JP2577809B2 - 透過ホログラムを作る方法および装置 - Google Patents

透過ホログラムを作る方法および装置

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JP2577809B2 JP2101877A JP10187790A JP2577809B2 JP 2577809 B2 JP2577809 B2 JP 2577809B2 JP 2101877 A JP2101877 A JP 2101877A JP 10187790 A JP10187790 A JP 10187790A JP 2577809 B2 JP2577809 B2 JP 2577809B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は透過ホログラムを作る方法および装置に関
し、一層詳しくは、回転可能なドラムを用い、このドラ
ム内の反射体で活性線のビームを受け、ビームの一部を
マスクを通して記録体へ反射させ、記録体に透過ホログ
ラムを生成することに関する。
ホログラフイーとは光学的情報記憶の１つの形態であ
る。一般的な原理が多数の文献、たとえば、Sientific
American〔212,No.6 24−35頁（1965年６月）〕に掲載
された、E.N.LeithおよびJ.Upatnieks著「Photography
by Laser」に記載されている。Encyclopedia of Physic
al Science and Techology〔Vol.6,507−519頁,R.A.Mey
ers,Ed.,Academic Press,Orlando,Florida,1987〕に掲
載された、C.C.Guest著「Holography」において有用な
ホログラフイーについての論議がなされている。
簡単に言えば、撮影あるいは像形成しようとしている
物体を実質的に単色の光（たとえば、レーザ光）で照射
し、感光性記録体（たとえば、写真板）をこの物体から
反射してきた光を受けるように位置させる。この反射光
のビームは物体ビームと呼ばれる。同時に、物体をバイ
パスさせながらコヒーレント光の一部を記録体に送る。
このビームは参照ビームと呼ばれる。参照ビームと物体
ビームが記録体上で衝突したときの相互作用から生じる
干渉パターンが記録体に記録される。処理した記録体を
適切な角度で適切に照射し、観察したとき、照明源から
の光がホログラムによって回折させられて物体から記録
体に最初に到着した波面を再生する。したがって、ホロ
グラムは物体の実像または虚像を完全な三次元形態で観
察する窓に似ている。
参照ビーム、物体ビームを記録体にその両側面から入
射させることによって形成されたホログラムは反射ホロ
グラムとして知られている。記録体における物体ビーム
と参照ビームの相互作用は記録体の平面に対してほぼ平
行な屈折率の変化する材料に縞を形成する。ホログラム
を再生したとき、これらの縞は観察者に戻るように入射
光を反射する部分的なミラーとして作用する。それ故、
ホログラムは透過状態でよりもむしろ反射状態で観察さ
れる。
参照ビームと物体ビームを同じ側から記録体に入射さ
せることによって形成されるホログラムは透過ホログラ
ムとして知られている。記録体での物体ビームと参照ビ
ームの相互作用は記録体の平面に対してほぼ直角な屈折
率の変化する材料に縞を形成する。ホログラムを透過光
で観察することによって再生したとき、これらの縞は光
の屈折させて虚像を発生する。この透過ホログラムはこ
の分野で周知の方法、たとえば、Leith and Upatnieks
ならびに米国特許第3,506,327号、同第3,838,903号およ
び同第3,894,787号に開示されている方法によって製作
することができる。
本発明は透過ホログラムを作る方法、装置に関するも
のである。
本発明は、透過ホログラムを作るのに用いる装置であ
って、 長手軸線を有する円筒形の壁、開口端、第２端および
第１窓を包含する第１ドラムと、 このドラム内に設置してあって、開口端を通ってドラ
ム内へ入り、窓を通ってビームが通過するように活性線
のビームを反射する反射手段と、 窓の近傍に設置したマスクと、 このマスタに関して一定の関係に設置したホログラフ
イー記録体であって、反射手段によって反射させられた
ビームがマスタを通過し、次いでこのホログラフイー記
録体を通過するようにしたホログラフイー記録体と、 を包含することを特徴とする装置に関する。
さらに、本発明は、透過ホログラムを作る方法であっ
て、 ドラムの円筒形壁に設けた窓の近傍にマスタを取り付
ける段階と、 ホログラフイー記録体の一部を円筒形壁のまわりに部
