JP5626622B2 - 体積型ホログラムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、種々の色を明るく再現可能なホログラムを容易に製造することができる製造方法に関する。

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。

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。

特開２０００−１６２９５２号公報

ところで、上記干渉縞を記録するための露光方法としては、使用時にホログラムで回折されるようになる光と同一の波長の参照光および物体光を、使用時における光の入射方向および回折方向（再生方向）とそれぞれ同一な方向から、ホログラム記録材料に入射させることが、一般的である。ホログラム作製に用いられる光学系の設計が容易であるうえに、三次元的に表示される像の再生角度（再生方向）のずれに起因した像ぼけが防止されるからである。

しかしながら、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。その一方で、ホログラムで再現される色に依存して、ホログラムの意匠性および識別性を大幅に向上させることが可能である。このため、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ回折する三つの干渉縞をホログラム記録材料に記録し、この三色の加法混色により、ｘｙ色度図における赤色、緑色および青色で囲まれる領域内にある所望の色を再現することも試みられている。

ただし、ホログラム記録材料に複数の干渉縞を記録する場合、ホログラム記録材料に記録されるべき干渉縞の数が多い程、露光条件の設定は難しくなる。また、ホログラム記録材料に記録されるべき干渉縞の数が増えると、各干渉縞に対するホログラム記録材料の屈折率変調量は制限されるうえ、その割り当てを制御することが困難となる。すなわち、ホログラム記録材料に記録されるべき干渉縞の数が多いと、種々の色を再現し得る一方で、ホログラムの作製が著しく複雑になるとともに、作製されたホログラムによって色を十分明るく再現することができない。この結果、十分な識別性および十分な意匠性をホログラムに付与することができなくなる。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、種々の色を明るく再現可能なホログラムを容易に製造し得る製造方法を提供することを目的とする。

本発明による体積型ホログラムの製造方法は、
第１波長の第１再生照明光を第１干渉縞で回折してなる第１再生光と、第１波長とは異なる第２波長の第２再生照明光を第２干渉縞で回折してなる第２再生光と、の加法混色により色を再現する体積型ホログラムを製造する方法であって、
前記ホログラム記録材料に第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に第１物体光を入射させて、前記第1干渉縞を前記ホログラム記録材料に記録する工程と、
前記第２再生照明光とは異なる方向から前記ホログラム記録材料に前記第２波長とは異なる第３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に前記第２波長とは異なる第３波長の第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。

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波長の前記第１再生照明光を前記第1干渉縞で回折してなる第１再生光が観察される方向と、前記第２波長の前記第２再生照明光を前記第２干渉縞で回折してなる第２再生光が観察される方向と、が一致するように、前記第３波長は決定されていてもよい。

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、前記第１参照光および前記第１物体光の波長は、前記第２波長および前記第３波長とは異なる波長であり、前記第１参照光および前記第２参照光は、互いに異なる方向から、前記ホログラム記録材料に入射するようにしてもよい。

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物体光の前記ホログラム記録材料への入射方向と、前記第２物体光の前記ホログラム記録材料への入射方向と、は異なるようにしてもよい。

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１再生照明光の入射方向および第２再生照明光の入射方向が同一であるようにしてもよい。

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。

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。

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。

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１ホログラム原版を製造する工程と、前記第２ホログラム原版を製造する工程と、をさらに備え、
前記第１物体光は、前記第１再生光が二次元パターンを再生するように、構成され、
前記第２物体光は、前記第２再生光が二次元パターンを再生するように、構成され、
前記第１ホログラム原版を製造する工程および前記第２ホログラム原版を製造する工程の各々は、
各ホログラム原版用のホログラム記録材料上に、各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。

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。

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再生光が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するように、構成され、前記第２物体光は、前記第２再生光が体積型ホログラムの前記表面と平行な面上に位置する二次元パターンを再生するように、構成されてもよい。

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再生光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２再生光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前記表面への法線方向において同一となるように、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。

