(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラム用記録媒体の供給部と、該供給部から供給されるホログラム用記録媒体に物体光と参照光とを照射してホログラムを記録する露光部とを備えるホログラム作製装置において、
前記ホログラム用記録媒体は、ホログラムが記録されるホログラム記録層と、該ホログラム記録層を挟む基体及び保護層とを備え、矩形形状に形成されたものであり、
前記基体及び保護層は、光を透過し、その複屈折の軸方向が前記矩形形状のいずれか一辺と略平行である材料から構成されており、
前記露光部が照射する物体光及び参照光は、前記複屈折の軸方向と略一致する方向に偏光している直線偏光であるホログラム作製装置。
【請求項２】
記録すべき画像を示す物体光と参照光とを照射することでホログラムが記録されるホログラム記録層と、該ホログラム記録層と積層される他の層とを備えるホログラム用記録媒体の作成方法において、
当該ホログラム用記録媒体の形状を矩形とし、
前記他の層を、光を透過し、複屈折の軸方向が前記矩形のいずれか一辺と略平行である材料で構成し、
前記物体光及び参照光として、前記複屈折の軸方向と略一致する方向に偏光している直線偏光が用いられるホログラム用記録媒体の作成方法。
【請求項３】
供給部からホログラム用記録媒体を供給し、該ホログラム用記録媒体に物体光と参照光とを照射することで、ホログラムを作製するホログラム作製方法において、
前記ホログラム用記録媒体を、ホログラムが記録されるホログラム記録層と、該ホログラム記録層と積層される他の層とで構成して、矩形形状に成形し、
前記他の層を、光を透過し、複屈折の軸方向が前記矩形形状のいずれか一辺と略平行である材料から構成し、
前記物体光及び参照光として、前記複屈折の軸方向と略一致する方向に偏光している直線偏光を用いるホログラム作製方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はホログラム用記録媒体に関し、特にフォトポリマ層からなるホログラム記録層を保護層と基体により挟み込んでなるタイプのホログラム用記録媒体に関する。また、ホログラム用記録媒体にホログラムを記録するホログラム記録装置及び方法に関する。
背景技術
ホログラフィックステレオグラムは、例えば、被写体を異なる観察点から順次撮影することにより得られた多数の画像を原画として、これらを１枚のホログラム用記録媒体に短冊状又はドット状の要素ホログラムとして順次記録することにより作成される。
例えば、横方向のみに視差情報を持つホログラフィックステレオグラムを作成する際は、図１に示すように、先ず、被写体１００を横方向の異なる観察点から順次撮影することにより、横方向の視差情報を有する複数の画像からなる視差画像列１０１を得る。なお、この視差画像列１０１は、実際に被写体を撮影したものでなくてもよく、例えば、コンピュータによって生成されたＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）やＣＧ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ）画像等からなるものであってもよい。そして、この視差画像列１０１を構成する各画像１０２を、短冊状の要素ホログラムとしてホログラム用記録媒体１０３に横方向に連続するように順次記録する。これにより、横方向に視差情報を持つホログラフィックステレオグラムが得られる。
このホログラフィックステレオグラムでは、横方向の異なる観察点から順次撮影することにより得られた複数の画像１０２の情報が、短冊状の要素ホログラムとして横方向に連続するように順次記録されているので、このホログラフィックステレオグラムを観察者が両目で見たとき、その左右の目にそれぞれ写る２次元画像は異なるものとなる。これにより、観察者は視差を感じることとなり、３次元画像が再生されることとなる。