分的に設置する段階と、 長手軸線まわりに円筒形壁を回転させて記録体を移送
し、窓が回転するにつれてマスタが記録体と非摺動接触
するようにする段階と、 活性線の参照ビームをドラムの内部に少なくとも部分
的に位置する反射体に向って送り、ビームの少なくとも
一部を窓およびマスタを通して反射して記録体を露光す
る段階と を包含することを特徴とする方法に関する。
本発明は添付図面に関連した以下の詳しい説明からよ
り一層充分に理解して貰えよう。
以下の詳しい説明を通じて、同様の参照符号はすべて
の図において同様の構成要素を示す。
第１図を参照して、ここには本発明に従って透過ホロ
グラムを作る装置の第１実施例100が示してある。この
装置はドラム組立体102と、このドラム組立体102の一端
を連結してあってドラム組立体102を回転させる手段104
とを包含する。好ましい実施例では、ドラム組立体102
の反対端を回転可能に支持する手段106が設けてある。
一層詳しく言えば、ドラム組立体102は円筒形壁108を
有するドラムと、反射体すなわち反射手段112とからな
る。この円筒形壁108は長手軸線114と、外面116と、内
面118とを有する。円筒形壁108は、さらに、そこを貫く
単なる開口であってもよい窓110を有するが、好ましく
は、壁108の外面116と共に円筒を実質的に完成する円筒
形の外面120を持つように成形した透明材料、たとえ
ば、ガラスを包含する。円筒形壁108の一端122は開口し
ており、活性線のビームを長手軸線114にほぼ沿って円
筒形壁108内へ送り込むことができるようになってい
る。円筒形壁108の反対端124は、随意ではあるが、端壁
128で閉ざしてもよい。反射体112は円筒形壁108内で内
面118あるいは端壁128上にまたはこれらにまたがって装
着してある。反射体112は、円筒形壁108の開口端122内
へほぼ長手軸線114に沿って送られた活性線のビームを
この反射体112で反射して所定の角度で窓110を通過させ
るように設置してある。
ドラム組立体102を回転させる任意の手段104を用いる
ことができる。図示した１つの手段104は軸126でドラム
組立体102に連結した可変モータ104である。軸126は、
モータ104がドラム組立体102を長手軸線114まわりに回
転させるかぎり、端壁128あるいは円筒形壁108またはこ
れら両方に連結することができる。
ドラム組立体102の開口端122を回転自在に支持する任
意の手段106を設けてもよい。たとえば、第１図は円筒
形壁108の外面116のまわりに等間隔で配置した３つのホ
イール組立体106を示している。各ホイール組立体106は
円筒形壁108の外面116と接触するホイール130を包含す
るものであってもよい。ホイール130はドラム組立体102
のほぼ摩擦のない回転を許すように設置してある。ホイ
ール130は１つまたはそれ以上の比較的動かない支持体1
32内に回転可能に装着し、これによって、ドラム組立体
102の半径方向の移動を防ぐ。
作動にあたって、透過ホログラムを作る装置100は次
のように使用できる。
まず、マスタ（第１図には図示していない）を窓110
近傍に設置あるいは固着する。このマスタは窓110のい
ずれかの側、ドラム組立体102の内側あるいは外側に置
くことができる。マスタは窓110の片側で円筒形壁108に
たとえばテープで取り付けた可撓性フイルムの形をして
いてもよい。マスタは少なくとも部分的に透明な材料で
作らなければならない。好ましくは、マスタは透過ホロ
グラムを包含する。
次に、ホログラフイー記録体（第１図には図示せず）
の一部を円筒形壁108のまわりに部分的に設置する。記
録体はマスタに対して一定の関係で位置させ、反射手段
で反射させられた光がマスタを通過し、次いで、記録体
を通過するようにしてある。ホログラフイー記録体は種
々の材料で作ることができる。その中でも重要なのは、
ハロゲン化銀エマルジヨン、硬化重クロム酸ゼラチン、
フエロエレクトリツク結晶、フオトポリマー、フオトク
ロミツクス、フオトジクロイツクスである。これらの物
質の特性はAcedemic Press（New York,1981）の発行し
た、L.Solymar and D.J.Cook著のVolume Holography an
d Volume Gratings、第10章、254−304頁に記載されて
いる。記録体は、好ましくは、ハロゲン化銀エマルジヨ
ン、あるいは、活性線への露光時により高い分子量のク
ロスリンクまたはポリマーを形成して屈折率および流動
学的特性を変える光硬化性組成物で作ったフイルムであ
る。好ましい光硬化性組成物は米国特許第3,658,526号
