(57)【要約】【課題】観察方向によっても明るさムラや影のない再生像を得ることができ、視認性、意匠性の高い体積ホログラム及びその作製方法。【解決手段】透過型又は反射型の体積ホログラム９であって、体積ホログラム９から再生される再生像１０がホログラム記録面を横切ってその奥側及び手前側に連続した３次元物体像として再生され、その再生される３次元物体像が奥行き側及び手前側に連続する３次元物体像であって、少なくともその一部が拡散面を持つ３次元物体像である体積ホログラム。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型又は反射型の体積ホログラムであって、該体積ホログラムから再生される再生像がホログラム記録面を横切ってその奥側及び手前側に連続した３次元物体像として再生され、その再生される３次元物体像が奥行き側及び手前側に連続する３次元物体像であって、少なくともその一部が拡散面を持つ３次元物体像であることを特徴とする体積ホログラム。
【請求項２】
前記再生される３次元物体像が奥行き側及び手前側に１０ｍｍ以上の大きさの連続する３次元物体像であることを特徴とする請求項１記載の体積ホログラム。
【請求項３】
前記再生像として再生される３次元物体像の一部が発光点あるいは発光面として観察される再生像であることを特徴とする請求項１又は２記載の体積ホログラム。
【請求項４】
前記再生像として再生される３次元物体像に影が生じていない再生像であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の体積ホログラム。
【請求項５】
第１ホログラム及び第２ホログラムの２段階によりイメージ型ホログラムを記録する体積ホログラムの撮影方法において、任意の３次元形状の導光体からなり、その導光体の少なくとも一部が拡散面として構成されている拡散透明体を物体として配置し、前記第１ホログラムの第１記録面に対して前記物体の後面より物体照明光を導入して前記導光体の拡散面でその外側へ拡散された拡散光を物体光とし、該物体光と第１参照光との干渉縞を前記第１ホログラムの記録面で記録するステップと、前記第１ホログラムに前記第１参照光と共役な再生照明光を入射させ、その再生像の結像位置近傍に前記第２ホログラムの記録面を配置し、該再生像と第２参照光との干渉縞を前記第２ホログラムの記録面記録するステップとを備えていることを特徴とする体積ホログラムの作製方法。
【請求項６】
前記第１ホログラムの記録面に対して前記物体の後面より物体照明光を導入して前記導光体の拡散面でその外側へ拡散された拡散光を物体光とし、該物体光と第１参照光との干渉縞を前記第１ホログラムの記録面で記録することにより、前記第１ホログラムに記録される前記物体に影が生じないことを特徴とする請求項５記載の体積ホログラムの作製方法。
【請求項７】
前記第１ホログラムの記録面に対して前記物体の後面より物体照明光を導入して前記導光体の拡散面でその外側へ拡散された拡散光を物体光とし、該物体光と第１参照光との干渉縞を前記第１ホログラムの記録面で記録することにより、前記第２ホログラムに記録される前記物体の再生像の一部が発光点あるいは発光面として観察されることを特徴とする請求項５又は６記載の体積ホログラムの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、体積ホログラム及びその作製方法に関するものであり、特に、グラフィックやセキュリティ等に使用される視認性の高い体積ホログラムとその作製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、第１ホログラム及び第２ホログラムの２段階によりイメージ型ホログラムを記録する体積ホログラムの撮影方法において、第１段階のホログラムの記録には、物体照明光を物体の前方から照射し、その物体により拡散反射された物体光と参照光との干渉縞を第１ホログラムとして記録を行うことが知られている（特許文献１）。
【０００３】
このような従来の２光束による第１ホログラムの撮影光学系を図５（ａ）に示す。図５（ａ）のように、ホログラム記録する物体１に対して、不図示のレーザーから出射された物体照明光３を照射し、物体３からの反射拡散光５と物体照明光３と共通のレーザーから出射され光を平行光にした参照光４との干渉縞を、ホログラム記録材料（第１ホログラム）２に記録する。
【０００４】
