能を有した層であり、例えば黒色顔料等を含む層として形成され得る。背面層３３は、当該背面層３３に到達した不要な光を吸収して、不要な干渉縞の生成を効果的に防止する。 As shown in FIG. 6, the second hologram photosensitive layer 40 that is exposed to form the second hologram 30 is laminated with the first hologram 10 to form a second laminate 35. The second laminated body 35 shown in FIG. 6 includes a support layer 39, a second hologram photosensitive layer 40, a film layer 36, and a base layer 37 in order from the light incident side of the second reference light L2r to the second laminated body 35. The first hologram 10, the support layer 38, and the back layer 33 are provided. The support layer 39, the film layer 36, the base layer 37, and the support layer 38 are layers corresponding to the support layer 19, the film layer 16, the base layer 17, and the support layer 18 included in the first laminate 15, respectively. It is expected to exhibit the same functions as those layers included in the laminate 15. On the other hand, the back surface layer 33 is a layer having a light absorption function, and can be formed as a layer containing, for example, a black pigment. The back layer 33 absorbs unnecessary light reaching the back layer 33 and effectively prevents generation of unnecessary interference fringes.
図６に示された露光方法では、支持層３９の側から第２積層体３５に入射した参照光Ｌ２ｒは、第２ホログラム感光層４０を透過して、第１ホログラム１０へ入射する。この参照光Ｌ２ｒを、以下においては、第２参照光Ｌ２ｒと呼ぶ。第２参照光Ｌ２ｒは、コヒーレントな光であって、典型的には、レーザー光源で発振されたレーザー光である。この第２参照光Ｌ２ｒは、第１ホログラム感光層２０に対する第１物体光Ｌ１ｒの入射方向のいずれかと平行な方向から、第１ホログラム１０に対して入射する。言い換えると、第１ホログラム感光層２０および第１ホログラム１０が同一の位置に配置されたと仮定して、第２参照光Ｌ２ｒは、発散光束をなす第１物体光Ｌ１ｒのいずれかと平行な方向に進む。さらに言い換えると、第１ホログラム１０に対する第２参照光Ｌ２ｒの入射方向の位置関係は、第１ホログラム感光層２０に対するいずれかの第１物体光Ｌ１ｏの入射方向の位置関係と同一となっている。また、第２参照光Ｌ２ｒは、第１参照光Ｌ１ｒと同一波長域の波長を有するコヒーレント光である。したがって、図３を参照しながら説明したように、第２参照光Ｌ２ｒは、第１ホログラム１０の縞状パターン１１に関するブラッグ条件を満たすようにして、当該第１ホログラム１０へ入射する。 In the exposure method shown in FIG. 6, the reference light L <b> 2 r that has entered the second stacked body 35 from the support layer 39 side passes through the second hologram photosensitive layer 40 and enters the first hologram 10. Hereinafter, the reference light L2r is referred to as a second reference light L2r. The second reference light L2r is coherent light, and is typically laser light oscillated by a laser light source. The second reference light L2r is incident on the first hologram 10 from a direction parallel to one of the incident directions of the first object light L1r with respect to the first hologram photosensitive layer 20. In other words, assuming that the first hologram photosensitive layer 20 and the first hologram 10 are disposed at the same position, the second reference light L2r travels in a direction parallel to any one of the first object light L1r forming a divergent light beam. . In other words, the positional relationship in the incident direction of the second reference light L2r with respect to the first hologram 10 is the same as the positional relationship in the incident direction of any first object light L1o with respect to the first hologram photosensitive layer 20. The second reference light L2r is coherent light having a wavelength in the same wavelength region as the first reference light L1r. Therefore, as described with reference to FIG. 3, the second reference light L <b> 2 r is incident on the first hologram 10 so as to satisfy the Bragg condition regarding the striped pattern 11 of the first hologram 10.
すなわち、第２ホログラム感光層４０を透過した第２参照光Ｌ２ｒは、反射型体積ホログラムとして作製された第１ホログラム１０へ、再生照明光として入射する。そして、反射型体積ホログラムとして作製された第１ホログラム１０で回折された第２参照光Ｌ２ｒは、再生像２６を再生する再生光Ｌ２ｂをなして、第２ホログラム感光層４０へと向かう。結果として、第１ホログラム１０からの再生光Ｌ２ｂが、物体光（以下において第２物体光とも呼ぶ）Ｌ２ｏとして、第２参照光Ｌ２ｒとは別の側から第２ホログラム感光層４０へ入射する。 That is, the second reference light L2r that has passed through the second hologram photosensitive layer 40 enters the first hologram 10 manufactured as a reflection volume hologram as reproduction illumination light. Then, the second reference light L2r diffracted by the first hologram 10 produced as a reflection type volume hologram forms the reproduction light L2b for reproducing the reproduction image 26 and travels toward the second hologram photosensitive layer 40. As a result, the reproduction light L2b from the first hologram 10 enters the second hologram photosensitive layer 40 from the side different from the second reference light L2r as object light (hereinafter also referred to as second object light) L2o.
以上のようにして、第２参照光Ｌ２ｒと第２物体光Ｌ２ｏが第２ホログラム感光層４０に入射する。第２物体光Ｌ２ｏは、第２参照光Ｌ２ｒの第１ホログラム１０での回折光であることから、コヒーレントな第２参照光Ｌ２ｒと干渉する。この結果、第２ホログラム感光層４０が第２参照光Ｌ２ｒ及び第２物体光Ｌ２ｏによって露光されると、第２参照光Ｌ２ｒ及び第２物体光Ｌ２ｏが干渉してなる干渉縞３２が第２ホログラム感光層４０上に生成される。そして、この光の干渉縞３２が、何らかのパターン、一例として、屈折率変調パターンや凹凸パターンとして、第２ホログラム感光層４０に記録される。その後、第２ホログラム感光層４０をなす材料の種類に対応した適切な後処理が施される。 As described above, the second reference light L2r and the second object light L2o enter the second hologram photosensitive layer 40. Since the second object light L2o is the diffracted light of the second reference light L2r in the first hologram 10, it interferes with the coherent second reference light L2r. As a result, when the second hologram photosensitive layer 40 is exposed by the second reference light L2r and the second object light L2o, an interference fringe 32 formed by the interference of the second reference light L2r and the second object light L2o is generated in the second hologram. It is formed on the photosensitive layer 40. The interference fringes 32 of the light are recorded on the second hologram photosensitive layer 40 as a certain pattern, for example, a refractive index modulation pattern or an uneven pattern. Thereafter, appropriate post-processing corresponding to the type of material forming the second hologram photosensitive layer 40 is performed.