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してもよい。

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干渉縞で再生される二次元パターンと前記第２干渉縞で再生される二次元パターンとは同一のパターンであるようにしてもよい。

本発明によれば、ホログラムによって種々の色を明るく再現することができ、且つ、このホログラムを容易に作製することが可能になる。

図１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その回折作用を説明するための図である。 図２は、図１に示す体積型ホログラムで再生される像を説明するための図である。 図３は、図１および図２に示す体積型ホログラムの第１干渉縞による光学的作用を説明するための図である。 図４は、図１および図２に示す体積型ホログラムの第２干渉縞による光学的作用を説明するための図である。 図５は、図１および図２に示す体積型ホログラムの第１干渉縞および第２干渉縞を記録する方法を説明するための図である。 図６は、図５に示された干渉縞の記録に使用されるホログラム原版の作製方法を説明するための図である。 図７は、図６に示された作製中のホログラム原版およびマスクを示す正面図である。 図８は、図５に示された第１干渉縞の記録に使用される第１ホログラム原版の作製方法を説明するための図である。 図９は、図５に示された第２干渉縞の記録に使用される第２ホログラム原版の作製方法を説明するための図である。

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。

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。

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、異なる波長の光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ、すなわち互いに異なる色の光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂを、それぞれ、同一方向へ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が記録されており、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。

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）の数のことであり、干渉縞に含まれる筋の数を指すものではない。

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。

図３および図４に示すように、ホログラム１０は、ホログラム１０へ入射する第１波長の第１再生照明光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波長とは異なる第２波長の第２再生照明光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。また、図１に示すように、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、は同一方向となっている。そして、図２に示すように、ホログラム１０は、第１干渉縞１１ａによって第１再生照明光Ｌ１ａを回折してなる第１再生光Ｌ３ａと、第２干渉縞１１ｂによって第２再生照明光Ｌ１ｂを回折してなる第２再生光Ｌ３ｂと、の加法混色によって、色を再現するようになっている。

なお、本実施の形態において、第１干渉縞１１ａおよび第２干渉縞１１ｂは、第１再生照明光Ｌ１ａおよび第２再生照明光Ｌ１ｂを散乱反射光として回折する。したがって、第１再生光Ｌ３ａおよび第２再生光Ｌ３ａは主として互いに同一の方向に進む散乱光となる。

また、本実施の形態においては、図１に示すように、第１干渉縞１１ａによって回折される第１波長の第１再生照明光Ｌ１ａおよび第２干渉縞１１ｂによって回折される第２波長の第２再生照明光Ｌ１ｂは、共に、第１方向ｄ１に沿ってホログラム１０へ入射する。つまり、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。

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。

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。

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λａおよび第２波長λｂの両方と異なる第３波長λｃ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×ｓｉｎθｃ＝λｃ ・・・ 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３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θｃ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。

ところで、本実施の形態においては、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。同様に、本実施の形態において、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。

図２に示すように、第１像１２ａおよび第２像１２ｂは、それぞれ、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。

本実施の形態において、第１像１２ａをなす二次元パターンおよび第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、第１像１２ａをなす二次元パターンおよび第２像１２ｂをなす二次元パターンは、ホログラム１０の表面の法線方向における同一の位置、つまり、ホログラム１０の表面からの高さが同一である面上に再生される。さらに厳密には、第１像１２ａをなす二次元パターンおよび第２像１２ｂをなす二次元パターンは、ホログラム１０の表面上に位置している。

また、図２に示すように、第１干渉縞１１ａで再生される第１像１２ａとしての二次元パターンおよび第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」との同一の文字列で構成されている。加えて、第１像１２ａをなす二次元パターンおよび第２像１２ｂをなす二次元パターンは、ホログラム１０の表面に沿っても同一の位置（つまり、表面上の同一位置）に再生される。

