JP2559764B2 - ホログラムの複製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はホログラムの複製方法、特に体質型ホログラ
ムのコヒーレントコピー法に関する。

〔従来の技術〕

体積型ホログラムの複製法にはインコヒーレント光を
用いる方法とコヒーレント光を用いる方法とがあるが、
インコヒーレントコピー法ではマスタホログラムとコピ
ー乾板（コピーホログラムを作成すべき乾板）との間に
隙間があると干渉縞パターンが回折によりぼけてしまう
ため、マスタホログラムをコピー乾板に密着させること
が必要である。しかしながら、コピー乾板をマスタホロ
グラムに完全に密着した状態を安定的に得ることは技術
的に困難であるのみならず、コピー乾板をマスタホログ
ラムに密着させるとマスタホログラムが劣化し易いとい
う問題がある。

これに対し、コヒーレントコピー法でマスタホログラ
ムとコピー乾板とを離して両者間に間隙を設けることが
できるので、上述の如き問題はなく、より安定した高品
位の複製が可能である。

そこで本発明ではこのコヒーレントコピー法を対象と
している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、コヒーレントコピー法では上記の如くマス
タホログラムの劣化を防止すべくコピー乾板をマスタホ
ログラムから離して配置したいという要求を充足するこ
とができるが、他方、マスタホログラムとコピー乾板と
の間に隙間があるとホログラムの回折に起因してコピー
乾板にマスタホログラムと完全に同一のホログラムを複
製することが出来ないという別の問題がある。

本発明の目的はこのような問題を解決し、マスタホロ
グラムと完全に同一のホログラムを複製することが出来
るホログラムの複製方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明に係るホログラ
ムの複製方法によれば、第１のマスタホログラムをコヒ
ーレント光により再生し、その透過光と回折光との干渉
によって第１マスタホログラムから所定距離だけ離して
置いた第１のコピーホログラム用乾板に第１コピーホロ
グラムを記録し、上記第１コピーホログラムを第２のマ
スタホログラムとしてその透過光と回折光との干渉によ
り該第１コピーホログラムから上記第１マスタホログラ
ムと第１コピーホログラム用乾板との間隔に等しい距離
だけ隔てて配置した第２のコピーホログラム用乾板第２
コピーホログラムを記録することを特徴とする。

〔作 用〕

第１コピー露光に際して生じた歪み（ホログラムの特
製変化）は第１コピー露光と同一条件下で行われる第２
コピー露光により相殺され、その結果、最終的に得られ
るコピーホログラム（第２コピーホログラム）とマスタ
ホログラムと完全に同一のホログラムとなる。

〔実施例〕

以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

第１〜４図は本発明に係るホログラム作成方法の一実
施例を示す。第１図はマスタホログラム11の作成方法を
示す。マスタホログラム11の作成自体は従来と全く同様
であり、透明な基板（ガラスまたはアクリル基板等）13
上に感光材15を塗布したホログラム乾板を用い、これに
複数個のコヒーレント光（レーザ光等）、例えば球面波
と平面波とを照射し、その干渉縞を感光材15に記録し、
これを現像処理することによりマスタホログラムが形成
される。

第２図はこうして形成したマスタホログラム11の再生
方法を示すもので、周知の如く、マスタホログラム11の
反対側（図における下面）から作成波の一方、例えば、
平面波を照射すれば球面波の点光源は忠実に再現され
る。ここで、ホログラムから点光源までの高さをｈとす
ると、再生波（平面波）の一次回折光により再現される
点光源の高さもｈとなる。この場合、再生波である平面
波の透過光（０次光）は作成波である平面波と同一方向
である。

さて、第２図に示す原理に基づきマスタホログラムを
複製波（コピー光）により複製することを考える。ここ
でまず従来の方法について説明する（第７図）。

第７図において、マスタホログラム11と全く同様に透
明基板23上に感光材25を塗布して形成したコピー乾板
に、マスタホログラム11に照射した平面波より作られる
透過光と一次回折光とを照射することにより第１図に示
す原理に基づき、コピー乾板には干渉縞が形成される。
この干渉縞（のパターン）は原理的にはコピー光の波面
によらず、常にマスタとコピーと同一である。これがコ
ヒーレントコピー法の特徴である。

しかしながら、マスタホログラム11とコピーホログラ
ム21との間に第５図に示す如く隙間ｔがあると、作成さ
れたコピーホログラム21の再生像（点光源）の位置ｈ′
は ｈ′＝ｈ−ｔ となり、隙間ｔに相当する分だけずれることになる。詰
まり、このコピーホログラム21を用いて再生すると、第
8A、8B図に示す如く、コピーホログラム21を表裏何れを
上にしても点光源はｈ′（＝ｈ−ｔ）の位置に結像する
ことになる。従って、この意味においてコピーホログラ
ム21はマスタホログラム11とは完全に同一とは成らず、
用途に応じてはこれが許容できない場合がある。

本発明はコピーホログラムにおいても必ず点光源がｈ
の位置に結像するように改良したものである。即ち、本
発明はコピー時に隙間ｔの影響を相殺するように工夫し
たものである。