以上のようにして、第２ホログラム感光層４０に干渉縞３２に対応したパターンにて縞状パターン３１が第２ホログラム感光層４０に形成され、第２ホログラム３０が得られる。 As described above, the striped pattern 31 is formed on the second hologram photosensitive layer 40 in a pattern corresponding to the interference fringes 32 on the second hologram photosensitive layer 40, and the second hologram 30 is obtained.
ところで、上述したように、第１ホログラム１０には不要な縞状パターン１１ｘも含まれている。そして仮に、第２参照光Ｌ２ｒが、第１参照光Ｌ１ｒの第１ホログラム感光層２０への入射方向ｄ１と一致する方向から第１ホログラム感光層２０へ入射すると、当該第２参照光Ｌ２ｒは、不要な縞状パターン１１ｘのブラッグ条件を満たす。不要な縞状パターン１１ｘでの回折光が第２ホログラム感光層４０へ入射すると、第２ホログラム感光層４０にも不要な干渉縞が記録されるようになってしまう。この場合、作製された第２ホログラム３０は、不要な縞状パターンを含み、本来目的としていた回折効率が低下するとともに、不要な縞状パターンでの回折光が意図しない方向に進み出てしまうといった不具合が生じる。 By the way, as described above, the first hologram 10 includes an unnecessary striped pattern 11x. If the second reference light L2r is incident on the first hologram photosensitive layer 20 from a direction that coincides with the incident direction d1 of the first reference light L1r on the first hologram photosensitive layer 20, the second reference light L2r is The Bragg condition of the unwanted striped pattern 11x is satisfied. When diffracted light with an unnecessary stripe pattern 11x is incident on the second hologram photosensitive layer 40, unnecessary interference fringes are also recorded on the second hologram photosensitive layer 40. In this case, the produced second hologram 30 includes an unnecessary striped pattern, the originally intended diffraction efficiency is lowered, and the diffracted light in the unnecessary striped pattern proceeds in an unintended direction. Occurs.
しかしながら、図６に示された露光方法では、第２参照光Ｌ２ｒは、第１物体光Ｌ１ｒの第１ホログラム感光層２０に対する入射方向のいずれかと同一となる方向から第１ホログラム１０に入射している。したがって、第２参照光Ｌ２ｒが、第１参照光Ｌ１ｒおよび反射光Ｌｘｏ（図４参照）の第１ホログラム感光層２０への入射方向のいずれとも異なる方向から、第１ホログラム１０へ入射することが可能となる。この場合、第２参照光Ｌ２ｒは、縞状パターン１１に関するブラッグ条件を満たす一方で、不要な縞状パターン１１ｘに関するブラッグ条件を満たさなくなる。 However, in the exposure method shown in FIG. 6, the second reference light L2r is incident on the first hologram 10 from the same direction as one of the incident directions of the first object light L1r with respect to the first hologram photosensitive layer 20. Yes. Therefore, the second reference light L2r may be incident on the first hologram 10 from a direction different from the incident direction of the first reference light L1r and the reflected light Lxo (see FIG. 4) on the first hologram photosensitive layer 20. It becomes possible. In this case, the second reference light L2r satisfies the Bragg condition regarding the striped pattern 11, but does not satisfy the Bragg condition regarding the unnecessary striped pattern 11x.
以上のことから、第２ホログラム感光層４０の露光時に不要な干渉縞の発生を防止し、これにより、第２ホログラム感光層４０に不要な縞状パターンが形成されることを防止して、所望の縞状パターン３１のみを第２ホログラム感光層４０を形成することができる。すなわち、不要な干渉縞１２ｘが記録された第１ホログラム１０からの再生光を用いて、不要な干渉縞を記録することなく所望の干渉縞３２のみを第２ホログラム感光層４０に記録することができる。この結果、製造された第２ホログラム３０は、所望の回折現象を高い回折効率で発現することができる。 From the above, it is possible to prevent generation of unnecessary interference fringes during the exposure of the second hologram photosensitive layer 40, thereby preventing formation of unnecessary stripe patterns on the second hologram photosensitive layer 40. The second hologram photosensitive layer 40 can be formed only from the striped pattern 31. That is, only the desired interference fringes 32 can be recorded on the second hologram photosensitive layer 40 without recording the unnecessary interference fringes by using the reproduction light from the first hologram 10 on which the unnecessary interference fringes 12x are recorded. it can. As a result, the manufactured second hologram 30 can express a desired diffraction phenomenon with high diffraction efficiency.
