KR0141834B1 - 투과형 홀로그램의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 면에 무반사 코팅층이 되어 있는 프리즘을 사용하여 홀로그램 플레이트의 뒷면 반사에 의한 잡음과 할로 효과를 없앨 수 있도록 한 투과형 홀로그램의 제작방법으로, 유리판 및 투명기판(1)과 감광매질면(2)로 구성되는 홀로그램 플레이트(17)를 이용한 투과형 홀로그램의 제작방법에 있어서, 빗면을 반사면(19)으로 하고 일측면을 투과면(20)으로 하는 반사억제용 프리즘(14)을 사용하여 이들 반사면(19)과 투과면(20)에 무반사 코팅층(15)(15')을 도포하고 프리즘(14)의 타측면을 접촉면(21)으로 하여 이 접촉면(21)을 상기 홀로그램 플레이트(17)의 뒷면(7)에 인덱스 매칭 액체(16)를 도포하여 접촉결합시켜 홀로그램이 제작된다.

Description

투과형 홀로그램의 제작방법

제1도는 일반적인 홀로그램 플레이트를 보인 구성도.

제2도는 제1도의 홀로그램 플레이트에서 경계면 반사에 의한 영향을 설명한 설명도.

제3도는 종래 기술의 한 방법으로 제작되는 것을 보인 홀로그램 플레이트의 구성도.

제4도는 종래 기술의 다른 방법으로 제작되는 것을 보인 홀로그램 플레이트의 구성도.

제5도는 본 발명에 따라 홀로그램을 제작하는 것을 보인 구성도.

제6도는 본 발명의 방법에 사용된 프리즘을 보인 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1; 유리판2; 감광매질면

7; 뒷면14; 프리즘

15, 15'; 무반사 코팅층16; 인덱스 매칭 액체

17; 홀로그램 플레이트19; 반사면

20; 투과면21; 접촉면

본 발명은 투과형 홀로그램(hologram)의 제작방법에 관한 것으로, 두 면에 무반사 코팅층이 되어 있는 프리즘을 사용하여 홀로그램 플레이트의 뒷면 반사에 의한 잡음과 할로 효과 (halo effect)를 없앨 수 있는 홀로그램의 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 홀로그램 플레이트의 구조는 제1도에서 보인 바와 같이 유리판(1)과 감광매질면(2)으로 구성되며, 투과형 홀로그램의 제작 시에 통상적으로 두개의 레이저광, 즉 참조광(3)과 물체광(4)이 함께 감광매질면(2)의 바깥쪽에서 유리판(1)의 방향으로 입사하여 간섭무늬(5)를 감광매질면에 형성하게 된다.

그러나, 이때에 제2도에서 보인 바와 같이 감광매질면(2)을 투과하는 입사광(6)은 유리판(1)과 공기의 경계면(7) 즉, 홀로그램 플레이트의 뒷면에서 일부는 투과되고 일부는 반사된다.

이때 투과되는 광(6')과 반사되는 광(6)의 빛의 세기는 차이는 입사광(6)이 홀로그램 플레이트의 법선과 이루는 각(θ)에 따라 변하며, 입사광(6)의 빛의 세기를 I, 반사되는 광(6)의 빛의 세기를 I라 하고, 공기의 굴절율을 n₀=1 이라 하며 유리의 굴절율을 n₁= 1.5라 하면 0.04 ≤ I / I ≤ 1의 범위의 값을 갖는다.

예를 들어 θ = 40°일 때에 I/I0.3, 즉, 반사광(6)의 세기는 입사광(6)의 약 30% 정도의 세기가 된다.

이들 반사광(6)은 다시 감광매질면으로 입사하며 그 결과로 감광매질면은 전체적으로 과다 노출되거나 반사광(6)과 입사광(6)이 간섭현상을 일으켜 감광매질면상에 원하지 않은 잡음신호무늬(8)가 기록되게 된다.

이렇게 제작된 홀로그램은 재생시 회전효율이 떨어지고 잡음광이 재생되는 할로 효과등이 일어나는 결점이 있다.