また、従来の第１ホログラムの１光束による撮影光学系の例を図５（ｂ）に示す（デニシュークタイプ）。図５（ｂ）のように、不図示のレーザーから出射された光を平行光にした参照光４と、その参照光４がホログラム記録材料２を透過し、ホログラム記録する物体１により拡散反射された物体光５との干渉縞を、ホログラム記録材料２に記録する。
【０００５】
このような従来の作製方法によるホログラムの記録では、ホログラム記録物体を外部から照明し、その照明光の物体からの拡散反射光を物体光としてホログラムに記録しているため、照明ムラによる拡散光ムラや影を伴う物体像として記録され、観察方向によって明るさムラや影のない再生像を得ることはできなかった。
【０００６】
特に、ホログラムの奥行き方向に大きさを持つ物体のホログラム記録を行う場合、物体照明光によりその物体に影が生じ、その影を伴った物体像がホログラムに記録されてしまう。物体に対して物体照明光を周囲から照射することにより影を消す方法（特許文献２）もあるが、完全に影を消すことはできない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１１０７５１号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平９−３１９２８９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来、体積ホログラムの記録には、物体照明光を物体の前方あるいは周囲から照射し、その物体からの拡散反射光を物体光としてホログラムに記録しているため、観察方向によって明るさムラや影のない再生像を得ることはできず、優れた意匠性を持つホログラムは得られなかった。
【００１０】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、観察方向によっても明るさムラや影のない再生像を得ることができ、視認性、意匠性の高い体積ホログラム及びその作製方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の体積ホログラムは、透過型又は反射型の体積ホログラムであって、該体積ホログラムから再生される再生像がホログラム記録面を横切ってその奥側及び手前側に連続した３次元物体像として再生され、その再生される３次元物体像が奥行き側及び手前側に連続する３次元物体像であって、少なくともその一部が拡散面を持つ３次元物体像であることを特徴とするものである。
【００１２】
この場合に、再生される３次元物体像が奥行き側及び手前側に１０ｍｍ以上の大きさの連続する３次元物体像であることが望ましい。
【００１３】
また、再生像として再生される３次元物体像の一部が発光点あるいは発光面として観察される再生像とすることができる。
【００１４】
また、再生像として再生される３次元物体像に影が生じていない再生像とすることができる。
【００１５】
本発明の体積ホログラムの作製方法は、第１ホログラム及び第２ホログラムの２段階によりイメージ型ホログラムを記録する体積ホログラムの撮影方法において、任意の３次元形状の導光体からなり、その導光体の少なくとも一部が拡散面として構成されている拡散透明体を物体として配置し、前記第１ホログラムの第１記録面に対して前記物体の後面より物体照明光を導入して前記導光体の拡散面でその外側へ拡散された拡散光を物体光とし、該物体光と第１参照光との干渉縞を前記第１ホログラムの記録面で記録するステップと、前記第１ホログラムに前記第１参照光と共役な再生照明光を入射させ、その再生像の結像位置近傍に前記第２ホログラムの記録面を配置し、該再生像と第２参照光との干渉縞を前記第２ホログラムの記録面記録するステップとを備えていることを特徴とする方法である。
【００１６】
この場合、第１ホログラムの記録面に対して物体の後面より物体照明光を導入してその導光体の拡散面でその外側へ拡散された拡散光を物体光とし、その物体光と第１参照光との干渉縞を第１ホログラムの記録面で記録することにより、第１ホログラムに記録される物体に影が生じないようにすることができる。
【００１７】
また、第１ホログラムの記録面に対して物体の後面より物体照明光を導入して導光体の拡散面でその外側へ拡散された拡散光を物体光とし、その物体光と第１参照光との干渉縞を第１ホログラムの記録面で記録することにより、第２ホログラムに記録される物体の再生像の一部が発光点あるいは発光面として観察されるようにすることができる。
【００１８】
