JP2661928B2 - ホログラムの作成方法 - 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作成方法、特に複製に適したホ
ログラムの作成方法に関する。 〔従来の技術〕 ホログラムは立体像を記録再生する上で極めて有効な
手段であり、出版印刷、装飾品、ディスプレイ、偽造防
止用マークなどに広く利用されている。最近では、白色
光でも再生が可能な種々のホログラムが開発されてい
る。以下に従来の基本的なホログラムの作成方法を示
す。 （１） 第４図に示す方法は、透過型イメージホログラ
ムの従来の作成方法の典型例である。可干渉性の光を２
つに分け、一方を照明光1a、もう一方を参照光1bとす
る。そして照明光1aを被写体２に照射し、ここから反射
した物体光３をレンズ４を介して記録原版５に導く。こ
れにより記録原版５上には、被写体２の実像６が形成さ
れる。一方、参照光1bを別の方向から記録原版５に照射
する。これにより記録原版５上には、物体光３と参照光
1bとの干渉縞が記録され、透過型イメージホログラムが
形成される。 このような透過型イメージホログラムに対して、図の
右方から白色再生光を照射し、図のレンズ４の位置から
観察すると、記録原版５の近傍に実像６と同様の再生像
が得られる。この記録原版５として、フォトレジストや
サーモプラスチックなどのホログラムの干渉縞をレリー
フ状に記録する感光材料を用いると、干渉縞をエンボス
複製することができ、大量生産を行うことができる。 （２） 第５図に示す方法は、透過型イメージホログラ
ムの作成方法の別な従来例である。この方法では、２段
階のホログラム形成工程を経て、透過型イメージホログ
ラムを作成している。まず第１段階で、被写体を撮影し
たフレネルホログラム７を形成する。続く第２段階で
は、このフレネルホログラム７に照明光8aを照射し、こ
こからの透過光９によって記録原版10近傍に再生像11を
結像させる。一方、記録原版10には別な方向から参照光
8bを照射し、透過光９と参照光8bとの干渉縞を記録原版
10に記録し、透過型イメージホログラムとする。 このような透過型イメージホログラムに対して、図の
右方から白色再生光を照射し、図の左方から観察する
と、記録原版10の近傍に再生像が得られる。この方法で
得られる透過型イメージホログラムもエンボス複製が可
能である。 （３） 第６図に示す方法は、デニシュークタイプのホ
ログラムを作成する従来方法である。記録原版12は、支
持層12aと感光記録層12bとから構成されている。この記
録原版12の感光記録層12b側の近傍に被写体13を置き、
その反対側から照明光14を照射する。照明光14は記録原
版12を透過して被写体13に照射される。この被写体13か
らの反射光15は再び記録原版12へと向かうことになる。
感光記録層12bには、照明光14と反射光15との干渉縞が
記録され、デニシュークタイプのホログラムが形成され
る。 このようなホログラムを図の左方から白色光で照明
し、図の左方から観察すると、記録原版12近傍に被写体
13の再生像が得られる。このデニシュークタイプのホロ
グラムは、記録原版が被写体を見込む角を大きくとるこ
とができ、視域を広くすることができるというメリット
がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上述の各従来技術には次のような問題
点がある。 （１） まず、第４図に示す方法では、記録原版５に対
して参照光1bを別に照射する必要があるため、記録原版
５とレンズ４とをある程度以上離す必要があり、また、
収差が少なく大口径のレンズを得るのは困難であるた
め、実際にはレンズ４の開口が実像６を見込む角度が大
きくとれない。したがって、再生像の視域が狭くなると
いう問題が生じる。 （２） 第５図に示す方法でも、記録原版10とフレネル
ホログラム７との間をある程度以上離す必要があり、再
生像の視域が狭くなるという同様の問題が生じる。フレ
ネルホログラムをできるだけ大きくすれば、この問題は
解消するが、フレネルホログラムを大きくすることは次
のような理由により困難である。広幅の光束を得るの
が困難、露光面を広くすると単位面積あたりの露光量
が少なくなるため、露光時間を長くせざるを得ないが、
露光時間を長くすると振動の影響を受けやすくなり再生
像が全体に暗くなったり、暗い縞が入ったりする。 （３） 第６図に示すデニシュークタイプのホログラム
では、再生像の視域を広くとれるというメリットがあ
る。しかしながら、このタイプのホログラムでは物体光
（反射光15）と参照光（照明光14）とが異なる方向から
入射するため、干渉縞は感光記録層中で層にほぼ平行に
形成されるリップマンホログラムとなる。すなわち、干
渉縞はレリーフ状には形成されないのである。このた
め、エンボス複製を行うことができず、大量生産には不
