JP5533124B2 - Volume hologram and method for manufacturing volume hologram - Google Patents
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本発明は、コンタクトコピーに対して優れた耐性を有するホログラムを製造することができる製造方法に関する。また、本発明は、コンタクトコピーに対して優れた耐性を有するホログラムに関する。 The present invention relates to a manufacturing method capable of manufacturing a hologram having excellent resistance to contact copy. The present invention also relates to a hologram having excellent resistance to contact copying.
従来、二光束の干渉により生じる干渉縞をホログラム記録材料(感光材料)に記録してなる体積型ホログラムが、知られている(例えば、特許文献1)。体積型ホログラムは、いわゆるブラッグ条件と呼ばれる波長および光路方向に関する条件を満たす光を、高い回折効率で回折する光学素子として、種々の分野で使用されている。とりわけ、ホログラムには、再生する像に高い意匠性を付与することができ、これにともなって、ホログラムは高い識別性を有するようになる。この結果、ホログラムは優れた真贋判定指標を提供することができ、これにより、真正性を標示する真正性標示体として用いられている。 Conventionally, a volume hologram is known in which interference fringes generated by interference of two light beams are recorded on a hologram recording material (photosensitive material) (for example, Patent Document 1). The volume hologram is used in various fields as an optical element that diffracts light satisfying a condition related to a wavelength and an optical path direction, so-called Bragg conditions, with high diffraction efficiency. In particular, a hologram can be given high designability to an image to be reproduced, and accordingly, the hologram has high discrimination. As a result, the hologram can provide an excellent authenticity determination index, and is thus used as an authenticity indicator that indicates authenticity.
体積型ホログラムは、典型的な製造方法として、ホログラム記録材料に干渉性を有した二つの光束を互いに異なる方向から照射することにより、製造され得る。この製造方法では、二つの光束が干渉することにより干渉縞(干渉パターン)が生成され、感光性を有したホログラム記録材料は、この干渉縞をなす光の強弱パターンに対応して反応する。結果として、干渉縞が、何らかの縞状パターン、例えば屈折率の変化、透過率の変化、あるいは、形状変化(凹凸パターンの形成)として、ホログラム記録材料に記録される。そして、ブラッグ条件を満たす前記光は、感光材料に記録された干渉縞によって、高い回折効率で回折されるようになる。 As a typical manufacturing method, the volume hologram can be manufactured by irradiating two light beams having coherence to the hologram recording material from different directions. In this manufacturing method, interference fringes (interference patterns) are generated when two light beams interfere with each other, and the hologram recording material having photosensitivity reacts corresponding to the intensity pattern of light forming the interference fringes. As a result, interference fringes are recorded on the hologram recording material as some striped pattern, for example, a change in refractive index, a change in transmittance, or a shape change (formation of an uneven pattern). The light satisfying the Bragg condition is diffracted with high diffraction efficiency by the interference fringes recorded on the photosensitive material.
しかしながら、このような体積型ホログラムは、入手が困難であるレーザ光源(露光装置)やホログラム記録材料を入手することさえできれば、コンタクトコピーと呼ばれる方法によって複製され得る。具体的には、ホログラム記録材料に複製対象となる体積型ホログラムを積層し、次に、ホログラム記録材料に体積型ホログラムとは反対の側から、体積型ホログラムのブラッグ反射条件を満たすような条件で、露光光を入射させる。この結果、ホログラム記録材料に入射する露光光と、ホログラム記録材料を透過した露光光を体積型ホログラムで回折してなる再生光と、が干渉して干渉縞が生じ、この干渉縞が当該ホログラム記録材料に記録されて体積型ホログラムが複製される。当然、真正性標示体として用いられる体積型ホログラムが簡単に複製されることは、好ましくない。 However, such a volume hologram can be replicated by a method called contact copy as long as it is possible to obtain a laser light source (exposure device) and a hologram recording material that are difficult to obtain. Specifically, a volume hologram to be replicated is laminated on the hologram recording material, and then the hologram recording material is subjected to a condition that satisfies the Bragg reflection condition of the volume hologram from the side opposite to the volume hologram. The exposure light is incident. As a result, the exposure light incident on the hologram recording material and the reproduction light obtained by diffracting the exposure light transmitted through the hologram recording material with a volume hologram interfere with each other to generate an interference fringe. Recorded on the material, the volume hologram is replicated. Naturally, it is not preferable that the volume hologram used as the authentic sign is easily duplicated.
特許文献1では、相互に異なる波長の光を回折する2枚以上の体積型ホログラムを多重記録あるいは重畳してなるカラーホログラムが開示されている。このカラーホログラムをコンタクトコピーするためには、各波長に対応した複数のレーザ光源を準備する必要があり、且つ、複数のレーザ光源で発生される各レーザ光の波長に対して感度を有したホログラム記録材料を入手する必要がある。したがって、複製を多少困難にすることができるが、その一方で、波長の異なる複数のレーザ光源を入手すること及び波長の異なる複数のレーザ光源からの光のそれぞれに対して感度を有したホログラム記録材料を入手することさえできれば、特許文献1に開示されたホログラムを複製することは可能である。 Patent Document 1 discloses a color hologram formed by multiple recording or superposition of two or more volume holograms that diffract light of different wavelengths. In order to contact copy this color hologram, it is necessary to prepare a plurality of laser light sources corresponding to each wavelength, and the hologram has sensitivity to the wavelength of each laser beam generated by the plurality of laser light sources. Recording materials need to be obtained. Therefore, although replication can be made somewhat difficult, on the other hand, obtaining a plurality of laser light sources having different wavelengths and hologram recording having sensitivity to each of the light from the plurality of laser light sources having different wavelengths As long as the material can be obtained, the hologram disclosed in Patent Document 1 can be duplicated.
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、コンタクトコピーによる偽造に対して高い耐性を有するホログラムを提供すること、及び、コンタクトコピーによる偽造に対して高い耐性を有するホログラムの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a hologram having high resistance against counterfeiting by contact copy, and production of a hologram having high resistance against counterfeiting by contact copy It aims to provide a method.
本発明による体積型ホログラムの製造方法は、
第1方向から入射する第1波長の光を回折する第1干渉縞と、前記第1方向から入射する第1波長とは異なる第2波長の光を回折する第2干渉縞と、を有した体積型ホログラムを製造する方法であって、
ホログラム記録材料へ第1方向から第1波長の第1参照光を入射させるとともに、前記ホログラム記録材料へ前記第1波長の第1物体光を入射させて、第1干渉縞を前記ホログラム記録材料に記録する工程と、
前記ホログラム記録材料へ前記第1方向とは異なる第2方向から第1波長の第2参照光を入射させるとともに、前記ホログラム記録材料へ第2物体光を入射させて、前記第2干渉縞を前記ホログラム記録材料に記録する工程と、を含む。
A method for producing a volume hologram according to the present invention includes:
A first interference fringe that diffracts light having a first wavelength incident from the first direction; and a second interference fringe that diffracts light having a second wavelength different from the first wavelength incident from the first direction. A method for producing a volume hologram, comprising:
The first reference light having the first wavelength is incident on the hologram recording material from the first direction, and the first object light having the first wavelength is incident on the hologram recording material, so that the first interference fringes are incident on the hologram recording material. Recording process;
The second reference light having a first wavelength is incident on the hologram recording material from a second direction different from the first direction, and the second object light is incident on the hologram recording material, so that the second interference fringes are Recording on a hologram recording material.
本発明による体積型ホログラムの製造方法において、前記第1干渉縞を記録する工程および前記第2干渉縞を記録する工程が並行して実施されるようにしてもよい。なお、前記第1干渉縞を記録する工程および前記第2干渉縞を記録する工程は、部分的に並行して行われてもよいし、完全に同時に行われるようにしてもよい。このような本発明による体積型ホログラムの製造方法において、前記第1参照光は、第1レーザ光源から発生され、前記第2参照光は、前記第1レーザ光源とは別の第2レーザ光源から発生されるようにしてもよい。 In the volume hologram manufacturing method according to the present invention, the step of recording the first interference fringes and the step of recording the second interference fringes may be performed in parallel. Note that the step of recording the first interference fringe and the step of recording the second interference fringe may be performed partially in parallel or may be performed completely simultaneously. In such a volume hologram manufacturing method according to the present invention, the first reference light is generated from a first laser light source, and the second reference light is generated from a second laser light source different from the first laser light source. It may be generated.
あるいは、本発明による体積型ホログラムの製造方法において、前記第1干渉縞を記録する工程および前記第2干渉縞を記録する工程のいずれか一方が終了した後に、いずれか他方が実施されるようにしてもよい。このような本発明による体積型ホログラムの製造方法において、前記第1干渉縞を記録する工程において、前記ホログラム記録材料の前記第1参照光が入射する側の面上に、当該面の一部分を覆う第1マスクを配置し、前記第2干渉縞を記録する工程において、前記ホログラム記録材料の前記第2参照光が入射する側の面上に、当該面の前記一部分とは異なる部分を覆う第2マスクを配置するようにしてもよい。 Alternatively, in the method for manufacturing a volume hologram according to the present invention, either one of the step of recording the first interference fringe and the step of recording the second interference fringe is completed, and the other is performed. May be. In such a volume hologram manufacturing method according to the present invention, in the step of recording the first interference fringes, a part of the surface is covered on the surface of the hologram recording material on which the first reference light is incident. In the step of arranging the first mask and recording the second interference fringes, a second portion that covers a portion of the hologram recording material that is different from the portion of the surface on the surface on which the second reference light is incident. A mask may be arranged.
また、本発明による体積型ホログラムの製造方法において、少なくとも前記第1方向からの前記第2波長の光を前記第2干渉縞で回折してなる再生光が観察される方向から、前記第1方向からの前記第1波長の光を前記第1干渉縞で回折してなる再生光が、観察され得るように、前記第2方向は決定されていてもよい。 In the volume hologram manufacturing method according to the present invention, at least the first direction from the direction in which the reproduction light formed by diffracting the light having the second wavelength from the first direction with the second interference fringe is observed. The second direction may be determined so that reproduced light obtained by diffracting the light of the first wavelength from the first interference fringe can be observed.
さらに、本発明による体積型ホログラムの製造方法の前記第1干渉縞を記録する工程において、前記ホログラム記録材料の一方の面の側から当該ホログラム記録材料へ入射した前記第1参照光が、前記ホログラム記録材料を透過した後、前記ホログラム記録材料の他方の面の側に配置された反射型体積ホログラムからなる第1ホログラム原版へそのブラッグ条件を満たすように入射し、前記第1ホログラム原版からの回折光が第1物体光として前記ホログラム記録材料に前記他方の面の側から入射し、前記第2干渉縞を記録する工程において、前記ホログラム記録材料へ前記一方の面の側から入射した前記第2参照光が、前記ホログラム記録材料を透過した後、前記ホログラム記録材料の前記他方の面の側に配置された反射型体積ホログラムからなる第2ホログラム原版へそのブラッグ条件を満たすように入射し、前記第2ホログラム原版からの回折光が第2物体光として前記ホログラム記録材料に前記他方の面の側から入射するようにしてもよい。 Furthermore, in the step of recording the first interference fringes of the volume hologram manufacturing method according to the present invention, the first reference light incident on the hologram recording material from one surface side of the hologram recording material is the hologram After passing through the recording material, the hologram recording material is incident on a first hologram master composed of a reflective volume hologram disposed on the other surface side so as to satisfy the Bragg condition, and is diffracted from the first hologram master. The second incident light enters the hologram recording material from the one surface side in the step of recording the second interference fringes into the hologram recording material as the first object light from the other surface side. A reflective volume hologram disposed on the other surface side of the hologram recording material after the reference light has passed through the hologram recording material So that the Bragg condition is satisfied, and the diffracted light from the second hologram master enters the hologram recording material as the second object light from the other surface side. Good.