なお、反射型体積ホログラムの実際の作製、とりわけデニシューク法による反射型体積ホログラムの実際の作製においては、一般的に、被写体２５からの物体光が、ホログラム感光層への法線方向またはその近傍の方向から、最も強い強度で当該ホログラム感光層へ入射するようになる。その一方で、参照光の入射方向は、一般的に、物体光の入射方向と非平行に設定される。参照光と物体光の進行方向が交差することにより、縞状パターンの筋状模様または面状模様のピッチを比較的に長くすることができ、これにより、所望の回折現象を引き起こすホログラムを精度良く作製することが可能となるからである。このような傾向からすれば、再生照明光として機能する第２参照光Ｌ２ｒの第１ホログラム１０に対する入射方向と、第１ホログラム１０をなすようになる第１ホログラム感光層２０への第１物体光Ｌ１ｏの入射方向と、を同一の位置関係に設定した場合、再生照明光として機能する第２参照光Ｌ２ｒの第１ホログラム１０に対する入射方向は、第１ホログラム１０への第１参照光Ｌ１ｒ及び反射光Ｌｒｏの入射方向と一致するのは非常に稀となる。 In the actual production of the reflection type volume hologram, particularly the actual production of the reflection type volume hologram by the Denniske method, the object light from the subject 25 is generally in the normal direction to the hologram photosensitive layer or in the vicinity thereof. From the direction, it enters the hologram photosensitive layer with the strongest intensity. On the other hand, the incident direction of the reference light is generally set non-parallel to the incident direction of the object light. By crossing the traveling direction of the reference beam and the object beam, the pitch of the stripe pattern or surface pattern of the striped pattern can be made relatively long, which makes it possible to accurately generate a hologram that causes a desired diffraction phenomenon. This is because it can be manufactured. From this tendency, the incident direction of the second reference light L2r functioning as the reproduction illumination light with respect to the first hologram 10 and the first object light on the first hologram photosensitive layer 20 that forms the first hologram 10 are considered. When the incident direction of L1o is set to the same positional relationship, the incident direction of the second reference light L2r functioning as reproduction illumination light with respect to the first hologram 10 is the first reference light L1r to the first hologram 10 and reflection. It rarely coincides with the incident direction of the light Lro.
また、第２ホログラム３０の回折効率を向上させる観点からは、当然に、第２ホログラム感光層４０の露光時における第２物体光Ｌ２ｏの強度が高いことが好ましい。したがって、第１ホログラム１０での第２参照光Ｌ２ｒの回折効率が高い程、回折効率の面において優れた第２ホログラム３０を作製することができる。この観点からは、第１ホログラム感光層２０に対する第１参照光Ｌ１ｒの入射方向と平行な方向ｄ１に沿って、第１参照光Ｌ１ｒと同一波長域の再生照明光を第１ホログラム１０に照明した場合における、第１ホログラム１０の回折特性を予め調査しておき、当該調査された回折特性に基づき、第２参照光Ｌ２ｒの第１ホログラム１０への入射方向を設定することが好ましい。 Of course, from the viewpoint of improving the diffraction efficiency of the second hologram 30, it is preferable that the intensity of the second object light L2o when the second hologram photosensitive layer 40 is exposed is high. Therefore, the higher the diffraction efficiency of the second reference light L2r in the first hologram 10, the more the second hologram 30 can be produced in terms of diffraction efficiency. From this point of view, the first hologram 10 is illuminated with reproduction illumination light in the same wavelength region as the first reference light L1r along a direction d1 parallel to the incident direction of the first reference light L1r with respect to the first hologram photosensitive layer 20. In this case, it is preferable to investigate in advance the diffraction characteristics of the first hologram 10 and set the incident direction of the second reference light L2r to the first hologram 10 based on the investigated diffraction characteristics.
例えば、まず、第１ホログラム１０からの再生光が進み出ると予想される方向と、その近辺となる様々な方向と、において、一具体例として、第１物体光Ｌ１ｏが第１ホログラム１０へ入射する角度域内の種々の方向において、分光透過率を調査する。分光透過率は、島津製作所製の分光光度計ＵＶ−２４５０を用いて測定され得る。そして、第１参照光Ｌ１ｒおよび第１物体光Ｌ１ｏの波長域の光が、中心波長となっている分光透過率が測定された方向を、第２ホログラム感光層４０の露光時における当該第２ホログラム感光層４０への第２参照光Ｌ２ｒの入射方向とすることができる。 For example, first, as a specific example, the first object light L1o is incident on the first hologram 10 in the direction in which the reproduction light from the first hologram 10 is expected to proceed and various directions in the vicinity thereof. The spectral transmission is investigated in various directions within the angular range. The spectral transmittance can be measured using a spectrophotometer UV-2450 manufactured by Shimadzu Corporation. Then, the second hologram at the time of exposure of the second hologram photosensitive layer 40 indicates the direction in which the spectral transmittance at which the light in the wavelength range of the first reference light L1r and the first object light L1o is the center wavelength is measured. The incident direction of the second reference light L2r to the photosensitive layer 40 can be set.
また別の方法としては、上述した方法と同様に、まず、第１ホログラム１０からの再生光が進み出ると予想される方向と、その近辺となる様々な方向と、において、一具体例として、第１物体光Ｌ１ｏが第１ホログラム１０へ入射する角度域内の種々の方向において、分光透過率を調査する。分光透過率は、島津製作所製の分光光度計ＵＶ−２４５０を用いて測定され得る。そして、第１参照光Ｌ１ｒおよび第１物体光Ｌ１ｏの波長域の光が、ピーク強度となっている分光透過率が測定された方向を、第２ホログラム感光層４０の露光時における当該第２ホログラム感光層４０への第２参照光Ｌ２ｒの入射方向とすることができる。さらには、第１ホログラム感光層２０に対する第１参照光Ｌ１ｒの入射方向と一致する方向ｄ１から第１参照光Ｌ１ｒおよび第１物体光Ｌ１ｏと同一波長域の再生照明光を第１ホログラム１０へ照射した場合に最も輝度が高くなる方向と、第２ホログラム１０を作製する工程における第１ホログラム１０に対する第２参照光Ｌ２ｒの入射方向が、一致するようにしてもよい。 As another method, similar to the above-described method, first, as a specific example, in a direction in which the reproduction light from the first hologram 10 is expected to proceed and various directions in the vicinity thereof, The spectral transmittance is investigated in various directions within the angular range where one object beam L1o is incident on the first hologram 10. The spectral transmittance can be measured using a spectrophotometer UV-2450 manufactured by Shimadzu Corporation. Then, the second hologram at the time of exposure of the second hologram photosensitive layer 40 indicates the direction in which the spectral transmittance at which the light in the wavelength range of the first reference light L1r and the first object light L1o has the peak intensity is measured. The incident direction of the second reference light L2r to the photosensitive layer 40 can be set. Furthermore, the first hologram 10 is irradiated with reproduction illumination light in the same wavelength region as the first reference light L1r and the first object light L1o from the direction d1 that coincides with the incident direction of the first reference light L1r with respect to the first hologram photosensitive layer 20. In this case, the direction in which the luminance becomes highest may coincide with the incident direction of the second reference light L2r with respect to the first hologram 10 in the step of manufacturing the second hologram 10.
