JP4882139B2 - ホログラム評価装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラムの色や明るさの測定を行うホログラム評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近各種のホログラムが開発されており、フルカラーホログラムも製造されるようになってきた。ところで、ホログラムの色や明るさは、光の入射角度によっても、観測する角度によっても変化する。また、ホログラムは、或る角度を中心に像が明るく見えるように設計されているため、像の見える範囲（視域）が設定の段階で決められる。従って、ホログラムに対する照射光の入射角や測定機器による観測角を変えて測定することで、ホログラムの色と明るさの変角特性が得られる。ホログラムの製造に当たって、製造に使用するホログラム原版や製品ホログラムの色と明るさの変角特性を測定することが望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、ホログラムの変角特性を簡便に測定する装置は開発されておらず、このため、ホログラムの特性測定には、ホログラムを適当なサンプル保持板に貼り付けておき、手作業で光源からの入射角及び観測角を調整して測定を行っており、きわめて手間がかかるという問題点があった。
【０００４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものでホログラムの色や明るさ等の変角特性を簡便に測定することの可能なホログラム評価装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のホログラム評価装置は、ホログラムへの照射光の入射角及びホログラム回折光の観測角を簡便に変化させて測定することを可能とするため、評価すべきホログラムを保持可能なサンプル台を、保持したホログラムの表面が垂直な基準軸線上に位置するように配置すると共に、そのサンプル台に保持されたホログラムを照射する光源装置を前記サンプル台に保持されたホログラムの前面及び背後に位置させることができるよう前記基準軸線を中心として旋回可能とし、前記サンプル台を前記基準軸線を中心として旋回可能とし、前記サンプル台を、保持したホログラムの表面が前記垂直な基準軸線上に位置した状態で水平移動及び昇降可能とし、更に、前記光源装置を前記基準軸線上の所定の基準点を中心として垂直面内で旋回可能とし、前記サンプル台を水平な軸線を中心としても回転可能とするという構成としたものである。この構成により、光源装置をサンプル台に対して垂直な基準軸線を中心として所望角度位置に旋回させることで水平面内におけるホログラムへの入射角を所望の角度とすることができ、また、光源装置を垂直面内で所望角度位置に旋回させることで、垂直面内におけるホログラムへの入射角を所望の角度とすることができ、しかも、光源装置をホログラムの前面に位置させることで反射型のホログラムの測定を行うことができ、背後に旋回させることで透過型ホログラムの測定にも対応できる。また、サンプル台を測定機器に対して所望の角度位置に旋回させることによって、観測角を所望の角度とすることができ、従って、入射角、観測角を容易に所望の値に設定してホログラムの色や明るさ等の情報を測定でき、変角特性を容易に求めることができる。更に、サンプル台を水平移動あるいは昇降させることで、ホログラム上の所望の測定したい位置を、測定機器による測定点上に位置させることができ、ホログラム上の所望位置を容易に測定できる。また、サンプル台を水平な軸線を中心としても回転可能としたことにより、ホログラムのあおり角（垂直面に対するホログラムの傾斜角）を所望の角度に容易に設定でき、所望のあおり角でのホログラムの特性を測定できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係るホログラム評価装置は、垂直な基準軸線を中心としてそれぞれ旋回可能な第一旋回手段と第二旋回手段を設け、前記第一旋回手段には、評価すべきホログラムを保持可能なサンプル台を、保持したホログラムの表面が前記基準軸線上に位置するように取り付け、前記第二旋回手段には前記サンプル台に保持されたホログラムを照射するように光源装置を保持させるとともにその第二旋回手段の旋回範囲を、保持した光源装置がサンプル台に保持されたホログラムの前面及び背後に位置することができるように設定し、更に、前記ホログラムからの回折光を観測しうる位置に、ホログラムからの回折光の情報を測定する測定機器を配置するという構成としたものである。この構成とすると、第一旋回手段、第二旋回手段をそれぞれ所望角度位置に旋回させることでホログラムに対する入射角及びホログラムの観測角を所望の値に設定でき、ホログラムの変角特性を容易に測定でき、しかも、反射型及び透過型のホログラムのいずれの測定も行うことができる。更に、前記第二旋回手段が、前記基準軸線を中心として旋回可能に設けられた第二旋回ステージと、該第二旋回ステージに保持され、前記基準軸線上の所定の基準点を中心とする円弧状の且つ垂直面内に配置されたガイドレールを備え、前記光源装置を前記ガイドレールに、取付位置を調整可能に保持させておくという構成としている。この構成とすると、光源装置をガイドレールに沿って所望位置に移動させ、その位置に固定しておくことで、ホログラムに対する垂直面内での入射角を所望の値に設定することができる。また、前記した第一旋回手段が、前記基準軸線を中心として旋回可能に設けられた第一旋回ステージと、該第一旋回ステージに、前記基準軸線に対して接近及び離間する方向に移動可能に保持された水平移動台と、前記第一旋回ステージに保持され、前記水平移動台を移動させる水平移動台駆動装置と、前記水平移動台に垂直に保持された昇降ガイドと、該昇降ガイドに昇降可能に保持された昇降台と、該昇降台を昇降させる昇降装置とを備え、その昇降台が、水平な軸線を中心として回転可能な回転台と、その回転台を回転させる回転装置を備えており、その回転台に前記サンプル台を保持させた構成としている。この構成とすると、水平移動台を水平方向の所望位置に移動させ且つ昇降台を所望の高さ位置に昇降させることで、ホログラム上の所望の測定したい位置を、測定機器による測定点上に位置させることができ、ホログラム上の所望位置を容易に測定でき、また、サンプル台を水平な軸線を中心として回転させることで、サンプル台に保持させているホログラムを水平な軸線を中心として所望角度位置に回転させることができ、ホログラムのあおり角（垂直面に対するホログラムの傾斜角）を所望の角度に容易に設定してホログラムの特性を測定できる。
