JPH034292A - 反射ホログラムを作る方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は反射ホログラムを作る方法および装置に関する
ものであり、−層詳しく言えば１円筒形表面を有するマ
スタから反射ホログラムを作る方法および装置に関する
。

ホログラフィというのは光学的情報記憶法の１形態であ
る。それの一般的な原理は、多数の文献、たとえば、　
５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　　２１２、
第６号、第２４−３５頁（１９６５年６月）のＥ、　Ｎ
、　ＬｅｉｔｈおよびＪ、　Ｕｐａｔｎｉｅｋｓ著　’
Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ　ｂｙ　Ｌａ５ｅｒ」に記載さ
れている。ホログラフィの有用さについての説明は、Ｅ
ｎｃ　ｃｌｏ　ｅｄｉａ　ｏｆ　Ｐｈ　５ｉｃａｌ　５
ｃｉｅｎｃｅａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ　　、第６巻、
第５０７−５１９頁のｃ、　ｃ。

Ｇｕｅｓｔ　ｌｌｉ　’Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ」に記載
されている。

簡単に言えば、撮影あるいは像形成しようとしている物
体をコヒーレント光（たとえば、レーザからの光）で照
射し、この物体から度射してきた光を受けるように感光
性記録媒体（たとえば、写真板）を設置する。この反射
光ビームは物側ビームと呼ばれる。同時に、コヒーレン
ト光の一部を物体をバイパスさせて記録媒体に向ける。

このビームは基準ビームと呼ばれる。基準ビームと記録
媒体に入射する物側ビームとの相互作用で生じた干渉パ
ターンが記録媒体に記録される。この処理された記録媒
体を後に適切に照明し、適切な角度で観察したとき、照
明源からの光がホログラムで回折させられて物体から記
録媒体に当初到達した波面を再生する。したがって、ホ
ログラムは、物体の実像あるいは虚像を完全な三次元形
態で観察する窓に似たものと言える。

基準ビーム、物側ビームを同じ側から記録媒体に入射さ
せることによって形成されるホログラムは透過ホログラ
ムと呼ばれている。記録媒体における物体、基準ビーム
の相互作用で、記録媒体の平面にほぼ直角な方向に変化
する屈折率を持った縞を形成する。ホログラムを透過光
で見ることによりて再生すると、これらの縞が光を屈折
させて実像、虚像を発生させる。このような透過ホログ
ラムは、ＬｅｉｔｈおよびＵｐａｔｎｉｅｋｓに許され
た米国特許第３，５０６，３２７号、同第３，８３８，
９０３号、同第３．８９４，７８７号に開示されている
ように、この分野では周知の種々の方法によって作るこ
とがてきる。

米国特許第４，２０９，２５０号が固定した平らな透過
マスタ・ホログラムから多数のコピーを作る装置を開示
している。コピー媒体は、その一部をマスタにつなぐよ
うに移送される０次いで、マスタを通してコピー媒体に
ビームが送られ、コピー媒体部分を露光する。Ｎ先後、
コピー媒体の露光部分はマスタから離れる方向に移送さ
れる。このプロセスが繰り返されて多数の透過ホログラ
ム・コピーを作るが、これはステップ・アンド・リビー
ト・プロセスと呼ばれる。

基準ビームと物側ビームを記録媒体に両側から入射させ
ることによって形成したホログラムは反射ホログラムと
呼ばれる。この場合、記録媒体における物側ビームと基
準ビームの相互作用て、記録媒体の平面に対してほぼ平
行な方向で変化する屈折率を持った縞が生じる。ホログ
ラムが再生されたとき、これらの縞は観察者に戻るよう
に入射光を反射する部分的なδらあとじて作用する。そ
れ故、ホログラムは透過式ではなく反射式に観察される
。

反射ホログラムはオン・アクシス法あるいはオフ・アク
シス法で作ることがてきる。コヒーレント放射線ビーム
が記録媒体を通してその背後にある物体に投射されると
きにはオン・アクシス法で反射ホログラムが作られる。

この場合、物体から反射してきたビームは記録媒体へ戻
り、そこに投射されたビームと交差して媒体に対してほ
ぼ平行な縞を形成する１反射ホログラムを作るオン・ア
クシス法は５ｏｖｉｅｔ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　［Ｄｏｋｌ
ａｄｙ、　？、５４ト５頁（１９６２）］に掲載された
、Ｙｕ　Ｎ、　Ｄｅｎｉｓｙｕｋの論文、’Ｐｈｏｔｏ
ｇｒａｐｈｉｃ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ
　ｔｈｅＯｐｔｉｃａｌ　　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　　
ｏｆ　　ａｎ　　０ｂｊｅｃｔ　　ｉｎ　　ｉｔｓ　　
０ｗｎ５ｃａｔｔｅｒｅｄ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　Ｆｉ
ｅｌｄ４に記載されている。

また、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　０ｐｔｆｃａｌ
　５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆＡｍｅｒｉｃａ、５８，８５６
−７頁（１９６８）に掲載されたＣ１ａｒｋＮ、にｕｒ
ｔｚの論文’Ｃｏｐｙｉｎｇ　Ｒｅ目ｅｃｔｉｏｎ　Ｈ
ｏｌｏｇｒａｍｓＪも参照されたい、基準ビームが記録
媒体の片側に投射され、物側ビームが記録媒体の友対側
に投射されるとき１反射ホログラムがオフ・アクシス法
で作られる。この場合、物側ビームは、記録媒体を通過
しなかったコヒーレント放射線で物体を照射することに
よって形成される。たとえば、コヒーレント放射線の源
ビームを２つの部分に分割し、一方の部分を記録媒体に
投射し、他方の部分を記録媒体の背後にある物体に投射
するように操作する。オフ・アクシス法で作った反射ホ
ログラムは米国特許部３，５３２，４０５号に開示され
ている。