ところで、上記ホログラフィックステレオグラムの要素ホログラムは、以下のようにして、感光材料を記録材料とするホログラム用記録媒体に記録される。すなわち、要素ホログラムをホログラム用記録媒体に記録する際は、干渉性のよいレーザ光が分岐され、１つは例えば液晶パネルなどの画像表示手段により２次元画像変調された投影像（物体光）としてホログラム用記録媒体の一方の面に垂直に照射される。そして、他の１つは参照光としてホログラム用記録媒体の他方の面に所定の角度で照射される。これにより、ホログラム用記録媒体の感光材料に屈折率若しくは透過率変化として干渉縞が形成され、要素ホログラムが記録される。
ホログラム用記録媒体としては、例えばフォトポリマ層等の感光材料からなるホログラム記録層を保護層と基体により挟み込んでなるタイプのものを使うことができる。上記物体光と参照光は上記ホログラム記録層の一方の面と他方の面から直線偏光の状態で照射され干渉縞を形成して要素ホログラムを記録する。なお、ホログラム記録層の感光材料は、フォトポリマに限定されず、例えば銀塩材料や重クロムゼラチン等の他の感光材料を用いてもよい。
このような、ホログラム用記録媒体の保護層と基体には、光学的に透明な樹脂やガラス等のいわゆる光学材料が用いられる。そして、これら保護層と基体としては、例えば、特開平６−２１４１１７号公報に記載されているように、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等の透明樹脂板が例示される。また、特開平１０−１１９１６３号公報に記載されているように、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、ポリスチレン、硬質ポリ塩化ビニル、メチルメタクリレート−スチレン共重合体樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体樹脂、ポリ（４−メチルペンテン−１）等も例示される。また、特開平１１−３３８３３６号公報に記載されているように、縮合反応型、付加反応型、無溶剤型、紫外線硬化型、電子線硬化型等のシリコーン組成物等も例示される。
また、上述のように感光材料であるフォトポリマ層からなるホログラム記録層を有するホログラム記録媒体の構造は、既に発表されているものとして、「ｓｔｅｐｈｅｎ  Ａ．Ｚａｇｅｒ  ａｎｄ  Ａｎｄｒｅｗ  Ｍ．Ｗｅｂｅｒ，”Ｄｉｓｐｌａｙ  ｈｏｌｏｇｒａｍｓ  ｉｎ  Ｄｕ  Ｐｏｎｔ’ｓ  ＯｍｍｉＤｅｘ  ｆｉｌｍｓ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．１４６１（１９９１）ｐａｇｅ５８−６７［ＤｕＰｏｎｔ］」や、「Ｔ．Ｊ．Ｔｒｏｕｔ，Ｗ．Ｊ．Ｇａｍｂｏｇｉ  ａｎｄ  Ｓ．Ｈ．Ｓｔｅｖｅｎｓｏｎ，”Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｌｏｒ  Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ”，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．２５７７（１９９５）ｐａｇｅ９４−１０５」や、「Ｓｙｌｖｉａ  Ｈ．Ｓｔｅｖｅｎｓｏｎ，”ＤｕＰｏｎｔ  ｍｕｌｔｉｃｏｌｏｒ  ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｆｉｌｍｓ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．３０１１（１９９７）」や、「Ｍａｓａｍｉ  Ｋａｗａｂａｔａ，Ａｋｉｈｉｋｏ  Ｓａｔｏ，Ｉｗａｏ  Ｓｕｍｉｙｏｓｉ  ａｎｄ  Ｔｏｓｈｉｈｉｒｏ  Ｋｕｂｏｔａ，”Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ａｐｐｌｏｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  ａ  ｃｏｌｏｒ  ｈｏｌｏｇｒａｍ”，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．１１（１０  Ａｐｒｉｌ  １９９４）ｐａｇｅ２１５２−２１５６」などがある。
しかしながら、上記ホログラム記録層では、上記基体や保護層の材料の光学的特性である複屈折により、ホログラム記録層内での干渉縞のコントラストが低下したり、部分的均一性が劣化してしまうことがある。