【０００８】
前記第一旋回手段及び第二旋回手段は、手動操作で所望角度位置に旋回させる構成としてもよいが、その代わりに前記第一旋回手段を旋回させる第一旋回駆動装置と、前記第二旋回手段を旋回させる第二旋回駆動装置を設けておくことが好ましい。このような第一旋回駆動装置、第二旋回駆動装置を設けることで、前記第一旋回手段及び第二旋回手段を所望角度位置に旋回させることが可能となり、測定操作が一層容易となる。
【００１２】
前記測定機器は単に一定位置に固定して設ける構成でもよいが、その代わりに、前記測定機器を、前記ホログラムから水平に反射される光を測定する姿勢で、垂直な支持柱に保持させ、その支持柱には前記測定機器の高さ調整を行う高さ調整機構を設けておく構成とすることが好ましい。この構成とすると、高さ調整機構によって測定機器の高さ調整を行うことができ、容易に測定点の位置調整を行うことができる。
【００１３】
更に、この場合において、前記測定機器を保持した支持柱を、前記基準軸線に対して接近及び離間する方向に移動可能な移動台に保持させ、且つこの移動台を移動させる支持柱駆動装置を設けることが好ましい。この構成とすると、測定機器とホログラムとの距離を容易に調整できる。
【００１４】
前記サンプル台は、ホログラムを保持しうるものであれば、その構成は任意であるが、評価すべきシート状のホログラムを吸着保持する吸着板を有する構成とすることが好ましい。一般に、シート状のホログラムは反りを有していることが多く、このため、単にこのホログラムを保持板に貼り付けたのみでは、一部が浮き上がってあおり（保持板に対する傾斜）を生じてしまい、この状態では正しい測定を行えないが、上記したように吸着板を用いると、ホログラムを吸着板に確実に吸着保持することができ、従って、シート状のホログラムの一部が吸着板から浮き上がるということがなく、正確にホログラムの特性を測定できる。
【００１５】
吸着板を用いる場合において、前記サンプル台を、板状のホログラム（例えば、ホログラム製造に用いる原版）を着脱可能に保持する枠体を備えた構成とすると共にその枠体に、シート状のホログラムを吸着保持する吸着板を着脱可能に保持させる構成とすることが好ましい。この構成とすると、板状のホログラムの保持及び吸着板を用いたシート状のホログラムの保持のいずれをも行うことができ、板状及びシート状のホログラムの測定を行うことができる。また、板状のホログラムに変えて、透過性のガラス板を取り付け、その上にシート状のホログラムを貼り付けることで、透過型のホログラムの測定を行うこともできる。
【００１６】
【実施例】
以下、図面に示す本発明の好適な実施例を説明する。図１は本発明の一実施例に係るホログラム評価装置の概略斜視図、図２（ａ）、（ｂ）はそのホログラム評価装置の概略側面図及び概略平面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視概略図である。図１〜図３において、Ｏ−Ｏは垂直な基準軸線、１は垂直な基準軸線Ｏ−Ｏを中心として旋回可能な第一旋回手段、２はこの第一旋回手段を、所望の角度位置に旋回させる第一旋回駆動装置であり、駆動用のモータ２ａを備えている。第一旋回手段１は、基準軸線Ｏ−Ｏを中心として旋回可能な第一旋回ステージ４を備えており、その第一旋回ステージ４の上面には基準軸線Ｏ−Ｏに対して接近及び離間する方向に配置されたガイドレール４ａが設けられ、そのガイドレール４ａに水平移動台５が移動可能に保持されている。更に、第一旋回ステージ４には、水平移動台５を移動させるためのねじ軸６ａとそれを回転駆動するモータ６ｂを備えた水平移動台駆動装置６も設けられている。
【００１７】
水平移動台５には、垂直に昇降ガイド８が取り付けられており、その昇降ガイド８には昇降台９が昇降可能に保持されている。更に、昇降ガイド８には、昇降台９を昇降させるためのねじ軸１０ａとそれを回転駆動するモータ１０ｂを備えた昇降装置１０が設けられている。
【００１８】
昇降台９には、基準軸線Ｏ−Ｏと交差する水平な軸線Ｐ−Ｐを中心として回転可能な回転台１２と、その回転台１２を回転させるモータ１３ａを備えた回転装置１３が設けられており、その回転台１２に軸線Ｐ−Ｐに平行にサンプル台１５が取り付けられている。
【００１９】
サンプル台１５は図４（ａ）に示すように、回転台に保持された枠体１６と、それに着脱可能な枠体１７を備えており、両者間に板状のホログラム（例えば、ホログラム原版）１８を取り付け可能な構造となっている。更に、この枠体１６、１７は、板状のホログラム１８に代えて、図４（ｂ）に示すように、シート状のホログラム１９を吸着保持可能な吸着板２０を取付可能である。また、図４（ｃ）に示すように、ガラス板２１を取り付けることも可能であり、そのガラス板２１に透過型のホログラム１９を貼り付けることで、透過型ホログラムの測定にも対応できる。なお、図１〜図３では、サンプル台１５に吸着板２０を取り付け、それにホログラム１９を貼り付けた場合を示している。
【００２０】
図１〜図３において、２２は垂直な基準軸線Ｏ−Ｏを中心として旋回可能な第二旋回手段、２３はこの第二旋回手段２２を、所望の角度位置に旋回させる第二旋回駆動装置であり、駆動用のモータ２３ａを備えている。第二旋回手段２２は、基準軸線Ｏ−Ｏを中心としてホログラムの前面及び背後に旋回可能な第二旋回ステージ２４と、その上に取り付けられた取付板２５と、取付板２５に固定されたガイドレール２６を備えている。このガイドレール２６は、垂直面内に配置され、基準軸線Ｏ−Ｏ上の適当な高さに設定した基準点（測定点となる位置）Ｑを中心とする円弧状に形成されている。このガイドレール２６には、光源装置２８が、基準点Ｑを照射するように且つ取付位置を調整可能に保持されている。この光源装置２８は、光源支持台２９と、それに保持された光源（通常、照射光を平行光に変換するコリメータレンズを備えている）３０及びフィルタ３１を備えており、ガイドレール２６に対する取付位置調整により、照射光のホログラムに対する垂直面内での入射角αを所望の値に設定可能となっている。なお、光源装置２８のガイドレール２６に対する取り付け位置調整は、光源装置２８をガイドレール２６に沿って手作業で移動させ、止めねじ等で固定する構成としてもよいし、モータ等の駆動装置を用いて遠隔操作で移動させ位置決めする構成としてもよい。