すなわち、本実施の形態において、第１像１２ａおよび第２像１２ｂは重なって再生され、これにより、図２に示すように、第１像１２ａおよび第２像１２ｂによってなされる「ＧＥＮＵＩＮＥ」との一つの文字列（二次元パターンの像）１２が、第１像１２ａをなす第１波長の第１再生光Ｌ３ａと第２像１２ｂをなす第２波長の第２再生光Ｌ３ｂとの加法混色により再現される色で、観察されるようになる。具体例として、第１波長の第１再生光Ｌ３ａが、波長が４７６.５ｎｍの青色光であって、第２波長の第２再生光Ｌ３ｂが、波長が５７０ｎｍの黄色光である場合には、合成像１２は、ｘｙ色度図上における青色と黄色との中間位置の色、すなわち白色の像として、観察されるようになる。

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。

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。

ところで、図１に示すように、本実施の形態において、第１像１２ａおよび第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１再生光Ｌ３ａおよび第２再生光Ｌ３ｂは、主として、第３方向ｄ３に進む散乱光となる。

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へ干渉縞１１ａ，１１ｂのブラッグ条件を満たすように入射した場合、干渉縞１１ａ，１１ｂで回折されて像１２ａ，１２ｂを形成する再生光Ｌ３ａ，Ｌ３ｂは、平行光束となる。

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。

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、第１干渉縞１１ａによって第１再生照明光Ｌ１ａを回折してなる第１再生光Ｌ３ａと、第２干渉縞１１ｂによって第２再生照明光Ｌ１ｂを回折してなる第２再生光Ｌ３ｂと、の加法混色を利用して色を再現するようになっている。第１再生光Ｌ３ａ（第１再生照明光Ｌ１ａ）をなす第１波長の光及び第２再生光Ｌ３ｂ（第２再生照明光Ｌ１ｂ）をなす第２波長の光の波長域を適宜設定することにより、第１再生光Ｌ３ａと第２再生光Ｌ３ｂとを重ね合わせた像１２を、ｘｙ色度図において赤色、緑色および青色で囲まれる領域内にある所望の色で再生することが可能となる。すなわち、二つの干渉縞１１ａ，１１ｂのみによって、ｘｙ色度図において赤色、緑色および青色で囲まれる領域内にある所望の色で像１２を再生することができる。

また、ホログラム記録材料２０に記録されるべき干渉縞の数が増えると、各干渉縞が薄く記録されるようになる。一例として、フォトポリマーからなるホログラム記録材料では、ホログラム内においてモノマーが粗密にポリマー化していることに起因した屈折率変調によって干渉縞が形成されている。この時、ホログラム記録材料内のモノマー量は限られているので、干渉縞の数量が多いと各干渉縞に対するホログラム記録材料の屈折率変調量は制限されるうえ、その割り当てを制御することが困難となる。したがって、ｘｙ色度図において赤色、緑色および青色で囲まれる領域内にある所望の色を三つの干渉縞で再現するホログラムと比較すると、本実施の形態によるホログラム１０によれば、二つの干渉縞のみによって種々の色を明るく再現することができると言える。

加えて、ホログラム１０によって種々の色で再生される像１２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。

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を安価且つ容易に作製することが可能となる。

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。

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。

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（第１波長）と、第２参照光Ｌ２ｒおよび第２物体光Ｌ４ｏの波長（第３波長）と、が互いに異なり、且つ、第１物体光Ｌ３ｏのホログラム記録材料２０の入射方向（本実施の形態では、第１物体光Ｌ３ｏが散乱光からなるため、第１物体光Ｌ３ｏの主たる入射方向）と、第２物体光Ｌ４ｏのホログラム記録材料２０の入射方向（本実施の形態では、第１物体光Ｌ３ｏが散乱光からなるため、第１物体光Ｌ３ｏの主たる入射方向）と、が互いに異なることを特徴としている。

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。

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に記録するための露光について説明する。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。