反射ホログラムを形成するほぼ水平方向の縞は、２つの
理由のために、透過ホログラムを形成する直角の縞より
も記録するのがかなり難しい。

第１の理由は、解像度を高くしなければならない、すな
わち、単位長さあたりより多くの縞を記録しなければな
らず、したがりて、精密に接近した縞を記録する必要が
あるという理由である。水平反射ホログラムは透過ホロ
グラムの場合よりも単位長さあたり約３倍から６倍の数
の縞を必要とする。第２の理由は、感光性樹脂に関する
ものであり、水平縞の、露光中の記録媒体の収縮に対す
る感度によるものである。１！光中の記録媒体の収縮は
縞を乱してしまい、最悪の場合には、ホログラムを形成
できなくしてしまうのである。これは透過ホログラムの
場合と対照的である。透過ホログラムでは、縞が記録媒
体の平面に対してほぼ直角あるいは正に直角であるとき
には収縮の影響は少ないかあるいはまったくなく、透過
縞が記録媒体の平面から４５度より大きく傾斜している
ときにのみ比較的小さい像のひずみが生じるにすぎない 本発明の一目的は１円筒形のマスタからオン・アクシス
法によって反射ホログラムを作ることのできる装置を提
供することにある。

本発明の別の目的は、ステップ・アンド・リピート法に
加えて連続様式で反射ホログラムを作ることのできる装
置を提供することにある。

本発明は反射ホログラムを作る装置であって、１つの軸
線に対して対称的な円筒形表面を有するマスタと２ 実質的にコヒーレントの放射線にさらされ、マスタの円
筒形表面に接続されたときに或る変化をなすことのでき
るホログラフィ記録媒体と。

実質的にコヒーレントの放射線を記録媒体を通してマス
タの円筒形表面に送る送り手段であって、マスタへの放
射線の入射角がほぼ一定となるように放射線を合焦させ
る合焦手段を包含する送り手段と を包含することを特徴とする装置に関わる。

本発明は、さらに１反射ホログラムを作る方法であって
、 ホログラフィ記録媒体をマスタの円筒形表面に接続する
段階と、 はぼコヒーレントな放射線の基準ビームをホログラフィ
記録媒体を通してマスタの円筒形表面に送り、マスタ上
での放射線の入射角がほぼ一定であフて、基準ビームと
、マスタから反射あるいは回折してきた基準ビームであ
る物側ビームとによって記録媒体を露光するようにした
段階とを包含することを特徴とする方法に関わるもので
ある。

本発明は本願の一部をなす添付図面に関連した以下の詳
しい説明からもワと充分に理解して貰えよう。

以下の詳細な説明を通じて、同じ参照符号はすべての図
における同様の構成要素を示す。

第１図を参照して、ここには本発明に従って反射ホログ
ラムを作る装置が概略的に示しである。

この装置は円筒形の表面４を有するマスタ２と。

実施的にコヒーレントの放射線（たとえば、化学線、電
磁線、音響線など）にさらされたときに化学的あるいは
物理的な変化を生じる。マスタ２の円筒形表面４に接続
されたホログラフィ記録媒体６と、実質的なコヒーレン
ト放射線のビーム１０を放射する源８と、記録媒体６を
通してマスタ２にど−ム１０を合焦１２させて、マスタ
２へのビームの入射角をほぼ一定に保つ手段とを包含す
る１本発明の目的のために、「はぼ一定」という用語は
マスタへのビームの入射角が正確に一定である状況も含
めていることは了解されたい。

マスタ２は少なくとも部分的に反射性を持つかあるいは
回折性を持つかまたはこれら両方の性質を持たなければ
ならない、これは、実際には、はとんどすべての材料で
作れることを意味する。マスタ２は、たとえば、円筒体
１４の円筒形表面。

円筒体１４の円筒形表面上のコーティングあるいは居２
もしくはミラーやホログラムのいずれかであり得る円筒
形表面４を持たなければならない。

適当なマスタが一例図示しであるが、これは蒸着フィル
ム、たとえば、アルミニウム蒸着ポリエステル（たとえ
ば、１ｆｙｌａｒ＠）フィルムである。蒸着フィルムは
、その中あるいは外に、エンボス加工あるいは浮き出し
加工したホログラムを含み得る。