【００２１】
図１〜図３において、３５は、ホログラムからの回折光を観測しうる位置に配置され、ホログラムからの回折光の情報（例えば、色、明るさ等）を測定する測定機器であり、例えば、色彩色差計が用いられる。この測定機器３５はほぼ水平に入射する回折光を測定するよう、垂直柱３６の上端に取り付けられている。なお、垂直柱３６と測定機器３５の間には、測定機器３５の垂直面内での取付角度を手動調整するための角度調整機構３７が設けられている。垂直柱３６は、基準軸線Ｏ−Ｏに対して接近及び離間する方向に配置されているガイドレール４０に移動可能に保持された移動台４１に高さ調整機構４２を介して取り付けられている。また、この移動台４１には移動台４１をガイドレール４０に沿って移動させる移動台駆動装置（図示せず）が連結されている。かくして、移動台駆動装置で移動台４１を移動させることで、測定機器３５のホログラム測定点Ｑからの距離を所望の値に設定することができる。また、高さ調整機構４２で垂直柱３６を介して測定機器３５の高さを微調整することができる。
【００２２】
なお、図示は省略しているが、第一旋回駆動装置２、第二旋回駆動装置２３、水平移動台駆動装置６、昇降装置１０、回転装置１３、移動台駆動装置、高さ調整機構４２、測定機器３５等を操作及び制御する制御装置が設けられている。この制御装置は、第一旋回駆動装置２、第二旋回駆動装置２３、水平移動台駆動装置６、昇降装置１０、回転装置１３、移動台駆動装置、高さ調整機構４２等による移動対象を、入力した所定位置に移動させる機能や、あらかじめ入力したプログラムに従って移動対象を移動させて位置決めしながら測定機器３５による測定を行う機能等を備えている。
【００２３】
次に、上記構成のホログラム評価装置によるホログラム測定動作を説明する。まず、測定すべきホログラムをサンプル台１５に取り付ける。この場合、ホログラムがガラス板等の板状の場合には図４（ａ）に示すように、ホログラム板１８を枠体１６、１７に直接取り付ける。また、ホログラムがシート状の場合には、図４（ｂ）に示すように、枠体１６、１７に吸着板２０を取り付け、その吸着板２０にホログラム１９を吸着、保持させる。これにより、ホログラム１９を簡単に且つ浮き上がりやあおり等を生じることなく取り付けることができ、正確な測定が可能となる。ここで、ホログラム１８、１９のサンプル台１５に対する取付に当たっては、ホログラムの縦視域（天地方向）が水平（横向き）となるように取り付ける。以下、ホログラム１９に対する測定を行う場合を例にとって説明する。
【００２４】
次に（又はホログラム１９の取付に先立って）、照射光の垂直面内での照射角α（図２参照）及び測定機器３５の光軸合わせを行う。すなわち、光源装置２８をガイドレール２６に沿って移動させ、所望の照射角αとなる位置に固定する。ここで、照射角αとしては、極力小さい方（水平に近い方）が好ましいが、ホログラムを正面から（水平面内で測定機器３５と同じ方向）から照射する必要がある場合には、光源装置２８が測定機器３５による測定に干渉しない位置（光軸を遮らないよう光軸より下側の位置）になるように照射角αを設定する。また、測定機器３５の傾斜や高さを調整して、測定機器３５による測定点が基準点Ｑとなるように設定し、更に、測定機器３５の水平方向の位置を調整して基準点Ｑからの距離を設定する。なお、測定機器３５の高さ及び水平方向の位置の設定は、制御装置によって高さ調整機構４２及び移動台駆動装置を遠隔操作して行うことができるので、容易に且つ正確に行うことができる。
【００２５】
次に、ホログラム１９の測定位置の調整を行う。すなわち、図３において、水平移動台駆動装置６によって水平移動台５を水平に移動させ、且つ昇降装置１０によって昇降台９を昇降させて、ホログラム１９の測定すべき点を基準点Ｑに一致させる。この位置調整も、制御装置によって水平移動台駆動装置６及び昇降装置１０を遠隔操作して行うことができるので、容易に且つ正確に行うことができる。なお、この時、サンプル台１５はホログラム１９が垂直となる状態としておく。
【００２６】
次に、ホログラムの測定動作を行う。ここで、この装置ではホログラムの種々な特性を測定できるので、その代表例を説明する。
（１）自動変角特性測定
（Ａ）入射角度依存性測定
図５に示すように、第一旋回ステージ４を旋回させて観測角β（ホログラム１９の垂線ｎと測定機器３５の光軸との角度）を所望の値に設定し、次いで、第二旋回ステージ２４を回転させて光源装置２８からホログラム１９に入射する光の入射角度を変えながら、ホログラム１９からの回折光を測定し、一番明るくなる入射角度を測定する。
（Ｂ）出射角度依存性測定（縦視域）
図６に示すように、光源装置２８の入射角を、そのホログラム１９の設計角θに設定し、この状態を保つように、第一旋回ステージ４と第二旋回ステージ２４とを同期して微少角度ずつ回転させ、各測定角での明るさと色を測定する。
（Ｃ）出射角度依存性測定（横視域）
図７に示すように光源装置２８からの入射角、及び測定機器３５による観測角を所望の値に設定した後、その状態で、サンプル台１５を水平軸線を中心として微少角度ずつ回転させてホログラム１９の垂直に対する角度（あおり角）を変え、各測定角での明るさと色を測定する。
（２）自動面内測定
図３において、水平移動台５の水平移動及び昇降台９の昇降によって、ホログラム１９の測定すべき複数の点を逐次、基準点Ｑに一致させ、各測定点での明るさと色を測定し、面内ばらつきを測定する。
【００２７】
以上の測定は、反射型のホログラム１９に対するものであるが、このホログラム評価装置は、透過型のホログラムに対する測定も可能である。この場合には、図４（ｃ）、図８に示すように、サンプル台１５に透過性のあるガラス板２１を取り付け、そのガラス板２１に測定すべきホログラム１９を貼り付ける。そして、光源装置２８をホログラム１９の背後に回し、ホログラム１９を背後から照射した状態で測定すればよい。