上述したように、物体光、参照光は直線偏光としてホログラム記録層に入射し干渉縞を形成するが、基体や保護層に複屈折性があると、これら基体や保護層を通過する際に偏光面が斜めになったり、楕円偏光に変化してしまう。このため、ホログラム記録層内での干渉縞のコントラストが下がってしまう。
このような現象の解決方法の１つとして、例えば、特開平７−１１４３２９号公報に記載されているように、複屈折の指標値の１つであるリターデーションを少なくする、すなわち、光学軸に平行な方向の屈折率と光学軸に垂直な方向の屈折率との差を小さくする方法が挙げられる。
しかしながら、複屈折の屈折率の差が小さい光学材料は、それ自体が高価であり、また、複屈折が少なければ少ないほど材料が限定され、さらに高価なものとなる。
また、ホログラム記録層に用いる銀塩材料や重クロムゼラチン、フォトポリマ等の感光材料の現像や定着においては、酸・アルカリ、紫外線・可視光線・赤外線、若しくは高温の熱、又はこれらの組み合わせ等により現像処理や定着処理が行われる。
そのような状況において、保護層及び基体に用いる光学材料には、耐酸性や耐アルカリ性等の耐薬品性、耐湿性や耐膨潤性等の耐水性、耐黄変性等の耐光性、耐熱性や耐黄変性等の耐候性等の種々の耐性も求められる。
したがって、複屈折が少なく、且つ、上記の耐性を兼ね備えた光学材料は、材料が限定され、非常に高価なものとなる。
発明の開示
本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、画像の投影光と参照光とがホログラム記録層に照射されることにより、ホログラムを記録するホログラム用記録媒体において、上記ホログラム記録層の基体と保護層とを複屈折の少ない材料とすることを特徴とする。
また、本発明に係るホログラム記録装置は、画像の投影光と参照光とをホログラム記録層に照射することにより、ホログラムを記録するホログラム記録装置において、上記ホログラム記録層の基体と保護層の複屈折の軸方向を上記参照光と物体光の偏光に一致させる。
また、本発明に係るホログラム記録方法は、画像の投影光と参照光とをホログラム記録層に照射することにより、ホログラムを記録するホログラム記録方法において、上記ホログラム記録層の基体と保護層の複屈折の軸方向を上記参照光と物体光の偏光に一致させる。
本発明のさらに他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施例の説明から一層明らかにされるであろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更が可能であることは言うまでもない。
先ず、ホログラム用記録媒体の具体例について図２を参照して説明する。このホログラム用記録媒体１は、無色透明の樹脂フィルム等よりなる基体２上に、フォトポリマ層からなるホログラム記録層３を形成し、さらに、ホログラム記録層３上に、無色透明の樹脂フィルム等よりなる保護層１３を形成してなる。これら基体２や保護層４さらには後述する中間層の厚さは５μｍ〜１００μｍであり、ホログラム記録層３の厚さは２０μｍとする。
ホログラム記録層３には、参照光と物体光との干渉によって生じる干渉縞を屈折率の変化として記録するのに適する、上記フィルム化されたフォトポリマの使用が好ましい。このフィルム化されたフォトポリマは、光を照射することにより、材料の屈折率が変化する。本実施の形態では、ホログラム記録層３として、例えばデュポン社製の商品名「オムニデックス：ＯＭＮＩ−ＤＥＸ」等の光重合型フォトポリマを用いる。光重合型フォトポリマは、初期状態では、図３Ａに示すようにモノマＭがマトリクスポリマに均一に分散している。これに対して、図３Ｂに示すように、１０〜４００ｍＪ／ｃｍ２程度のパワーの光Ｌａを照射すると、照射された光Ｌａのパワーに応じて、露光された部分のモノマＭが重合し、その結果、モノマＭの濃度が場所によって変化して、屈折率変調が生じる。この後、図３Ｃに示すように、１０００ｍＪ／ｃｍ２程度のパワーの紫外線Ｌｂを全面に照射することにより、モノマＭの重合が完了し、屈折率変調度が増強されるとともに、この屈折率変調が定着する。