あるいは、本発明による体積型ホログラムの製造方法の前記第1干渉縞を記録する工程において、前記ホログラム記録材料の一方の面の側に配置された透過型体積ホログラムからなる第1ホログラム原版へそのブラッグ条件を満たすように入射した光のうちの、前記第1ホログラム原版からの回折光が第1物体光として、並びに、当該光のうちの前記第1ホログラム原版からの0次光が第1参照光として、それぞれ、前記ホログラム記録材料に前記一方の面の側から入射し、前記第2干渉縞を記録する工程において、前記ホログラム記録材料の一方の面の側に配置された透過型体積ホログラムからなる第2ホログラム原版へそのブラッグ条件を満たすように入射した光のうちの、前記第2ホログラム原版からの回折光が第2物体光として、並びに、当該光のうちの前記第2ホログラム原版からの0次光が第2参照光として、それぞれ、前記ホログラム記録材料に前記一方の面の側から入射するようにしてもよい。 Alternatively, in the step of recording the first interference fringes of the volume hologram manufacturing method according to the present invention, the Bragg is applied to the first hologram master made of a transmission volume hologram disposed on one side of the hologram recording material. Of the light incident so as to satisfy the condition, the diffracted light from the first hologram original plate is used as the first object light, and the 0th-order light from the first hologram original plate of the light is the first reference light. As described above, in the step of entering the hologram recording material from the one surface side and recording the second interference fringes, each of the hologram recording material comprises a transmission type volume hologram disposed on the one surface side Of the light incident on the second hologram original plate so as to satisfy the Bragg condition, the diffracted light from the second hologram original plate is used as the second object light. To, 0-order light is the second reference light from the second hologram master of the light, respectively, it may be incident from the side of the one surface to the hologram recording material.
これらのような本発明による体積型ホログラムの製造方法において、前記第1ホログラム原版および前記第2ホログラム原版を重ね合わせてなる積層原版を、前記ホログラム記録材料へ積層した状態で、前記第1干渉縞を記録する工程および前記第2干渉縞を記録する工程が実施されるようにしてもよい。 In the volume hologram manufacturing method according to the present invention as described above, the first interference fringes in a state in which a laminated original obtained by superimposing the first hologram original and the second hologram original is laminated on the hologram recording material. And the step of recording the second interference fringes may be performed.
また、このような本発明による体積型ホログラムの製造方法が、前記第2ホログラム原版を製造する工程を、さらに備え、
前記第2物体光は、前記第2干渉縞がそのブラッグ条件を満たす入射光を回折することによって体積型ホログラムの表面と平行な面上に位置する二次元パターンが再生されるように、構成されおり、
前記第2ホログラム原版を製造する工程は、
前記第2ホログラム原版用のホログラム記録材料上に、前記二次元パターンと同一パターンのマスクを配置した状態で、前記第2ホログラム原版用ホログラム記録材料を前記マスクが配置されている側から露光する工程と、
露光された前記第2ホログラム原版用ホログラム記録材料に、ホログラフィック散乱板を積層した状態で、参照光および前記ホログラフィック散乱板からの回折としての物体光を前記ホログラム原版用ホログラム記録材料に入射させる工程と、を有するようにしてもよい。
なお、前記ホログラム原版が、反射型の体積型ホログラムとして構成される場合には、参照光および物体光を前記ホログラム原版用ホログラム記録材料に入射させる工程において、前記ホログラム原版用ホログラム記録材料の一方の面の側から当該ホログラム記録材料へ参照光を入射させ、当該参照光が、前記ホログラム原版用ホログラム記録材料を透過した後、前記ホログラム原版用ホログラム記録材料の他方の面の側に配置された反射型体積ホログラムからなるホログラフィック散乱板へそのブラッグ条件を満たすように入射し、前記ホログラフィック散乱板からの回折光が物体光として前記ホログラム原版用ホログラム記録材料に前記他方の面の側から入射するようにしてもよい。あるいは、ホログラム原版が、透過型の体積型ホログラムとして構成される場合には、参照光および物体光を前記ホログラム原版用ホログラム記録材料に入射させる工程において、前記ホログラム原版用ホログラム記録材料の一方の面の側に配置された透過型体積ホログラムからなるホログラフィック散乱板へそのブラッグ条件を満たすように光を入射させ、当該光のうちの、前記ホログラフィック散乱板からの回折光が物体光として、並びに、当該光のうちの前記ホログラフィック散乱板からの0次光が参照光として、それぞれ、前記ホログラム原版用ホログラム記録材料に前記一方の面の側から入射するようにしてもよい。
Further, the volume hologram manufacturing method according to the present invention further includes a step of manufacturing the second hologram master,
The second object light is configured such that a two-dimensional pattern located on a plane parallel to the surface of the volume hologram is reproduced by diffracting incident light in which the second interference fringes satisfy the Bragg condition. And
The step of manufacturing the second hologram master is:
A step of exposing the hologram recording material for the second hologram original plate from the side on which the mask is arranged in a state where a mask having the same pattern as the two-dimensional pattern is arranged on the hologram recording material for the second hologram original plate When,
In the state where the holographic scattering plate is laminated on the exposed hologram recording material for the second hologram original plate, reference light and object light as diffraction from the holographic scattering plate are incident on the hologram recording material for the hologram original plate. You may make it have a process.
In the case where the hologram master is configured as a reflection type volume hologram, in the step of causing the reference light and the object light to enter the hologram recording material for the hologram master, one of the hologram recording materials for the hologram master is used. Reference light is incident on the hologram recording material from the side of the surface, and after the reference light is transmitted through the hologram recording material for hologram master, the reflection disposed on the other surface of the hologram recording material for hologram precursor Is incident on a holographic scattering plate made of a volume hologram so as to satisfy the Bragg condition, and diffracted light from the holographic scattering plate enters the hologram recording material for hologram master from the other surface side as object light. You may do it. Alternatively, when the hologram master is configured as a transmission type volume hologram, in the step of causing the reference light and the object light to enter the hologram recording material for the hologram master, one surface of the hologram recording material for the hologram master The light is incident on the holographic scattering plate made of a transmission type volume hologram arranged on the side so as to satisfy the Bragg condition, and among the light, the diffracted light from the holographic scattering plate is used as object light, and The 0th-order light from the holographic scattering plate of the light may be incident on the hologram recording material for hologram master from the one side as reference light.
さらに、本発明による体積型ホログラムの製造方法において、前記第1物体光は、前記第1干渉縞がそのブラッグ条件を満たす入射光を回折することによって三次元像が再生されるように、構成されていてもよい。 Further, in the volume hologram manufacturing method according to the present invention, the first object light is configured such that a three-dimensional image is reproduced by diffracting incident light satisfying the Bragg condition by the first interference fringes. It may be.
さらに、本発明による体積型ホログラムの製造方法において、第2物体光は平行光束であるようにしてもよい。あるいは、前記第2物体光は、前記第2干渉縞がそのブラッグ条件を満たす入射光を回折することによって体積型ホログラムの表面と平行な面上に位置する二次元パターンが再生されるように、構成されていてもよい。より好ましくは、前記第2物体光は、記録された前記第2干渉縞がそのブラッグ条件を満たす入射光を回折することによって体積型ホログラムの表面上に位置する二次元パターンが再生されるように、構成されていてもよい。 Furthermore, in the volume hologram manufacturing method according to the present invention, the second object light may be a parallel light beam. Alternatively, the second object light is reproduced such that a two-dimensional pattern located on a plane parallel to the surface of the volume hologram is reproduced by diffracting incident light in which the second interference fringes satisfy the Bragg condition. It may be configured. More preferably, the second object light is reproduced such that a two-dimensional pattern located on the surface of the volume hologram is reproduced by diffracting incident light in which the recorded second interference fringes satisfy the Bragg condition. , May be configured.
さらに、本発明による体積型ホログラムの製造方法において、
前記第1物体光は、前記第1干渉縞がそのブラッグ条件を満たす入射光を回折することによって体積型ホログラムの表面と平行な面上に位置する二次元パターンが再生されるように、構成され、
前記第2物体光は、前記第2干渉縞がそのブラッグ条件を満たす入射光を回折することによって体積型ホログラムの表面と平行な面上に位置する二次元パターンが再生されるように、構成されおり、
前記第1方向からの前記第1波長の光を前記第1干渉縞で回折することによって再生される前記二次元パターンの位置と、前記第1方向からの前記第2波長の光を前記第2干渉縞で回折することによって再生される前記二次元パターンの位置とが、体積型ホログラムの表面への法線方向にずれるように、前記第1物体光および前記第2物体光が構成されていてもよい。
Furthermore, in the method for producing a volume hologram according to the present invention,
The first object light is configured such that a two-dimensional pattern located on a plane parallel to the surface of the volume hologram is reproduced by diffracting incident light in which the first interference fringes satisfy the Bragg condition. ,
The second object light is configured such that a two-dimensional pattern located on a plane parallel to the surface of the volume hologram is reproduced by diffracting incident light in which the second interference fringes satisfy the Bragg condition. And
The position of the two-dimensional pattern reproduced by diffracting the light of the first wavelength from the first direction with the first interference fringe and the light of the second wavelength from the first direction are the second The first object light and the second object light are configured such that the position of the two-dimensional pattern reproduced by diffracting with an interference fringe is shifted in the normal direction to the surface of the volume hologram. Also good.
さらに、本発明による体積型ホログラムの製造方法において、前記二次元パターンは、文字、数字、記号および模様からなる群より選択される一以上であり、前記二次元パターンを構成する一つの文字、数字、記号または模様は、72μm四方の領域内に入る大きさとなっていてもよい。 Furthermore, in the volume hologram manufacturing method according to the present invention, the two-dimensional pattern is one or more selected from the group consisting of letters, numbers, symbols, and patterns, and one letter, number constituting the two-dimensional pattern. The symbol or pattern may be sized to fall within a 72 μm square area.
本発明による第1の体積型ホログラムは、
第1方向から入射する第1波長の光を回折する第1干渉縞と、
前記第1方向から入射する第1波長とは異なる第2波長の光を回折する第2干渉縞と、を備える体積型ホログラムであって、
前記第1干渉縞は、前記第1方向からの前記第1波長の光を回折して、三次元象を再生し、
前記第2干渉縞は、前記第1方向からの前記第2波長の平行光束を、平行光束からなる再生光として、回折し、
少なくとも前記第1方向からの前記第2波長の平行光束を前記第2干渉縞で回折してなる平行光束としての再生光が観察される方向から、前記第1方向からの前記第1波長の光を前記第1干渉縞で回折することによって再生される前記三次元像が観察され得るように、前記第1干渉縞は当該三次元像を再生する。
The first volume hologram according to the present invention is:
A first interference fringe that diffracts light of a first wavelength incident from a first direction;
A volume hologram comprising: a second interference fringe that diffracts light having a second wavelength different from the first wavelength incident from the first direction;
The first interference fringes diffract light of the first wavelength from the first direction to reproduce a three-dimensional elephant,
The second interference fringe diffracts the parallel light flux having the second wavelength from the first direction as reproduction light composed of the parallel light flux,
The light of the first wavelength from the first direction from the direction in which the reproduction light as a parallel light beam formed by diffracting the parallel light flux of the second wavelength from at least the first direction by the second interference fringe is observed. The first interference fringe reproduces the three-dimensional image so that the three-dimensional image reproduced by diffracting the light with the first interference fringe can be observed.