【００２８】
なお、上記実施例は、サンプル台１５及び光源装置２８を基準軸線Ｏ−Ｏを中心として旋回させ、測定機器３５は旋回させない構成としたが、本発明はこの構成に限らず、測定機器３５も基準軸線Ｏ−Ｏを中心として旋回する旋回ステージに保持させ、基準軸線Ｏ−Ｏを中心として旋回可能な構成としてもよい。その場合には、サンプル台１５は旋回しない構成としてもよく、測定機器３５と、光源装置２８を旋回させることで、上記した実施例と同様に入射角及び観測角を容易に変更できる。また、測定機器３５を、光源装置２８と同様に、基準点Ｑを中心とする円弧状のガイドレールに移動可能に保持させることも可能であり、この構成を採用することで、垂直面内での観測角を自在に変更できる。
【００２９】
更に、上記実施例では、サンプル台１５に板状のホログラム１８或いは枚葉のホログラム１９を保持させる構成としたが、サンプル台１５の構成はこれに限らず、シート原反に多数のホログラムを形成した構成のロール状ホログラムを保持する繰出部と、それから引き出されたホログラムを巻き取る巻取部を設け、ホログラムを順次測定位置を通過させる構成としてもよく、この構成によって長尺のシート原反に形成した多数のホログラムを効率良く測定できる。なお、この場合にも、測定位置にホログラムを吸着保持可能な吸着板を設けておくことが好ましい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明のホログラム評価装置は、評価すべきホログラムを保持可能なサンプル台を、保持したホログラムの表面が垂直な基準軸線上に位置するように配置すると共に、ホログラムを照射する光源装置を前記サンプル台に保持されたホログラムの前面及び背後に位置させることができるよう前記基準軸線を中心として旋回可能とし、前記サンプル台、測定機器の少なくとも一つを前記基準軸線を中心として旋回可能とし、前記サンプル台を、保持したホログラムの表面が前記垂直な基準軸線上に位置した状態で水平移動及び昇降可能とし、更に、前記光源装置を前記基準軸線上の所定の基準点を中心として垂直面内で旋回可能とするという構成としたことにより、ホログラムへの水平面内及び垂直面内での入射角を所望の角度とすることができ、また、サンプル台と測定機器の一方を他方に対して所望の角度位置に旋回させることによって、観測角を所望の角度とすることができ、これによってホログラムへの照射光の入射角及びホログラム回折光の観測角を容易に所望の角度に設定してホログラムの色や明るさを測定でき、変角特性を容易に求めることができ、更に光源装置をホログラムの前面に位置させたり、背後に位置させたりすることで、反射型ホログラム、透過型ホログラムのいずれにも対応でき、更に、サンプル台を水平移動あるいは昇降させることで、ホログラム上の所望の測定したい位置を、測定機器による測定点上に位置させることができ、ホログラム上の所望位置を容易に測定できるといった効果を有している。更に、本発明は、前記サンプル台を水平な軸線を中心としても回転可能とするという構成も備えており、この構成により、所望のあおり角でのホログラムの特性を測定できるといった効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るホログラム評価装置の概略斜視図
【図２】（ａ）、（ｂ）はそのホログラム評価装置の概略側面図及び概略平面図
【図３】図２のＡ−Ａ矢視概略図
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はサンプル台の概略断面図
【図５】図１のホログラム評価装置を、ホログラムの測定状態で且つサンプル枠を断面で示す概略平面図
【図６】図１のホログラム評価装置を、ホログラムの測定状態で且つサンプル枠を断面で示す概略平面図
【図７】図１のホログラム評価装置を、ホログラムの測定状態で且つサンプル枠を断面で示す概略側面図
【図８】図１のホログラム評価装置を、ホログラムの測定状態で且つサンプル枠を断面で示す概略側面図
【符号の説明】
１ 第一旋回手段
２ 第一旋回駆動装置
４ 第一旋回ステージ
５ 水平移動台
６ 水平移動台駆動装置
８ 昇降ガイド
９ 昇降台
１０ 昇降装置
１２ 回転台
１３ 回転装置
１５ サンプル台
１６、１７ 枠体
１８、１９ ホログラム
２０ 吸着板
２２ 第二旋回手段
２３ 第二旋回駆動装置
２４ 第二旋回ステージ
２５ 取付板
２６ ガイドレール
２８ 光源装置
３５ 測定機器
３６ 垂直柱
４１ 移動台
４２ 高さ調整機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラムの色や明るさの測定を行うホログラム評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近各種のホログラムが開発されており、フルカラーホログラムも製造されるようになってきた。ところで、ホログラムの色や明るさは、光の入射角度によっても、観測する角度によっても変化する。また、ホログラムは、或る角度を中心に像が明るく見えるように設計されているため、像の見える範囲（視域）が設定の段階で決められる。従って、ホログラムに対する照射光の入射角や測定機器による観測角を変えて測定することで、ホログラムの色と明るさの変角特性が得られる。ホログラムの製造に当たって、製造に使用するホログラム原版や製品ホログラムの色と明るさの変角特性を測定することが望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、ホログラムの変角特性を簡便に測定する装置は開発されておらず、このため、ホログラムの特性測定には、ホログラムを適当なサンプル保持板に貼り付けておき、手作業で光源からの入射角及び観測角を調整して測定を行っており、きわめて手間がかかるという問題点があった。