ここで使用する記録媒体６は種々の材料で作ることがで
きる。その中ても重要なものとしては、銀・ハロゲン・
エマルジ］ン、ニクロム酸化ゼラチン、熱可塑性樹脂１
強誘電結晶、感光樹脂、ホトクロミックス、ホトレジス
トおよびホトダイクロイックスがある。これらの材料の
特性は、Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ　（Ｎｅｗ　Ｙ
ｏｒｋ）が１９８１年に発行した。　１．５ｏ１ｙ濡ａ
ｒおよびり、　Ｊ、　Ｃｏｏｋの著わした’Ｖｏｌｕｍ
ｅ　Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙａｎｄ　Ｖｏｌｕｍｅ　Ｇｒ
ａｔｉｎｇｓ」、第１Ｏ章、　２５４＝３０４頁に記載
されている。記録媒体６は　＊・ハロゲン・エマルジョ
ンかあるいは化学線にさらされたときに高分子の架橋結
合体あるいは重合体を形成し、屈折率とレオロジー特性
を変える光硬化性ｍ産物で作ったフィルムであると好ま
しい、好ましい光硬化性組成物は米国特許第３．６５８
，５２６号に開示されているような光重合性組成物であ
り、もりと好ましい材料は１９８８年１月１５日に共に
出願された米国特許出願率０７／１４４，３５５．０７
／１４４，８４０号および１９８８年１２月２３日に出
願された米国特許出願率０７／２８８，９１６号（すべ
て本出願人に譲渡されてものであり、ここに参考資料と
して援用する）に記載されている。光硬化性フィルムは
保護フィルムを持っていることもあり、たとえば、その
片面るいは両面にポリエステル（たとえば、１１ｙｌａ
ｒ＠）のシートを設けであることがある。さらに、光硬
化性フィルムは蒸着コーティングのフィルムで被覆され
ていたり、それに積層されていたりすることがある。先
の段落て述べたように、蒸着コーティングは、フィルム
の上あるいは中に、エンボス加工あるいは浮き出し加工
したホログラムを含むことができる。マスタ２および記
録媒体６は、共に、円筒体４のまわりに一緒に巻き付け
１回転させることができる。第５ｂ図を参照されたい。

実質的にコヒーレント放射線のビームｌＯを放射する源
８はレーザてあってもよい、好ましくは、レーザは実質
的に平行化された。コヒーレントで単色の、偏光された
円形横断面を有する光線を発する。レーザの選択は記録
媒体６が感応した波長に依存する。たとえば、源８は、
記録媒体６が青緑色の光にさらされたときに化学的な変
化を生じるような感度の場合には、アルゴンイオン・レ
ーザ、たとえば、カル７オルニア州バロアルト市に所在
するＣｏｈｅｒｅｎｔ　Ｉｎｃ、の製造したレーザ・モ
デルｌ−１００−２０であってもよい、しかしながら。

他の横断面形状を有するビーム、たとえば、実質的に平
行化された楕円形あるいは長方形の横断面を有するビー
ムも使用し得る。

合焦手段１２は記録媒体６を通してマスタ２にビーム１
０を向け、マスタ２へのビームの入射角がほぼ一定とな
るようにする。このとき、先に述べたような一定である
状況も含むことは了解されたい。

光源８と合焦手段１２は記録媒体６を通してマスタ円筒
形表面４に実質的にコヒーレントである放射線を送る手
段として作用する。

マスタ２の円筒形表面４と交差するビームｌＯ内のすべ
ての光線の入射角が一定となると好ましい、この状態は
マスタに最も近い位置で反射ホログラムを生じさせる。

一般的に言って、すべての光線がマスタ２の円筒形表面
４上て一定となるようにビームｌＯを合焦させるには、
合焦手段１２は、（１）非円筒形レンズあるいは非球面
レンズか、（２）非円筒形ミラーあるいは非球面円筒形
ミラーか、（３）上記（１）または（２）のいずれかと
同様に作用するように設計したホログラフィ要素か、（
４）その他の均等な装置かを包含するとよい、さらに。

円筒形の色消しレンズやそれと同等の装置もビームｌＯ
の光線を一定の角度で円筒形表面４と交差するように円
筒体１４の回転軸線に合焦させることができる。これら
の合焦手段１２の各々は或る特定の角度の一定の入射角
を与えることができるだけである。換言すれば、これら
のレンズ、要素あるいは装置１１２は、それぞれ、所望
の入射角を得るのにだけ使用される。これら特殊な合焦
手段１２がマスタ２に対して正しく設置されていない場
合には、マスタ２での光線の入射角は変わることになる
。こうした場合、マスタ２上でのビームの光線がなおほ
ぼ一定であることは可能である。

当業者であれば、これらのレンズに、レンズ口径、使用
されるビーム直径または最大ビーム直径、レンズの意図
した機能（すなわち、記録媒体６を通してマスタ２ヘビ
ームｌＯを合焦させ。

ビームの光線入射角が一定となるようにする機能）、マ
スタ上での光線の所望入射角のような或る種のファクタ
を与えることができる。これらのタイプのレンズ１２は
普通は注文で作られるものてあり、コストの増加は避け
られない。

光線の入射角をマスタ２の円筒形表面４で正確に一定に
するようにビームｌＯの光線を合焦させることはないが
、マスタ２へのビームｌＯの光線の入射角がほぼ一定と
なるように光線を合焦させる他のレンズあるいは装置も
合焦手段１２として使用できる。このような他のレンズ
あるいは装置１２の例としては、（１）円筒形の平凸レ
ンズ、（２）色消し円筒形レンズ、（３）最良形態円筒
形レンズ、（４）円筒形の平凸レンズ、色消し円筒形レ
ンズ、最良形態円筒形レンズと同様に作用するように設
計したホログラフィ要素、（５）円筒形ミラー、（６）
その他の均等装置がある。これら特殊な合焦手段１２は
ビームｌＯをマスタ円筒形表面４内の無線に正確に合焦
させるか、あるいは、はぼ合焦させる。これらのレンズ
１２は。