ところで、ここで説明した方法によれば、第１ホログラム１０からの再生光を用いて第２ホログラム３０を作製する際に、第１ホログラム１０の作製時における第１参照光Ｌ１ｒの第１ホログラム感光層２０への入射光路ではなく、第１物体光Ｌ１ｏの第１ホログラム感光層２０への入射光路に沿って、再生照明光として機能する第２参照光１５が第１ホログラム１０へ入射するよう、第２積層体３５を露光している。また上述したように、被写体２５を用いて一段目のホログラムを作製する際、一般的に、被写体２５からの物体光は、ホログラム感光層に対してその法線方向から高強度で照明されるようになる。 By the way, according to the method described here, when the second hologram 30 is manufactured using the reproduction light from the first hologram 10, the first hologram light exposure of the first reference light L <b> 1 r at the time of manufacturing the first hologram 10 is performed. The second reference light 15 functioning as reproduction illumination light is incident on the first hologram 10 along the incident optical path of the first object light L1o to the first hologram photosensitive layer 20 instead of the incident optical path to the layer 20. The second stacked body 35 is exposed. As described above, when a first-stage hologram is produced using the subject 25, generally, object light from the subject 25 is illuminated with high intensity from the normal direction to the hologram photosensitive layer. become.
したがって、ここで説明した第２ホログラム３０の製造方法における第２参照光Ｌ２ｒの第２ホログラム感光層４０への入射角度は、図７に示すように、比較的に小さくなる。ここで入射角度とは、入射対象となる面への法線方向に対して入射光の進行方向がなす角度の大きさのことである。一方、第２ホログラム３０を作製する際に、第１ホログラム１０の作製時における第１参照光Ｌ１ｒの第１ホログラム感光層２０への入射光路に沿って、第２参照光Ｌ２ｒが第１ホログラム１０へ入射するよう、第２積層体３５を露光した場合には、第２参照光Ｌ２ｒ’の第２ホログラム感光層４０への入射角度は、図９に示すように、比較的に大きくなる。すなわち、ここで説明した第２ホログラム３０の製造方法での露光方法によれば、第２参照光Ｌ２ｒの第２ホログラム感光層４０への入射角度を小さくすることができ、当該入射角度を０°にすることもできる。そして、第２参照光Ｌ２ｒが第２ホログラム感光層４０へ小さな入射角度で入射すれば、以下に説明するように、再生像２６を明瞭に再生することができる。 Therefore, the incident angle of the second reference light L2r to the second hologram photosensitive layer 40 in the method for manufacturing the second hologram 30 described here is relatively small as shown in FIG. Here, the incident angle is the magnitude of the angle formed by the traveling direction of incident light with respect to the normal direction to the surface to be incident. On the other hand, when the second hologram 30 is manufactured, the second reference light L2r is moved along the incident optical path of the first reference light L1r to the first hologram photosensitive layer 20 when the first hologram 10 is manufactured. When the second stacked body 35 is exposed to be incident on the second hologram 35, the incident angle of the second reference light L2r ′ on the second hologram photosensitive layer 40 is relatively large as shown in FIG. That is, according to the exposure method in the manufacturing method of the second hologram 30 described here, the incident angle of the second reference light L2r to the second hologram photosensitive layer 40 can be reduced, and the incident angle is set to 0 °. It can also be. If the second reference light L2r is incident on the second hologram photosensitive layer 40 at a small incident angle, the reproduced image 26 can be clearly reproduced as described below.
上述したように、ここで説明した方法によれば、不要な干渉縞１２ｘが不要な縞状パターン１１ｘとして第１ホログラム１０に記録されていたとしても、第２ホログラム３０を作製するための露光時に、この縞状パターン１１ｘに関するブラッグ条件が満たされない。このため、第１ホログラム１０に形成された不要な縞状パターン１１ｘに起因する不要な干渉縞が、第２ホログラム３０に記録されることを効果的に防止することができる。しかしながら、第１積層体１５と同様に、第２積層体３５内にも屈折率界面３５ａが含まれ得る。そして、第２ホログラム感光層４０の露光時に、第２参照光Ｌ２ｒが屈折率界面３５ａで反射することにより、不要な縞状パターン３１ｘが第２ホログラム３０に形成されてしまう可能性がある。そして、第２参照光Ｌ２ｒの第２ホログラム感光層４０への入射角度が小さくなるここで説明した製造方法によれば、次に説明するように、作製された第２ホログラム３０において、この不要な縞状パターン３１ｘでの回折によって、本来再生することを意図された再生像２６の視認性が悪化してしまうことを効果的に防止することができる。 As described above, according to the method described here, even when the unnecessary interference fringe 12x is recorded in the first hologram 10 as the unnecessary fringe pattern 11x, at the time of exposure for producing the second hologram 30 The Bragg condition regarding the striped pattern 11x is not satisfied. For this reason, it is possible to effectively prevent unnecessary interference fringes resulting from the unnecessary stripe pattern 11x formed on the first hologram 10 from being recorded on the second hologram 30. However, similarly to the first stacked body 15, the refractive index interface 35 a may be included in the second stacked body 35. Then, when the second hologram photosensitive layer 40 is exposed, the second reference light L <b> 2 r is reflected by the refractive index interface 35 a, so that an unnecessary striped pattern 31 x may be formed on the second hologram 30. Then, according to the manufacturing method described here, the incident angle of the second reference light L2r to the second hologram photosensitive layer 40 is reduced. As described below, in the manufactured second hologram 30, this unnecessary It is possible to effectively prevent the visibility of the reproduced image 26 originally intended to be reproduced from being deteriorated due to diffraction by the striped pattern 31x.