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。

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に記録するため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）と異なるとともに、第１再生照明光Ｌ１ａおよび第１再生光Ｌ３ａの波長（第１波長）とも異なる第３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３波長の光Ｌ２ｂを高い回折効率で第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３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。

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から入射する。

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、二次元パターンからなる第１像１２ａを再生するための第１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。

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１ホログラム原版３０および第２ホログラム原版４０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３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。

ホログラム記録材料２０を透過した第１参照光Ｌ１ｒが、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によって二次元文字列パターンが再生され、この二次元文字列パターンをなす回折光が、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。

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。

一方、第２参照光Ｌ２ｒは、ホログラム記録材料２０および第１ホログラム原版３０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１ホログラム原版３０を透過した後に、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。

なお、干渉縞１１ａ，１１ｂを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。また、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。

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。

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。

ここで、図２に示すような二次元文字列パターンを再生する反射型体積ホログラムとしての第１および第２ホログラム原版３０，４０は、それぞれ、以下のようにして、作製され得る。

まず、図６および図７に示すように、ホログラム原版３０，４０用のホログラム記録材料３５，４５上に、二次元パターン１２ａ，１２ｂ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。上述したホログラム１０については、第１干渉縞１１ａで再生される第１像１２ａおよび第２干渉縞１１ｂで再生される第２像１２ｂは同一であることから、第１ホログラム原版３０および第２ホログラム原版４０を作製する場合に同一のマスク４８を用いることができる。

次に、図８に示すように、ホログラム原版用ホログラム記録材料３５，４５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Ｌ６２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。

次に、ホログラム原版用ホログラム記録材料３５，４５に干渉縞を記録する。まず、第１ホログラム原版３０について説明する。第１ホログラム原版３０については、第１方向ｄ１からの第１波長の光を、第３方向ｄ３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３９を用意する。図８に示すように、用意されたホログラフィック散乱板３９を、第１ホログラム原版用ホログラム記録材料３５に一方の面（第２面）３５ｂの側から積層する。この状態で、第１ホログラム原版用ホログラム記録材料３５へ他方の面（第１面）３５ａの側から第１波長の参照光Ｌ８１を入射させる。参照光Ｌ８１は、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、第１ホログラム原版用ホログラム記録材料３５に照射される。そして、第１ホログラム原版用ホログラム記録材料３５を透過した参照光Ｌ８１が、ホログラフィック散乱板３９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３９へ入射する。これにより、参照光Ｌ８１は再生照明光としてホログラフィック散乱板３９へ入射してホログラフィック散乱板３９で回折され、参照光Ｌ８１がホログラフィック散乱板３９で回折されてなる散乱反射光が、物体光Ｌ８２として、第１ホログラム原版用ホログラム記録材料３５に一方の面３５ｂの側から入射する。この際、物体光Ｌ８２である散乱反射光は、上述した第３方向ｄ３を中心とした角度域に広がる散乱光として、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Ｌ８１および物体光Ｌ８２によって露光され、第１像１２ａ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。

第２ホログラム原版用ホログラム記録材料４５に対しても同様の方法によって、第２像１２ｂを再生し得る干渉縞が記録される。まず、第２方向ｄ２からの第３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３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。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で回折される。そして、参照光Ｌ１０１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。

以上のようにして干渉縞が記録されたホログラム原版用ホログラム記録材料３５，４５に適当な後処理を施すことにより、上述したホログラム原版３０，４０が得られる。なお、上記説明における各ホログラム原版用ホログラム記録材料３５，４５の一方の面３５ｂ，４５ｂが、対応するホログラム原版３０，４０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、各ホログラム原版用ホログラム記録材料３５，４５の他方の面３５ａ，４５ａが、対応するホログラム原版４０の遮光層２７に対面する側の面をなすようになる。