に開示されているような光重合性組成物であり、もっと
好ましい物質は普通に譲渡された審査中の米国特許出願
通し番号、07/144,355および07/144,840（共に1988年１
月14日に出願されている）ならびに1988年12月23日に出
願された同通し信号、07/288,916に記載されている。こ
れらはすべてここに参考資料として援用する。光硬化性
フイルムはその両面に保護フイルム、たとえば、ポリエ
チレンテレフタレート（たとえば、Mylar ）のシート
を備えていてもよい。
第３に、回転手段104はドラム組立体102をその長手軸
線114まわりに回転させて記録体部分を移送し、ドラム
組立体102が回転するにつれて記録体がマスタと非摺動
関係になり、ドラム組立体102の一回転毎にマスタまた
は窓110を覆うようにしてある。好ましくは、記録体
は、ドラム組立体102の約90度回転、一層好ましくは、
ドラム組立体102の約180度回転にわたってマスタとの非
摺動関係に留まり、マスタまたは窓110を覆う。
第４に、活性線のビームは円筒形壁108の開口端122を
通ってほぼその長手軸線に沿って反射体112に向って送
られ、少なくともその一部がドラム組立体102の一回転
毎に窓110、マスタおよび記録体を通って反射して記録
体を露光する。ホログラムが記録体に作られるまでビー
ムは「オン」のままであり、記録体はマスタとの非摺動
関係に留まり、マスタまたは窓110を覆う。ビームを発
する源（第１図には図示していない）は、好ましくは、
レーザのようなほぼ単色の活性線のビームを発するもの
である。好ましくは、レーザはほぼ平行にされており、
コヒーレントで単色であり、偏光された円形横断面形状
を有する光線を発する。レーザの選択は記録体を感光さ
せる波長に依存する。
第２図を参照して、ここには本発明に従って透過ホロ
グラムを作る装置の第２実施例200の側面図が示してあ
る。ここでは、第１図のものに対応する部分は100を加
えた参照数字で示す。この実施例では、装置200も、同
様に、ドラム組立体202と、このドラム組立体202の一端
に連結してあってそれを回転させる手段204とを包含す
る。
第２〜６図を参照して、ドラム組立体202は円筒形壁2
08と、前端板209と、後端板211と、反射体212と、この
反射体を取り付ける手段213とを包含する。円筒形壁208
はその円周まわりの円形線上に位置した複数の窓210を
有する。これらの窓210は壁208を貫く単なる開口であっ
てもよいが、好ましくは、壁208の外面216と一緒に円筒
をほほ完成する円筒形の外面を有するように成形された
透明材料、たとえば、ガラスも包含する。好ましい実施
例では、これらの窓210は第１、第２、第３の半径方向
壁215、217、219によって境されており、円筒形壁208の
長手方向長さの約半分にわたって前端222に向って延び
ている。
前端板209は中間に円形の孔221を有する円板であって
もよく、ドラム組立体202内へ活性線のビームを入射で
きるようにしてある。前端板209の背面223は孔221のま
わりに同心に環状あるいはリング状の溝225を有し、こ
れらの溝は孔221から異なった距離に位置している。後
端板211の前面227は対応したセツトの環状あるいはリン
グ状の溝229を有する。円筒形壁208の前端222は窓210の
前端231と一緒に前端板209にある溝225の１つに嵌合す
る。円筒形壁208の後端233は後端板211にある対応する
溝229の１つに嵌合している。円筒形壁208は溝225、229
内に緊密嵌合させるかあるいは他の普通の手段によって
端板209、211に固着することができる。複数の溝225、2
29を前後の端板209、211に設けたのは、異なった溝の直
径に合わせた種々の円筒形壁、たとえば、208、208′、
208″を使用できるようにするためである。これらの溝2
25、229は第１のドラムと異なった周囲を有する円筒形
壁を有する少なくとも１つの別のドラムを保持する手段
を包含する。これら種々の円筒形壁は第１の円筒形壁20
8とは異なった数の窓210、各異なった円筒形壁208と異
なって形状、寸法あるいは位置にある窓210を有し得
る。
好ましい実施例では、反射体212は円錐形であり、軸
線まわりに対称的であり、実質的に円錐形壁208内に位
置しており、その頂点235が前端板209の孔221を通して
尖っており、この孔221を通して反射体212に向って送ら
れてきたビーム237の一部がこの円錐形の反射体212によ
って反射させられてから各窓210を通過するようにして
ある、反射体212はドラムまたは後端板211に関する反射