普通は、マスタ２でのビームの光線の入射角が正確に一
定となるようにビームを合焦させ得るレンズよりも安価
であり、作るのも容易である。

合焦手段１２の直径は所望の像形成領域の輻より大きい
かあるいは同じてなければならない、この幅はマスタ円
筒形表面の回転軸線に対して平行である。

ビームｌＯの入射角φがマスタ表面４上で一定でない場
合、所望入射角φからの根平均二乗偏差値Δφを最小限
に抑えるか、あるいは、許容限度より低いレベルまてこ
の偏差値Δφを少なくとも減らすことが好ましい、この
偏差値Δφが約５度未満であるかあるいはそれと等しい
値である限りは、許容できる反射ホログラムを作ること
ができる。さらに、所望入射角からの根平均二乗偏差値
が約１度未満あるいはそれに等しいことが好ましい、し
たがって、この開示の目的のためには、約５度あるいは
それ以下の、好ましくは、約１度またはそれ以下の偏差
値Δφがほぼ一定であると定義される。

上述したように、光線の入射角がすべてマスタ２の円筒
形表面４上で正確に一定となるようにビーム１０の光線
を合焦させないが、マスタ２へのビームｌＯの光線の入
射角がほぼ一定となるように光線合焦させる合焦手段１
２はビームをほぼ焦線に合焦させる。この焦線について
の好ましい位置に関する或る種の法則化は可能である。

まず、焦線はマスタ円筒形表面の下にありかつマスタ円
筒形表面４の軸線に対して平行であるかある、いはそれ
と一致するものでなければならない。

＄２．３図は合焦手段１２に対するホログラフィ記録ス
テージ日ン３４の可能性のある１つの位置を示す概略側
面図であり、焦線についての好ましい位置に関する他の
法則化を説明したり、どんなファクタが偏差値Δφに影
響を与えるかを説明したり、偏差値Δφをいかにして最
小限に抑えるかを説明したり、偏差値Δφを許容限度よ
り低いレベルまでどのようにして低下させるかを説明し
たりするときの助けとなる図である。以下に、第２，３
図の構造を二次元で説明するが、この構造が図面に対し
て直角の方向に突出する三次元構造であることは了解さ
れたい、理解を助けるべく、合焦手段１２は或る線に対
して平行化ビームｌＯを合焦させるものと仮定する。実
際には、このことは、平行化手段２８として色消し球面
レンズを用い１合焦手段１２として色消し円筒レンズを
用いることによって達成され得る。

第２因を参照して、マスタの外側の円筒形表面４は半径
Ｒを有する。この表面４はＸ、Ｙ、Ｚ座標系の０点に中
心を持つ、ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸線は互いに直角であり
、Ｘ、Ｙ軸線は図面の平面に位置し、２輌線はこの平面
に対して直角である。ｘ、Ｘ軸線の交差点に極を持ち、
正のＸ軸方向に０°、正のＹ軸方向に９０°とする極座
標系も定められている。ビーム１０は焦点Ｐ　（ｘｔ　
。

ｙ、）を通り、図面に対して直角の方向に延びる１本の
線に対して合焦手段１２によって合焦させられる。レン
ズ１２はＸ軸線に対して平行でありかつＰ　（ｘｓ　、
ｙｐ　）およびマスタ円筒形表面４゛と８点で交差する
光軸ＯＡを有する。ビーム１０のいちばん端の光線、す
なわち、第２図に示す光線のうち最上方と最下方の組は
、それぞれ、辺縁光線ＭＲ，，ＭＲ，と呼ぶ、最上１組
の辺縁光線ＭＲ，はＡ点でマスタの円筒形表面４と交差
する。最下方層の辺縁光線ＭＲ，は０点でマスタ円筒形
表面４と交差する。マスタ表面４への各組の光線の入射
角（入射光線、たとえば、Ｍ　Ｒｓと０点、マスタ円筒
形表面４が入射光線と交差する点、たとえばＡ点間を通
る線の間の角度）はφて示しである。上述したように、
このφはビーム１０内の各光線に対してまったく同じで
あるが、φがビーム１０内の各光線に対してほぼ同じで
あることも本発明の範囲内にある。

交差する辺縁光線ＭＲ＋　、ＭｆＬ＊のなす角度はαで
示してあり、この角度はレンズの工時性である焦点比（
ｆ／）に１次のように関係する。

ａ　／２８＾ｒｃｔａｎ［１／（２ｆ／月　　　　（１
）第３図は第２図の一部の拡大図てあり、Ａ点。

０点の間あるいはこれらの点を含むものとして定義され
る。マスタ２の表面４上のＱ点を示している。Ｑ点を通
る光線の入射角はφ。で示してあり、これは角γプラス
角βに等しい、ここて、γはＸ軸線と点Ｑ、０を通る線
の間の角度であり。

焦線を位置させなければならない場所を決定するには、
所望の入射角φからの根平均二乗偏差値Δφを最小限に
抑える必要がある。この根平均二乗偏差値Δφおよび所
望入射角φはγの関数として次のように定義する。