本発明による第2の体積型ホログラムは、
第1方向から入射する第1波長の光を回折する第1干渉縞と、
前記第1方向から入射する第1波長とは異なる第2波長の光を回折する第2干渉縞と、を備える体積型ホログラムであって、
前記第1干渉縞は、前記第1方向からの前記第1波長の光を回折して、三次元象を再生し、
前記第2干渉縞は、前記第1方向からの前記第2波長の光を回折して、体積型ホログラムの表面と平行な面上に位置する二次元パターンを再生し、
少なくとも前記第1方向からの前記第2波長の光を前記第2干渉縞で回折することによって再生される前記二次元パターンが観察される方向から、前記第1方向からの前記第1波長の光を前記第1干渉縞で回折することによって再生される前記三次元像が観察され得るように、前記第1干渉縞は当該三次元像を再生する。
The second volume hologram according to the present invention is:
A first interference fringe that diffracts light of a first wavelength incident from a first direction;
A volume hologram comprising: a second interference fringe that diffracts light having a second wavelength different from the first wavelength incident from the first direction;
The first interference fringes diffract light of the first wavelength from the first direction to reproduce a three-dimensional elephant,
The second interference fringes diffract light of the second wavelength from the first direction to reproduce a two-dimensional pattern located on a plane parallel to the surface of the volume hologram,
The light of the first wavelength from the first direction from the direction in which the two-dimensional pattern reproduced by diffracting the light of the second wavelength from the first direction with the second interference fringe is observed. The first interference fringe reproduces the three-dimensional image so that the three-dimensional image reproduced by diffracting the light with the first interference fringe can be observed.
本発明による第3の体積型ホログラムは、
第1方向から入射する第1波長の光を回折する第1干渉縞と、
前記第1方向から入射する第1波長とは異なる第2波長の光を回折する第2干渉縞と、を備える体積型ホログラムであって、
前記第1干渉縞は、前記第1方向からの前記第1波長の光を回折して、体積型ホログラムの表面と平行な面上に位置する第1の二次元パターンを再生し、
前記第2干渉縞は、前記第1方向からの前記第2波長の光を回折して、体積型ホログラムの前記表面と平行な面上に位置する第2の二次元パターンを再生し、
前記第1方向からの前記第1波長の光を前記第1干渉縞で回折することによって再生される前記第1の二次元パターンと、前記第1方向からの前記第2波長の光を前記第2干渉縞で回折することによって再生される前記第2の二次元パターンとが、同一の方向から観察され、且つ、体積型ホログラムの表面への法線方向に沿って互いにずれた位置に観察されるように、前記第1干渉縞および前記第2干渉縞は前記二次元像を再生する。
The third volume hologram according to the present invention is:
A first interference fringe that diffracts light of a first wavelength incident from a first direction;
A volume hologram comprising: a second interference fringe that diffracts light having a second wavelength different from the first wavelength incident from the first direction;
The first interference fringe diffracts the light of the first wavelength from the first direction to reproduce a first two-dimensional pattern located on a plane parallel to the surface of the volume hologram,
The second interference fringes diffract light of the second wavelength from the first direction to reproduce a second two-dimensional pattern located on a plane parallel to the surface of the volume hologram,
The first two-dimensional pattern reproduced by diffracting the light of the first wavelength from the first direction with the first interference fringe, and the light of the second wavelength from the first direction The second two-dimensional pattern reproduced by diffracting with two interference fringes is observed from the same direction and at a position shifted from each other along the normal direction to the surface of the volume hologram. As described above, the first interference fringe and the second interference fringe reproduce the two-dimensional image.
本発明による第1〜第3の体積型ホログラムのいずれかにおいて、
前記二次元パターンは、文字、数字、記号および模様からなる群より選択される一以上であり、
前記二次元パターンを構成する一つの文字、数字、記号または模様は、72μm四方の領域内に入る大きさとなっていてもよい。
In any one of the first to third volume holograms according to the present invention,
The two-dimensional pattern is one or more selected from the group consisting of letters, numbers, symbols and patterns,
One character, number, symbol, or pattern constituting the two-dimensional pattern may have a size that falls within a 72 μm square area.
また、本発明による第1〜第3の体積型ホログラムのいずれかにおいて、前記二次元パターンが体積型ホログラムの前記表面上に位置するように、前記第2干渉縞は前記二次元パターンを再生してもよい。 In any one of the first to third volume holograms according to the present invention, the second interference fringe reproduces the two-dimensional pattern so that the two-dimensional pattern is located on the surface of the volume hologram. May be.
本発明によれば、コンタクトコピーによる偽造に対し高い耐性をホログラムに付与することができる。 According to the present invention, it is possible to give a hologram high resistance against forgery by contact copying.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.
図1〜図9は、本発明の一実施の形態における体積型ホログラムおよび体積型ホログラムの製造方法を説明するための図である。このうち、図1〜図4は、主として、体積型ホログラムおよびその作用を説明するための図であり、図5〜図9は、主として、体積型ホログラムの製造方法を説明するための図である。 FIGS. 1-9 is a figure for demonstrating the manufacturing method of the volume type hologram and volume type hologram in one embodiment of this invention. Among these, FIGS. 1 to 4 are diagrams mainly for explaining the volume hologram and its operation, and FIGS. 5 to 9 are diagrams for mainly explaining a method for manufacturing the volume hologram. .
以下に説明する体積型ホログラム(単に、ホログラムとも呼ぶ)10は、同一方向から入射する互いに異なる波長の光L1a,L1b、すなわち同一方向から入射する互いに異なる色の光L1a,L1bを、それぞれ、回折する反射型ホログラム(リップマンホログラム)として構成されている。反射型の体積型ホログラムは干渉縞を記録されており、この干渉縞の間隔、入射光の波長および入射角度に関するブラッグの反射条件(ブラッグ条件)が満たされた場合、当該入射光を高い回折効率で回折(反射)するようになる。そして、以下に説明するホログラム10は、このような入射光に対する波長選択性および角度選択性によって、当該ホログラムが貼付された物品の意匠性を向上させることや、物品の真正性を標示することが可能であり、物品、とりわけ、包装材料、カード、証明書、有価証券、商品券等に貼付されて使用され得る。
A volume hologram (hereinafter also simply referred to as a hologram) 10 described below diffracts light L1a and L1b having different wavelengths incident from the same direction, that is, light L1a and L1b having different colors incident from the same direction, respectively. It is configured as a reflective hologram (Lippmann hologram). Reflective volume holograms are recorded with interference fringes, and when the Bragg reflection conditions (Bragg conditions) regarding the interference fringe spacing, incident light wavelength and incident angle are satisfied, the incident light has high diffraction efficiency. Diffracts (reflects). The
なお、以下において、干渉縞の数に言及することがあるが、本明細書において、干渉縞の数とは、概ね規則的に構成されたパターンの数のことであって、パターンを構成する要素の数のことではない。例えば、概ね平行に延びる複数の筋(立体的に捉えると、複数の面)からなる筋群(立体的に捉えると、面群)によって干渉縞が構成される場合には、干渉縞の数とは、筋群の数を指し、筋群に含まれる筋の数を指すものではない。 In the following description, the number of interference fringes may be referred to. In this specification, the number of interference fringes is the number of patterns that are generally configured, and are elements that constitute the patterns. It's not that number. For example, in the case where interference fringes are formed by a group of lines (a group of faces when viewed three-dimensionally) composed of a plurality of lines extending in parallel (a plurality of faces when viewed three-dimensionally), the number of interference fringes Indicates the number of muscle groups, not the number of muscles contained in the muscle groups.
図3および図4に示すように、ホログラム10は、第1方向d1からホログラム10へ入射する第1波長の光L1aを高い回折効率で回折する第1干渉縞11a(図3参照)と、第1方向d1から入射する第1波長とは異なる第2波長の光L1bを高い回折効率で回折する第2干渉縞11b(図4参照)と、を有している。すなわち、図3に示すように、第1方向d1からホログラム10へ入射する第1波長の光L1aは、第1干渉縞11aのブラッグの反射条件を満たすようになり、同様に、図4に示すように、第1方向d1からホログラム10へ入射する第2波長の光L1bは、第2干渉縞11bのブラッグの反射条件を満たすようになる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
ここで、ブラッグの反射条件が満たされるとは、次の式(1)が満たされることに相当する。
2×d×sinθ=λ ・・・ 式(1)
式(1)中のdは、光の進行方向と、当該光が入射する領域において干渉縞を構成する各筋状模様(各面状模様)への法線方向と、の両方に平行な断面での、干渉縞を構成する各筋(各面)の間隔(濃淡の筋のピッチ)である。また、式(1)中のθは、前記断面において、光の入射方向(または光の干渉縞での回折方向)が干渉縞をなす各筋が延びる方向に対してなす角度である。さらに、式(1)中のλは、干渉縞への入射光の波長である。
Here, the Bragg reflection condition being satisfied corresponds to the following expression (1) being satisfied.
2 × d × sin θ = λ Formula (1)
D in the formula (1) is a cross section parallel to both the traveling direction of light and the normal direction to each streak pattern (each planar pattern) that forms interference fringes in the region where the light is incident. , The interval (the pitch of the dark and light stripes) between the lines (each surface) constituting the interference fringes. In the equation (1), θ is an angle formed by the incident direction of light (or the diffraction direction of the light interference fringes) with respect to the direction in which each line forming the interference fringes extends in the cross section. Further, λ in the formula (1) is the wavelength of light incident on the interference fringes.
本実施の形態では、第1方向d1からホログラム10へ入射する第1波長の光L1aが、第1干渉縞11aのブラッグ条件を満たすことから、次の式(2)が満たされる。同様に、第1方向d1からホログラム10へ入射する第2波長の光L1bが、第2干渉縞11bのブラッグ条件を満たすことから、次の式(3)が満たされる。
2×da×sinθa=λa ・・・ 式(2)
2×db×sinθb=λb ・・・ 式(3)
式(2)および(3)におけるdaおよびdbは、式(1)におけるdに相当するものであり、各干渉縞の間隔である。また、式(2)および(3)におけるθaおよびθbは、式(1)におけるθに相当するものであり、各干渉縞へ入射する光(または各干渉縞で回折された光)の進行方向が各干渉縞の延びる方向に対してなす角度である。さらに、式(2)および(3)におけるλaおよびλbは、式(1)におけるλに相当するものであり、各干渉縞へ入射する光の波長である。
In the present embodiment, since the light L1a having the first wavelength incident on the
2 × da × sin θa = λa (2)
2 × db × sin θb = λb (3)
Da and db in the equations (2) and (3) correspond to d in the equation (1), and are intervals between the interference fringes. In addition, θa and θb in the equations (2) and (3) correspond to θ in the equation (1), and the traveling direction of the light incident on each interference fringe (or the light diffracted by each interference fringe) Is an angle formed with respect to the direction in which each interference fringe extends. Further, λa and λb in the equations (2) and (3) correspond to λ in the equation (1) and are wavelengths of light incident on each interference fringe.