図７に示すように、屈折率界面３５ａが、第２参照光Ｌ２ｒの光路に沿って第２ホログラム感光層４０の背面に位置する場合、言い換えると、第２ホログラム感光層４０が、第２参照光Ｌ２ｒの光路に沿って屈折率界面３５ａよりも入光側に位置する場合について検討する。とりわけ図示された例では、第２ホログラム感光層４０と、第２ホログラム感光層４０の背面に配置されたフィルム層３６と、の間に屈折率界面３５ａが形成されている。そして、第２積層体３５内における第２ホログラム感光層４０よりも入光側には、屈折率界面が存在していない。この屈折率界面３５ａは、図７に示すように、その屈折率差に応じた反射率にて、第２ホログラム感光層４０を通過する第２参照光Ｌ２ｒの一部を反射させる。この意図しない反射光Ｌｙｏと、第２参照光Ｌ２ｒとの干渉が第２ホログラム感光層４０上で生じる。この結果、第２参照光Ｌ２ｒ及び反射光Ｌｙｏが干渉してなる不要な干渉縞３２ｘが第２ホログラム感光層４０に不要な縞状パターン３１ｘとして記録される。 As shown in FIG. 7, when the refractive index interface 35a is positioned on the back surface of the second hologram photosensitive layer 40 along the optical path of the second reference light L2r, in other words, the second hologram photosensitive layer 40 is the second reference. Consider a case where it is located on the light incident side of the refractive index interface 35a along the optical path of the light L2r. In particular, in the illustrated example, a refractive index interface 35 a is formed between the second hologram photosensitive layer 40 and the film layer 36 disposed on the back surface of the second hologram photosensitive layer 40. Further, the refractive index interface does not exist on the light incident side of the second laminate 35 with respect to the second hologram photosensitive layer 40. As shown in FIG. 7, the refractive index interface 35a reflects a part of the second reference light L2r that passes through the second hologram photosensitive layer 40 with a reflectance corresponding to the difference in refractive index. Interference between the unintended reflected light Lyo and the second reference light L2r occurs on the second hologram photosensitive layer 40. As a result, an unnecessary interference fringe 32x formed by interference between the second reference light L2r and the reflected light Lyo is recorded as an unnecessary fringe pattern 31x on the second hologram photosensitive layer 40.
ただし、図７に示すように、第２参照光Ｌ２ｒ及び反射光Ｌｙｏは、第２ホログラム感光層４０へ互いに異なる側から入射する。このため、不要な縞状パターン３１ｘの筋状模様または面状模様は、第２ホログラム感光層４０の面方向へ延びる。すなわち、不要な縞状パターン３１ｘは、反射型の体積ホログラムを構成する。しがって、この不要な縞状パターン３１ｘは、目視によって、視認され難くなる。 However, as shown in FIG. 7, the second reference light L2r and the reflected light Lyo enter the second hologram photosensitive layer 40 from different sides. For this reason, the striped pattern or planar pattern of the unnecessary striped pattern 31 x extends in the surface direction of the second hologram photosensitive layer 40. That is, the unnecessary striped pattern 31x forms a reflective volume hologram. Therefore, the unnecessary striped pattern 31x is hardly visually recognized.
なお、再生像２６を再生するための縞状パターン３１は、再生像２６の大きさ等に応じて、第１ホログラム１０内の一部分に形成される。その一方で、不要な縞状パターン３１ｘは、第１ホログラム１０内のほぼ全域に形成されるようになる。したがって、不要な縞状パターン３１ｘは、再生像２６の周囲となる領域に、ブラッグ条件を満たす特定波長域の光の色で表示される背景領域として認識される。 The striped pattern 31 for reproducing the reproduced image 26 is formed in a part of the first hologram 10 according to the size of the reproduced image 26 and the like. On the other hand, the unnecessary striped pattern 31x is formed almost all over the first hologram 10. Therefore, the unnecessary striped pattern 31x is recognized as a background region displayed in the color of light in a specific wavelength region that satisfies the Bragg condition in the region around the reproduced image 26.
通常、反射型体積ホログラムは、再生像の視認性を向上させることを目的として、明度の低い支持材上に配置されて使用されることが多い。そして、第２ホログラム３０が実際にこのような支持材上に配置された場合、不要な縞状パターン３１ｘのブラッグ条件を満たす光によって表示される背景領域は、背景領域を表示する光の波長が短波長側にずれるほど、視認され難くなる。逆に言えば、長波長側の光、例えば赤色光が、不要な縞状パターン３１ｘのブラッグ条件を満たす場合に、背景領域が明瞭に視認されてしまうようになる。背景領域が明瞭に視認されるようになると、再生像２６の視認性が劣化してしまい、当該第２ホログラム３０の品位を著しく低下させてしまうことになる。 In general, the reflective volume hologram is often used by being placed on a support material having low brightness for the purpose of improving the visibility of a reproduced image. And when the 2nd hologram 30 is actually arrange | positioned on such a support material, the background area | region displayed with the light which satisfy | fills the Bragg conditions of the unnecessary striped pattern 31x has the wavelength of the light which displays a background area | region. The more it shifts to the short wavelength side, the less visible it is. In other words, when the light on the long wavelength side, for example, red light, satisfies the Bragg condition of the unnecessary striped pattern 31x, the background region is clearly recognized. When the background region is clearly seen, the visibility of the reproduced image 26 is deteriorated, and the quality of the second hologram 30 is remarkably lowered.