ここで、１（γ）は角γの関数としてのビームｌＯの強
さを表わす。

さらに、φ。が以下のようにγの関数として説明できる
ことも示すことができる。

この式（４）は。

７ｍＩｎ　　≦ γ　　≦ γ　−〇 （５） ここで。

γ１１１　；＾ｒｃｓｉｎ［ｙｃ　　／Ｒ］（６） γ３．。＝＾ｒｅｓｉｎ　　［ｙ　Ａ　／　Ｒ］　　　
　　　（７）Δφの最小化は、（Ａ）式４，６．７から
のφ９を式２に代入し、（ｎ　）　ｘ　ｅに関するΔφ
の導関数とｙ、に関するΔφの導関数を求め、（Ｃ）次
いで、これらの導関数をゼロにセットすることによプて
達成される。これは次の弐８．９を導く。

〕／コＸ、・Δφ＝　ｏ　　　　　　（ａ）”／　ａ　
ｙ　ｅ　・Δφ＝　Ｏ（９）同時式（８）、（９）から
のＸ　ｐ　＋　Ｙ　ｅの答えは焦線Ｐ　（ｘｅ　、ｙｈ
　）の好ましい位置を与える。

実際には、円筒体１４３よびレンズ１２の特性は特定の
円筒体とレンズを選ぶとすぐに定められる。これはＲ，
ｆ／を定める。換言すれば、普通は、１つの円筒体１４
と１つのレンズ１２を持つか、限られた数の円筒体１４
とレンズ１２を持ち、それから種々のマスタを使用して
反射ホログラムを作ることを欲するものである。各マス
タは反射ビームｌＯの光線が種々の好ましいあるいは望
ましい入射角、すなわち、２５°、３３＠などを持つこ
とを要求することがある。

Ｉ（γ）が一定の場合、ゼロに等しいＸ、はすべての所
望入射角φについて最小の偏差値Δφを与える。第１表
はＩ（γ）一定でのいくつかの最適な結果を示し、ここ
ては、Ｒ，ｆ／についての定まワた値は２インチ（０，
０５１メートル）。

６と仮定する。

第１表 ｏ　　　　　ｏｏ　　　　　　　ｏ　　　　　　　　　
　　　。

２２．５　　０　　　．７？　　　　　　、０３　　　
　　　　　．０８４５　　　　０　　　１．４２　　　
　　．０６　　　　　　　　　．２０６０　　　　　０
　　　１．７コ　　　　　　、１１　　　　　　　　　
　．３４７０　　　　０　　１．８８　　　　　．１８
　　　　　　　　．５４８０　　　　０　　　１．９７
　　　　　．４０　　　　　　　　１．１１第１表に示
す場合の数値は、すべての所望入射角φに対して偏差値
Δφが１度よりも小さいことを示している。このでえた
は、光軸ＯＡがＸ軸線に対して平行であるかあるいはそ
れと一致している場合、無線がｙ軸線と交差するように
、すなわち、Ｘ＝Ｏとなるように無線を位置させるのが
最良であることを示している。換言すれば、無線がマス
タの円筒形表面４の軸線を含む平面であつて、合焦手段
１２の光軸に対して直角な平面内にあると好ましい。

Ｘ、、３／、に対する解答は、強さＩ（γ）が−定でな
いときには先に与えられた値とは異なる。

マスタ円筒形表面上のビームの強さ、１（γ）が入射角
範囲φ。、□〜φｇｓｉｎ　（すなわち、■（γ）＝ｃ
ｏｓ　ｒφ。（γ）］）にわたってのマスタ円円筒裏表
への入射ビームの投射による小さい強さの変動を含み、
横断面を横切ってのビーム任意の不均一な（たとえば、
ガウス）分布Ｇ（γ）（たとえば、Ｉ　（’）’）　＝
’ｃｏｓ　［φｅｃｒ　）ＩＧ（ｙ　））を含むことは
本発明の範囲内にある。

第５ａ、Ｓｂ図は反射ホログラムを作る装置に関する図
であり、この装置は本発明による合焦手段の第２実施例
１２０を含む、第５ａ図は装置の概略頂面図であり、第
５ｂ図は装置の概略側面図である。

この第２実施例の装置は１合焦手段１２０が第１の円筒
レンズ１２２と第２の円筒レンズ１２４を包含すること
を除いて、第１実施例の装置と同じである。第１円筒レ
ンズ１２２はレーザ８からの放射線の鉛筆形ビーム１０
２を受け取り、それを一方向に拡大して発散する扇形の
ビーム１０４を形成する手段として機能する。第２円筒
レンズ１２４は第１円筒レンズ１２２から発散する扇形
のビーム１０４を受け取り、それを平行化してカーテン
形のビーム１０６を形成する手段として作用する。平行
化されたカーテン形ビーム１０６は１通常は、マスタの
円筒形表面４上に記録媒体６を通して送られ、その先軸
ＯＡはマスタ円筒形表面４の回転軸線Ａに対してほぼ直
角とされる。

さらに、マスタ円筒形表面４へのビームの入射角φは光
軸ＯＡとマスタ円筒形表面４の回転軸線Ａとの距離を変
えることによって変えることができる。第５ａ図、第５
ｂ図に示すこの第２実施例装置ては、平行化されたカー
テン形ビーム１０８の光軸ＯＡは、マスタ円筒形表面４
の回転軸線Ａに対して直角でもよいし、直角でなくても
よい。

レーザ８からの鉛筆形ビーム１０２の横断面は直径ｄを
有する円形である０発散する扇形ビーム１０４と平行化
されたカーテン形ビーム１０６もその頂面１０８から底
面１１０まで厚さあるいは距１ｌｌｄを有する。

