JPH0423792B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はホログラムの光学的なコピー方法に関
する。

ホログラムは一般に光の干渉のパターンを基板
上に記録したもので、３次元画像の記録をはじめ
高密度な情報記録が可能であり、その特性を利用
して光メモリー、偽造防止、装飾等多方面への応
用が期待されている。

ホログラムの作製は基本的には、情報源への光
を当てて情報を得、これと参照光の間に光の干渉
を起こさせて感光材料に記録することにより行わ
れる。

しかし、各方面でのホログラムの利用が実用化
される為には、多量のホログラムを速く、効率的
に大量生産する必要がある。

そこで、多数のホログラムを前述の方法で一つ
一つ作製するかわりに、前述の方法で得られたホ
ログラムをもとにして、これをコピーすることが
行なわれている。

このコピーの方法として、従来、行なわれてき
た一つの方法はコピーの対象となるホログラム
（以下マスターホログラムと呼ぶ）と未露光感光
性基板を密着もしくは接近させた状態で、マスタ
ーホログラム側からコピー光を入射させ未露光感
光性基板の感光材料上にマスターホログラムと同
じ干渉縞を記録する方法である。

これを図面により説明すると、第１図におい
て、基板１ａと干渉縞のホログラムが記録された
感光材料１ｂから成るマスターホログラム１と、
基板２ｂと感光材料２ａからなる感光性基板２を
向かい合わせた状態で、マスターホログラム１側
からコピー光３を照射すると、マスターホログラ
ムと同じホログラムすなわちコピーホログラムが
感光材料２ａ上に記録される。

コピー光の光源はレーザー又は水銀燈が用いら
れ、コピー光の照射は一般にマスターホログラム
の基板１ａに垂直か又はブラツグ条件を満たす方
向から入射される。

しかし、かかる方法によりコピーを行う場合、
マスターホログラム１と感光性基板２のすき間４
の間隔Ｄの不均一性及び感光性基板２に入射する
光の入射角の不均一性によりコピーホログラム上
にそれぞれ等厚の干渉及び等傾角の干渉と呼ばれ
る干渉縞がホログラム画像に重なつてでき、ホロ
グラムの精度が悪くなり、イメージタイプの場合
は外観を損うことになる。

これを図面により説明すると、第２図におい
て、コピー光３の入射光はマスターホログラム１
により０次元と１次光（再生信号光）に分割され
る。０次元は感光性基板の感光材料２ａの表面で
さらに透過光５と反射光６に分割され、反射光６
はマスターホログラム１の下面で反射された後に
感光性基板２を通過する。１次光も同様に透過光
７と反射光８に分割される。

その結果、０次元の透過光５と反射光６による
干渉と、１次光の透過光７と反射光８による干渉
が発生し、感光性基板の感光材料２ａには Ｉ＝cos²（2π／λnDcos ｉ） の式で示される干渉縞が記録されてしまうことに
なる。なお、Ｉは干渉光の強度、λは光の波長、
ｎはすき間４の屈折率、ｉは光の感光性基板に対
して垂直な面に対する角度即ち光の入射角であ
る。

上記の結果から、間隔Ｄもしくは光の入射角ｉ
がホログラムの位置によつて均一でないと、それ
が干渉縞となつて現われることがわかる。従つて
理論的にはマスターホログラム１と感光性基板２
を完全密着し間隔Ｄを０にすれば干渉縞がなくな
ることになる。

しかし、実際には真空密着装置等を用いても、
3μm以下程度の間隔が生ずることは避けられず、
コピーホログラム上に生ずる等厚の干渉及び等傾
角の干渉を消すことはできない。

本発明は上記に鑑みてなされたものであつて従
来のコピー法の欠点を克服し、精度の高い優れた
コピーホログラムを得ることのできるホログラム
のコピー方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、ホログラムと感光性基板
の間にゲル状ゼラチンコロイドを介在させて露光
することを特徴とするホログラムのコピー方法を
要旨とする。