この点、図７に示すように第２参照光Ｌ２ｒの第２ホログラム感光層４０への入射角度が小さい場合、第２ホログラム感光層４０上に生じる不要な干渉縞３１ｘの縞状模様または面状模様のピッチＰ１は、図９に示すように第２参照光Ｌ２ｒ’の第２ホログラム感光層４０への入射角度が大きくなる場合に生じる不要な干渉縞３１ｘ’の縞状模様または面状模様のピッチＰ２よりも小さくなる。結果として、図７に示すように、第１物体光Ｌ１ｏの第１ホログラム感光層２０への入射光路に沿って第２参照光１５が第１ホログラム１０へ入射するよう、第２積層体３５を露光すると、第２ホログラム３０に形成された不要な干渉縞３１ｘの縞状模様または面状模様のピッチＰ１を、小さくすることができる。 In this regard, as shown in FIG. 7, when the incident angle of the second reference light L2r to the second hologram photosensitive layer 40 is small, a striped pattern or a planar shape of unnecessary interference fringes 31x generated on the second hologram photosensitive layer 40. As shown in FIG. 9, the pattern pitch P1 is a striped or planar pattern of unnecessary interference fringes 31x ′ that occurs when the incident angle of the second reference light L2r ′ to the second hologram photosensitive layer 40 increases. It becomes smaller than the pitch P2. As a result, as shown in FIG. 7, the second stacked body 35 is arranged so that the second reference light 15 is incident on the first hologram 10 along the incident optical path of the first object light L1o to the first hologram photosensitive layer 20. When exposed, the pitch P1 of the striped pattern or planar pattern of unnecessary interference fringes 31x formed on the second hologram 30 can be reduced.
図８及び図１０に示すように、ピッチＰ１が小さい縞状パターン３１ｘで回折される光は、ピッチＰ２が大きい縞状パターン３１ｘ’で回折される光と比較して、当該縞状パターンのブラッグ条件を満たす光の波長が相対的に短くなる傾向が生じる。また、図８及び図１０に示すように、縞状パターンのブラッグ条件を満たす光のうち、縞状パターンをなす筋状模様または面状模様の配列方向に進む光の波長が、最も長くなる。したがって、第２参照光Ｌ２ｒが第２積層体３５への法線方向へ進む場合、この不要な縞状パターン３１ｘのブラッグ条件を満たす光の波長は、第２参照光Ｌ２ｒの波長以下となる。ここで、図８は、図７の露光により形成された不要な干渉縞３１ｘでの回折作用を示しており、図１０は、図９の露光により形成された不要な干渉縞３１ｘ’での回折作用を示している。図８に示された例では、ピッチＰ１が小さい縞状パターン３１ｘが、小さい入射角度で入射した緑色光を回折し、大きな入射角度で入射した青色光を回折している。また、図１０に示された例では、ピッチＰ２が大きい縞状パターン３１ｘ’が、小さい入射角度で入射した赤色光を回折し、大きな入射角度で入射した緑色光を回折している。 As shown in FIGS. 8 and 10, the light diffracted by the striped pattern 31x having a small pitch P1 is compared with the light diffracted by the striped pattern 31x ′ having a large pitch P2, as compared with the Bragg pattern of the striped pattern. There is a tendency that the wavelength of light satisfying the condition is relatively short. Further, as shown in FIGS. 8 and 10, the wavelength of the light traveling in the arrangement direction of the stripe pattern or the planar pattern forming the stripe pattern becomes the longest among the lights satisfying the Bragg condition of the stripe pattern. Therefore, when the second reference light L2r travels in the normal direction to the second stacked body 35, the wavelength of light that satisfies the Bragg condition of the unnecessary striped pattern 31x is equal to or less than the wavelength of the second reference light L2r. Here, FIG. 8 shows the diffraction action at the unnecessary interference fringe 31x formed by the exposure of FIG. 7, and FIG. 10 shows the diffraction at the unnecessary interference fringe 31x ′ formed by the exposure of FIG. It shows the action. In the example shown in FIG. 8, the striped pattern 31x having a small pitch P1 diffracts green light incident at a small incident angle and diffracts blue light incident at a large incident angle. In the example shown in FIG. 10, the striped pattern 31x ′ having a large pitch P2 diffracts red light incident at a small incident angle and diffracts green light incident at a large incident angle.
すなわち、第２参照光Ｌ２ｒの第２ホログラム感光層４０への入射角度が小さくなるここで説明した製造方法によれば、作製された第２ホログラム３０に不要な縞状パターン３１ｘが形成されていたとしても、不要な縞状パターン３１ｘのピッチＰ１を小さくすることができる。これにともなって、不要な縞状パターン３１ｘによって回折される光の波長を短波長化することができ、不要な縞状パターン３１ｘによって再生される背景領域が、明瞭に視認されてしまうことを防止することができる。したがって、不要な縞状パターン３１ｘが第１ホログラム感光層２０に記録されたとしても、縞状パターンによって再生される再生像２６の視認性を低下させることなく、むしろ従来よりも再生像２６の視認性を改善することができる。 That is, the incident angle of the second reference light L2r on the second hologram photosensitive layer 40 is reduced. According to the manufacturing method described here, an unnecessary striped pattern 31x is formed on the manufactured second hologram 30. However, the pitch P1 of the unnecessary striped pattern 31x can be reduced. Accordingly, the wavelength of light diffracted by the unnecessary striped pattern 31x can be shortened, and the background area reproduced by the unnecessary striped pattern 31x is prevented from being clearly seen. can do. Therefore, even if an unnecessary striped pattern 31x is recorded on the first hologram photosensitive layer 20, the visibility of the reproduced image 26 reproduced by the striped pattern is not deteriorated, but rather, the reproduced image 26 is viewed more than before. Can improve sex.
ここで図１２には、サンプル１およびサンプル２を実際に作製し、各サンプルについて色変化を確認した結果を示している。 Here, FIG. 12 shows the result of actually producing Sample 1 and Sample 2 and confirming the color change for each sample.