これを実現する本発明のコピー露光法を第３図に示
す。

簡単に言えば、本発明ではコピーのコピー、言わば孫
コピーをとることによりマスタホログラムと同一のホロ
グラムを複製しようとするものである。第１のコピーホ
ログラムの作成（第１のコピー露光）は第７図と全く同
様にして形成される。こうして形成した第１コピーホロ
グラム21を第３図に示す如く、再度コピー露光（第２コ
ピー露光）する。第３図において、第２コピーホログラ
ム31を形成すべき第２コピーホログラム用乾板（透明基
板33と感光材35）が第７図の場合と全く同様に第１コピ
ーホログラム21から距離ｔだけ離して置かれる。次い
で、第２コピーホログラム用乾板とは反対側から第１コ
ピーホログラム21（第２コピーホログラムに対するマス
タホログラムとなるので第１マスタホログラム11に対応
する第２マスタホログラムと考えることも出来る）に平
面波を照射する。この方法により得られた第２コピーホ
ログラム31は今度は第１コピーホログラムの場合とは逆
にｈ′に対しｔだけ長い距離に結像するので第２コピー
ホログラム31から点光源までの距離はｈ′＋ｔ（＝ｈ）
となりマスタホログラム11と全く同一になる。

第４図はこうして得られた第２コピーホログラム31の
再生方法を示すもので、これよれば、例えば平面波を照
射することにより高さｈの位置に点光源が結像する。即
ち、マスタホログラム11が忠実に再現されたことにな
る。

ところで、マスタホログラム11を再生する際に、第２
図に示す如く、１次（回折）光以外に高次（主として２
次光）の回折光が発生する。従って、上述の如くマスタ
ホログラムをコピー露光する際に２次光がノイズとなっ
てコピーホログラムの品質を落とすという問題がある。
このノイズの問題を解決したのが第５、６図に示す本発
明の第２の実施例である。

第５、６図に示す実施例においても第１のコピーホロ
グラムをマスタホログラムとして第２のコピー露光をす
るという基本思想においては第１の実施例と共通であ
る。

第５図は第１のコピー露光方法を示す。マスタホログ
ラム11の作成は前述の実施例と全く同様である。

マスタホログラム11の上方に所定距離だけ隔てて第１
のコピーホログラム用乾板（透明基板23と感光材25）が
配置される。コピー露光はマスタホログラム11の下方か
ら平面波を照射することにより行われる。

マスタホログラム11と第１コピーホログラム用乾板と
の間には、図示の如く対向させた一対のプリズム63（第
１プリズム）、65（第２プリズム）が配置される。両プ
リズム63、65間には空間がある。

第２プリズム65の上面に対して臨界角以上の角度で下
方から入射する光は全反射されることになるが、２次光
がこの臨界角以上で且つ０次光及び１次光が臨界角以下
となるようプリズム65の頂角を選定しておく。第１プリ
ズム63についても同様である。こうすることにより、マ
スタホログラム11から出射する２次光以上の高次回折光
はプリズム群（63,65）を透過することが出来ず、第１
コピー露光により作成される第１コピーホログラムは高
次光によるノイズを含まない高品位のものとなる。しか
しながら、このようにして得られる第１コピーホログラ
ムは前述の如くマスタホログラム11の忠実な複製とはな
っていない（プリズムにより光の方向等が乱されてい
る）ので、特性がマスタホログラムと異なる。そこで第
１実施例と同様に、この第１コピーホログラム21をマス
タホログラムとして第２コピー露光を行う（第６図）。
即ち、第５図と同一のプリズム群63,65を第１コピーホ
ログラム21（第２マスタホログラム）と第２コピーホロ
グラム用乾板（透明基板33と感光材35）との間に配置し
第１コピーホログラム21側から平面波（コピー光）を照
射する。この場合、０次光と１次光に関しては第５図の
光路と全く逆になることは理解されよう。また、２次光
以上の高次光は第１プリズム63により全反射されプリズ
ム群内には入らない。斯くして、第１実施例の場合と同
様に、第２コピー露光により得られる第２コピーホログ
ラム31はマスタホログラム11と全く同一の特性となる。

尚、第１、第２プリズム63、65ともその端面63a、65a
をARコート（無反射コート）処理、あるいは黒く塗って
おくことが好ましい。何となれば、こうすることによ
り、プリズムで全反射された高次回折光（ノイズ光）が
当該端面で反射されてコピー乾板に入射するのを防止す
ることが出来るからである。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によればマスタホログラムと全く
同一の、高品位のコピーホログラムを簡単な方法により
作成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るマスタホログラムの作成方法を示
す図、第２図はマスタホログラムの再生方法を説明する
図、第３図は本発明に係る第２コピー露光方法を説明す
る図、第４図は第２コピーホログラムの再生方法を説明
する図、第５図は本発明の別の実施例に係る第１コピー
露光方法を説明する図、第６図は第５図に示す実施例に
関する第２コピー露光方法を説明する図、第７図は従来
のコピー露光方法を示す図、第8A図、第8B図は従来のコ
ピーホログラムの再生方法を示す図。 11……マスタホログラム、 21……第１コピーホログラム、 31……第２コピーホログラム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 弘之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 有竹 敬和 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 稲垣 雄史 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−114288（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−3463（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のマスタホログラム（11）をコヒーレ
   ント光より再生し、その透過光と回折光との干渉によっ
   て第１マスタホログラムから所定距離だけ離して置いた
   第１のコピーホログラム用乾板に第１コピーホログラム
   を記録し、上記第１コピーホログラム（21）を第２のマ
   スタホログラムとしてその透過光と回折光との干渉によ
   り該第１コピーホログラムから上記第１マスタホログラ
   ムと第１コピーホログラム用乾板との間隔に等しい距離
   だけ隔てて配置した第２のコピーホログラム溶乾板に第
   ２コピーホログラム（31）を記録することを特徴とする
   ホログラムの複製方法。
2. 【請求項２】上記第１、第２コピーホログラムを作成す
   るに際し、第１マスタホログラムと第１コピーホログラ
   ム用乾板の間、及び第１コピーホログラムと第２コピー
   ホログラム用乾板との間に２次以上の高次回析光を反射
   するプリズム系（63,65）を配置することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載のホログラムの複製方法。