なお、干渉縞を記録されてホログラム原版３０，４０をなすようになるホログラム原版用ホログラム記録材料としては、ホログラムを作製するためのホログラム記録材料２０に用いられ得る材料として例示した材料を同様に用いることができる。また、ホログラム原版３０，４０を作製するための露光光として、ホログラム記録材料２０に干渉縞１１ａ，１１ｂを記録するために用いられ得る光源として上述したレーザ光源から発振されるレーザ光を同様に用いることができる。さらに、干渉縞１１ａ，１１ｂを記録する場合と同様の目的から、ホログラフィック散乱板３９，４９の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、ホログラフィック散乱板３９，４９とホログラム原版用ホログラム記録材料３５，４５や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。

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が並行してホログラム記録材料２０に記録されていく。したがって、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。

また、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Ｌ１ｏ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Ｌ２ｏとは、互いに異なるレーザ光源から発生される。したがって、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Ｌ２ｏ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。すなわち、第１再生光Ｌ３ｂと第２再生光Ｌ３ｂとの加法混色によって、所望の色を明るく再現することができる。

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。

以上のような本実施の形態によれば、第１波長の第１再生照明光Ｌ１ａが第１干渉縞１１ａによって主として回折される方向（第３方向ｄ３）と、第２波長の第２再生照明光Ｌ１ｂが第２干渉縞１１ｂによって主として回折される方向（第３方向ｄ３）と、が同一であり、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Ｌ３ａと、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Ｌ３ｂと、の加法混色によって、第１再生光Ｌ３ａおよび第２再生光Ｌ３ｂの両方と異なる色が再現されるようになる。

上述した実施の形態によるホログラムの製造方法では、第1再生照明光Ｌ１ａを第１再生光Ｌ３ａとして回折する第１干渉縞１１ａは、第１再生照明光Ｌ１ａの波長（第１波長）と同一の単一波長の光（第１波長の光）を用いて作製されている。その一方で、第２再生照明光Ｌ２ｂを第２再生光Ｌ３ｂとして回折する第２干渉縞１１ｂは、第２再生照明光Ｌ２ｂの波長（第２波長）とは異なる波長の光（第３波長の光）を用いて作製されている。したがって、第１波長の第１再生照明光Ｌ１ａが第１干渉縞１１ａによって回折される方向と同一方向に向けて第２干渉縞１１ｂで回折される第２再生光Ｌ３ｂ（第２再生照明Ｌ１ｂ）の波長は、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の入射方向を制御することにより、概ね制約されることなく自由に調節可能である。

そして、第２波長を調整することができれば、第１再生光Ｌ３ａおよび第２再生光Ｌ３ｂの加法混色によって再現される色を調節することができる。したがって、このような本実施の形態によれば、二つの干渉縞１１ａ，１１ｂのみによって、ｘｙ色度図上における広い色再現範囲内の色を再現することができるようになる。

また、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、第２再生光Ｌ３ｂの波長が、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５７０ｎｍの黄色を再現する光に設定しておくことにより、通常の方法では、互いに波長が異なる三つの再生光の加法混色によって再現されるべき色を、二つの干渉縞１１ａ，１１ｂでそれぞれ回折された二つの再生光によって、再現することが可能となる。結果として、第１干渉縞１１ａを記録するための用いられる光（第１参照光Ｌ１ｒおよび第１物体光Ｌ３ｏ）および第２干渉縞１１ｂを記録するための用いられる光（第２参照光Ｌ２ｒおよび第２物体光Ｌ４ｏ）が、それぞれ、赤色光、緑色光および青色光のうちの互いに異なるいずれか一つである場合には、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再生光Ｌ４ｏの入射方向を適宜調整することにより、第１再生光Ｌ３ａと第２再生光Ｌ３ｂとを重ね合わせた像１２を、ｘｙ色度図において赤色、緑色および青色で囲まれる領域内にある所望の色で再生することが可能となる。すなわち、二つの干渉縞１１ａ，１１ｂのみによって、ｘｙ色度図において赤色、緑色および青色で囲まれる領域内にある所望の色で像を再生することが可能となる。