まず、サンプル１は、上述した反射型体積ホログラムの製造方法により作製された第１ホログラム感光層２０である。この際、第１ホログラム１０は、上述した層構成の第１積層体１５に対して４５°の入射角度で第１参照光を照射することによって第１ホログラム感光層２０を露光し、作製した。第１積層体１５の露光時、被写体２５からの第１物体光Ｌ１ｏは、第１積層体１５への法線方向を中心とする角度域に広がる発散光束として、第１積層体１５へ入射した。また、第２ホログラム３０を作製するための露光時、上述した層構成の第２積層体３５に対して０°の入射角度で、すなわち第２積層体３５への法線方向から第２参照光Ｌ２ｒを照射した。この際、第２参照光Ｌ２ｒは、第２ホログラム感光層４０を透過した後に第１ホログラム１０で回折され、第１ホログラム１０で回折された再生光が、第２積層体３５の法線方向に対して略４５°傾斜した方向を中心とする角度域に再生像２６を再生した。なお、第１参照光Ｌ１ｒ及び第２参照光Ｌ２ｒは、共に、コヒレント社製のverdi-5Wから発振された波長が532ｎｍのレーザー光とした。 First, sample 1 is a first hologram photosensitive layer 20 produced by the above-described reflection type volume hologram manufacturing method. At this time, the first hologram 10 was produced by exposing the first hologram photosensitive layer 20 by irradiating the first laminate 15 having the above-described layer structure with the first reference light at an incident angle of 45 °. During the exposure of the first stacked body 15, the first object light L 1 o from the subject 25 is incident on the first stacked body 15 as a divergent light beam that spreads in an angular range centering on the normal direction to the first stacked body 15. . Further, at the time of exposure for producing the second hologram 30, the second reference light is incident at an incident angle of 0 ° with respect to the second stacked body 35 having the layer configuration described above, that is, from the normal direction to the second stacked body 35. Irradiated with L2r. At this time, the second reference light L2r is diffracted by the first hologram 10 after passing through the second hologram photosensitive layer 40, and the reproduction light diffracted by the first hologram 10 is directed in the normal direction of the second stacked body 35. On the other hand, the reproduced image 26 was reproduced in an angle range centered on a direction inclined by approximately 45 °. Both the first reference light L1r and the second reference light L2r were laser beams having a wavelength of 532 nm oscillated from the Verdi-5W manufactured by Coherent.
一方、サンプル２は、第２ホログラム３０を作製するための露光時における第２参照光の入射方向が、第１ホログラム１０を作製するための露光時における第１参照光Ｌ１ｒの第１積層体１５への入射方向と一致する方向であった点と、これにともなって、第２参照光Ｌ２ｒを第１ホログラム１０で回折してなる第２物体光Ｌ２ｏが、第２積層体３５の法線方向を中心とする角度域に再生像２６を再生した点と、においてサンプル１と異なり、その他はサンプル１と同様にして作製した。 On the other hand, in the sample 2, the incident direction of the second reference light at the time of exposure for producing the second hologram 30 is such that the first laminated body 15 of the first reference light L1r at the time of exposure for producing the first hologram 10 is used. Accordingly, the second object light L2o obtained by diffracting the second reference light L2r by the first hologram 10 is the normal direction of the second stacked body 35. The reproduction image 26 was reproduced in an angular range centered at, and different from the sample 1 except that it was produced in the same manner as the sample 1.
このようにして得られたサンプル１及びサンプル２に係る反射型体積ホログラムに対して、図１１に示すように、サンプルへの法線方向に対して所定角度θａだけ傾斜した複数の方向から白色光を試験照明し、トプコン社製の色彩輝度計「BM-7」を用いて、各照明方向から照明した際における各サンプルの法線方向でのピーク光度を呈した色を調査した。なお、白色光を試験照明される領域は、意図した像２６を再生する縞状パターンが記録されていない第２ホログラム３０上の領域、すなわち、不要な縞状パターン３１ｘのみが記録されている第２ホログラム３０上の領域とした。試験照明は、サンプルの法線方向に対して１０°傾斜した方向から２０°傾斜した方向まで１°ずつ変化させて、計１１の方向から行った。 With respect to the reflection type volume holograms according to Sample 1 and Sample 2 obtained in this way, as shown in FIG. 11, white is emitted from a plurality of directions inclined by a predetermined angle θa with respect to the normal direction to the sample. The test light was illuminated and a color luminance meter “BM-7” manufactured by Topcon Corporation was used to investigate the color exhibiting the peak luminous intensity in the normal direction of each sample when illuminated from each illumination direction. Note that the area illuminated with the white light for the test illumination is the area on the second hologram 30 where the stripe pattern for reproducing the intended image 26 is not recorded, that is, only the unwanted stripe pattern 31x is recorded. 2 An area on the hologram 30 was used. The test illumination was performed from a total of 11 directions by changing by 1 ° from a direction inclined 10 ° to a direction inclined 20 ° with respect to the normal direction of the sample.
結果を図１２に示す。図１２に示すように、サンプル１の法線方向から観察された色は、サンプル２で観察された色よりも低波長側の色となった。サンプル２と比較して、サンプル１の方が、色の付き方が目立っていなかった。また、各サンプルにおいて、試験照明の照明方向が、サンプルへの法線方向に対してなす角度θａが大きくなるにしたがって、各サンプルの法線方向から観察された色は低波長側へシフトしていった。 The results are shown in FIG. As shown in FIG. 12, the color observed from the normal direction of Sample 1 was a color on the lower wavelength side than the color observed in Sample 2. Compared to sample 2, sample 1 was less noticeable in color. In each sample, the illumination direction of the test lighting, according to the angle theta a forming with respect to the normal direction to the sample is increased, the color observed from the normal direction of each sample was shifted to the shorter wavelength side I went.