以下本発明を図面により説明する。

本発明者は、等厚の干渉及び等傾角の干渉が反
射光が増加する程、したがつて透過光が減少する
程増大することから、第２図の光学系において、
三つの層を無反射で透過する透過光の量すなわち
透過率を表す式 tp＝（n₁／ｎ・２cos_i1／n₁／cos_i1／n₁＋cos_i／ｎ）×
（ｎ／n₂２cos_i／ｎ／cos_i／ｎ＋cos_i2／n₂） ts＝（2n₁cos i₁／n₁cos i₁＋ncos ｉ）× （2ncos ｉ／ncos ｉ＋n₂cos i₂） 但し、ここで tpはＰ偏光に対する透過率。tsはＳ偏光に対す
る透過率。

n₁はマスターホログラム感光材料１ｂの屈折率
であり、 i₁はその中を進む光の進入角度である。

ｎはすき間４の屈折率であり、 ｉはその中を進む光の進入角度である。

n₂は感光性基板の感光材料２ａの屈折率であ
り、i₂はその中を進む光の進入角度である。

に着目し、tp，tsを大きくすることにより、これ
等の望ましくない干渉縞を防ぐ方法を検討した。
上記の式から、n₁とｎが異なる程、またｎとn₂が
異なる程tp，tsが減少し、反対に、n₁とｎ及びｎ
とn₂が近似する程tp，tsが増大することが解る。
従つて、前述の望ましくない干渉縞を消す為には
すき間４の屈折率ｎを、マスターホログラム感光
材料１ｂの屈折率n₁及び感光性基板の感光材料２
ａの屈折率n₂に近づけば良いことが解る。

本発明者はその手段として、すき間４をマスタ
ーホログラムの感光材料１ｂの屈折率n₁及び感光
性基板の感光材料２ａの屈折率n₂に近い屈折率を
持つ物質を介在させることを考えた。

マスターホログラム及び感光性基板に用いられ
ている感光材料としては、一般に銀塩、フオトレ
ジスト、フオトクロミツク材料、サーモプラスチ
ツク、磁気光材料等であるが、本発明者はこれ等
の感光材料の間に介在させて干渉縞を消す効果の
ある物質としてゼラチンコロイドを見出した。特
にマスターホログラムの感光材料として銀塩、感
光性基板の感光材料としてフオトレジストを用い
る組合わせのコピーにおいて、本発明は優れた効
果を発揮した。なお、これ等の感光材料を保持す
る基板の材料としては、ポリエステル、PVC、
ポリカーボネード、アクリル等のプラスチツクフ
イルム及びプラスチツク板、ガラス板、金属板等
感光材料を保持するだけの特性を有するものであ
れば、本発明に利用できる。但しマスターホログ
ラムの基板としては光透過性を要する。

以下、本発明にかかる方法を具体的に説明す
る。

ゼラチンを加温して（一般に40℃以上）溶か
し、0.5〜50％程度のゼラチンコロイドを作る。
特に10〜40％が最適である。

次に該ゼラチンコロイドをゾルの状態でマスタ
ーホログラム又は感光性基板の少なくとも片方に
塗布する。

塗布方法としてはデイツプ法、エクストルージ
ヨン法、ロールコート、ナイフコート、ミヤバコ
ート、スピンナーコート、ホイールコート等の公
知の方法を用いることができ、塗布厚みとしては
通常1μm〜1000μmの塗布厚みがあればよい。次
いでゼラチンコロイドがゾルの状態のままゼラチ
ンコロイド層を間にしてマスターホログラムと感
光性基板を貼り合わせる。貼り合わせ法としては
ニツプロールを用いる方法、平プレス法等が用い
られる。

ニツプロール法による場合は、第３図におい
て、マスターホログラム９と感光性基板１０をニ
ツプロール１２で貼り合わせながら、ゼラチンコ
ロイド１１を塗布することも可能である。

平プレス法による場合は、第４図において、感
光性基板１０上にゼラチンコロイド１１を流し込
み、その上からマスターホログラム９を平プレス
１３で加圧し貼り付け塗布を行うことも可能であ
る。

また塗布後一度ゲル化したゼラチンコロイド層
を、貼り付け時に加熱し再度ゾル化することも可
能である。

以上のようにしてマスターホログラムと感光性
基板をゼラチンコロイド層で貼り付けた後、冷却
し（例えば40℃位）ゼラチンコロイド層をゲル化
させた後、第５図において通常の方法でコピー光
３を照射して露光し、マスターホログラム９を感
光性基板１０の感光材料１０ａにコピーする。