本発明においては、体積ホログラムから再生される再生像がホログラム記録面を横切ってその奥側及び手前側に連続した３次元物体像として再生され、その再生される３次元物体像が奥行き側及び手前側に連続する３次元物体像であって、少なくともその一部が拡散面を持つ３次元物体像であるので、観察方向によっても明るさムラや影のない再生像を得ることができ、視認性、意匠性の高い体積ホログラムが得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の体積ホログラム及びその作製方法を実施例に基づいて説明する。
【００２０】
本発明の１実施例における第１ホログラム撮影光学系を図１に示す。
【００２１】
本発明の最も大きな特徴は、ホログラム記録する物体として、最終的な体積ホログラムから再生される場合に、ホログラム記録面を横切ってその奥行き側及び手前側に連続した３次元物体像として記録され、かつ、３次元物体像として再生される３次元物体が導光体で形成され、その導光体の少なくとも一部が拡散面として構成され、その導光体の一部から物体照明光が導入され、導光体の拡散面で外側へ拡散された拡散光を物体光として、参照光と干渉させて記録することである。
【００２２】
このような３次元物体を上記のようにして記録した体積ホログラムは、従来のような観察方向によっては明るさムラや影がある再生像とはならず、優れた意匠性を持つものとなり、特に意匠性、視認性の高いものとなり、グラフィックやセキュリティ等に適したものとなる。
【００２３】
図１において、第１ホログラム（ホログラム記録材料）２の前方に、３次元物体としてこの例では表面が透過拡散面となっている棒状の透明物体１’を、記録面に対して交差する方向に位置するように配置し、その棒状の透明物体１’の後端より不図示のレーザーから出射された物体照明光３を入射させる。物体１’は透明物体であるので、その後端より入射された物体照明光３は物体１’内で導光され表面の透過拡散面に達し、拡散光として透明物体１’外に出る。この拡散光を物体光５とし、その物体光５と第１参照光４との干渉縞を、第１ホログラム２の記録面で記録する。
【００２４】
ホログラム記録を行う透明物体１’としては、上記のように、導光体で形成され、その少なくとも一部が拡散面として構成された３次元物体であるが、例えば、ガラス、アクリル等の透明物体の表面を研磨等の処理を行い、光を拡散するようにしたもの、研磨等の処理を部分的に行うことによって、部分的に光を拡散するようにしたもの、また、塗装により光を拡散するようにしたもの、また、テープ等を表面に巻くことにより光を拡散するようにしたものが使用できる。また、透明樹脂の中に、光を拡散又は散乱するような物体を混入したものも使用できる。図３に、これら透明物体１’の例を示す。図３（ａ）は表面を拡散処理した透明物体、図３（ｂ）は表面を部分的に拡散処理した透明物体、図３（ｃ）は拡散物体を内部に封入した透明物体、図３（ｄ）は表面を螺旋状に拡散処理した透明物体である。図３（ａ）〜（ｄ）においては、透明物体は何れも棒状の透明物体としたが、他の３次元形状の透明物体でももちろんよい。
【００２５】
また、上記のような拡散性の透明物体は、ホログラム２に記録するときのホログラム記録面に対して奥行き方向の寸法は、１０ｍｍ以下の長さのものでも意匠性を持つホログラムを作製できるが、より高い意匠性を体積ホログラムに与えるためには、１０ｍｍ以上の長さを持つことが望ましい。
【００２６】
本実施例における第２ホログラム撮影光学系を図２に示す。第２ホログラム（体積ホログラム記録材料）９の記録面に対して、不図示の共通のレーザーから出射された第１ホログラム記録時の参照光４と共役である再生照明光６を第１ホログラム２に入射させ、第２ホログラム記録の物体光となる第１ホログラム２からの棒状の拡散透明物体１’の再生像８と、不図示の再生照明光６と共通のレーザーから出射された第２ホログラム９の参照光７との干渉縞を、第２ホログラム９の記録面で記録する。
【００２７】
このようにして記録した本実施例の体積ホログラム９は、図４（ａ）に示すように、１つのホログラム再生光源１１１  により再生を行う場合、１つの再生像１０を得ることができる。また、図４（ｂ）に示すように、２つ以上のホログラム再生光源１１１  、１１２  により再生を行う場合には、再生像は再生光源の位置に応じて異なる位置に像再生を行うので、２つ以上の再生像１０、１０’を得ることができ、複数個の再生光源によりホログラムの再生を行った場合にも、高い意匠性を得ることが可能である。しかも、この場合、体積ホログラム９の記録面を横切ってその奥行き側と手前側に再生像１０、１０’が位置するように再生され、かつ、２つ以上の再生像１０、１０’は体積ホログラム９の記録面では同じ位置に存在することになるので、１つの再生光源１１１  の位置の移動、例えば回転移動する場合には、その移動に伴って再生像１０も例えば歳差運動をするように動くことになる。