【０００４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものでホログラムの色や明るさ等の変角特性を簡便に測定することの可能なホログラム評価装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のホログラム評価装置は、ホログラムへの照射光の入射角及びホログラム回折光の観測角を簡便に変化させて測定することを可能とするため、評価すべきホログラムを保持可能なサンプル台を、保持したホログラムの表面が垂直な基準軸線上に位置するように配置すると共に、そのサンプル台に保持されたホログラムを照射する光源装置を前記サンプル台に保持されたホログラムの前面及び背後に位置させることができるよう前記基準軸線を中心として旋回可能とし、前記サンプル台を前記基準軸線を中心として旋回可能とし、前記サンプル台を、保持したホログラムの表面が前記垂直な基準軸線上に位置した状態で水平移動及び昇降可能とし、更に、前記光源装置を前記基準軸線上の所定の基準点を中心として垂直面内で旋回可能とし、前記サンプル台を水平な軸線を中心としても回転可能とするという構成としたものである。この構成により、光源装置をサンプル台に対して垂直な基準軸線を中心として所望角度位置に旋回させることで水平面内におけるホログラムへの入射角を所望の角度とすることができ、また、光源装置を垂直面内で所望角度位置に旋回させることで、垂直面内におけるホログラムへの入射角を所望の角度とすることができ、しかも、光源装置をホログラムの前面に位置させることで反射型のホログラムの測定を行うことができ、背後に旋回させることで透過型ホログラムの測定にも対応できる。また、サンプル台を測定機器に対して所望の角度位置に旋回させることによって、観測角を所望の角度とすることができ、従って、入射角、観測角を容易に所望の値に設定してホログラムの色や明るさ等の情報を測定でき、変角特性を容易に求めることができる。更に、サンプル台を水平移動あるいは昇降させることで、ホログラム上の所望の測定したい位置を、測定機器による測定点上に位置させることができ、ホログラム上の所望位置を容易に測定できる。また、サンプル台を水平な軸線を中心としても回転可能としたことにより、ホログラムのあおり角（垂直面に対するホログラムの傾斜角）を所望の角度に容易に設定でき、所望のあおり角でのホログラムの特性を測定できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係るホログラム評価装置は、垂直な基準軸線を中心としてそれぞれ旋回可能な第一旋回手段と第二旋回手段を設け、前記第一旋回手段には、評価すべきホログラムを保持可能なサンプル台を、保持したホログラムの表面が前記基準軸線上に位置するように取り付け、前記第二旋回手段には前記サンプル台に保持されたホログラムを照射するように光源装置を保持させるとともにその第二旋回手段の旋回範囲を、保持した光源装置がサンプル台に保持されたホログラムの前面及び背後に位置することができるように設定し、更に、前記ホログラムからの回折光を観測しうる位置に、ホログラムからの回折光の情報を測定する測定機器を配置するという構成としたものである。この構成とすると、第一旋回手段、第二旋回手段をそれぞれ所望角度位置に旋回させることでホログラムに対する入射角及びホログラムの観測角を所望の値に設定でき、ホログラムの変角特性を容易に測定でき、しかも、反射型及び透過型のホログラムのいずれの測定も行うことができる。更に、前記第二旋回手段が、前記基準軸線を中心として旋回可能に設けられた第二旋回ステージと、該第二旋回ステージに保持され、前記基準軸線上の所定の基準点を中心とする円弧状の且つ垂直面内に配置されたガイドレールを備え、前記光源装置を前記ガイドレールに、取付位置を調整可能に保持させておくという構成としている。この構成とすると、光源装置をガイドレールに沿って所望位置に移動させ、その位置に固定しておくことで、ホログラムに対する垂直面内での入射角を所望の値に設定することができる。また、前記した第一旋回手段が、前記基準軸線を中心として旋回可能に設けられた第一旋回ステージと、該第一旋回ステージに、前記基準軸線に対して接近及び離間する方向に移動可能に保持された水平移動台と、前記第一旋回ステージに保持され、前記水平移動台を移動させる水平移動台駆動装置と、前記水平移動台に垂直に保持された昇降ガイドと、該昇降ガイドに昇降可能に保持された昇降台と、該昇降台を昇降させる昇降装置とを備え、その昇降台が、水平な軸線を中心として回転可能な回転台と、その回転台を回転させる回転装置を備えており、その回転台に前記サンプル台を保持させた構成としている。この構成とすると、水平移動台を水平方向の所望位置に移動させ且つ昇降台を所望の高さ位置に昇降させることで、ホログラム上の所望の測定したい位置を、測定機器による測定点上に位置させることができ、ホログラム上の所望位置を容易に測定でき、また、サンプル台を水平な軸線を中心として回転させることで、サンプル台に保持させているホログラムを水平な軸線を中心として所望角度位置に回転させることができ、ホログラムのあおり角（垂直面に対するホログラムの傾斜角）を所望の角度に容易に設定してホログラムの特性を測定できる。
【０００８】
前記第一旋回手段及び第二旋回手段は、手動操作で所望角度位置に旋回させる構成としてもよいが、その代わりに前記第一旋回手段を旋回させる第一旋回駆動装置と、前記第二旋回手段を旋回させる第二旋回駆動装置を設けておくことが好ましい。このような第一旋回駆動装置、第二旋回駆動装置を設けることで、前記第一旋回手段及び第二旋回手段を所望角度位置に旋回させることが可能となり、測定操作が一層容易となる。
【００１２】
前記測定機器は単に一定位置に固定して設ける構成でもよいが、その代わりに、前記測定機器を、前記ホログラムから水平に反射される光を測定する姿勢で、垂直な支持柱に保持させ、その支持柱には前記測定機器の高さ調整を行う高さ調整機構を設けておく構成とすることが好ましい。この構成とすると、高さ調整機構によって測定機器の高さ調整を行うことができ、容易に測定点の位置調整を行うことができる。
【００１３】
更に、この場合において、前記測定機器を保持した支持柱を、前記基準軸線に対して接近及び離間する方向に移動可能な移動台に保持させ、且つこの移動台を移動させる支持柱駆動装置を設けることが好ましい。この構成とすると、測定機器とホログラムとの距離を容易に調整できる。