이러한 결점을 해결하기 위하여, 종래 기술의 한 방법으로서, 제3도에서 보인 바와같이 유리판(1)의 뒷면(7)에 흡수코팅(9)을 도포하여 반사광(6)을 억제하는 것이 있다.

이러한 방법에 있어서는 감광매질면(2)과 유리판(1)으로 구성되는 홀로그램 플레이트의 뒷면(7)에 흡수코팅(9)을 도포하여 입사광(6)에 의한 반사광(6)의 생성을 억제토록 하였다.

그러나, 이와 같은 방법에 있어서, 흡수코팅(9)의 특성상 반사광(6)의 생성을 완전히 억제할 수도 없고 오히려 흡수코팅(9)에 의하여 산란되는 산란광(6)이 생성될 수 있기 때문에 뒷면 반사에 의한 효율의 저하나 할로 효과 등의 효과를 완전히 제거할 수 없었다.

또한 상용으로 생산되는 홀로그램 플레이트 이외의 매질을 사용하여 홀로그램을 제작할 경우 일일이 홀로그램 플레이트의 뒷면에 흡수코팅을 하여야 하며 현상과정에서 이를 다시 제거하여야 한다.

이러한 점을 피하기 위한 방법으로, 제4도에서 보인 바와 같이 홀로그램 플레이트의 유리판(10)과 공기(12) 사이에 유전체 매질을 이용한 무반사 코팅층(11)을 도포하는 방법이 제안된 바 있다.

유전체 무반사 코팅층은 광학적 성질이 우수하며 입사광(13)의 대부분은 투과광(13')으로 되어 경계면을 빠져나가고 반사광(13)의 성분은 매우 작아 입사광(13)에 대한 반사광(13)의 빛의 세기는 통상 1% 미만으로 줄일 수 있으며 원하는 정도에 따라 그 이하로 줄일 수도 있다.

그러나, 이러한 방법의 결점은 고도의 정밀도와 고가의 무반사 코팅층이 요구되므로 각 홀로그램 플레이트마다 이 방법을 적용할 경우 홀로그램의 제작 가격이 매우 높아지므로 사실상 활용이 어려운 점이 있다.

본 발명은 종래의 이와 같은 점을 감안하여 창안한 것으로, 두 면에 무반사 코팅층이 되어 있는 프리즘을 사용하여 홀로그램 플레이트의 뒷면 반사에 의한 잡음 및 할로 효과를 없애는 데 그 목적이 있는바, 이를 첨부도면 제5도와 제6도에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 있어서, 유리판(1)과 감광매질면(2)로 구성되는 홀로그램 플레이트(17)의 뒷면(7)에 반사억제용 프리즘(14)이 결합되어 홀로그램이 제작된다.

이 프리즘(14)은 제6도에서 보인 바와 같이 삼각기둥의 형태이고 홀로그램 접촉면(21), 반사면(19)과 투과면(20)을 갖는다.

반사면(19)과 투과면(20)에는 각각 유전체 무반사 코팅층(15), (15')이 되어 있으며 홀로그램접촉면(21)과 투과면(20)이 이루는 각도(α)는 90°이고 반사면(19)과 투과면(20)이 이루는 각도(β)는 45°로 되어 있다.

그러나 이들 각도(α)(β)는 실험구성의 필요에 따라서 임의의 각도로 조정할 수 있을 것이다.

프리즘(14)의 재질은 홀로그램의 유리판(1)과 굴절율이 같은 유리나 BK-7(재료명)을 사용한다.

상기 무반사 코팅층(15), (15')은 반사율이 낮아 입사되는 광의 대부분을 투과시키고 매우 적은 양의 광을 반사시키는 것으로 반사율이 낮을수록 높은 효과를 얻을 수 있는 것이다.

홀로그램의 제작 시 홀로그램의 뒷면(7)과 프리즘의 접촉면(21) 사이에는 알콜 또는 물 등의 인덱스 매칭 액체(16)를 도포하여 접촉시킨다.

인덱스 매칭 액체로서는 유리와 굴절율이 같거나 유사한 액체를 사용하며, 상기 언급된 바와 같은 알콜 또는 물 이외의 실리콘오일이나 기타 상용화되어 있는 인덱스 매칭용 액체를 사용할 수 있다.