第５ａ、５ｂ図に示す実施例では、この厚さあるいは距
＠ｄが充分に薄いかあるいは短い限り、合焦手段１２０
はビーム１００を記録媒体６を通してマスタ２に合焦さ
せ、マスタ２でのビームの入射角をほぼ一定とする。第
１図に示す実施例について説明したように、ｌ？５ａ、
５ｂ図に示す実施例の目的のためには、偏差値Δφが約
５度より小さいかあるいはそれに等しい限り、許容でき
る反射ホログラムを作ることができる。さらに、所望入
射角からの根平均二乗偏差値Δφが約１度未満あるいは
それに等しいのが好ましい。

第１図を再び参照して、光源８が偏光された光を発する
場合、装置がビームｌＯの経路に：、沿った任意の場所
に設置できる偏光ローテータ１６を包含すると好ましい
、第１図では、ローテータ１６は光源２に隣接して示し
である。ローテータ１６は好ましい偏光方向に光を状態
調整するように使用することができる。

空間的な要件に合わせるべく、ビーム１０の向きを変え
る手段１８はビーム１０を再方向付けするように設ける
とよい、この向き変更手段１８はホログラフィ・ミラー
、プリズムまたはスプリッタを含むミラーを包含すると
よい。

本装置は、随意に、ビーム１０からの望まない光を空間
的に濾過する手段２０を包含するとよい、この濾過手段
２０は、ビームを１点に合焦させ、それを次にピンホー
ル２４を通してこの空間濾過手段を通ることのない散乱
光を阻止するレンズ系２２．たとえば、ｍｖｌＬｍ対物
レンズ系を包含するとよい、濾過手段２０はアイリス絞
り２６を包含してもよい、このアイリス絞りの！ｇｌ自
在の開口は空間フィルタ２４から発散するビームの所望
部分を通すように配置する。

本装置がビームｌＯを１点に合焦させる球面レンズ２２
を包含する濾過手段２０を包含する場合には、この点か
ら発散するビーム１０を平行化する手段２８が必要とな
る。平行化手段２８の直径は所望の像形成領域の幅より
も大きいかあるいはそれに等しくなければならなない、
ここで言う幅とは、マスタ円筒形表面の回転軸線に対し
て平行な方向の寸法である。平行化手段の例としては。

球面レンズ、非球面レンズ、球面ミラー、放物線ミラー
がある。

平行化手段２８は平行化したビーム１０を合焦手段１２
に送ることができる。

記録媒体６はマスタの円筒形表面４のまわりに巻き付け
られるか、あるいは、任意の手段によってマスタ円筒形
表面４に、または、そこから移送することができる。第
１図は、未露光記録媒体６が供給ロール３０のまわりに
巻き付けてあり、マスタ円筒形表面４と接触するように
移送され、次いで、露光済みの記録媒体６が巻取ロール
３２に巻き付けられる状態を示している。＠Ｓｂ図はフ
ィルム上に蒸着コーティング５を設けたマスタ２に積層
した未露光記録媒体６が供給ロール３０に巻き付けられ
、マスタ２に円筒形表面４を形成する円筒体１４と接触
するように移送され１次いで、露光済みの記録媒体４が
マスタ２と一緒に巻取ロール３２に巻き付けられる状態
を示している。

第４図を参照して、ここには、本発明で使用するホログ
ラフィ記録ステーション３４の好ましい実施例が示しで
ある。

ホログラフィ記録媒体３４は円筒体１４、供給ロール３
０および巻取ロール３２を包含し、これらの構成要素は
、記録媒体６が供給ロール３０から巻取ロール３２上に
引っ張られ、記録媒体６の一部が円筒形表面４の一部の
まわりに巻き付くように設置しである。

ステーション３４は、さらに、キシレンのようなカップ
リング液３７を塗布する手段３６を包含する。このカッ
プリング液の屈折率は露光前に記録媒体６とマスタ２を
光学的に結合し、それらの間の反射を最小限に抑えるよ
うに合わせである。

この塗布手段３６は円筒体１４の下に設置したタンク４
０であつてもよい、その場合、タンク４０が液を入れて
いるとき、円筒体１４の一部、マスタ２および記録媒体
６が液３７内に漬っていてマスタ２と記録媒体６の間に
液３７が流れるようになっている。これらの状態の下に
、円筒体１４が第２図の矢印Ａの方向に回転し、マスタ
２および記録媒体６を移送すると、液３７の暦３８がマ
スタ２と記録媒体６の間に捕えられ、ｊ！先光時マスタ
２と記録媒体６を光学的に結合する。

記録媒体６の外面から液３７を除去する手段４２が露光
場所の前に設けてなければならない、この除去手段４２
は、ワイパあるいはロールのような任意の装置であり得
る０本装置は、露光後で巻取ロール３２に巻き付けられ
る前に記録媒体６の片側あるいは両側から液１７を除去
する手段４３を備えていてもよい、ここで再び、除去手
段４３は、ワイパあるいはロールのような任意の装置で
ありてよい。

あるいは、液はマスタ２および記録媒体６カイ互いに接
触する場所付近にマスタ２または記録媒体６あるいはこ
れら両方に或る種の装置からしたたり落したり、吹き付
けたり、他の方法で塗布するようにしてもよい。

或る種の記録媒体６はカップリング液を必要とすること
なくマスタ２に光学的に結合することもできる。たとえ
ば、粘着性のある記録媒体６であれば、カップリング液
を必要とすることなく蒸着ポリエステル・フィルムのよ
うなマスタに適切に結合することができる。