【００１４】
前記サンプル台は、ホログラムを保持しうるものであれば、その構成は任意であるが、評価すべきシート状のホログラムを吸着保持する吸着板を有する構成とすることが好ましい。一般に、シート状のホログラムは反りを有していることが多く、このため、単にこのホログラムを保持板に貼り付けたのみでは、一部が浮き上がってあおり（保持板に対する傾斜）を生じてしまい、この状態では正しい測定を行えないが、上記したように吸着板を用いると、ホログラムを吸着板に確実に吸着保持することができ、従って、シート状のホログラムの一部が吸着板から浮き上がるということがなく、正確にホログラムの特性を測定できる。
【００１５】
吸着板を用いる場合において、前記サンプル台を、板状のホログラム（例えば、ホログラム製造に用いる原版）を着脱可能に保持する枠体を備えた構成とすると共にその枠体に、シート状のホログラムを吸着保持する吸着板を着脱可能に保持させる構成とすることが好ましい。この構成とすると、板状のホログラムの保持及び吸着板を用いたシート状のホログラムの保持のいずれをも行うことができ、板状及びシート状のホログラムの測定を行うことができる。また、板状のホログラムに変えて、透過性のガラス板を取り付け、その上にシート状のホログラムを貼り付けることで、透過型のホログラムの測定を行うこともできる。
【００１６】
【実施例】
以下、図面に示す本発明の好適な実施例を説明する。図１は本発明の一実施例に係るホログラム評価装置の概略斜視図、図２（ａ）、（ｂ）はそのホログラム評価装置の概略側面図及び概略平面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視概略図である。図１〜図３において、Ｏ−Ｏは垂直な基準軸線、１は垂直な基準軸線Ｏ−Ｏを中心として旋回可能な第一旋回手段、２はこの第一旋回手段を、所望の角度位置に旋回させる第一旋回駆動装置であり、駆動用のモータ２ａを備えている。第一旋回手段１は、基準軸線Ｏ−Ｏを中心として旋回可能な第一旋回ステージ４を備えており、その第一旋回ステージ４の上面には基準軸線Ｏ−Ｏに対して接近及び離間する方向に配置されたガイドレール４ａが設けられ、そのガイドレール４ａに水平移動台５が移動可能に保持されている。更に、第一旋回ステージ４には、水平移動台５を移動させるためのねじ軸６ａとそれを回転駆動するモータ６ｂを備えた水平移動台駆動装置６も設けられている。
【００１７】
水平移動台５には、垂直に昇降ガイド８が取り付けられており、その昇降ガイド８には昇降台９が昇降可能に保持されている。更に、昇降ガイド８には、昇降台９を昇降させるためのねじ軸１０ａとそれを回転駆動するモータ１０ｂを備えた昇降装置１０が設けられている。
【００１８】
昇降台９には、基準軸線Ｏ−Ｏと交差する水平な軸線Ｐ−Ｐを中心として回転可能な回転台１２と、その回転台１２を回転させるモータ１３ａを備えた回転装置１３が設けられており、その回転台１２に軸線Ｐ−Ｐに平行にサンプル台１５が取り付けられている。
【００１９】
サンプル台１５は図４（ａ）に示すように、回転台に保持された枠体１６と、それに着脱可能な枠体１７を備えており、両者間に板状のホログラム（例えば、ホログラム原版）１８を取り付け可能な構造となっている。更に、この枠体１６、１７は、板状のホログラム１８に代えて、図４（ｂ）に示すように、シート状のホログラム１９を吸着保持可能な吸着板２０を取付可能である。また、図４（ｃ）に示すように、ガラス板２１を取り付けることも可能であり、そのガラス板２１に透過型のホログラム１９を貼り付けることで、透過型ホログラムの測定にも対応できる。なお、図１〜図３では、サンプル台１５に吸着板２０を取り付け、それにホログラム１９を貼り付けた場合を示している。
【００２０】
図１〜図３において、２２は垂直な基準軸線Ｏ−Ｏを中心として旋回可能な第二旋回手段、２３はこの第二旋回手段２２を、所望の角度位置に旋回させる第二旋回駆動装置であり、駆動用のモータ２３ａを備えている。第二旋回手段２２は、基準軸線Ｏ−Ｏを中心としてホログラムの前面及び背後に旋回可能な第二旋回ステージ２４と、その上に取り付けられた取付板２５と、取付板２５に固定されたガイドレール２６を備えている。このガイドレール２６は、垂直面内に配置され、基準軸線Ｏ−Ｏ上の適当な高さに設定した基準点（測定点となる位置）Ｑを中心とする円弧状に形成されている。このガイドレール２６には、光源装置２８が、基準点Ｑを照射するように且つ取付位置を調整可能に保持されている。この光源装置２８は、光源支持台２９と、それに保持された光源（通常、照射光を平行光に変換するコリメータレンズを備えている）３０及びフィルタ３１を備えており、ガイドレール２６に対する取付位置調整により、照射光のホログラムに対する垂直面内での入射角αを所望の値に設定可能となっている。なお、光源装置２８のガイドレール２６に対する取り付け位置調整は、光源装置２８をガイドレール２６に沿って手作業で移動させ、止めねじ等で固定する構成としてもよいし、モータ等の駆動装置を用いて遠隔操作で移動させ位置決めする構成としてもよい。
【００２１】
図１〜図３において、３５は、ホログラムからの回折光を観測しうる位置に配置され、ホログラムからの回折光の情報（例えば、色、明るさ等）を測定する測定機器であり、例えば、色彩色差計が用いられる。この測定機器３５はほぼ水平に入射する回折光を測定するよう、垂直柱３６の上端に取り付けられている。なお、垂直柱３６と測定機器３５の間には、測定機器３５の垂直面内での取付角度を手動調整するための角度調整機構３７が設けられている。垂直柱３６は、基準軸線Ｏ−Ｏに対して接近及び離間する方向に配置されているガイドレール４０に移動可能に保持された移動台４１に高さ調整機構４２を介して取り付けられている。また、この移動台４１には移動台４１をガイドレール４０に沿って移動させる移動台駆動装置（図示せず）が連結されている。かくして、移動台駆動装置で移動台４１を移動させることで、測定機器３５のホログラム測定点Ｑからの距離を所望の値に設定することができる。また、高さ調整機構４２で垂直柱３６を介して測定機器３５の高さを微調整することができる。