ところで、上記光重合型フォトポリマよりなるホログラム記録層３に３次元画像を記録する際は、後述するように、参照光が基体２を透過してホログラム記録層３に入射するとともに、物体光が保護層４を透過してホログラム記録層３に入射し、それらの干渉縞がホログラム記録層３に記録される。したがって、基体２及び保護層４は、複屈折が少ないこと、光散乱が少ないこと、光透過率が高いこと等の光学特性が要求される。特に、基体２及び保護層４の複屈折によっては、物体光及び参照光の直線偏光が、これら基体２や保護層４を通過する際に、偏光面が斜めになったり、互いに異なった楕円偏光に変化してしまので、ホログラム記録層３内での干渉縞のコントラストが下がってしまうことがある。
以下に、基体２の複屈折又は保護層４の複屈折が、ホログラム記録層３に形成される干渉縞のコントラストにどのようにして影響を与えるかを詳細に説明する。
先ず第１に、直線偏光を持つレーザ光が、複屈折を持つ基体又は保護層を通って、ホログラム記録層に入射した場合に、偏光状態がどうなるかを説明する。
図４に示すように、片側にホログラム記録層５３ともう片側に基体５２とからなるホログラム用記録媒体５１に、１つのレーザ光Ｌが偏光板５０を通して入射している状態を単純なモデルとして仮定する。
レーザ光Ｌは、偏光板５０を通してホログラム用記録媒体５１に入射し、複屈折を持つ基体５２を透過することで偏光状態に変化が起きた後、ホログラム記録層５３へ入射する。なおここで、レーザ光Ｌは偏光板５０を通してホログラム用記録媒体５１に入射するとしているが、これはレーザ光Ｌがｘ方向に直線偏光していることを分かりやすくするためであり、偏光板５０による吸収はないものとする。
ここで、レーザ光Ｌの波長をλ、ｘ方向に直線偏光となる状態のレーザ光の電
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に複屈折を持つ基体の光学軸がｘｙ平面内にあるものとし、軸方向の屈折率をｎｅ、それと垂直な方向の屈折率をｎｏとし、軸の方向がｘ方向に角度φをなしているものとする。
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のとき、これらの単位ベクトルは、以下の（１）式に示す関係が成り立つ。
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このモデルにおいて、入射するレーザ光Ｌの電場ベクトルは、複素振幅Ｅｉｎを
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つ基体５２に入射するものとする。入射前の電場ベクトルは、複屈折の軸の方向
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うになる。
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これら２成分の電場ベクトルは、複屈折を持つ基体５２を通ることで、それぞれ２πｉｎｅｄ／λと２πｉｎｏｄ／λの位相変化を受ける。したがって、基体５２を通過・出射
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になる。
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この式から、複屈折の効果により、φ＝０［ｒａｄ］、又は、φ＝π／２［ｒａｄ］、又は、
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が分かる。
なお、上記説明では簡単化のために、複屈折を持つ基体の光学軸がｘｙ平面内にあるものとした。だが、複屈折を持つ基体の光学軸がｘｙ平面内にない場合でも、光線の伝播方向（ポインティング・ベクトル）と屈折率ベクトル面との関係から、すなわち直観的には、波動ベクトルに垂直な平面と屈折率楕円体とによって作られる楕円で表される関係から、屈折率を表す楕円の長軸と短軸をなす２つの屈折率ｎ１，ｎ２をｎｅ，ｎｏに置き換えることで、同様の説明ができる。
