JP3952034B2 - ホログラム記録方法、ホログラム記録装置、ホログラム再生方法、ホログラム再生装置、及び情報保持体 - Google Patents
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Description
「2次元コードを利用したWWWと紙メディアとの融合の試み」、ヒューマンインターフェイス76-1 情報メディア33-1、1998.1.29 MYCOM PC WEB, NEWS HEADLINE, 2001年7月5日; http://pcweb.mycom.co.jp/news/2001/07/05/22.html
(発明の概要)
本発明は、支持体の面上に付加されたホログラム記録層から、該記録層にホログラムとして記録された情報を再生する方法及び装置に関するものである。特に、支持体の面が非光学品質の場合に有効な技術であり、支持体として非光学品質の表面を備えるシート部材を用い、該シート部材の表面にホログラム記録層を設けた情報保持体(ホログラムメモリ・オン・シート)とすることで、更に有用性が高まる。
(1)ホログラム記録時に、信号光をフーリエ変換し、焦点をホログラム記録層の外側に結ぶように記録する(デフォーカス記録)。
(2)ホログラム再生時に、再生された信号光(再生光)の出射側にアパーチャを配置し、アパーチャに再生光の焦点を結ばせて、再生光のフーリエ変換像の低次成分を選択的に透過させ(ノイズ除去)、透過光のみを検出する。
本実施の形態では、図1に示すように、シート状のホログラム記録層12が用紙10上に付加されている場合について説明する。ホログラム記録層12には、反射型ホログラムが記録されている。反射型ホログラムは、後述する通り、参照光と信号光とをホログラム記録層12の異なる側から照射して記録される。
次に、用紙10に付加されたホログラム記録層12から、記録されたホログラムを再生する方法について説明する。なお、ホログラム記録層12は、図3に示す構成により、用紙10に付加されている場合を例に説明する。
上記では、ホログラム記録層12に反射型ホログラムを記録する場合について説明したが、透過型ホログラムを記録することもできる。
上記ではビットマップ等のデジタルデータ画像をフーリエ変換ホログラムとして記録する例について説明したが、ロゴマーク、サイン(自署)、2次元バーコード、顔写真等の画像をフーリエ変換ホログラムとして記録することもできる。また、直接目視可能な情報として、レインボーホログラムを記録することもできる。レインボーホログラムは、クレジットカードに貼られたホログラムシールと同様に、虹色に発色し、目視で確認することができる。
下記の層構成を有する市販のフォトポリマー・フィルム(デュポン社製、「オムニデックス(OmniDex)(R)」)を用い、このフォトポリマー・フィルムを50mm×50mmのサイズにカットした小片を、ホログラム記録層として使用した。
ベースフィルム 厚さ 50μm
フォトポリマー 厚さ 15μm
カバーフィルム 厚さ 25μm
図5に示す記録装置を用い、以下に示す記録条件で、上記のホログラム記録層に反射型ホログラムを記録した。図14にサンプル(ホログラム記録層)の配置を示す。また、図15に記録データ画像を示す。
記録光源 アルゴンレーザー 波長 514.5nm
参照光:平行光、パワー 7mW/cm2
信号光:収束光、パワー 5mW/cm2
信号光/参照光パワー比 0.7:1
信号光、参照光交差角 115°
記録サンプル配置 信号光光軸とのなす角 80°
ベースフィルム側から参照光を入射
カバーフィルム側から信号光を入射
フーリエ変換レンズ焦点距離 200mm
デフォーカス 20mm
露光エネルギー 30mJ/cm2
露光時間 2.5sec
記録データサイズ 2.4Kbit
露光後、即ち、参照光及び信号光を照射してホログラム記録層に反射型ホログラムを記録した後、紫外線照射と熱処理とを行い、記録したホログラムを定着した。
再生光源 YAG-SHGレーザー 波長 532nm、平行光
ホログラムの法線と参照光光軸のなす角 45°
アパーチャサイズ φ1mm
検出器(CCD)で読み出した2次元ページデータを再符号化し、記録したデータを復元した。図17に復元されたデータ画像を示す。図17から、図15に示す記録データ画像が高いS/N比で復元されていることが分る。
下記の層構成を有する市販のフォトポリマー・フィルム(デュポン社製、「オムニデックス(OmniDex)(R)」)を用い、このフォトポリマー・フィルムを10mm×10mmのサイズにカットした小片を、ホログラム記録層として使用した。
ベースフィルム 厚さ 50μm
フォトポリマー 厚さ 15μm
カバーフィルム 厚さ 25μm
次に、カバーフィルムを剥がして、ホログラム記録層を厚さ760μmのプラスチックカード上に貼り付けた。
記録光源 アルゴンレーザー 波長 514.5nm
参照光:平行光、パワー 7mW/cm2
信号光:収束光、パワー 5mW/cm2
信号光/参照光パワー比 0.7:1
信号光、参照光交差角 36.1°
記録サンプル配置 信号光光軸とのなす角 94.5°
フーリエ変換レンズ焦点距離 200mm