位置決めロール４４．４５を設けて、記録媒体の経路を
定め、ｊ！光領域でマスタ２に記録媒体６を適切に結合
させてもよい、液３７のタンク４０を上述のように使用
した場合、位置決めロール４４の一方をタンク４０内の
液３７中に沈め、Ｎ光中にマスタ２と記録媒体６の間の
液体層３８の厚さを付加的に計量してもよい。

制御自在の駆動機構４８が設けてあって、供給ロール３
０から記録媒体６を円筒体１４のまわりと通して巻取ロ
ール３２まで移送する。好ましくは、この駆動機構は可
変速度でかつ可変時間にわたって作動する。駆動機構は
モータ軸あるいはその延長部によって巻取ロールに直結
したモータを包含し得る。さもなければ、モータを歯車
、歯車・チェーン、６ベルトその他の装置によりて巻取
ロールあるいは露光済みの記録媒体６またはこれら両方
に連結してもよい。

張力付与機構５０を巻取ロール３０または記録媒体６に
連結して記録媒体６の張力を制御し、余分な記録媒体６
が供給ロール３０から繰り出されるのを防ぐようにして
もよい。

作動にあたって、反射ホログラムは以下のようにして前
述の装置を用いて作られる。

まず、ホログラフィ記録媒体６をマスタ２の円筒形表面
４に連結する０次に、基準ビーム１０をホログラフィ記
録媒体６を通してマスタ２の円筒形表面４に送り、マス
タ２上の、あるいは、マスタ２と交差するビームｌＯの
入射角をほぼ一定とし、基準ビームｌＯと、基準ビーム
がマスタ２で反射させられ、屈折させられて作られた物
側ビームとによって記録媒体６を照射する。

ホログラフィ記録媒体６およびマスタ２は。

（１）記録媒体６を通して基準ビームｌＯを方向付ける
と同時に軸線まわりに回転させてもよいし、（２）この
方向付けおよび回転段階を交互に行なってもよい。

基準ビーム１０は、マスタ円筒形表面の軸線そのものあ
るいはそれに対してほぼ平行な無線にほぼ合焦するよう
に送られると好ましい、無線はマスタ円筒形表面４の軸
線を含み、かつ１合焦手段１２の光軸ＯＡに対して直角
な平面内に実質的に位置すると好ましい。