さて第２に、ホログラムの記録のために直線偏光を持つ２つのレーザ光束が複屈折を持つ基体又は保護層を通ってホログラム記録層に入射して、干渉する場合を説明する。
図５のように、基体２とホログラム記録層３と保護層４とからなるホログラム用記録媒体１に対して、参照光Ｌ４が基体２を透過してホログラム記録層３に入射するとともに、物体光Ｌ３が保護層４を透過してホログラム記録層３に入射して、それらの干渉縞がホログラム記録層３に形成される２光束干渉モデルを仮定する。
参照光Ｌ４は、偏光板６０を通してホログラム用記録媒体１に入射し、複屈折を持つ基体２を透過することで偏光状態に変化が起きた後、ホログラム記録層３へ入射する。一方、物体光Ｌ３も偏光板６１を通してホログラム用記録媒体１に入射し、複屈折を持つ保護層４を透過することで偏光状態に変化が起きた後、ホログラム記録層３へ入射する。ここで、参照光Ｌ４と物体光Ｌ３とは、偏光板６０，６１を通してホログラム用記録媒体１に入射するとしているが、これはレーザ光がｘ方向に直線偏光していることを分かりやすくするためであり、偏光板による吸収はないものとする。
ここで、参照光Ｌ４及び物体光Ｌ３のレーザ光の、波長をλとする。参照光Ｌ４
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屈折を持つ基体２の厚さをｄｒｅｆとする。ここでは簡単化のために、複屈折を持つ基体２の光学軸がｘｙ平面内にあるものとし、軸方向の屈折率をｎｅｒｅｆ、それと垂直な方向の屈折率をｎｏｒｅｆとし、軸の方向がｘ方向に角度φをなしているものとする。物体光Ｌ３側については、ｘ方向に直線偏光な状態の物体光Ｌ３の電場
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化のために、複屈折を持つ保護層４の光学軸がｘｙ平面内にあるものとし、軸方向の屈折率をｎｅｏｂｊ、それと垂直な方向の屈折率をｎｏｏｂｊとし、軸の方向がｘ方向に角度ψをなしているものとする。
このモデルにおいて、入射する参照光Ｌ４の電場ベクトルは、複素振幅Ｅｒｅｆ，
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屈折を持つ基体２に入射するものとする。また、入射する物体光Ｌ３の電場ベク
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偏光な状態の物体光Ｌ３が複屈折を持つ保護層４に入射するものとする。
上記図４に示したモデルで得られた結果から、基体２を通過・出射してホログ
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ようになる。
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また、保護層４を通過・出射してホログラム記録層３に入射する物体光Ｌ３の
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その結果、ホログラム記録層３にできる干渉縞の光強度Ｉは、参照光Ｌ４と物体光Ｌ３の電場ベクトルの和の絶対値の２乗となり、複屈折を持つ基体２と保護層４を通ることによる位相変化分をそれぞれＮｅｒｅｆ，Ｎｏｒｅｆ，Ｎｅｏｂｊ，Ｎｏｏｂｊとすると、次の（８）式のようになる。
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ここで、位相変化分Ｎｅｒｅｆ，Ｎｏｒｅｆ，Ｎｅｏｂｊ，Ｎｏｏｂｊは、次の（９）式に示す通りである。
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この干渉縞の光強度Ｉの式から、それぞれホログラム用記録媒体１に垂直に入射する、ある参照光Ｌ４と物体光Ｌ３が与えられた場合に、干渉縞の光強度のコントラストを最大にするには、参照光Ｌ４と物体光Ｌ３の偏光状態を同じにする、すなわち、次の（１０）式に示すようにする。
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ここで、単純化のために、参照光Ｌ４と物体光Ｌ３の光強度が等しい（すなわち、参照光と物体光の複素振幅の絶対値が等しい）、つまり｜Ｅｒｅｆ，ｉｎ｜＝｜Ｅｏｂｊ，ｉｎ｜＝１の場合でも、次の（１１）式のようにする必要がある。