体212の向きを調節する手段239によって後端板211に装
着してあるとよい。たとえば、反射体212は頂点235と反
対の側243のところに取り付け部分241を持っているとよ
い。この取り付け部分241は球形のくぼみ247を備えた表
面245を有するとよい。後端板211には支持体249が取り
付けてあり、この支持体は随意ではあるが複数のボルト
253、たとえば、３本のボルトによって軸226のフランジ
251にも取り付けてある。支持体249は同様の球形のくぼ
み257を備えた表面255を有する。球形のくぼみ247、257
内にはボールまたは球体259が設置してある。ボール259
のまわりに位置した複数のボルト261が取り付け部分241
に支持体249を連結しており、こうして、後端板212に関
する反射体212に向きをボルトによって調節することが
できる。
第１実施例と同様に、ドラム組立体202を回転させる
任意の手段204を使用できる。第２図は可変モータ263を
示しており、これは第１の軸265によって減速歯車機構2
67に連結している。この減速歯車機構276は第２の軸226
によってドラム組立体202に連結してあり、第１軸265に
対する第２軸226の回転速度を落す。
作動にあたって、透過ホログラムを作る装置200は次
のように使用し得る。
まず、第４図を参照して、マスタ269を窓210のうちの
少なくとも１つに隣接して取り付ける。このマスタは窓
のどちらかの側、すなわち、ドラム組立体の内側あるい
は外側のいずれかに設置できる。マスタは装置100に関
連して説明したものと同じであってよい。繰り返すと、
マスタ269は窓210のいずれかの側でテープなどによって
円筒形壁208に取り付けた可撓性フイルムの形をしてい
てもよい。マスタ269は少なくとも部分的に透明な材料
で作らなければならない。好ましくは、このマスタ269
は透過ホログラムを包含する。
次に、ホログラフイー記録体273の一部271を円筒形壁
208のまわりに部分的に巻き付ける。ここで使用する記
録体273は装置100の動作に関連して説明したと同様のフ
イルムであってよい。ホログラフイー記録体273は第１
の供給ロール277から供給されるが、この供給ロールは
そのまわりに記録体273の未露光部分巻き付けて収容し
ている。第２の巻取ロール279を設けて記録体273の露光
部分を収容してもよい。ドラム組立体202は左右いずれ
の方向に回転してもよい。したがって、第４図のロール
277、279の位置は説明のためのものにすぎない。
第３に、回転手段204はドラム組立体202をその長手軸
線まわりに回転させて記録体部分271を搬送し、ドラム
組立体202が回転するにつれて記録体273がマスタ269と
非摺動関係になり、ドラム組立体202の一回転毎にマス
ク269または窓210を覆う。言い変えると、回転手段204
は未露光記録体273をそれが窓210を通して露光され得る
円筒形壁208の部分のまわりに第１ロール277から移送
し、次いで記録体273を第２ロール279に移送する。
第４に、活性線のビーム237が前端板209の孔221を通
して壁208の長手軸線にほぼ沿って反射体212に向って送
られ、ビーム237の少なくとも一部がドラム組立体202の
一回転毎に窓210、マスタ269および記録体273を通して
反射され、それによって、記録体273を露光する。ビー
ム237を放射する源275は、好ましくは、レーザ275のよ
うなほぼ単色の活性線のビーム237を放射する。好まし
くは、レーザ275はほぼ平行になっており、コヒーレン
トで単色であり、偏光された円形横断面形状を有する光
線237を放射する。レーザの選択は記録体を感光させる
波長に依存する。
上述したような本発明の教示の利益を享受できる当業
者であれば、本発明に数多の変更をなし得る。これらの
変更は特許請求の範囲に記載したような本発明の範囲内
に含まれるように行うべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に従って透過ホログラムを作る装置の第
１実施例の斜視図である。 第２図は本発明に従って透過ホログラムを作る装置の第
２実施例の側面図である。 第３図は本発明のドラム組立体の拡大横断面図である。 第４図は記録体フイルムを第３図のドラム組立体に向っ
て送ったり、そこから送り出したりする或る構成を第３
図の４−４線に沿って矢視方向に見た図である。 第５図は第３図のドラム組立体の、５−５線に沿って矢
視方向に見た横断面図である。 第６図は第３図のドラム組立体の、６−６線に沿って矢
視方向に見た横断面図である。 100……透過ホログラムを作る装置、102……ドラム組立