デフォーカス 20mm
露光エネルギー 30mJ/cm2
露光時間 2.5sec
記録データ コーポレート・ロゴ
露光後、紫外線照射と熱処理を行った
図18に示す記録装置は、ホログラム記録層12に参照光と信号光とが同じ側から照射されるようにミラー24を配置すると共に、ミラー24とホログラム記録層12との間に、一対のレンズ46、48とアパーチャ50とを配置した以外は、図5に示す記録装置と略同じ構成であるため、同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略する。
再生光源 半導体レーザー 波長 635nm、平行光
ホログラムの法線と参照光光軸のなす角 45°
アパーチャサイズ φ1mm
得られた再生光をガラス製のスクリーンに投影したところ、記録したデータ画像が高いS/N比で再生されることを目視にて確認することができた。図22にスクリーンに投影されたデータ画像を示す。記録データ画像は、検出器(CCD)で読み出すこともできる。
12 ホログラム記録層
14 保護フィルム
16 接着層
18 反射層
32 レンズ(フーリエ変換レンズ)
40 アパーチャ
Claims (10)
- 表面が再生光の1/2波長以上の最大表面粗さを有している及び/又は再生光の照射領域内で1/2波長以上のたわみ・うねり等の起伏を有している支持体の面上に付加されて再生されるホログラム記録層にホログラムを記録するホログラム記録方法であって、
参照光とフーリエ変換された信号光とを前記ホログラム記録層の同じ側から照射してホログラムを記録する場合には、前記ホログラム記録層の信号光が出射する側の面から前記ホログラム記録層の厚みを出射方向に超えた位置に焦点を結ぶように信号光を照射し、
参照光とフーリエ変換された信号光とを前記ホログラム記録層の異なる側から照射してホログラムを記録する場合には、前記ホログラム記録層の信号光が出射する側の面から出射方向に離間した位置に焦点を結ぶように信号光を照射する、
ホログラム記録方法。 - 前記信号光の光軸と前記参照光の光軸とが交差する点から焦点位置までの距離d1が以下の範囲にある請求項1に記載のホログラム記録方法。
f/20<d1<f/2
式中、fはフーリエ変換レンズの焦点距離を示す。 - 表面が再生光の1/2波長以上の最大表面粗さを有している及び/又は再生光の照射領域内で1/2波長以上のたわみ・うねり等の起伏を有している支持体の面上に付加されて再生されるホログラム記録層にホログラムを記録するホログラム記録装置であって、
前記ホログラム記録層に、参照光を照射する参照光照射手段と、
前記ホログラム記録層に、前記ホログラム記録層の信号光が出射する側の面から前記ホログラム記録層の厚みを出射方向に超えた位置に焦点を結ぶように、フーリエ変換された信号光を参照光と同じ側から照射する信号光照射手段と、
を備えたホログラム記録装置。 - 表面が再生光の1/2波長以上の最大表面粗さを有している及び/又は再生光の照射領域内で1/2波長以上のたわみ・うねり等の起伏を有している支持体の面上に付加されて再生されるホログラム記録層にホログラムを記録するホログラム記録装置であって、
前記ホログラム記録層に、参照光を照射する参照光照射手段と、
前記ホログラム記録層に、前記ホログラム記録層の信号光が出射する側の面から出射方向に離間した位置に焦点を結ぶように、フーリエ変換された信号光を参照光と異なる側から照射する信号光照射手段と、
を備えたホログラム記録装置。 - 請求項1に記載された方法で記録されたホログラムを再生するホログラム再生方法であって、
参照光を照射して得られる再生光の出射側であり、該再生光の焦点形成位置に、該再生光のフーリエ変換像の0〜3次成分を選択的に透過させる大きさのアパーチャを配置し、
前記アパーチャを透過後の再生光から前記ホログラム記録層に記録されたホログラムを再生する、
ホログラム再生方法。 - 再生時に照射する参照光の波長が、記録時に照射する参照光の波長より長波長である請求項5に記載のホログラム再生方法。
- 前記アパーチャが、再生光のフーリエ変換像の0次から2次までの成分を選択的に透過させる大きさである請求項5又は6に記載のホログラム再生方法。
- 請求項1に記載された方法で記録されたホログラムを再生するホログラム再生装置であって、
ホログラムが記録された前記ホログラム記録層に参照光を照射する参照光照射手段と、
該参照光を照射して得られる再生光の出射側であって、該再生光の焦点形成位置に配置され、再生光のフーリエ変換像の0〜3次成分を選択的に透過させる大きさのアパーチャと、
前記アパーチャを透過した再生光を検出する検出手段と、
を備えたホログラム再生装置。 - 表面が再生光の1/2波長以上の最大表面粗さを有している及び/又は再生光の照射領域内で1/2波長以上のたわみ・うねり等の起伏を有している支持体と、前記支持体の面上に付加され且つ請求項1に記載された方法でホログラムが記録されたホログラム記録層とを備えた情報保持体。
- 前記支持体がシート状である請求項9に記載の情報保持体。
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