以上のように本実施の形態によれば、第２ホログラム３０を作製する工程における第１ホログラム１０に対する第２参照光Ｌ２ｒの入射方向は、第１ホログラム１０を作製する工程での、第１ホログラム１０をなすようになる第１ホログラム感光層２０に対する少なくとも一部の第１物体光Ｌ１ｏの入射方向と一致している。したがって、第１ホログラム１０からの再生光Ｌ１ａを利用して第２ホログラム３０を作製する際、第１ホログラム１０に不要な縞状パターン１１ｘが記録されていたとしても、当該不要な縞状パターン１１ｘに対応した不要な干渉縞を記録することなく、第１ホログラム１０に記録されている再生像２６を再生するための縞状パターン１１のみを第１ホログラム感光層２０に形成することができる。 As described above, according to the present embodiment, the incident direction of the second reference light L2r with respect to the first hologram 10 in the process of manufacturing the second hologram 30 is the first hologram in the process of manufacturing the first hologram 10. 10 coincides with the incident direction of at least a part of the first object light L1o with respect to the first hologram photosensitive layer 20 that forms the number 10. Therefore, when the second hologram 30 is produced using the reproduction light L1a from the first hologram 10, even if the unnecessary stripe pattern 11x is recorded on the first hologram 10, the unnecessary stripe pattern 11x is recorded. Only the stripe pattern 11 for reproducing the reproduction image 26 recorded on the first hologram 10 can be formed on the first hologram photosensitive layer 20 without recording unnecessary interference fringes corresponding to the above.
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。 Note that various modifications can be made to the above-described embodiment. Hereinafter, an example of modification will be described.
上述した実施の形態で説明した第１積層体１５及び第２積層体３５の層構成は例示であり、適宜変更することができる。 The layer configurations of the first stacked body 15 and the second stacked body 35 described in the above-described embodiment are examples, and can be appropriately changed.
また、上述した実施の形態において、第１ホログラム感光層２０の露光工程において、第１積層体１５を透過した第１参照光Ｌ１ｒの被写体２５での反射光が第１物体光Ｌ１ｏをなすようにした。すなわち、第１ホログラム１０が、デニシューク法により作製される例を示した。しかしながら、同一固体から発振されたレーザー光を分割し、レーザー光の一部が第１参照光Ｌ１ｒとして第１積層体１５に入射し、レーザー光の他の一部が、被写体２５で反射された後に、第１物体光Ｌ１ｏとして第１積層体１５に入射する、すなわち所謂Ｈ１Ｈ２法により第２ホログラム感光層４０を露光してもよい。このような例によれば、第１参照光Ｌ１ｒの第１ホログラム感光層２０への入射方向および第１物体光Ｌ１ｏの第１ホログラム感光層２０への入射方向を、別個に制御することが可能となる。 In the above-described embodiment, in the exposure process of the first hologram photosensitive layer 20, the reflected light from the subject 25 of the first reference light L1r transmitted through the first stacked body 15 forms the first object light L1o. did. That is, the example in which the first hologram 10 is manufactured by the Denniske method is shown. However, the laser light oscillated from the same solid is divided, a part of the laser light is incident on the first stacked body 15 as the first reference light L1r, and the other part of the laser light is reflected by the subject 25. Later, the second hologram photosensitive layer 40 may be exposed by the so-called H1H2 method, which is incident on the first laminate 15 as the first object light L1o. According to such an example, the incident direction of the first reference light L1r to the first hologram photosensitive layer 20 and the incident direction of the first object light L1o to the first hologram photosensitive layer 20 can be controlled separately. It becomes.
１０ 第１ホログラム
１１ 縞状パターン
１２ 干渉縞
１２ｘ 干渉縞、不要な干渉縞
１５ 第１積層体、第１積層原版
１６ フィルム層、緩衝層
１７ 基層
１８ 支持層
１９ 支持層
２０ 第１ホログラム感光層、第１ホログラム感光材料
２５ 被写体
２６ 像、再生像
３０ 第２ホログラム
３１ 縞状パターン
３１ｘ 縞状パターン、不要な縞状パターン
３１ｘ’ 縞状パターン、不要な縞状パターン
３３ 背面層、吸収層
３５ 第２積層体、第２積層原版
３６ フィルム層、緩衝層
３７ 基層
３８ 支持層
３９ 支持層
４０ 第２ホログラム感光層、第２ホログラム感光材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st hologram 11 Striped pattern 12 Interference fringe 12x Interference fringe, unnecessary interference fringe 15 1st laminated body, 1st lamination original plate 16 Film layer, buffer layer 17 Base layer 18 Support layer 19 Support layer 20 1st hologram photosensitive layer, First hologram photosensitive material 25 Subject 26 Image, reproduced image 30 Second hologram 31 Striped pattern 31x Striped pattern, unnecessary striped pattern 31x ′ Striped pattern, unnecessary striped pattern 33 Back layer, absorbing layer 35 Second Laminated body, second laminated original plate 36 film layer, buffer layer 37 base layer 38 support layer 39 support layer 40 second hologram photosensitive layer, second hologram photosensitive material
Claims (5)
第２ホログラム感光層と作製された前記第１ホログラムとを含む第２積層体に、前記第１参照光および前記第１物体光と同一波長域の第２参照光を照射し、前記第２参照光と前記第２ホログラム感光層を透過した前記第２参照光を前記第１ホログラムで回折してなる第２物体光とによって露光された前記第２ホログラム感光層から第２ホログラムを作製する工程と、を備え、
前記第２ホログラムを作製する工程における前記第１ホログラムに対する前記第２参照光の入射方向は、前記第１ホログラムを作製する工程での、前記第１ホログラムをなすようになる前記第１ホログラム感光層に対する少なくとも一部の前記第１物体光の入射方向と平行である、反射型体積ホログラムの製造方法。 The first laminated body including the first hologram photosensitive layer is irradiated with the first reference light and the first object light from different sides, and is exposed by the first reference light and the first object light. Producing a first hologram from the hologram photosensitive layer;
A second laminated body including a second hologram photosensitive layer and the produced first hologram is irradiated with a second reference light in the same wavelength region as the first reference light and the first object light, and the second reference Producing a second hologram from the second hologram photosensitive layer exposed by light and a second object beam formed by diffracting the second reference light transmitted through the second hologram photosensitive layer by the first hologram; With
The incident direction of the second reference light with respect to the first hologram in the step of producing the second hologram is the first hologram photosensitive layer that forms the first hologram in the step of producing the first hologram. A method for producing a reflective volume hologram, wherein the method is parallel to an incident direction of at least a part of the first object light with respect to.
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