適となる。 そこで本発明は、再生像の視域を広くとることがで
き、しかも大量生産に適したホログラムの作成方法を提
供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はホログラムの作成方法において、 第１の側に干渉縞を記録するための感光記録層を、第
２の側に入射光の一部を透過し一部を反射する部分反射
面を、それぞれ形成した記録原版を用意し、 被写体を前記記録原版の第２の側に配置し、 記録原版の第１の側から露光用の光を照射し、この照
射光の一部を部分反射面で反射させて第１の反射光と
し、残りの一部を部分反射面を透過させて被写体で反射
させて第２の反射光とし、 第１の反射光と第２の反射光との干渉縞を感光記録層
に記録するようにしたものである。 〔作 用〕 本発明による方法では、第１の反射光も第２の反射光
もいずれも被写体側から記録原版に入射することにな
る。このため、干渉縞はレリーフ状に記録可能で、エン
ボス複製が可能な大量生産に適したものとなる。しか
も、干渉縞形成を行うのに必要な参照光（第１の反射
光）も物体光（第２の反射光）も、ともに同じ照射光か
ら生じたものであり、別な参照光を別な方向から照射す
る必要がなく、記録原版と被写体とを限りなく近付ける
ことができ、記録原版が被写体を見込む角を大きくとる
ことができ、再生像の視域の広いホログラムを形成する
ことができる。 〔実施例〕 以下本発明を図示する実施例に基づいて説明する。第
１図は本発明の一実施例に係るホログラムの作成方法を
示す図である。ここで、記録原版100は、支持板101と感
光記録層102とから構成されている。すなわち、支持板1
01の一方の面101a上に、感光記録層102が形成されてお
り、もう一方の面101bは露出している。この露出面101b
は、支持板101と空気という互いに屈折率の異なった材
質の界面となっているため、部分反射面を形成してい
る。 記録原版100のこの露出面101b側に被写体200を配置
し、これと反対側の感光記録層102側から照明光300を照
射する。照明光300は感光記録層102を透過し、支持板10
1内を進み、露出面101bでその一部分が反射して第１の
反射光301となり、残りは透過光302となる。この透過光
302は被写体200で反射し、第２の反射光303となる。こ
の第２の反射光303は再び支持板101内を通って感光記録
層102へと進む。したがって、感光記録層102内では、第
１の反射光301と第２の反射光303との干渉縞が記録され
ることになる。すなわち、第１の反射光201を参照光、
第２の反射光303を物体光としたホログラムが形成され
たことになる。 以上の方法によれば、第１の反射光301も第２の反射
光303もいずれも被写体200側から記録原版100に入射す
ることになる。このため、干渉縞はレリーフ状に記録で
き、エンボス複製が可能な大量生産に適したものとな
る。しかも、干渉縞形成を行うのに必要な第１の反射光
301も第２の反射光303も、ともに同じ照明光300から生
じたものであり、別な参照光を別な方向から照射する必
要がなく、記録原版100と被写体200とを限りなく近付け
ることができ、記録原版100が被写体200を見込む角を大
きくとることができ、再生像の視域の広いホログラムを
形成できる。第１図では、図示の便宜上、記録原版100
と被写体200との間にいくらかの間隔があいているが、
実際には両者を密着することができ、この場合には振動
の影響を防いでより鮮明な像形成ができるという付加的
な効果も得られる。また、照明光300をビームスプリッ
ターなどで二分する必要もないため、光学系も単純にな
る。 具体的には次のような方法でホログラム作成を行っ
た。支持板101として、厚み2mm、10cm角程度のガラスを
用い、このガラスの片側にシプレイ社製のフォトレジス
ト1300−31原液を2.0μｍの厚みで塗布して感光記録層1
02とした。フォトレジストの塗布は、2000rpmの速度で
の回転塗布法を用いた。照明光300としては、アルゴン
イオンレーザからの波長4880Å、出力1Wのビームを、10
倍の顕微鏡用対物レンズによって発散させ、記録原版10
0に対して1mの距離をおいて照射した。照射角度は、記
録原版100の法線に対して30゜とした。被写体200として
は、高さ5cm、幅2cm程の金属製の人形を用い、表面を白
いラッカースプレーで塗布して用いた。被写体200は記
録原版100に密着させるように配置した。照明光300の照
度を700μW/cm²とし、記録原版に10分間の露光を行った
後、シプレイ社製マイクロポジットデベロッパー液を用
いて３分間現像した後、流水で２分間水洗いし、ドライ
ヤーで乾燥させた。この結果、再生像の視域の広い、か
つ、エンボス複製可能なホログラム原版を得た。エンボ
ス複製されたホログラムには、アルミニウムを蒸着する