なお、ブラッグ反射条件を示す式(1)は、入射光の波長λに対して適宜入射光の入射角度θが調節されることによって、あるいは、入射光の入射角度θに対して適宜入射光の波長λが設定されることによって、満たされるようになる。すなわち、ある体積型ホログラムの干渉縞によって高効率の回折効率で回折されるようになるのは、所定の特定波長の光が所定の特定入射角度でホログラムへ入射する場合だけではない。例えば、図4に示すように、第1波長の光L2bも、第1方向d1とは異なる第2方向d2からホログラム10へ入射した場合に次の式(4)が満たされるようになり、つまりブラッグ条件が満たされるようになり、第2干渉縞11bで高い回折効率で回折されるようになる。
2×db×sinθb’=λa ・・・ 式(4)
この際、図4に示すように、第1方向d1からの第2波長の光L1bが第2干渉縞11bで第3方向d3に回折されていたとすると、第2方向d2からの第1波長の光L2bは、第2干渉縞11bで、第3方向d3とは異なる方向(第4方向d4)に回折されるようになる。なお、式(4)におけるθb’は、式(1)におけるθに相当するものであり、第2干渉縞11bへ入射する光L2bが第2干渉縞11bの延びる方向に対してなす角度である。
The expression (1) indicating the Bragg reflection condition is obtained by appropriately adjusting the incident angle θ of the incident light with respect to the wavelength λ of the incident light, or appropriately By setting the wavelength λ, it is satisfied. That is, it is not only when light of a predetermined specific wavelength is incident on the hologram at a predetermined specific incident angle that the diffraction fringes of a certain volume hologram are diffracted with high diffraction efficiency. For example, as shown in FIG. 4, when the light L2b having the first wavelength is incident on the
2 × db × sin θb ′ = λa (4)
At this time, as shown in FIG. 4, if the light L1b of the second wavelength from the first direction d1 is diffracted in the third direction d3 by the
図1および図2に戻って、第1方向d1に沿ってホログラム10の第1面10aへ入射する第1波長の再生照明光L1aが第1干渉縞11aで回折されてなる第1再生光L3aは、ホログラム10の第1面10aの側から観察され得る第1像12aを再生する。本実施の形態において、第1像12aは三次元像として構成されている。
Referring back to FIGS. 1 and 2, the first reproduction light L3a formed by diffracting the first illumination reproduction light L1a incident on the
一方、第1方向d1に沿ってホログラム10の第1面10aへ入射する第2波長の再生照明光L1bが第2干渉縞11bで回折されてなる第2再生光L3bは、ホログラム10の第1面10aの側から観察され得る第2像12bを再生する。第2像12bは、二次元パターンとして構成されている。ここで二次元パターンとは、平面状のパターンのことであり、例えば、文字、数字、記号および模様からなる群より選択される一以上を配列して構成され得る。ただし、ここでいう平面状の二次元パターンとは、ホログラム10の表面上に位置する、例えば、ホログラム10の表面上に記載または貼付されているかのように観察されるパターンだけでなく、ホログラム10の表面から浮き上がった位置や、ホログラム10の表面から潜り込んだ位置に観察される、平面状のパターンも含まれる。したがって、ここでいう二次元パターンには、三次元空間内に再生される平面状のパターンも含まれている。
On the other hand, the second reproduction light L3b obtained by diffracting the reproduction illumination light L1b having the second wavelength incident on the
本実施の形態において、第2像12bをなす二次元パターンは、ホログラム10の表面と平行な面上に再生される。とりわけ図示する例において、第2干渉縞11bで再生される第2像12bとしての二次元パターンは、「GENUINE」との文字列で形成されており、ホログラム10の表面上に位置しており、ホログラム10の表面上に形成された文字列として観察される。
In the present embodiment, the two-dimensional pattern forming the
なお、ここでいう「ホログラムの表面上に位置する(形成される)」とは、二次元パターンが厳密な意味でホログラムの表面上に正確に位置している場合だけでなく、以下のように二次元パターンが厳密な意味でホログラムの表面上に位置している場合の光学的作用と同様の光学的作用が、目視での判断において、得られ得る範囲内であれば、二次元パターンがホログラムの表面上からわずかにずれている場合も含まれることとする。 The term “positioned (formed) on the surface of the hologram” here means not only when the two-dimensional pattern is accurately positioned on the surface of the hologram in a strict sense, but also as follows: If the optical action similar to that when the two-dimensional pattern is positioned on the surface of the hologram in a strict sense is within the range that can be obtained by visual judgment, the two-dimensional pattern is the hologram. The case where the surface is slightly deviated from the surface is also included.
すなわち、ホログラム10を白色光下に置くと、ブラッグ反射条件を満たす限りにおいて、異なる色で異なる方向に第2像12bが再生されるようになる。この結果、第2像12bは、ホログラム10の表面と平行な方向(すなわち、平面方向)にずれた位置に、異なる色で再生されるようになり、この異なる色で再生される像の平面方向での位置ずれに起因して、像の輪郭がぼやけて視認されるようにもなる。そして、異なる色の像の間での平面方向での位置ずれ量は、当該像の再生位置がホログラム10の表面上の位置から遠く離れるにしたがって、増していく。また、奥行きを持った立体物が再生される場合には、像のぼやけが顕著に現れる。その一方で、このように像がぼやけて観察される現象は、第2像12bが、二次元パターンの場合に緩和され、とりわけホログラム10の表面近傍に再生される場合に実質的に視認されなくなる。そして、ここでは、二次元パターンの輪郭がぼやけることなく明瞭に第2像12bが再生され得る程度であれば、ホログラム10の表面上に位置していると解釈することにする。
That is, when the
ところで、図1に示すように、本実施の形態において、第2像12bを構成する二次元パターンは、当該パターンをなす部分(例えば、文字列の部分)だけが、あるいは、当該パターンをなさない部分だけが、ホログラフィック散乱板として機能することにより、像を形成して観察者に観察され得るようになっている。ここでホログラフィック散乱板とは、ホログラム(ホログラフィック光学素子)の一種であり、そのブラッグ条件を満たす入射光を散乱させて、主として透過または反射させる光学素子である。本実施の形態においては、第2像12aをなす再生光L3bは、主として、第3方向d3に進む散乱光となる。
By the way, as shown in FIG. 1, in the present embodiment, the two-dimensional pattern constituting the
しかしながら、この例に限られず、第2像12bを構成する二次元パターンが、当該パターンをなす部分(例えば、文字列の部分)だけが、あるいは、当該パターンをなさない部分だけが、ホログラフィックミラーとして機能することにより、像を形成して観察者に観察され得るようになっていてもよい。ここでホログラフィックミラーとは、ホログラム(ホログラフィック光学素子)の一種であり、そのブラッグ条件を満たす入射光を、散乱させることなく反射させる光学素子である。したがって、この例では、或る特定波長の光束がホログラム10へ第2干渉縞11bのブラッグ反射条件を満たすように入射した場合、第2干渉縞11bで回折されて第2像12bを形成する第2再生光L3bは、平行光束となる。
However, the present invention is not limited to this example, and the two-dimensional pattern constituting the
加えて、第1像12aおよび第2像12bをなす二次元パターンの全部または一部が、72μm四方の領域内に収まる大きさで配置された文字、数字、記号または模様によって、構成されていてもよい。ヒトが裸眼で物体を観察する場合、ぼけずにはっきりと見ることができる位置(近点)は、標準的には、眼から250mm離れた位置であると考えられており、加えてヒトの眼の分解能は角度にして約1分(約1/60°)である(John.E. Greivenkamp著「フィールドガイド 幾何光学」の第45頁参照)。この結果、近点における最小分解能は、72.7μm程度となる。このため、二次元パターンを構成する文字、数字、記号または模様の一つ当たりの大きさ、幅および高さが72μm以下となっている場合、標準的には、ヒトが裸眼によって文字、数字、記号または模様を識別することができない。すなわち、このようなサイズの二次元パターンの文字、数字、記号または模様を識別するためには、拡大鏡を用いる等、何らかの手段を講じることが必要となってくる。したがって、このような二次元パターンからなる第1像12aおよび第2像12bによれば、ホログラム10に高い識別性を付与し、ホログラム10を真正性標示体として極めて有効に機能させることができる。
In addition, all or part of the two-dimensional pattern forming the
また、本実施の形態において、第1方向d1からの第2波長の光L1bを第2干渉縞12bで回折することによって再生される二次元パターン(第2像12b)が観察される方向から、第1方向d1からの第1波長の光L1aを第1干渉縞11aで回折することによって再生される三次元像(第1像12a)が観察され得るように、第1干渉縞11aは当該三次元像を再生する。すなわち、少なくとも第1方向d1からの第2波長の光L1bが第2干渉縞11bによって主として回折される第3方向d3に、第1方向d1からの第1波長の光L1aが第1干渉縞11aによって回折される。第1方向d1からの第1波長の光L1aを第1干渉縞11aで回折することによって再生される三次元像(第1像12a)は、いわゆる視域を有し、或る程度の角度範囲内の方向から観察され得る。そして、第1像12aが観察され得る視域内の一方向に、第1方向d1からの第2波長の光L1bが第2干渉縞12bによって主として回折されるようになっている。
Further, in the present embodiment, from the direction in which the two-dimensional pattern (
以上のような本実施の形態による体積型ホログラム10によれば、同一方向からのホログラム10への入射光L1a,L1bが、第1干渉縞11aで回折されることによって三次元像(第1像12a)が再生されるとともに、第2干渉縞11bで回折されることによって前記三次元像(第1像12a)とは異なる色で二次元パターン(第2像12b)が再生されるようになる。しかも、第1干渉縞11aでの回折によって三次元像(第1像12a)が観察されるようになる方向と、第2干渉縞11bでの回折によって二次元パターン(第2像12b)が観察されるようになる方向と、は少なくとも部分的に一致している。すなわち、例えば白色光が所定の入射角度でホログラム10へ入射した場合、三次元像(第1像12a)および二次元パターン(第2像12b)が互いに異なる色で同時に観察されるようになる。
According to the
そして、このホログラム10は、互いに異なる色で観察される三次元像(第1像12a)および二次元パターン(第2像12b)によって、優れた意匠性と高い識別性とを兼ね備えている。したがって、このホログラム10は、真贋判定が容易であり、真正性標示体として極めて有効に機能することができる。
The
次に、主として図5〜図9を参照しながら、以上のようなホログラム10を製造する方法の一例について説明する。以下の製造方法によれば、説明してきた本実施の形態による体積型ホログラム10を安価且つ容易に作製することが可能となる。
Next, an example of a method for manufacturing the
なお、体積型ホログラム10は、ホログラム記録材料20から形成されるようになる。このため、ホログラム記録材料20が対応する位置関係でホログラム10と同様に配置された状態にあるものとして、ホログラム10に対して用いた方向を用いて、ホログラム記録材料20に対する方向も特定していく。さらに、ホログラム記録材料20に積層される後述のフィルム状部材(例えば、ホログラム原版30,40、積層原版25、ホログラム原版用のホログラム記録材料35,45)に対しても、当該フィルム状部材がホログラム記録材料20に積層された状態にあるものとして、ホログラム10およびホログラム記録材料20に対して用いた方向を用いて、方向を特定していく。
The
以下に説明するホログラムの製造方法は、ホログラム記録材料20の一方の面(第2面)20bへ第1参照光L1rを入射させるとともに、当該ホログラム記録材料20の他方の面(第1面)20aへ第1波長の第1物体光L3oを入射させて、第1参照光L1rと第1物体光L3oとが干渉してなる光の干渉縞を生じさせて第1干渉縞(第1干渉パターン)11aをホログラム記録材料20に記録する工程と、ホログラム記録材料20の一方の面20bへ第2参照光L2rを入射させるとともに、当該ホログラム記録材料20の他方の面20aへ第2物体光L4oを入射させ、第2参照光L2rと第2物体光L4oとが干渉してなる光の干渉縞を生じさせて第2干渉縞(第2干渉パターン)11bをホログラム記録材料20に記録する工程と、を主として含んでいる。
In the hologram manufacturing method described below, the first reference light L1r is incident on one surface (second surface) 20b of the
とりわけ、以下のホログラム製造方法においては、第1参照光L1rおよび第1物体光L3oの波長と、第2参照光L2rおよび第2物体光L4oの波長と、が互いに同一になっていることを特徴としている。 In particular, in the following hologram manufacturing method, the wavelengths of the first reference light L1r and the first object light L3o and the wavelengths of the second reference light L2r and the second object light L4o are the same. It is said.