次いでゼラチンコロイド１１と感光性基板１０
との間を剥離し、感光性基板１０を現像してコピ
ーホログラムが得られる。

コピー用光源としてはHe−Neレーザ、Arレ
ーザ、He−Cdレーザ、Krレーザまたは水銀燈な
どが適当である。

感光性基板の現像は、使用される感光性基板に
おける通常の現像法により行なわれる。

本発明の用途は、フレネルホログラム、フーリ
エ変換ホログラム、フラウンホーフアーホログラ
ムなど種々お原理のものに及び、それらの原理を
利用したイメージホログラム、レインボーホログ
ラム、ホログラフイツクステレオグラム、リツプ
マンホログラムおよびホログラフイツク回折格子
などに及ぶ。

以下、実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明
する。

実施例 銀塩フイルムに撮影したホログラムを本発明の
コピー方法を用いてフオトレジスト乾板にコピー
した実施例を示す。

まず公知の方法に従つて、25mwのHe−Neレ
ーザでアグフアゲバルト社10E75の銀塩フイルム
（４×５インチ）にレインボーホログラムを撮影
し、アグフアゲバルト社現像剤のアトマールを用
いて10分間現像した。

次に第３図に示す方法でこのようにしてホログ
ラムを撮影した銀塩フイルムをフオトレジスト乾
板をゼラチンコロイドの塗布と同時に貼り付け
た。フオトレジスト乾板は４×５インチ大、２mm
厚の板ガラス上に、シグレイ社フオトレジスト、
AZ1350J原液を、2000rpmでスピンナーコートし
た後、90℃30分間プレベークしたものを使用し
た。ゼラチンコロイドは新田ゼラチン社、コロタ
イプNo.１を60℃の水に20％溶かしたものを使用し
た。塗布厚は約0.1mmとなつた。

次に第５図に示す方法で銀塩フイルム側から
Ar＋レーザの光束をブラツグ角（この場合40°）
の入射角で照射した。露光後銀塩フイルム及びゼ
ラチン層をフオトレジスト乾板より剥離し、シブ
レイ社AZデイベロツパーで５分間現像した所、
マスターホログラムと同様のホログラムを得た。

以上、説明した如く、本発明にかかるホログラ
ムのコピー方法によれば、マスターホログラムと
感光性基板の間にゼラチンコロイドを介在させる
ことにより、マスターホログラムと感光性基板の
すき間に帰因するコピー時の等厚の干渉及び等傾
角の干渉が発生せず、従来にない高い精度のコピ
ーホログラムを提供することが可能となる。

また、ゼラチンコロイドがゲル状である為、す
き間に介在させる物質として液体を用いる場合に
比し、液体を保持するための特別な手段を講じる
必要がなく、操作が容易である。

また本発明の方法によれば感度の低いフオトレ
ジストにホログラムを記録するにあたり、一度感
度のよい銀塩フイルム上にホログラムを記録しそ
の再生像を忠実にフオトレジストにコピーすると
いう方法を行えるので、分留まり及び品質は向上
する。フオトレジストに形成されたホログラムは
リレーフ形なのでさらに熱プレス法等の大量複製
の原版として使用することができるので本発明は
有意義である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にかかる方法及び従来法を示すも
ので、第１図は従来法のコピー方法の縦断面図、
第２図は従来法のコピー方法において干渉が発生
する機構を示す縦断面図、第３図、第４図は本発
明における貼り合せ方法の縦断面図、第５図は本
発明におけるコピー方法の縦断面図である。 １……マスターホログラム、１ａ……マスター
ホログラムの基板、１ｂ……マスターホログラム
の感光材料、２……感光性基板、２ａ……感光性
基板の感光材料、２ｂ……感光性基板の基板、３
……コピー光、４……すき間、５……０次光（無
反射光）、６……お次光（二回繰り返し反射光）、
７……１次光（無反射光）、８１次光（一回繰り
返し反射光）、９……マスターホログラム、９ａ
……マスターホログラムの基板、９ｂ……マスタ
ーホログラムの感光材料、１０……感光性基板、
１０ａ……感光性基板の感光材料、１０ｂ感光性
基板の基板、１１……ゼラチンコロイド、１２…
…ニツプロール、１３……平プレス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホログラムと感光性基板の間にゲル状ゼラチ
   ンコロイドを介在させて露光することを特徴とす
   るホログラムのコピー方法。 ２ ホログラムが銀塩感光材料に記録されたホロ
   グラムであり、感光性基板の感光材料がフオトレ
   ジストである特許請求の範囲第１項記載のホログ
   ラムのコピー方法。