一般に、ホログラム記録材料に複数の干渉縞を記録する場合、各干渉縞を形成するためのレーザ光の強度や光量、各干渉縞を形成するための原版の回折効率等を細かく考慮した上で、露光条件を詳細に検討し、最終的には、サンプル作製を繰り返して種々の条件を決定する。当然に、ホログラム記録材料に記録されるべき干渉縞の数が多い程、露光条件の設定は格段に難しくなっていく。また、一例として、フォトポリマーからなるホログラム記録材料では、ホログラム内においてモノマーが粗密にポリマー化していることに起因した屈折率変調によって干渉縞が形成されている。そして、ホログラム記録材料内のモノマー量は限られているので、干渉縞の数量が多い各干渉縞に対するホログラム記録材料の屈折率変調量は制限されるうえ、その割り当てを制御することが困難となる。

その一方で、本実施の形態によるホログラムの製造方法によれば、上述したように、二つの干渉縞１１ａ，１１ｂのみによって、ｘｙ色度図において赤色、緑色および青色で囲まれる領域内にある所望の色で像を再生することができる。すなわち、従来と同レベルの色純度を維持しながら、従来よりも容易且つ安価に、所望の色の像を明るく再生することが可能となる。結果として、ホログラム１０によって再生される像に、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。

また、本実施の形態によれば、各再生光Ｌ１ａ，Ｌ１ｂによって二次元パターン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。

さらに、図１に示された使用態様では、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Ｌ３ｂは、記録時におけるホログラム記録材料２０への露光方向（第２方向ｄ２および第４方向ｄ４）とは異なる方向から、第１干渉縞１１ａでの回折光Ｌ３ａとともに同時に観察されることを意図されている。このような使用態様において、仮に第２干渉縞１１ｂでの回折光が三次元像を再生する場合、当該像は、焦点がずれ、ぼやけて観察されやすくなる。一方、本実施の形態においては、第２干渉縞１１ｂでの回折光が厚みを有さないニ次元パターンを再生するため、像のぼやけは緩和され、とりわけ、ホログラム１０の表面の位置にニ次元パターンが再生されるようになる場合には、像のぼやけは発生しなくなる。これにより、第２干渉縞１１ｂでの回折光Ｌ３ｂによって再生される二次元パターンを明瞭に観察することが可能となる。

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、変形の一例について説明する。

上述した実施の形態において、第１干渉縞１１ａによって主として第３方向ｄ３に回折される第１波長の第１再生照明光Ｌ１ａのホログラム１０への入射方向（第１方向ｄ１）と、第２干渉縞１１ｂによって主として第３方向ｄ３に回折される第２波長の第２再生照明光Ｌ２ａのホログラム１０への入射方向（第１方向ｄ１）とが、互いに同一となっている例を示したが、これに限られない。すなわち、互いに異なる方向から入射する互いに異なる波長の再生照明光が、それぞれ別の干渉縞１１ａ，１１ｂで回折されてなる第１再生光Ｌ３ａおよび第２再生光Ｌ３ｂの加法混色によって、種々の色を再現するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態において、第１参照光Ｌ１ｒと第２参照光Ｌ２ｒとのホログラム記録材料２０への入射方向が異なっている例を示したが、これに限られず、同一となっていてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、第１再生光Ｌ１ａによって再生される第１像１２ａと、第２再生光Ｌ１ｂによって再生される第２像１２ｂとが、同一形状の像であり且つ同一の位置に再生される例を示したが、これに限られない。例えば、第１像１２ａと第２像１２ｂとが、異なる形状であってもよい。また、第１像１２ａの再生される位置と、第２像１２ｂの再生される位置とが、ホログラム１０の表面と平行な面上において異なっているようにしてもよいし、及び/又は、ホログラム１０の表面からの高さ方向において異なっているようにしてもよい。第１像１２ａと第２像１２ｂとが少なくとも一部分において重なり合って観察される場合、当該重なり合う部分を、上述したように種々の色で明るく再生することが可能となる。また、第１像１２ａと第２像１２ｂとが部分的にしか重なり合わない場合には、ホログラム１０によって同時に複数の色が再現されるようになる。