また、以下のホログラム製造方法においては、第1干渉縞11aを記録する工程と、第2干渉縞11bを記録する工程は、少なくとも部分的に並行して実施され、具体的には、第1干渉縞11aを記録するための露光(第1参照光L1rおよび第1物体光L3oの露光)と、第2干渉縞11bを記録するための露光(第2参照光L2rおよび第2物体光L4oの露光)とが、少なくとも一時期並行して行われる。
Further, in the following hologram manufacturing method, the step of recording the
まず、第1の光の干渉縞を生じさせて第1干渉縞(第1干渉パターン)11aをホログラム記録材料20に記録する際の露光について説明する。
First, the exposure when recording the first interference fringe (first interference pattern) 11a on the
なお、干渉縞11a,11bが記録されてホログラム10をなすようになるホログラム記録材料20としては、例えば、フォトポリマー、銀塩乳剤、重クロム酸ゼラチン、フォトレジスト等を用いることができる。
In addition, as the
第1干渉縞11aを記録する工程において、ホログラム10をなすようになるホログラム記録材料20に露光される第1参照光L1rおよび第1物体光L3oの波長は、図3に示された第1再生照明光L1aおよび第1再生光L3aと同一の第1波長である。したがって、図5に示すように、第1参照光L1rは、第1方向d1に沿って第1再生照明光L1aとは逆向きに進んでホログラム記録材料20へ一方の面20bの側から入射する。また、第1物体光L3oは、第3方向d3を中心とする方向から第1再生光L3aとは逆向きに進んでホログラム記録材料20へ他方の面20aの側から入射する。
In the step of recording the
なお、ホログラム記録材料20の他方の面(第1面)20aが、ホログラム10の上述した第1面10aをなすようになり、ホログラム記録材料20の一方の面(第2面)20bが、ホログラム10の第1面10aとは逆側の第2面10bをなすようになる。
The other surface (first surface) 20a of the
次に、第2の光の干渉縞を生じさせて第2干渉縞(第2干渉パターン)11bをホログラム記録材料20に記録する際の露光について説明する。ホログラム記録材料20に露光される第2参照光L2rおよび第2物体光L4oの波長は、第2再生照明光L1bおよび第2再生光L3bの波長(第2波長)とは異なり、第1再生照明光L1aおよび第1再生光L3aと同一の波長(第1波長)である。図4を参照しながら説明したように、第2干渉縞11bは、第1方向d1からホログラム10の第1面10aに入射する第2波長の光L1bを高い回折効率で第3方向d3を中心とした方向に散乱反射する。また、図4によく示されているように、第2干渉縞11bは、第2方向d2からホログラム10の第1面10aに入射する第1波長の光L2bも高い回折効率で第4方向d4を中心とした方向に散乱反射する。したがって、第1波長の第2参照光L2rおよび第2物体光L4oを用いて、第2干渉縞11bをホログラム記録材料20の記録することができる。
Next, the exposure when the second light interference fringe (second interference pattern) 11b is recorded on the
具体的には、図5に示すように、第2参照光L2rは、第2方向d2に沿って第2再生照明光L2bとは逆向きに進んでホログラム記録材料20へ一方の面20bの側から入射する。また、第2物体光L4oは、第4方向d4を中心とする方向から第2再生光L4bとは逆向きに進んでホログラム記録材料20へ他方の面20aの側から入射する。
Specifically, as shown in FIG. 5, the second reference light L2r travels in the opposite direction to the second reproduction illumination light L2b along the second direction d2 to the
また、ここで説明する製造方法においては、図5に示されているように、三次元像からなる第1像12aを再生するための物体光L3oは、反射型体積ホログラムからなる第1ホログラム原版30を再生することによって得られる。同様に、二次元パターンからなる第2像12bを再生するための第2物体光L4oは、反射型体積ホログラムからなる第2ホログラム原版40を再生することによって得られる。
Further, in the manufacturing method described here, as shown in FIG. 5, the object beam L3o for reproducing the
具体的には、図5に示すように、第1物体光L3oを発生させる第1ホログラム原版30および第2物体光L4oを発生させる第2ホログラム原版40を積層してなる積層原版25が、ホログラム記録材料20の第1面20aの側に積層される。これにより、ホログラム記録材料20の第1面20aの側から順に、第2ホログラム原版40および第1ホログラム原版30が、ホログラム記録材料20に積層される。この状態で、第1波長の第1参照光L1rが、第1方向d1に沿ったコヒーレントな光、典型的にはレーザ光からなる平行光束として、ホログラム記録材料20に第2面20bの側から照射される。第1参照光L1rの照射と並行して、第1波長の第2参照光L2rが、第2方向d2に沿ったコヒーレントな光、典型的にはレーザ光からなる平行光束として、ホログラム記録材料20に第2面20bの側から照射される。
Specifically, as shown in FIG. 5, a laminated
第1参照光L1rは、ホログラム記録材料20および第2ホログラム原版40を透過した後、第1ホログラム原版30のブラッグ条件を満たすようにして、第1ホログラム原版30へ入射する。すなわち、第1参照光L1rは再生照明光として第1ホログラム原版30へ入射し、第1ホログラム原版30で回折される。これにより、第1ホログラム原版30によって三次元像が再生され、この三次元像をなす回折光が、第2ホログラム原版40を透過した後に、第1物体光L3oとして、ホログラム記録材料20へ他方の面20aから入射する。
The first reference light L1r passes through the
この結果、ホログラム記録材料20内において、第1参照光L1rと第1物体光L3oが干渉し、明暗の縞からなる光の干渉縞が形成される。感光性を有したホログラム記録材料20は、この明暗の縞に対応して反応する。この結果、ホログラム記録材料20内に、この明暗の縞に対応したパターンの第1干渉縞11aが記録され、回折機能が付与される。一例として、ホログラム記録材料20がフォトポリマーからなる場合には、屈折率変調パターンとして第1干渉縞11aが記録される。
As a result, in the
一方、第2参照光L2rは、ホログラム記録材料20を透過した後、第2ホログラム原版40のブラッグ条件を満たすようにして、第2ホログラム原版40へ入射する。すなわち、第2参照光L2rは再生照明光として第2ホログラム原版40へ入射し、第2ホログラム原版40で回折される。これにより、第2ホログラム原版40によって二次元文字列パターンが再生される。この二次元文字列パターンをなす回折光が、第2物体光L4oとして、ホログラム記録材料20へ他方の面20aから入射する。この結果、ホログラム記録材料20内において、第2参照光L2rと第2物体光L4oが干渉し、明暗の縞からなる光の干渉縞が形成される。感光性を有したホログラム記録材料20は、この明暗の縞に対応して反応する。この結果、ホログラム記録材料20内に、この明暗の縞に対応したパターンの第2干渉縞11bが記録され、回折機能が付与される。
On the other hand, after passing through the
なお、ホログラム記録材料20に干渉縞11a,11bを記録するためのコヒーレントな光(本例では、第1参照光L1rおよび第2参照光L2r)として、ヘリウム−ネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、クリプトンイオンレーザー、ネオジウムヤグレーザー等のレーザ光源から発振される光を用いることができる。
As the coherent light (in this example, the first reference light L1r and the second reference light L2r) for recording the
ところで、図5に示すように、積層原版25のホログラム記録材料20に面していない側の面上には、遮光層27が設けられている。これにより、積層原版25のホログラム記録材料20に面していない側の面で、参照光L1r,L2rが反射すること、並びに、環境光がホログラム記録材料20へ第1面20a側から入射することが効果的に抑制される。この結果、迷光等に起因した、ホログラム記録材料20の意図しない感光、これにともなって、意図しない干渉縞の記録が効果的に防止される。
By the way, as shown in FIG. 5, a
加えて、迷光等の発生を防止する観点からは、積層原版25とホログラム記録材料20との間、積層原版25と遮光層27との間、および、積層原版25の第1ホログラム記録原版30と第2ホログラム記録原版40との間の一以上に、インデックスマッチング液からなるインデックスマッチング層が設けられてよい。インデックスマッチング層によれば、隣接する層間での急激な屈折率変化に起因した反射を効果的に防止することができるとともに、急激な屈折率変化の原因となる空気層が隣接する層間に形成されてしまうことも効果的に防止することができる。
In addition, from the viewpoint of preventing the occurrence of stray light or the like, between the lamination
ここで、三次元像を再生する反射型体積ホログラムからなる第1ホログラム原版30並びに二次元パターンを再生する反射型体積ホログラムからなる第2ホログラム原版40を、それぞれ、作製する方法の一例を説明しておく。
Here, an example of a method for producing the
まず、第1ホログラム原版30は次のようにして作製され得る。図6に示すように、第1干渉縞11aによって再生されるべき三次元像からなる第1像12aの形状(図示する例では、顔型)に基づいて作製された模型32を、第1ホログラム原版用ホログラム記録材料35を基準とした所定の位置に配置する。
First, the first hologram
図6に示すように、この状態で、第1波長のコヒーレントな光、典型的にはレーザ光源から発振された第1波長のレーザ光を、参照光L61および物体光L62として、第1ホログラム原版用のホログラム記録材料35に入射させる。このうち参照光L61は、平行光として、第1方向d1に沿って、第1面(他方の面)35aの側から、第1ホログラム原版用ホログラム記録材料35に入射する。一方、物体光L62は、模型32からの反射光として、第2面(一方の面)35bの側から、第1ホログラム原版用ホログラム記録材料35に入射する。この際、物体光L62は、上述した第3方向d3を中心とした角度域に広がる拡散光として、第1ホログラム原版用ホログラム記録材料35に入射する。この結果、第1ホログラム原版用ホログラム記録材料35が参照光L61および物体光L62によって露光され、第1像12aと同様の像を再生し得る干渉縞が記録される。干渉縞が記録された第1ホログラム原版用ホログラム記録材料35に適当な後処理を施すことによって、上述した第1ホログラム原版30が得られる。
As shown in FIG. 6, in this state, the first hologram original plate is obtained by using the coherent light of the first wavelength, typically the laser light of the first wavelength oscillated from the laser light source, as the reference light L61 and the object light L62. Is incident on a
なお、上記説明における第1ホログラム原版用ホログラム記録材料35の第1面35aが、第1ホログラム原版30の遮光層27に対面する側の面をなすようになり、第1ホログラム原版用ホログラム記録材料35の第2面35bが、第1ホログラム原版30のホログラム記録材料20に対面する側の面をなすようになる。
In addition, the
次に、第2ホログラム原版40は以下のようにして作製され得る。まず、図7および図8に示すように、第2ホログラム原版40用のホログラム記録材料45上に、二次元パターンと同一パターンで露光光を遮光することができる遮光マスク48を配置する。次に、図7に示すように、第2ホログラム原版用ホログラム記録材料45を、遮光マスク48が配置された側から、露光する。これによって、遮光マスク48で覆われていない領域が、不感化処理(失活処理)を施され、感光性を失う。なお、この不感化処理での露光に用いられる光L72としては、特にその波長を限定されることなく、例えば紫外線を用いることができる。紫外線を用いた場合、短時間でより確実に不感化処理を行うことができる。
Next, the
その後、第2方向d2からの第1波長の光を、第4方向d4を中心とした方向に、散乱反射するように構成されたホログラフィック散乱板49を用意する。次に、図9に示すように、用意されたホログラフィック散乱板49を、第2ホログラム原版用ホログラム記録材料45に一方の面(第2面)45bの側から積層する。この状態で、第2ホログラム原版用ホログラム記録材料45へ他方の面(第1面)45aの側から第1波長の参照光L91を入射させる。参照光L91は、第2方向d2に沿ったコヒーレントな光、典型的にはレーザ光からなる平行光束として、第2ホログラム原版用ホログラム記録材料45に照射される。そして、第2ホログラム原版用ホログラム記録材料45を透過した参照光L91が、ホログラフィック散乱板49のブラッグ条件を満たすようにして、ホログラフィック散乱板49へ入射する。これにより、参照光L91は再生照明光としてホログラフィック散乱板49へ入射してホログラフィック散乱板49で回折され、参照光L91がホログラフィック散乱板49で回折されてなる散乱反射光が、物体光L92として、第2ホログラム原版用ホログラム記録材料45に一方の面45bの側から入射する。この際、物体光L92である散乱反射光は、上述した第4方向d4を中心とした角度域に広がる散乱光として、第2ホログラム原版用ホログラム記録材料45に入射する。この結果、第2ホログラム原版用ホログラム記録材料45のうちの感光性を有している文字列パターンの領域が、参照光L91および物体光L92によって露光され、第2像12bと同様の二次元文字列パターンを再生し得る干渉縞が記録される。そして、この第2ホログラム原版用ホログラム記録材料45に適当な後処理を施すことによって、上述した第2ホログラム原版40が得られる。
Thereafter, a
なお、上記説明における第2ホログラム原版用ホログラム記録材料45の一方の面45bが、第2ホログラム原版40のホログラム記録材料20に対面する側の面をなすようになり、第2ホログラム原版用ホログラム記録材料45の他方の面45aが、第2ホログラム原版40の遮光層47に対面する側の面をなすようになる。
In addition, one
また、第1ホログラム原版30および第2ホログラム原版40をそれぞれ作製するために用いられる各ホログラム記録材料35,45や露光用の光としては、上述したホログラム10作製用のホログラム記録材料20やホログラム10作製用のレーザ光源から発振されるレーザ光を用いることができる。また、各干渉縞11a,11bを記録する場合と同様の目的から、各ホログラフィック散乱板39,49の各ホログラム原版用ホログラム記録材料35,45とは逆側の面に遮光層を設けてもよいし、各ホログラフィック散乱板39,49と各ホログラム原版用ホログラム記録材料35,45や各遮光層との間にインデックスマッチング層を設けてもよい。