【００２８】
なお、本実施例では、１つの拡散透明物体を使用してホログラムに記録を行ったが、複数個の拡散透明物体を使用してホログラムに記録することにより、意匠性をより高めることが可能である。
【００２９】
以下に、本発明による体積ホログラムとその作製方法の具体例について説明する。図１の配置において、ホログラム記録物体１’には、直径が５ｍｍで、長さが１００ｍｍの円筒棒状のアクリル表面を拡散処理したものを使用した。図１中の符号２のホログラム記録感光材として、銀塩感光材料（コニカ社製Ｐ−５６００）を使用し、レーザー光源としては、コヒーレント社Ｖｒｅｄｉ（波長５３２ｎｍ）を使用し、撮影後の現像処理には、現像液としてＧＰ−８、停止液として酢酸、定着液としてスーパーフジフィックス、漂白液としてＰＢＱ−２を使用した。
【００３０】
また、ホログラム感光材料２としては、その他の銀塩感材、フォトポリマー、重クロム酸ゼラチン等種々の感光材料を用いることができ、特に、マスターホログラムとして用いる場合には、感度の良いものの方が作業性や振動の影響を受け難いという点で好ましい。
【００３１】
また、ホログラム記録物体１’は１０ｍｍ以上の長さを有することが、意匠性の面から好ましい。
【００３２】
次に、本発明による体積ホログラムである第２ホログラムの撮影を行うための図２の配置において、図２中の符号９の体積ホログラム記録感光材料に、ＤｕＰｏｎｔ社製フォトポリマー（Ｏｍｎｉｄｅｘ７００ｘ−２８３）を使用した。レーザー光源は、コヒーレント社Ｖｒｅｄｉ（波長５３２ｎｍ）を使用し、露光後にＵＶ１Ｊ、及び、ベイク１２０℃２時間の処理を行った。
【００３３】
図１で作製したマスターホログラム２を用いて、図２に示す第２段階の方法で、フォトポリマーによるイメージ型ホログラムを作製したところ、意匠性の高いホログラムが作製できた。
【００３４】
なお、本発明により、棒状等の拡散透明物体（図３の例等）の一部から物体照明光を導入してその拡散面で外側へ拡散された拡散光を物体光としてその拡散透明物体のホログラム記録を行うと、拡散透明物体内で導光された光が一部の拡散面あるいは透過面から拡散透明物体外へ強く射出する（棒状体の場合は、物体照明光導入端と反対の端面）。そのため、このような拡散透明物体の再生像は、その一部の拡散面あるいは透過面が点発光又は面発光するように観察されることになり、より視認性の高いものとなる。
【００３５】
また、このような記録方法をとった本発明による体積ホログラムからの再生像には影が生じない。再生像に影が生じないと、複数のホログラムを重ねるか多重記録して複数の再生像を同時に再生するときに、影の方向が再生像毎に異なることによる違和感が生じない効果も得られる。
【００３６】
以上、本発明の体積ホログラム及びその作製方法を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の体積ホログラム及びその作製方法によると、体積ホログラムから再生される再生像がホログラム記録面を横切ってその奥側及び手前側に連続した３次元物体像として再生され、その再生される３次元物体像が奥行き側及び手前側に連続する３次元物体像であって、少なくともその一部が拡散面を持つ３次元物体像であるので、観察方向によっても明るさムラや影のない再生像を得ることができ、視認性、意匠性の高い体積ホログラムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例の第１ホログラム記録光学系を示す図である。
【図２】本発明の１実施例の第２ホログラム記録光学系を示す図である。
【図３】本発明の１実施例のホログラム記録物体である拡散透明物体の例を示す図である。
【図４】本発明の１実施例の体積ホログラムの再生光源とホログラム再生像の関係を示す図である。
【図５】従来の第１ホログラム記録光学系を示す図である。
【符号の説明】
１…ホログラム記録物体
１’…ホログラム記録物体（拡散透明物体）
２…ホログラム記録材料（第１ホログラム）
３…物体照明光
４、７…参照光
５…物体光
６…第１ホログラム再生照明光
８…第１ホログラム再生像
９…体積ホログラム記録材料（第２ホログラム）
１０、１０’…再生像
１１１  、１１２  …ホログラム再生光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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