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および第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１干渉縞１１ａおよび第２干渉縞１１ｂの少なくとも一方が、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１干渉縞１１ａおよび第２干渉縞１１ｂの少なくとも一方が、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。この変形例によれば、白色光下に配置されたホログラム１０は、特定の方向に、第１波長の光と第２波長の光との加法混色で再現される色の散乱光を反射することができる。

あるいは、第１干渉縞１１ａおよび第２干渉縞１１ｂの少なくとも一方が、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１干渉縞１１ａおよび第２干渉縞１１ｂの少なくとも一方が、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干渉縞での回折光を明瞭に観察することができる。

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（二次元の模型や三次元の模型等）からの散乱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。

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がホログラム記録材料２０に同時に記録される例を示したが、これに限られない。第１干渉縞１１ａおよび第２干渉縞１１ｂの一方がホログラム記録材料２０に先に記録され、その後、第１干渉縞１１ａおよび第２干渉縞１１ｂの他方がホログラム記録材料２０に記録されるようにしてもよい。

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。

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。

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。例えば、第１干渉縞１１ａが三次元パターンを再生するとともに、第２干渉縞１１ｂが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機能するようにしてもよい。このような変形例においては、第１干渉縞１１ａによって再生される三次元像が、第１再生光Ｌ３ａと第２再生光Ｌ３ｂとの加法混色によって再現される色で、観察されるようになる。

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）
２５ 積層原版
２７ 遮光層
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）
３９ ホログラフィック散乱板
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）
４８ マスク（遮光マスク）
４９ ホログラフィック散乱板

Claims (9)

1. 第１波長の第１再生照明光を第１干渉縞で回折してなる第１再生光と、第１波長とは異なる第２波長の第２再生照明光を第２干渉縞で回折してなる第２再生光と、の加法混色により色を再現する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に第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に第１物体光を入射させて、前記第1干渉縞を前記ホログラム記録材料に記録する工程と、
   前記第２再生照明光とは異なる方向から前記ホログラム記録材料に前記第２波長とは異なる第３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に前記第２波長とは異なる第３波長の第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、
   ことを特徴とする体積型ホログラムの製造方法。
2. 前記第１参照光および前記第１物体光の波長は、前記第２波長および前記第３波長とは異なる波長であり、
   前記第１参照光および前記第２参照光は、互いに異なる方向から、前記ホログラム記録材料に入射する、
   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。
3. 第１再生照明光の入射方向および第２再生照明光の入射方向が同一である、
   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。
4. 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、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の体積型ホログラムの製造方法。
5. 前記第１ホログラム原版を製造する工程と、前記第２ホログラム原版を製造する工程と、をさらに備え、
   前記第１物体光は、前記第１再生光が二次元パターンを再生するように、構成され、 前記第２物体光は、前記第２再生光が二次元パターンを再生するように、構成され、 前記第１ホログラム原版を製造する工程および前記第２ホログラム原版を製造する工程の各々は、
   各ホログラム原版用のホログラム記録材料上に、各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、
   前記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、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の体積型ホログラムの製造方法。
6. 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、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の体積型ホログラムの製造方法。
7. 前記第１物体光は、前記第１再生光が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するように、構成され、
   前記第２物体光は、前記第２再生光が体積型ホログラムの前記表面と平行な面上に位置する二次元パターンを再生するように、構成され、
   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。
8. 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る、
   ことを特徴とする請求項７に記載の体積型ホログラムの製造方法。
9. 前記第１干渉縞で再生される二次元パターンと前記第２干渉縞で再生される二次元パターンとは同一のパターンである、
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の体積型ホログラムの製造方法。

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