Further, as the
以上のようにして、第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bをホログラム記録材料20に記録することができる。このようなホログラムの製造方法では、同時露光によって、第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bが同一のタイミングで形成されている。このような方法によって、第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bが並行してホログラム記録材料20に記録されていけば、ホログラム10を短時間で作製することができ、生産性の観点から好ましい。また、煩雑な作業を伴う光学系の準備を、複数回行う必要がない。さらに、各露光光(図示する例では、第1参照光L1rおよび第2参照光L2r)の光量を調節するといった簡易な操作により、各干渉縞11a,11bでの回折効率を調節することができる。すなわち、所望の光学特性を有する干渉縞11a,11bが精度良く形成されたホログラム10を、安価かつ容易に形成することができる。
As described above, the
加えて、このような同時露光によれば、ホログラム記録材料の同一の領域に、第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bの両方を記録することができる。この結果、第1干渉縞11aによって再生される第1像12aおよび第2干渉縞11bによって再生される第2像12bが重なって観察されるようにもなり、これにより、ホログラム10の意匠性および識別性をさらに向上させることができる。
In addition, according to such simultaneous exposure, both the
ところで、同時露光によって第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bを並行してホログラム記録材料20に記録する場合、第1干渉縞11aを形成するための第1参照光L1rおよび第1物体光L3oと、第2干渉縞11bを形成するための第2参照光L2rおよび第2物体光L4oとが、同時に、ホログラム記録材料20内へ入射する。したがって、第1参照光L1rおよび第1物体光L3oのいずれかと第2参照光L2rおよび第2物体光L4oとが干渉してなる不要な干渉縞が記録されてしまう可能性もある。このような不具合を回避する具体策として、第1波長の第1参照光L1rが第1レーザ光源から発振され、第1波長の第2参照光L2rが第1レーザ光源とは別の第2レーザ光源から発振されるようにすればよい。
By the way, when the
ここで、図12〜図15には、本件発明者が、異なる二つのレーザ光源50a,50bから発生されたレーザ光L121a,L121bの間での干渉と、同一のレーザ光源50cから発生されたレーザL131光を分離してなる分離光L131a,L131b間での干渉と、を調査した結果を示している。図12に示すように、異なる二つのレーザ光源50a,50bから発振された二つのレーザ光L121a,L121bを、ハーフミラーHMで合成して、その後スペイシャルフィルタSFによって広げ、スクリーン55上に投影した。この場合、図14に示すように、スクリーン55上の、スペイシャルフィルタSFによる拡散方向に対応する略円形領域に、光57が投影されており、明暗縞からなる干渉模様は観察されなかった。一方、図13に示すように、単一のレーザ光源50cから発生されたレーザ光L131を、ビームスプリッタBSでいったん分離した後に分離光L131a,L131bをハーフミラーHMで再度合成し、その後スペイシャルフィルタSFによって広げ、スクリーン55上に投影した。この場合、図15に示すように、スクリーン55上の、スペイシャルフィルタSFによる拡散方向に対応する円形領域内に、光58が縞状に投影され、明暗縞からなる干渉模様が明瞭に観察された。すなわち、図12〜図15に示す実験によっても、異なるレーザ光源50a,50bから発振された同一波長のレーザ光L121a,L121bの干渉性が著しく低くなることが確認された。なお、図12〜図15に示す実験においては、波長が532nmのレーザ光を発振する市販されている半導体励起固体(DPSS: Diode pumped Solid State)レーザーをレーザ光源50a,50b,50cとして用いた。
Here, in FIGS. 12 to 15, the inventor of the present invention has interference between the laser beams L 121 a and L 121 b generated from two different laser
したがって、このようなレーザ光の干渉特性に基づき、複数のレーザ光源を用いた同時露光によれば、複数のレーザ光源のうちの、同一のレーザ光源から発生された光の間(すなわち、一つのレーザ光源から発振された参照光と、当該参照光が再生照明光として回折されてなる再生光としての物体光と、の間)での干渉縞11a,11bのみが、ホログラム記録材料20に記録されるようになる。すなわち、複数のレーザ光源の各々から発生されたレーザ光が、それぞれ、再生照明光としても機能する参照光としてホログラム記録材料に露光される場合、ホログラム記録材料20には、レーザ光源の数と同じ数の干渉縞のみが形成されるようになる。
Therefore, according to the simultaneous exposure using a plurality of laser light sources based on the interference characteristics of the laser light, the light generated from the same laser light source among the plurality of laser light sources (that is, one light source) Only the
以上のことから、図11の例において、第1参照光L1rおよび第2参照光L2rが互いに異なるレーザ光源から発生された光からなる場合には、第1参照光L1rおよび第2参照光L2rは、互いに同一波長の光であったとしても、干渉し合うことはない。すなわち、第1干渉縞11aを形成するための光(第1参照光L1rおよび第1物体光L3o)と、第2干渉縞11bを形成するための光(第2参照光L2rおよび第2物体光L4o)とが別のレーザ光源から発生されていれば、第1干渉縞11aを形成するための光(第1参照光L1rおよび第1物体光L3o)と、第2干渉縞11bを形成するための光(第2参照光L2rおよび第2物体光L4o)とは互いに干渉することはない。このため、第1干渉縞11aを形成するための第1参照光L1rおよび第1物体光L3oのいずれかと、第2干渉縞11bを形成するための第2参照光L2rおよび第2物体光L4oのいずれかとが、干渉してなる不要な干渉縞がホログラム記録材料20に記録されることはない。これにより、不要な干渉縞によって意図しない方向へ回折される再生光が生じることが防止され、第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bでの回折によって明るい再生光を得ることができる。
From the above, in the example of FIG. 11, when the first reference light L1r and the second reference light L2r are made of light generated from different laser light sources, the first reference light L1r and the second reference light L2r are Even if the lights have the same wavelength, they do not interfere with each other. That is, light for forming the
第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bが記録されたホログラム記録材料20は、その後、後処理工程を施され、ホログラム記録材料20からホログラム10が得られるようになる。なお、後処理の内容は、ホログラム記録材料20をなす材料によって異なるが、一例として、紫外線照射および加熱処理が、一連の後処理としてホログラム記録材料20に実施され得る。
The
以上のような本実施の形態によれば、同一方向d1からのホログラム10への入射光L1a,L1bによって、異なる波長の光が回折されるようになる。すなわち、例えば白色光が所定の入射角度でホログラム10へ入射した場合、複数色の再生光L3a,L3bを観察することができる。とりわけ本実施の形態によれば、同一方向d1からの異なる波長の光L3a,L3bが同一方向d3に回折され、複数色の再生光L3a,L3bを同時に観察することができる。
According to the present embodiment as described above, light of different wavelengths is diffracted by the incident lights L1a and L1b from the same direction d1 to the
このような複数色で再生光L3a,L3bを回折するホログラム10については、それぞれ入手は困難であるものの、各色の光をそれぞれ発生させ得るレーザ光源と、各色の光に対してそれぞれ感度を有したホログラム記録材料と、を用意することによって、コンタクトコピーによる複製(偽造)が可能となってしまう。
The
一方、上述した製造方法によれば、単一な波長のレーザ光L1r,L2rで露光することによって、このようなホログラム10を作製している。すなわち、実際の使用において、第2像12bを再生することを意図された光(第2波長の光)とは別の波長の光(第1波長の光)を用いて、第2干渉縞11bを記録している。一般的に、干渉縞の記録に用いられ得る高出力のレーザ光源は限られており、このため、高出力で発生されるレーザ光の波長も特定の波長に限られている。したがって、例えば、第1方向d1からホログラム10へ入射して第2干渉縞11bのブラッグ反射条件を満たすようになる光の波長(第2波長)が、高出力のレーザ光源から発生され得ない波長、例えば波長が570〜580nm程度の黄色を表示する光になっていれば、ホログラム10のコンタクトコピーによる偽造を効果的に困難にすることができる。なお、第1方向d1からホログラム10へ入射して第2干渉縞11bのブラッグ反射条件を満たすようになる光の波長は、第2干渉縞11bの記録時における参照光L2rおよび物体光L4oのホログラム記録材料20への入射角度を制御することにより、ブラッグ条件を満たす範囲で、調節可能である。
On the other hand, according to the manufacturing method described above, such a
また、本実施の形態によれば、単一な波長の光L1r,L2r,L3o,L4oをホログラム記録材料20に同時に露光することによって、第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bが同時に記録されていく。したがって、ホログラム10を一回の露光工程によって効率的に作製することができる。すなわち、コンタクトコピーによる偽造に対して優れた耐性をホログラム10に付与することが可能となるだけでなく、このホログラム10を容易且つ安価に作製することができる。
Further, according to the present embodiment, the
とりわけ本実施の形態では、作製されるべきホログラム10において使用時に回折されることを意図された第1波長の光L1aおよび第2波長の光L1bは同一の第1方向からホログラム10へ入射する。したがって、第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bを記録するための共に第1波長の第1参照光L1rおよび第2参照光L2rのホログラム記録材料20への入射方向は異なる方向となる。ただし、互いに同一波長(第1波長)の第1参照光L1rおよび第2参照光L2rは、互いに異なるレーザ光源で発生された光であることから、互いに干渉し合うことはない。このため、同時露光によって並行して第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bを記録する際、第1干渉縞11aを記録するための光(第1参照光L1rおよび第1物体光L3o)と、第2干渉縞11bを記録するための光(第2参照光L2rおよび第2物体光L4o)とが干渉してなる不要な明暗縞(干渉縞)が、ホログラム記録材料20に記録されることもない。
In particular, in the present embodiment, the light L1a having the first wavelength and the light L1b having the second wavelength that are intended to be diffracted at the time of use in the
さらに、本実施の形態によれば、単一な波長のレーザ光L1r,L2rを用いてホログラム10を作製しているので、干渉縞11a,11bを記録するためのホログラム記録材料20として、当該単一な波長付近の波長域に感光性を示す材料を選択することができる。この点においても、上述した偽造に対する優れた耐性をホログラム10に付与することが可能となるだけでなく、このホログラム10を容易且つ安価に作製することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, since the
加えて、本実施の形態によれば、第1干渉縞11aで回折されてなる第1再生光L3aによって、三次元像が再生されるようになる。したがって、第1干渉縞11aによって再生される第1の像12aに、優れた意匠性および高い識別性を付与することができる。このようなホログラム10は、真贋の判定が極めて容易となることから、真正性を標示する真正性標示体として有効に機能し得る。
In addition, according to the present embodiment, a three-dimensional image is reproduced by the first reproduction light L3a diffracted by the
さらに、本実施の形態によれば、第1干渉縞11aでの回折光L3aによって再生される像12aとは別の色で、第2干渉縞11bでの回折光L3bによって二次元パターン12bが、再生されるようになる。この二次元パターンに意匠性や情報等を付与することができ、これにより、ホログラム10が真正性を標示する真正性標示体として有効に機能するようにすることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the two-
さらに、本実施の形態によれば、第2像12bは、厚みを有さない二次元パターンとして再生される。加えて、二次元パターンとして再生される第2像12bは、ホログラム10の表面上に位置するようになる。したがって、第2像12bが、ホログラム10と平行な平面方向において大きくずれた位置に、異なる色で再生されるようになることはない。この結果、ホログラムを遠く離れた位置から観察した場合においても、第2像12bがぼやけて視認されるようになることを防止することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いており、重複する説明を省略する。 Note that various modifications can be made to the above-described embodiment. Hereinafter, an example of modification will be described with reference to the drawings. In the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding parts in the above-described embodiment are used, and redundant descriptions are omitted.