上述したような本発明の教示の利益を享受できる当業者
であれば、本発明の種々の変更が可能である。これらの
変更は特許請求の範囲に記載した本発明の範囲内に含ま
れるように為すべきであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による合焦手段の第１実施例を含む１反
射ホログラムを作る装置の概略図である。 第２図はホログラフィ記録ステーションおよび合焦手段
の一部を示す側面図てあり１種々の変数を示す図である
。 第３図は第２図の拡大図である。 第４図は第１図の装置で用いることのできるホログラフ
ィ記録ステーションの詳細を示す図である。 第５ａ図は本発明による合焦手段の第２実施例を含む、
反射ホログラムを作る装置の頂面図である。 第５ｂ図は第５ａ図に示す装置の側面図である。 図面において、２・・・マスタ、４・・・円筒形表面、
６・・・記録媒体、８・・・光源、ｌＯ・・・ビーム、
１２・・・合焦手段、１４・・・円筒体、２０・・・濾
過手段。 ２４・・・ピンホール、２２・・・レンズ系、２８・・
・平行化手段、３０・・・供給ロール、３２・・・巻取
ロール。 ３４・・・ホログラフィ記録ステーション、３６・・・
塗布手段、３７・・・カップリング液、４０・・・タン
ク、４２・・・液除去手段、４３・・・液除去手段、４
４゜４５・・・位置決めロール、４８・・・駆動機構、
５０・・・張力付与機構、１０２・・・鉛筆形ビーム、
１０４・・・発散扇形ビーム、１０６・・・平行化カー
テン形ビーム、１２０・・・合焦手段、１２２，１２４
・・・円筒レンズ。 外２名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）反射ホログラムを作る装置であって、 １つの軸線に対して対称的な円筒形表面を有するマスタ
   と、 実質的にコヒーレントの放射線にさらされ、マスタの円
   筒形表面に接続されたときに或る変化をなすことのでき
   るホログラフィ記録媒体と、 実質的にコヒーレントの放射線を記録媒体を通してマス
   タの円筒形表面に送る送り手段であって、マスタへの放
   射線の入射角がほぼ一定となるように放射線を合焦させ
   る合焦手段を包含する送り手段と を包含することを特徴とする装置。 ２）マスタが蒸着コーティングを有するポリエステル・
   フィルムからなることを特徴とする、請求項１記載の装
   置。 ３）記録媒体が蒸着コーティングで被覆されたか、ある
   いは、それに積層した光硬化性フィルムからなることを
   特徴とする、請求項２記載の装置。 ４）記録媒体が銀・ハロゲン・エマルジョンまたは光硬
   化性組成物で作ったフィルムからなることを特徴とする
   、請求項１記載の装置。 ５）軸線まわりにマスタの円筒形表面を回転させる回転
   手段をさらに包含することを特徴とする、請求項１記載
   の装置。 ６）記録媒体の未露光部分を格納する格納手段と、記録
   媒体の露光部分を受け入れる受け入れ手段とをさらに包
   含し、それによって、前記回転手段が前記送り手段によ
   って露光のために前記格納手段から前記円筒形表面まで
   未露光の記録媒体を移送し、次いで、露光済みの記録媒
   体を前記受け取り手段まで移送することを特徴とする、
   請求項５記載の装置。７）記録媒体が前記送り手段によ
   って露光されつつある間、前記回転手段がマスタの円筒
   形表面を連続的に回転させるようになっていることを特
   徴とする、請求項５記載の装置。８）前記回転手段が記
   録媒体を露光のために位置決めするようにマスタの円筒
   形表面を回転させるようになっており、記録媒体が露光
   されつつあるときにはマスタの円筒形表面が回転しない
   ようにしたことを特徴とする、請求項５記載の装置。 ９）記録媒体をマスタに光学的に接続する接続手段をさ
   らに包含することを特徴とする、請求項１記載の装置。 １０）接続手段が、露光前に記録媒体とマスタを光学的
   に接続するように選んだ屈折率を有する液体を加える手
   段と、露光前にマスタと記録媒体の間から余分な液体を
   除去し、かつ、露光前に記録媒体の、マスタから最も遠
   い方の表面から液体を除去する除去手段とを包含するこ
   とを特徴とする、請求項９記載の装置。 １１）合焦手段がマスタの円筒形表面の軸線にほぼ平行
   しているかあるいはそれと一致している線に放射線をほ
   ぼ合焦させるようになっていることを特徴とする、請求
   項１記載の装置。 １２）合焦手段がマスタの円筒形表面の軸線に対して平
   行であるかあるいはそれと一致し、かつ、合焦手段の光
   軸に対して直角な方向の平面内にほぼ位置する線に対し
   て放射線をほぼ合焦させるようになっていることを特徴
   とする、請求項１記載の装置。 １３）合焦手段がマスタの円筒形表面の軸線に対して平
   行かあるいはそれと一致し、かつ、合焦手段の光軸に対
   して直角であり、マスタの円筒形表面の軸線を含む平面
   にほぼ位置する線に対して放射線をほぼ合焦させるよう
   になっていることを特徴とする、請求項１記載の装置。 １４）合焦手段が、 一方向において放射線のビームを拡大して発散扇形のビ
   ームを形成する拡大手段と、 この拡大手段から発散扇形ビームを受け取り、それを平
   行化して、記録媒体を通してマスタの円筒形表面に送る
   平行化カーテン形ビームを形成する手段と を包含することを特徴とする、請求項１記載の装置。 １５）合焦手段が、マスタへの放射線の最大入射角と最
   小入射角の差が約５度未満あるいは約５度に等しくなる
   ように放射線を合焦させるようになっていることを特徴
   とする、請求項１記載の装置。 １６）送り手段が、さらに、 少なくとも実質的に平行化された、コヒーレントで単色
   の、偏光した光からなる放射線を発するらすたと、 この光にとって好ましい偏光度を選ぶ可変偏光子と、 光を広げる第１球形レンズと、 広がった光を平行化し、かつ、合焦手段に平行化され、
   広がった光を送る第２球形レンズとを包含することを特
   徴とする、請求項１記載の装置。 １７）送り手段が、さらに、 光の向きを換える手段と、 光の中の不均質成分を減らす空間フィルタと を包含することを特徴とする、請求項６記載の装置。 １８）反射ホログラムを作る方法であって、ホログラフ
   ィ記録媒体をマスタの円筒形表面に接続する段階と、 ほぼコヒーレントな放射線の基準ビームをホログラフィ
   記録媒体を通してマスタの円筒形表面に送り、マスタ上
   での放射線の入射角がほぼ一定であって、基準ビームと
   、マスタから反射あるいは回折してきた基準ビームであ
   る物側ビームとによって記録媒体を露光するようにした
   段階とを包含することを特徴とする方法。 １９）マスタの円筒形表面に接続したホログラフィ記録
   媒体を或る軸線のまわりに回転させる段階をさらに包含
   することを特徴とする、請求項１８記載の方法。 ２０）送り段階と回転段階が同時に行なわれることを特
   徴とする、請求項１８記載の方法。 ２１）送り段階と回転段階が交互に行なわれることを特
   徴とする、請求項１８記載の方法。 ２２）マスタの円筒形表面の軸線に対してほぼ平行であ
   るか、あるいは、それと一致する線に対して基準ビーム
   をほぼ合焦させる段階をさらに包含することを特徴とす
   る、請求項１８記載の方法。 ２３）マスタの円筒形表面の軸線に対してほぼ平行であ
   るかあるいはそれと一致しており、かつ、合焦手段の光
   軸に対して直角な平面内にほぼ位置する線に基準ビーム
   をほぼ合焦させる段階をさらに包含することを特徴とす
   る、請求項１８記載の方法。 ２４）マスタの円筒形表面の軸線に対してほぼ平行であ
   るかあるいはそれと一致しており、かつ、合焦手段の光
   軸に対して直角であると共にマスタ円筒形表面の軸線を
   含む平面内にほぼ位置する線に基準ビームをほぼ合焦さ
   せる段階をさらに包含することを特徴とする、請求項１
   ８記載の方法。 ２５）一方向において放射線ビームを拡大して発散扇形
   ビームを形成する段階と、この発散扇形ビームを平行化
   して基準ビームとして使用するための平行化カーテン形
   ビームを形成する段階とをさらに包含することを特徴と
   する、請求項１８記載の方法。