ことによって回折効率を高めることができる。 第２図は本発明の別な実施例を示す図である。この実
施例では、記録原版100の露出面101b上に反射制御層103
が形成されており、面101bはもはや露出面ではなくなっ
ている。この場合にも、やはり面101bが部分反射面とな
るが、その反射率は、反射制御層103の材質に依存する
ことになる。たとえば、反射制御層103としてアルミニ
ウムの蒸着層などを用いれば、第１図に示す実施例に比
べて、部分反射面の反射率を高めることができ、逆に、
支持板101の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を有
する誘電体層などを用いれば、第１図に示す実施例に比
べて、部分反射面の反射率を低くすることができる。一
般にホログラムの撮影においては、物体光と参照光との
強度比が回折効率とSN比を決定する上での重要なファク
ターとなるが、この実施例のように反射制御層103を設
けることにより、この重要なファクターを制御すること
ができる。 第３図は本発明の更に別な実施例を示す図である。こ
の実施例では、記録原版100の支持板101と感光記録層10
2との間に、反射防止層104を設けている。前述のよう
に、この発明による方法は、部分反射面（この例では露
出面101b）による反射光と被写体からの反射光との干渉
を利用するものであるから、それ以外の箇所からの反射
光がこれに混入すると、再生像中にいわゆるゴーストが
生じることになる。したがって、記録原版100内では、
部分反射面以外の界面の反射をできるだけ抑制する必要
がある。第３図に示す実施例は、支持板101bと感光記録
層102との界面に無反射処理を施したものである。すな
わち、支持板101bの屈折率と感光記録層102の屈折率と
の間の値の屈折率を有する反射防止層104を設けること
により、反射を防止しているものである。 〔発明の効果〕 以上のとおり本発明によれば、記録原版に部分反射面
を設け、この部分反射面によって照射光を透過光と反射
光とに分け、この２つの光に基づく干渉縞を記録するよ
うにしたため、再生像の視域を広くとることができ、し
かも大量生産に適したホログラムの作成が可能になる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例に係るホログラムの作成方法
を示す図、第２図は本発明の別な実施例に係るホログラ
ムの作成方法を示す図、第３図は本発明の更に別な実施
例に係るホログラムの作成方法に用いる記録原版を示す
図、第４図〜第６図は従来のホログラムの作成方法を示
す図である。 1a……照明光、1b……参照光、２……被写体、３……物
体光、４……レンズ、５……記録原版、６……実像、７
……フレネルホログラム、8a……照明光、8b……参照
光、９……透過光、10……記録原版、11……再生像、12
……記録原版、12a……支持層、12b……感光記録層、13
……被写体、14……照明光、15……反射光、100……記
録原版、101……支持板、101a……界面、101b……露出
面（部分反射面）、102……感光記録層、103……反射率
制御層、104……反射防止層、200……被写体、300……
照明光、301……第１の反射光、302……透過光、303…
…第２の反射光。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．第１の側に干渉縞を記録するための感光記録層を、
   第２の側に入射光の一部を透過し一部を反射する部分反
   射面を、それぞれ形成した記録原版を用意し、 被写体を前記記録原版の第２の側に配置し、 前記記録原版の第１の側から露光用の光を照射し、この
   照射光の一部を前記部分反射面で反射させて第１の反射
   光とし、残りの一部を前記部分反射面を透過させて前記
   被写体で反射させて第２の反射光とし、 前記第１の反射光と前記第２の反射光との干渉縞を前記
   感光記録層に記録することを特徴とするホログラムの作
   成方法。 ２．記録原版を、透明な支持板の一方の面に感光性材料
   を塗布することによって形成し、この感光性材料の塗布
   層を感光記録層とし、前記支持板の露出面を部分反射面
   とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のホ
   ログラムの作成方法。 ３．部分反射面上に、反射率を制御するための反射率制
   御層を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のホログラムの作成方法。 ４．記録原版中の部分反射面以外の界面に無反射処理を
   行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のホロ
   グラムの作成方法。