이와 같이 홀로그램 플레이트(17)에 반사억제용 프리즘(14)을 접촉하여 결합한 상태에서, 홀로그램 플레이트(17)에 입사하는 입사광(18)은 감광매질면(2)을 지나 인덱스 매칭 액체(16)에 의하여 광학적으로 결합되어 있는 홀로그램 플레이트(17)의 뒷면(7)와 프리즘(14)의 접촉면(21)을 지나 프리즘(14)의 반사면(19)으로 입사하게 된다.

이때 반사면(19)에 도포된 무반사 코팅층(15)에 의하여 입사광의 일부는 투과광(18')으로 되어 빠져나가고 일부 반사된 반사광(18)은 프리즘(14)의 투과면(20)으로 향하여 다시 무반사 코팅층(15')을 통과하여 대부분이 투과하게 된다.

만약 이때 투과면(20)에서 극히 일부라도 다시 반사되는 반사광(18)이 있다면 이들은 다시 반사면(19)에 도달하게 되며 여기에서 무반사 코팅층(15)에 의해 프리즘(14)의 바깥쪽으로 투과하게 된다.

따라서, 각각의 무반사 코팅층(15)(15')에 의한 반사율을 R이라고 하면 입사광(18)중 반사되어 홀로그램 플레이트(17)의 감광매질면(2)로 다시 입사하는 빛은 R³의 감쇄를 거치게 된다.

즉, 반사면(19)에 입사되는 입사광(18)은 무반사 코팅층(15)에 의하여 반사율 R%만큼만 반사되고 나머지는 투과되는 1차 감쇄가 이루어지며, R%만큼 반사된 반사광(18)은 투과면(20)에서 무반사 코팅층(15')에 의하여 (R×R)%만 반사되고 나머지는 투과되는 2차 감쇄가 이루어지고, (R×R)%만큼 반사된 반사광(18)은 반사면(19)에서 무반사 코팅층(15)에 의하여 (R×R)×R%만 반사되고 나머지는 투과되는 3차 감쇄가 이루어지게 되어 결국 입사광(18)중 반사되어 홀로그램 플레이트(17)의 감광매질면(2)로 다시 입사되는 빛은 R³로 감쇄되는 것이다.

예를 들어, 극히 저가의 무반사 코팅층을 도포하여 반사율이 R = 20%일 경우에도 최종적으로 반사광(18)은 (0.2)³= 0.008, 즉 입사광의 0.8%로 감소된다.

또한 반사율이 R = 10%일 경우에는 최종적으로 반사광(18)은 (0.1)³= 0.001, 즉 0.1%로 감소되는 것이다.

따라서, 종래 홀로그램 플레이트의 뒷면 반사에 의한 잡음 및 할로 효과 등의 영향을 거의 완벽하게 없앤 홀로그램의 제작이 가능하다.

또한 인덱스 매칭 액체(16)에 의하여 결합된 홀로그램 플레이트(17)과 프리즘(14)은 쉽게 분리되므로 홀로그램 제작시 매 홀로그램 플레이트마다 고가인 무반사 코팅층을 하지 않고 하나의 프리즘만을 사용하여 다수의 홀로그램의 제작이 가능하기 때문에 공정을 단축시키고 단가를 절감할 수 있게 되는 등의 이점이 있는 것이다.

Claims (1)

1. 유리판 및 투명기판(1)과 감광매질면(2)로 구성되는 홀로그램 플레이트(17)를 이용한 투과형 홀로그램의 제작방법에 있어서, 빗면을 반사면(19)으로 하고 일측면을 투과면(20)으로 하는 반사억제용 프리즘(14)을 사용하여 이들 반사면(19)과 투과면(20)에 무반사 코팅층(15)(15')을 도포하고 프리즘(14)의 타측면을 접촉면(21)으로 하여 이 접촉면(21)을 상기 홀로그램 플레이트(17)의 뒷면(7)에 인덱스 매칭 액체(16)를 도포하여 접촉결합시켜 제작함을 특징으로 하는 투과형 홀로그램의 제작방법.