上述した実施の形態において、第1方向d1から入射する第1波長の第1再生照明光L1aが第1干渉縞11aで回折されることによって再生される第1像12aと、第1方向d1から入射する第2波長の第2再生照明光L1bが第2干渉縞11bで回折されることによって再生される第2像12bと、の両方が少なくとも一つの方向から観察されるようにした例、すなわち、第1干渉縞11aによって再生される第1像12aと、第2干渉縞11bによって再生される第2像12bと、が同時に観察され得る例を示したが、これに限られない。第1方向d1から入射する第1波長の第1再生照明光L1aが第1干渉縞11aで回折される方向と、第1方向d1から入射する第2波長の第2再生照明光L1bが第2干渉縞11bで回折される方向と、が異なっているようにしてもよい。すなわち、第1像12aと第2像12bとが同時に観察されることがなく、観察方向を変化させていくことによって、二つの像12a,12bがそれぞれ別の方向から観察されるようにしてもよい。
In the embodiment described above, the
また、上述した実施の形態において、第2干渉縞11bによって再生される第2像12bが二次元文字列パターンからなる例を示したがこれに限られない。例えば、第2干渉縞11bが、ブラッグ条件を満たす入射光を散乱反射するようにしてもよい。すなわち、第2干渉縞11bが、ホログラフィック散乱板として機能するようにしてもよい。あるいは、第2干渉縞11bが、ブラッグ条件を満たす平行入射光束を平行光束として反射するようにしてもよい。すなわち、第2干渉縞11bが、ホログラフィックミラーとして機能するようにしてもよい。なお、第2干渉縞11bがホログラフィックミラーとして機能する場合には、第2干渉縞11bでの回折光が、その回折方向によらず、平行光束となる。したがって、第2干渉縞11bでの回折光が像ぼけ等の不具合を生じさせることなく、第2干渉縞11bでの回折光を明瞭に観察することができる。
In the above-described embodiment, the example in which the
さらに、上述した実施の形態において、第1干渉縞11aによって再生される第1像12aが三次元像からなる例を示したがこれに限られない。第1干渉縞11aによって再生される第1像12aが、文字、数字、記号および模様からなる群より選択される一以上を配列してなる二次元パターンとして構成されてもよいし、あるいは、ホログラフィック散乱板やホログラフィックミラーとして構成されてもよい。なお、第1像12aが、文字、数字、記号および模様からなる群より選択される一以上からなる二次元パターンからなる場合には、この二次元パターンを構成する一つ当たりの文字、数字、記号または模様は、72μm四方の領域内に入る大きさとなっていてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the
さらに、第1像12aおよび第2像12bが、二次元パターン、ホログラフィック散乱板、または、ホログラフィックミラーとして構成されている場合には、第1方向d1から入射する第1波長の第1再生照明光L1aが第1干渉縞11aで回折されてなる第1再生光L3bと、第1方向d1から入射する第2波長の第2再生照明光L1bが第2干渉縞11bで回折されてなる第2再生光L3aと、の両方が同一方向から観察されるようにしてもよい。さらには、第1像12aおよび第2像12bが、二次元パターン、ホログラフィック散乱板、または、ホログラフィックミラーとして構成されている場合には、第1方向d1からの第1波長の第1再生照明光L1aを第1干渉縞11aで回折することによって再生される第1像12aと、第1方向d1からの第2波長の第2再生照明光L1bを第2干渉縞11bで回折することによって再生される第2像12bとが、同一の方向から観察され、且つ、体積型ホログラム10の表面への法線方向に沿って互いにずれた位置に観察されるように(言い換えると、異なる高さ方向の位置に観察されるように)、再生されるようにしてもよい。このような変形例によっても、第1干渉縞11での回折光によって再生される二次元パターンと、第2干渉縞11aでの回折光によって再生される二次元パターンと、が高さ方向にずれた位置に観察されるので、ホログラム10によって再生される像が全体として三次元像として観察され、ホログラム10に優れた意匠性および高い識別性を付与することができる。
Further, when the
さらに上述した実施の形態において、ホログラム原版30,40からの再生光を物体光として用いてホログラム記録材料20に干渉縞11a,11bを記録するようにした例を示したが、これに限られない。例えば、模型からの反射光を物体光としてホログラム記録材料20に入射させて、当該ホログラム記録材料20に干渉縞11a,11bを記録するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the
さらに、上述した実施の形態において、第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bがそれぞれ反射型の体積型ホログラムとして機能する例を示したが、第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bの少なくとも一方が透過型の体積型ホログラムとして機能するようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the
さらに、上述した実施の形態において、第1ホログラム原版30が反射型体積ホログラムからなる例を示したこれに限られず、第1ホログラム原版が透過型体積ホログラムからなるようにしてもよい。第1ホログラム原版が透過型体積ホログラムからなる場合、次のようにして、第1干渉縞11aをホログラム記録材料20に記録することができる。まず、透過型体積ホログラムからなる第1ホログラム原版を、ホログラム記録材料20の一方の面の側に配置し、当該第1ホログラム原版にそのブラッグ条件を満たすようにコヒーレントな光を入射させる。この結果、第1ホログラム原版からホログラム記録材料20に向けて、回折光としての第1物体光が入射するとともに、回折されることなく第1ホログラム原版30を透過した0次光としての第1参照光が入射する。これにより、第1参照光および第1物体光が干渉してなる明暗縞のパターンに対応して、第1干渉縞11aをホログラム記録材料20に記録することができる。また、第1ホログラム原版30と同様に、上述した実施の形態において、第2ホログラム原版40が反射型体積ホログラムからなる例を示したがこれに限られず、第2ホログラム原版が透過型体積ホログラムからなるようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
さらに上述した実施の形態において、第1干渉縞11aと第2干渉縞11とが同一のタイミングで記録される例を示したが、これに限られない。例えば、図10および図11に示すように、第1干渉縞11aを記録する工程と、第2干渉縞11bを記録する工程とが、別々のタイミングで実施されてもよい。また、図10および図11に示す変形例においては、ホログラム記録材料20中の第1領域21a(図2参照)に、第1干渉縞11aが形成され、第1領域以外の領域であるホログラム記録材料20中の第2領域21b(図2参照)に、第2干渉縞11bが形成される。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the
図10に示す第1干渉縞を記録する工程において、ホログラム記録材料20には、一方の面20bの側から第1波長の第1参照光L1rが第1方向d1に沿って照射される。ホログラム記録材料20の他方の面20aの側には、上述した第1ホログラム原版30が配置されており、ホログラム記録材料20を透過した第1参照光L1rは、第1ホログラム原版30へそのブラッグ条件を満たすように入射する。この結果、上述したように、第1ホログラム原版30からの再生光(回折光)としての第1物体光L3oが、第3方向d3方向を中心とする方向に沿って、ホログラム記録材料20に他方の面の側から入射し、ホログラム記録材料20に第1干渉縞11aが記録されるようになる。
In the step of recording the first interference fringes shown in FIG. 10, the
図示する変形例においては、上述したように、第1干渉縞11aはホログラム記録材料20中の一部の領域にのみ形成され、第1干渉縞11aが記録されていないホログラム記録材料20の他の領域に、第2干渉縞11bが記録されるようになる。このため、図10に示されているように、レーザ光源からのレーザ光が照射されている間、レーザ光照射が実施されるホログラム記録材料20の一方の面20bには、第1マスク36が配置されている。第1マスク36は、第2干渉縞11bが記録されるようになるホログラム記録材料20の第2領域21b(図2参照)へのレーザ光の入射を遮光するようになっている。この結果、第1干渉縞11aを記録する工程中、ホログラム記録材料20の第1領域21a(図2参照)においてのみ感光が進み、ホログラム記録材料20の第2領域21bにおける感光が防止される。
In the illustrated modification, as described above, the
また、図10に示すように、第1ホログラム原版30のホログラム記録材料20に面していない側の面上には、上述した実施の形態と同様に、遮光層37が設けられており、意図しない干渉縞の記録が防止されるようになっている。
Further, as shown in FIG. 10, a
一方、図11に示す第2干渉縞を記録する工程において、ホログラム記録材料20には、一方の面20bの側から第1波長の第2参照光L2rが第2方向d2に沿って照射される。ホログラム記録材料20の他方の面20aの側には、上述した第2ホログラム原版40が配置されており、ホログラム記録材料20を透過した第2参照光L2rは、第2ホログラム原版40へそのブラッグ条件を満たすように入射する。この結果、上述したように、第2ホログラム原版40からの再生光(回折光)としての第2物体光L4oが、第4方向d4方向を中心とする方向に沿って、ホログラム記録材料20に他方の面の側から入射し、ホログラム記録材料20に第2干渉縞11bが記録されるようになる。
On the other hand, in the step of recording the second interference fringes shown in FIG. 11, the
図示する変形例では、図11に示されているように、レーザ光源からのレーザ光が照射されている間、レーザ光照射が実施されるホログラム記録材料20の一方の面20bには、第2マスク46が配置されている。第2マスク46は、第1干渉縞11aが記録されるホログラム記録材料20の第1領域21a(図2参照)へのレーザ光の入射を遮光するようになっている。この結果、第2干渉縞11bを記録する工程中、ホログラム記録材料20の第2領域21b(図2参照)においてのみ感光が進み、ホログラム記録材料20の第1領域21aにおける感光が防止される。また、図11に示すように、第2ホログラム原版40のホログラム記録材料20に面していない側の面上には、上述した実施の形態と同様に、遮光層47が設けられており、意図しない干渉縞の記録が防止されるようになっている。
In the illustrated modification, as shown in FIG. 11, the
以上のようにして、第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bを別々のタイミングでホログラム記録材料20に記録することができる。なお、第1干渉縞11aを記録する工程および第2干渉縞11bを記録する工程は、いずれを先に実施してもよい。
As described above, the
このような変形例では、第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bが別々のタイミングで形成されている。したがって、第1干渉縞11aを形成するための第1参照光L1rおよび第1物体光L3oと、第2干渉縞11bを形成するための第2参照光L2rおよび第2物体光L4oと、がホログラム記録材料20に同時に露光されることはない。このため、第1干渉縞11aを形成するための第1参照光L1rおよび第1物体光L3oのいずれかと、第2干渉縞11bを形成するための第2参照光L2rおよび第2物体光L4oのいずれかとが、干渉してなる不要な干渉縞がホログラム記録材料20に記録されることはない。これにより、不要な干渉縞によって意図しない方向へ回折される再生光が生じることが防止され、第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bでの回折によって明るい再生光を得ることができる。
In such a modification, the
加えて、第1干渉縞11aを形成するための第1参照光L1rおよび第1物体光L3oと、第2干渉縞11bを形成するための第2参照光L2rおよび第2物体光L4oとは同一波長の光である。したがって、第1参照光L1rを発生させるレーザ光源と同一のレーザ光源から第2参照光L2rを発生させるようにしてもよい。この結果、異なる色で像を再生することを意図された二つの干渉縞11a,11bをホログラム記録材料20に記録するために、単一のレーザ光源を用意しさえすれば良いことになる。
In addition, the first reference light L1r and the first object light L3o for forming the
また、以上のホログラムの製造方法によれば、第1干渉縞11aおよび第2干渉縞11bの作製中に適宜マスク36,46を用いることにより、第1干渉縞11aが記録される領域21aと、第2干渉縞11bが記録される領域21bと、がホログラム記録材料20中で区分けされている。したがって、後に記録される干渉縞(上記例では第2干渉縞11b)の記録中に、当該干渉縞を形成するための参照光および物体光が、それまでに記録されている干渉縞(上記例では第1干渉縞11a)によって意図しない方向へ回折されることを防止することができる。これにより、参照光または物体光と意図しない方向へ回折された光との干渉による不要な干渉縞がホログラム記録材料20に記録されてしまうことも防止することができる。
In addition, according to the hologram manufacturing method described above, by appropriately using the
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。 In addition, although the some modification with respect to embodiment mentioned above was demonstrated above, naturally, it is also possible to apply combining several modifications suitably.