【００２２】
なお、図示は省略しているが、第一旋回駆動装置２、第二旋回駆動装置２３、水平移動台駆動装置６、昇降装置１０、回転装置１３、移動台駆動装置、高さ調整機構４２、測定機器３５等を操作及び制御する制御装置が設けられている。この制御装置は、第一旋回駆動装置２、第二旋回駆動装置２３、水平移動台駆動装置６、昇降装置１０、回転装置１３、移動台駆動装置、高さ調整機構４２等による移動対象を、入力した所定位置に移動させる機能や、あらかじめ入力したプログラムに従って移動対象を移動させて位置決めしながら測定機器３５による測定を行う機能等を備えている。
【００２３】
次に、上記構成のホログラム評価装置によるホログラム測定動作を説明する。まず、測定すべきホログラムをサンプル台１５に取り付ける。この場合、ホログラムがガラス板等の板状の場合には図４（ａ）に示すように、ホログラム板１８を枠体１６、１７に直接取り付ける。また、ホログラムがシート状の場合には、図４（ｂ）に示すように、枠体１６、１７に吸着板２０を取り付け、その吸着板２０にホログラム１９を吸着、保持させる。これにより、ホログラム１９を簡単に且つ浮き上がりやあおり等を生じることなく取り付けることができ、正確な測定が可能となる。ここで、ホログラム１８、１９のサンプル台１５に対する取付に当たっては、ホログラムの縦視域（天地方向）が水平（横向き）となるように取り付ける。以下、ホログラム１９に対する測定を行う場合を例にとって説明する。
【００２４】
次に（又はホログラム１９の取付に先立って）、照射光の垂直面内での照射角α（図２参照）及び測定機器３５の光軸合わせを行う。すなわち、光源装置２８をガイドレール２６に沿って移動させ、所望の照射角αとなる位置に固定する。ここで、照射角αとしては、極力小さい方（水平に近い方）が好ましいが、ホログラムを正面から（水平面内で測定機器３５と同じ方向）から照射する必要がある場合には、光源装置２８が測定機器３５による測定に干渉しない位置（光軸を遮らないよう光軸より下側の位置）になるように照射角αを設定する。また、測定機器３５の傾斜や高さを調整して、測定機器３５による測定点が基準点Ｑとなるように設定し、更に、測定機器３５の水平方向の位置を調整して基準点Ｑからの距離を設定する。なお、測定機器３５の高さ及び水平方向の位置の設定は、制御装置によって高さ調整機構４２及び移動台駆動装置を遠隔操作して行うことができるので、容易に且つ正確に行うことができる。
【００２５】
次に、ホログラム１９の測定位置の調整を行う。すなわち、図３において、水平移動台駆動装置６によって水平移動台５を水平に移動させ、且つ昇降装置１０によって昇降台９を昇降させて、ホログラム１９の測定すべき点を基準点Ｑに一致させる。この位置調整も、制御装置によって水平移動台駆動装置６及び昇降装置１０を遠隔操作して行うことができるので、容易に且つ正確に行うことができる。なお、この時、サンプル台１５はホログラム１９が垂直となる状態としておく。
【００２６】
次に、ホログラムの測定動作を行う。ここで、この装置ではホログラムの種々な特性を測定できるので、その代表例を説明する。
（１）自動変角特性測定
（Ａ）入射角度依存性測定
図５に示すように、第一旋回ステージ４を旋回させて観測角β（ホログラム１９の垂線ｎと測定機器３５の光軸との角度）を所望の値に設定し、次いで、第二旋回ステージ２４を回転させて光源装置２８からホログラム１９に入射する光の入射角度を変えながら、ホログラム１９からの回折光を測定し、一番明るくなる入射角度を測定する。
（Ｂ）出射角度依存性測定（縦視域）
図６に示すように、光源装置２８の入射角を、そのホログラム１９の設計角θに設定し、この状態を保つように、第一旋回ステージ４と第二旋回ステージ２４とを同期して微少角度ずつ回転させ、各測定角での明るさと色を測定する。
（Ｃ）出射角度依存性測定（横視域）
図７に示すように光源装置２８からの入射角、及び測定機器３５による観測角を所望の値に設定した後、その状態で、サンプル台１５を水平軸線を中心として微少角度ずつ回転させてホログラム１９の垂直に対する角度（あおり角）を変え、各測定角での明るさと色を測定する。
（２）自動面内測定
図３において、水平移動台５の水平移動及び昇降台９の昇降によって、ホログラム１９の測定すべき複数の点を逐次、基準点Ｑに一致させ、各測定点での明るさと色を測定し、面内ばらつきを測定する。
【００２７】
以上の測定は、反射型のホログラム１９に対するものであるが、このホログラム評価装置は、透過型のホログラムに対する測定も可能である。この場合には、図４（ｃ）、図８に示すように、サンプル台１５に透過性のあるガラス板２１を取り付け、そのガラス板２１に測定すべきホログラム１９を貼り付ける。そして、光源装置２８をホログラム１９の背後に回し、ホログラム１９を背後から照射した状態で測定すればよい。
【００２８】
なお、上記実施例は、サンプル台１５及び光源装置２８を基準軸線Ｏ−Ｏを中心として旋回させ、測定機器３５は旋回させない構成としたが、本発明はこの構成に限らず、測定機器３５も基準軸線Ｏ−Ｏを中心として旋回する旋回ステージに保持させ、基準軸線Ｏ−Ｏを中心として旋回可能な構成としてもよい。その場合には、サンプル台１５は旋回しない構成としてもよく、測定機器３５と、光源装置２８を旋回させることで、上記した実施例と同様に入射角及び観測角を容易に変更できる。また、測定機器３５を、光源装置２８と同様に、基準点Ｑを中心とする円弧状のガイドレールに移動可能に保持させることも可能であり、この構成を採用することで、垂直面内での観測角を自在に変更できる。
【００２９】