体、104……回転手段、108……円筒形壁、110……窓、1
12……反射体、114……長手軸線、116……外面、118…
…内面、120……円筒形外面、128……端壁、130……ホ
イール、132……支持体、200……透過ホログラムを作る
装置、202……ドラム組立体、208……円筒形壁、209…
…前端板、210……窓、211……後端板、212……反射
体、213……反射体取り付け手段、221……円形の孔、22
5……溝、229……溝、237……ビーム、241……取り付け
部、263……可変モータ、267……減速歯車機構、269…
…マスタ、273……記録体、275……レーザ、277……供
給ロール、279……巻取ロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−42179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−140442（ＪＰ，Ａ)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透過ホログラムを作るのに用いる装置であ
    って、 長手軸線を有する円筒形の壁、開口端、第２端および第
    １窓を包含する第１ドラムと、 このドラム内に設置してあって、開口端を通ってドラム
    内へ入り、窓を通ってビームが通過するように活性線の
    ビームを反射する反射手段と、 窓の近傍に設置したマスタと、 このマスタに関して一定の関係に設置したホログラフイ
    ー記録体であって、反射手段によって反射させられたビ
    ームがマスタを通過し、次いでこのホログラフイー記録
    体を通過するようにしたホログラフイー記録体と を包含することを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】少なくともほぼ平行になっており、コヒー
    レントで単色で偏光された活性線のビームをドラムの開
    口端を通して反射手段に向ける手段をさらに包含するこ
    とを特徴とする、請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】円筒形壁がその周面まわりの円形線上に設
    置した複数の窓を有し、反射手段が頂点を有する円錐形
    の反射体からなり、この反射体が軸線まわりに対称的で
    あり、頂点が開口端を通って尖っており、ビームの一部
    が各窓を通過するようにしたことを特徴とする、請求項
    １記載の装置。
  4. 【請求項４】各窓の近傍に１つずつ設けられた複数のマ
    スタを包含し、記録体が各マスタに対して一定の関係で
    設置してあって、反射手段から反射してきたビームがマ
    スタを通ってから記録体を通過するようになっているこ
    とを特徴とする、請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】円筒形壁の長手軸線のまわりにドラムを回
    転させる回転手段と、記録体の未露光部分をまわりに巻
    き付けて格納する第１の供給ロールと、記録体の露光部
    分をまわりに巻き付けて収納する第２の巻取ロールとを
    さらに包含し、前記回転手段が第１のロールからの未露
    光記録体部分を円筒形壁の、記録体が窓を通して露光さ
    れる部分のまわりに移送し、次いで、第２のロールに記
    録体を移送することを特徴とする、請求項１記載の装
    置。
  6. 【請求項６】ドラムに対する反射手段の向きを調節する
    手段をさらに包含することを特徴とする、請求項１記載
    の装置。
  7. 【請求項７】最初のドラムと異なる円周を有する円筒形
    壁を有する少なくとも１つの別のドラムを保持する手段
    をさらに包含することを特徴とする、請求項１記載の装
    置。
  8. 【請求項８】透過ホログラムを作る方法であって ドラムの円筒形壁に設けた窓の近傍にマスタを取り付け
    る段階と、 ホログラフイー記録体の一部を円筒形壁のまわりに部分
    的に設置する段階と、 長手軸線まわりに円筒形壁を回転させて記録体を移送
    し、窓が回転するにつれてマスタが記録体と非摺動接触
    するようにする段階と、 活性線の参照ビームをドラムの内部に少なくとも部分的
    に位置する反射体に向って送り、ビームの少なくとも一
    部を窓およびマスタを通して反射して記録体を露光する
    段階と を包含することを特徴とする方法。
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