10 体積型ホログラム(ホログラム)
10a 第1面
10b 第2面
11a 第1干渉縞
11b 第2干渉縞
12a 第1像
12b 第2像
20 ホログラム記録材料
20a 第1面(一方の面)
20b 第2面(他方の面)
21a 第1領域
21b 第2領域
25 積層原版
30 第1ホログラム原版
35 ホログラム記録材料(第1ホログラム原版用ホログラム記録材料)
35a 第1面(他方の面)
35b 第2面(一方の面)
36 マスク(第1マスク)
37 遮光層
40 第2ホログラム原版
45 ホログラム記録材料(第2ホログラム原版用ホログラム記録材料)
45a 第1面(他方の面)
45b 第2面(一方の面)
46 マスク(第2マスク)
47 遮光層
48 マスク(遮光マスク)
49 ホログラフィック散乱板
10 Volume hologram (hologram)
20b Second surface (the other surface)
21a 1st area |
35a 1st surface (the other surface)
35b 2nd surface (one surface)
36 mask (first mask)
37 Light-shielding
45a First surface (the other surface)
45b 2nd surface (one surface)
46 Mask (second mask)
47 Light-shielding
49 Holographic scattering plate
Claims (11)
ホログラム記録材料へ第1方向から第1波長の第1参照光を入射させるとともに、前記ホログラム記録材料へ前記第1波長の第1物体光を入射させて、第1干渉縞を前記ホログラム記録材料に記録する工程と、
前記ホログラム記録材料へ前記第1方向とは異なる第2方向から第1波長の第2参照光を入射させるとともに、前記ホログラム記録材料へ第2物体光を入射させて、前記第2干渉縞を前記ホログラム記録材料に記録する工程と、を含み、
前記第1干渉縞を記録する工程および前記第2干渉縞を記録する工程が並行して実施され、
前記第1参照光は、第1レーザ光源から発生され、前記第2参照光は、前記第1レーザ光源とは別の第2レーザ光源から発生される、
ことを特徴とする体積型ホログラムの製造方法。 A first interference fringe that diffracts light having a first wavelength incident from the first direction; and a second interference fringe that diffracts light having a second wavelength different from the first wavelength incident from the first direction. A method for producing a volume hologram, comprising:
The first reference light having the first wavelength is incident on the hologram recording material from the first direction, and the first object light having the first wavelength is incident on the hologram recording material, so that the first interference fringes are incident on the hologram recording material. Recording process;
The second reference light having a first wavelength is incident on the hologram recording material from a second direction different from the first direction, and the second object light is incident on the hologram recording material, so that the second interference fringes are Recording on a hologram recording material,
The step of recording the first interference fringe and the step of recording the second interference fringe are performed in parallel;
The first reference light is generated from a first laser light source, and the second reference light is generated from a second laser light source different from the first laser light source,
A method for producing a volume hologram.
ことを特徴とする請求項1に記載の体積型ホログラムの製造方法。 At least the light of the first wavelength from the first direction from the direction in which the reproduction light formed by diffracting the light of the second wavelength from the first direction by the second interference fringe is observed. The second direction is determined so that the reproduction light diffracted by the stripes can be observed.
The method for producing a volume hologram according to claim 1.
前記第2干渉縞を記録する工程において、前記ホログラム記録材料へ前記一方の面の側から入射した前記第2参照光が、前記ホログラム記録材料を透過した後、前記ホログラム記録材料の前記他方の面の側に配置された反射型体積ホログラムからなる第2ホログラム原版へそのブラッグ条件を満たすように入射し、前記第2ホログラム原版からの回折光が第2物体光として前記ホログラム記録材料に前記他方の面の側から入射する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の体積型ホログラムの製造方法。 In the step of recording the first interference fringes, after the first reference light incident on the hologram recording material from one side of the hologram recording material is transmitted through the hologram recording material, The first hologram master made of a reflective volume hologram arranged on the other surface side is incident so as to satisfy the Bragg condition, and the diffracted light from the first hologram master is incident on the hologram recording material as first object light. Incident from the other surface side,
In the step of recording the second interference fringes, after the second reference light incident on the hologram recording material from the one surface side is transmitted through the hologram recording material, the other surface of the hologram recording material Is incident on a second hologram master composed of a reflection type volume hologram arranged on the side so as to satisfy the Bragg condition, and diffracted light from the second hologram master is incident on the hologram recording material as second object light. Incident from the side of the surface,
The method for producing a volume hologram according to claim 1 or 2.
前記第2干渉縞を記録する工程において、前記ホログラム記録材料の一方の面の側に配置された透過型体積ホログラムからなる第2ホログラム原版へそのブラッグ条件を満たすように入射した光のうちの、前記第2ホログラム原版からの回折光が第2物体光として、並びに、当該光のうちの前記第2ホログラム原版からの0次光が第2参照光として、それぞれ、前記ホログラム記録材料に前記一方の面の側から入射する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の体積型ホログラムの製造方法。 In the step of recording the first interference fringes, out of the light incident so as to satisfy the Bragg condition to the first hologram master composed of a transmission type volume hologram arranged on one side of the hologram recording material, The diffracted light from the first hologram master is used as the first object light, and the zero-order light from the first hologram master of the light is used as the first reference light. Incident from the side of the surface,
In the step of recording the second interference fringes, of the light incident so as to satisfy the Bragg condition to the second hologram master composed of a transmission volume hologram disposed on one side of the hologram recording material, The diffracted light from the second hologram master is used as the second object light, and the 0th-order light from the second hologram master of the light is used as the second reference light. Incident from the side of the surface,
The method for producing a volume hologram according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項3または4に記載の体積型ホログラムの製造方法。 A step of recording the first interference fringe and a step of recording the second interference fringe in a state in which a laminated original obtained by superimposing the first hologram original and the second hologram original is laminated on the hologram recording material; Carried out,
The method for producing a volume hologram according to claim 3 or 4, wherein:
前記第2物体光は、前記第2干渉縞がそのブラッグ条件を満たす入射光を回折することによって体積型ホログラムの表面と平行な面上に位置する二次元パターンが再生されるように、構成されおり、
前記第2ホログラム原版を製造する工程は、
前記第2ホログラム原版用のホログラム記録材料上に、前記二次元パターンと同一パターンのマスクを配置した状態で、前記第2ホログラム原版用ホログラム記録材料を前記マスクが配置されている側から露光する工程と、
露光された前記第2ホログラム原版用ホログラム記録材料に、ホログラフィック散乱板を積層した状態で、参照光および前記ホログラフィック散乱板からの回折光としての物体光を前記第2ホログラム原版用ホログラム記録材料に入射させる工程と、を有する、
ことを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項に記載の体積型ホログラムの製造方法。 A step of manufacturing the second hologram master,
The second object light is configured such that a two-dimensional pattern located on a plane parallel to the surface of the volume hologram is reproduced by diffracting incident light in which the second interference fringes satisfy the Bragg condition. And
The step of manufacturing the second hologram master is:
A step of exposing the hologram recording material for the second hologram original plate from the side on which the mask is arranged in a state where a mask having the same pattern as the two-dimensional pattern is arranged on the hologram recording material for the second hologram original plate When,
In the state where the holographic scattering plate is laminated on the exposed hologram recording material for the second hologram original plate, the reference light and the object light as the diffracted light from the holographic scattering plate are used as the hologram recording material for the second hologram original plate. And making it incident on
The method for producing a volume hologram according to any one of claims 3 to 5, wherein:
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の体積型ホログラムの製造方法。 The first object light is configured such that a three-dimensional image is reproduced by diffracting incident light in which the first interference fringes satisfy the Bragg condition.
The method for producing a volume hologram according to claim 1, wherein the volume hologram is produced.
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の体積型ホログラムの製造方法。 The second object light is a parallel light beam,
The method for producing a volume hologram according to claim 1, wherein the volume hologram is produced.
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の体積型ホログラムの製造方法。 The second object light is configured such that a two-dimensional pattern located on a plane parallel to the surface of the volume hologram is reproduced by diffracting incident light in which the second interference fringes satisfy the Bragg condition. ing,
The method for producing a volume hologram according to claim 1, wherein the volume hologram is produced.
前記第2物体光は、前記第2干渉縞がそのブラッグ条件を満たす入射光を回折することによって体積型ホログラムの表面と平行な面上に位置する二次元パターンが再生されるように、構成されおり、
前記第1方向からの前記第1波長の光を前記第1干渉縞で回折することによって再生される前記二次元パターンの位置と、前記第1方向からの前記第2波長の光を前記第2干渉縞で回折することによって再生される前記二次元パターンの位置とが、体積型ホログラムの表面への法線方向にずれるように、前記第1物体光および前記第2物体光が構成されている、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の体積型ホログラムの製造方法。 The first object light is configured such that a two-dimensional pattern located on a plane parallel to the surface of the volume hologram is reproduced by diffracting incident light in which the first interference fringes satisfy the Bragg condition. ,
The second object light is configured such that a two-dimensional pattern located on a plane parallel to the surface of the volume hologram is reproduced by diffracting incident light in which the second interference fringes satisfy the Bragg condition. And
The position of the two-dimensional pattern reproduced by diffracting the light of the first wavelength from the first direction with the first interference fringe and the light of the second wavelength from the first direction are the second The first object light and the second object light are configured such that the position of the two-dimensional pattern reproduced by diffracting with interference fringes is shifted in the normal direction to the surface of the volume hologram. ,
The method for producing a volume hologram according to claim 1, wherein the volume hologram is produced.
前記二次元パターンを構成する一つの文字、数字、記号または模様は、72μm四方の領域内に入る大きさとなっている、
ことを特徴とする請求項9または10に記載の体積型ホログラムの製造方法。 The two-dimensional pattern is one or more selected from the group consisting of letters, numbers, symbols and patterns,
One letter, number, symbol or pattern constituting the two-dimensional pattern is sized to fall within a 72 μm square area.
The method for producing a volume hologram according to claim 9 or 10, wherein:
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