更に、上記実施例では、サンプル台１５に板状のホログラム１８或いは枚葉のホログラム１９を保持させる構成としたが、サンプル台１５の構成はこれに限らず、シート原反に多数のホログラムを形成した構成のロール状ホログラムを保持する繰出部と、それから引き出されたホログラムを巻き取る巻取部を設け、ホログラムを順次測定位置を通過させる構成としてもよく、この構成によって長尺のシート原反に形成した多数のホログラムを効率良く測定できる。なお、この場合にも、測定位置にホログラムを吸着保持可能な吸着板を設けておくことが好ましい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明のホログラム評価装置は、評価すべきホログラムを保持可能なサンプル台を、保持したホログラムの表面が垂直な基準軸線上に位置するように配置すると共に、ホログラムを照射する光源装置を前記サンプル台に保持されたホログラムの前面及び背後に位置させることができるよう前記基準軸線を中心として旋回可能とし、前記サンプル台、測定機器の少なくとも一つを前記基準軸線を中心として旋回可能とし、前記サンプル台を、保持したホログラムの表面が前記垂直な基準軸線上に位置した状態で水平移動及び昇降可能とし、更に、前記光源装置を前記基準軸線上の所定の基準点を中心として垂直面内で旋回可能とするという構成としたことにより、ホログラムへの水平面内及び垂直面内での入射角を所望の角度とすることができ、また、サンプル台と測定機器の一方を他方に対して所望の角度位置に旋回させることによって、観測角を所望の角度とすることができ、これによってホログラムへの照射光の入射角及びホログラム回折光の観測角を容易に所望の角度に設定してホログラムの色や明るさを測定でき、変角特性を容易に求めることができ、更に光源装置をホログラムの前面に位置させたり、背後に位置させたりすることで、反射型ホログラム、透過型ホログラムのいずれにも対応でき、更に、サンプル台を水平移動あるいは昇降させることで、ホログラム上の所望の測定したい位置を、測定機器による測定点上に位置させることができ、ホログラム上の所望位置を容易に測定できるといった効果を有している。更に、本発明は、前記サンプル台を水平な軸線を中心としても回転可能とするという構成も備えており、この構成により、所望のあおり角でのホログラムの特性を測定できるといった効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るホログラム評価装置の概略斜視図
【図２】（ａ）、（ｂ）はそのホログラム評価装置の概略側面図及び概略平面図
【図３】図２のＡ−Ａ矢視概略図
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はサンプル台の概略断面図
【図５】図１のホログラム評価装置を、ホログラムの測定状態で且つサンプル枠を断面で示す概略平面図
【図６】図１のホログラム評価装置を、ホログラムの測定状態で且つサンプル枠を断面で示す概略平面図
【図７】図１のホログラム評価装置を、ホログラムの測定状態で且つサンプル枠を断面で示す概略側面図
【図８】図１のホログラム評価装置を、ホログラムの測定状態で且つサンプル枠を断面で示す概略側面図
【符号の説明】
１ 第一旋回手段
２ 第一旋回駆動装置
４ 第一旋回ステージ
５ 水平移動台
６ 水平移動台駆動装置
８ 昇降ガイド
９ 昇降台
１０ 昇降装置
１２ 回転台
１３ 回転装置
１５ サンプル台
１６、１７ 枠体
１８、１９ ホログラム
２０ 吸着板
２２ 第二旋回手段
２３ 第二旋回駆動装置
２４ 第二旋回ステージ
２５ 取付板
２６ ガイドレール
２８ 光源装置
３５ 測定機器
３６ 垂直柱
４１ 移動台
４２ 高さ調整機構
Claims (6)
- 垂直な基準軸線を中心として旋回可能な第一旋回手段と、該第一旋回手段に保持され、評価すべきホログラムをその表面が前記基準軸線上に位置するように保持可能なサンプル台と、前記基準軸線を中心として旋回可能な第二旋回手段と、該第二旋回手段に保持され、前記サンプル台に保持されたホログラムを照射する光源装置と、前記ホログラムからの回折光を観測しうる位置に配置され、ホログラムからの回折光の情報を測定する測定機器を有し、前記第二旋回手段の旋回範囲は、保持した光源装置がサンプル台に保持されたホログラムの前面及び背後に位置することができるように設定されており、更に、前記第二旋回手段が、前記基準軸線を中心として旋回可能に設けられた第二旋回ステージと、該第二旋回ステージに保持され、前記基準軸線上の所定の基準点を中心とする円弧状の且つ垂直面内に配置されたガイドレールを備え、前記光源装置を前記ガイドレールに、取付位置を調整可能に保持させており、前記第一旋回手段が、前記基準軸線を中心として旋回可能に設けられた第一旋回ステージと、該第一旋回ステージに、前記基準軸線に対して接近及び離間する方向に移動可能に保持された水平移動台と、前記第一旋回ステージに保持され、前記水平移動台を移動させる水平移動台駆動装置と、前記水平移動台に垂直に保持された昇降ガイドと、該昇降ガイドに昇降可能に保持された昇降台と、該昇降台を昇降させる昇降装置とを備えており、前記昇降台が、水平な軸線を中心として回転可能な回転台と、その回転台を回転させる回転装置を備えており、その回転台に前記サンプル台を保持させていることを特徴とするホログラム評価装置。
- 更に、前記第一旋回手段を旋回させる第一旋回駆動装置と、前記第二旋回手段を旋回させる第二旋回駆動装置を有することを特徴とする請求項１記載のホログラム評価装置。
- 前記測定機器が、前記ホログラムから水平に反射される光を測定する姿勢で、垂直な支持柱に保持されており、該支持柱には前記測定機器の高さ調整を行う高さ調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム評価装置。
- 更に、前記測定機器を保持した支持柱を保持し、前記基準軸線に対して接近及び離間する方向に移動可能な移動台と、該移動台を移動させる移動台駆動装置を有することを特徴とする請求項３記載のホログラム評価装置。
- 前記サンプル台が、評価すべきシート状のホログラムを吸着保持する吸着板を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のホログラム評価装置。
- 前記サンプル台が、板状のホログラムを着脱可能に保持する枠体を備えると共に、その枠体に、シート状のホログラムを吸着保持する吸着板を着脱可能としていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のホログラム評価装置。
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