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以上の結果として、この（１１）式を満たすように、基体２の材料に対して、厚さｄｒｅｆ、基体の複屈折の軸方向の屈折率をｎｅｒｅｆ、それと垂直な方向の屈折率をｎｏｒｅｆ、軸の方向がｘ方向に角度φをなすようにし、且つ、保護層４の材料に対して、厚さをｄｏｂｊ、保護層４の複屈折の軸方向の屈折率をｎｅｏｂｊ、それと垂直な方向の屈折率をｎｏｏｂｊ、軸方向がｘ方向に角度ψをなすようにすることで、ホログラム記録層３にできる干渉縞のコントラストのよい、すなわち、回折効率の高いホログラムの記録が可能となる。
上記（１１）式の解は、上記８つの値、すなわち、ｄｒｅｆ、ｎｅｒｅｆ、ｎｏｒｅｆ、φ、ｄｏｂｊ、ｎｅｏｂｊ、ｎｏｏｂｊ、ψによって複数の解が与えられるが、特に、（ａ）基体において、ｎｅｒｅｆ＝ｎｏｒｅｆ、又は、φ＝０［ｒａｄ］、又は、φ＝π／２［ｒａｄ］とし、（ｂ）保護層において、ｎｅｏｂｊ＝ｎｏｏｂｊ、又は、ψ＝０［ｒａｄ］、又は、ψ＝π／２［ｒａｄ］としたとき、（ａ）と（ｂ）を同時に満たすことで、解の１つとなる。
これを物理的な意味に言い換えると、（ａ）基体において参照光の入射方向に対して、「基体に複屈折がない」、又は「参照光の直線偏光の方向が、基体の複屈折の軸方向に同じ」、又は「参照光の直線偏光の方向が、基体の複屈折の軸に垂直な方向に同じ」ということと、（ｂ）保護層において物体光の入射方向に対して、「保護層に複屈折がない」、又は「物体光の直線偏光の方向が、保護層の複屈折の軸方向に同じ」、又は「物体光の直線偏光の方向が、保護層の複屈折の軸に垂直な方向に同じ」ということの両方を同時に満たすことが解の１つとなるということである。
これら（ａ）と（ｂ）の関係は、参照光及び物体光の照射状態とホログラム用記録媒体との関係となり、ホログラフィックステレオグラムやホログラムの作製方法又は記録装置にかかわるものである。
これに対し、ホログラム用記録媒体の幾何学的形状と、ホログラム用記録媒体を構成する基体及び保護層の複屈折の軸方向とを（ａ）と（ｂ）と同様な関係にすることにより、ホログラフィックステレオグラムやホログラムの記録装置の偏光状態を装置毎に統一化できる。
すなわち、長辺と短辺を有する短冊状などのホログラム用記録媒体の幾何学的形状に対して、ホログラム用記録媒体を構成する光学材料の複屈折の軸方向を長辺又は短辺と一致させる、又は、複屈折の軸に垂直な方向を長辺又は短辺と一致させるものとする。
このような、ホログラム用記録媒体１を構成する基体２及び保護層４の材料の光学的状態を屈折率楕円体を用いて図示すると、次の図６のようになる。この図６は、１軸性の光学材料を使用した例である。
図６Ａでは、１軸性の光学材料の複屈折の軸方向Ｙを短冊状のホログラム用記録媒体６５の厚さ方向に揃えている。このようにすることで、ホログラム用記録媒体６５に垂直に入射するレーザ光Ｌに対して、複屈折がない状態が得られる。
図６Ｂでは、１軸性の光学材料の複屈折の軸方向Ｙを短冊状のホログラム用記録媒体６６の長辺方向に揃えている。このようにすることで、ホログラム用記６６に入射するレーザ光Ｌに対して、直線偏光の方向が複屈折の軸方向に同じ状態、又は垂直な状態とすることが容易である。
図６Ｃでは、１軸性の光学材料の複屈折の軸方向Ｙを短冊状のホログラム用記録媒体６７の短辺方向に揃えている。このようにすることで、ホログラム用記６７に入射するレーザ光Ｌに対して、直線偏光の方向が複屈折の軸方向に同じ状態、又は垂直な状態とすることが容易である。
以上の発明により、上図例のように短冊状のホログラム用記録媒体の幾何学的形状に合わせて、ホログラム記録装置の偏光状態を一意的に決定できる。逆に、ホログラム記録装置の偏光状態を装置毎に統一化規格化することで、ホログラム用記録媒体の幾何学的形状を統一化規格化でき、ホログラム記録装置及びホログラム用記録媒体の両方において、大量生産が可能となり、コストダウンが可能になる。
つまり、基体２及び保護層４としては、複屈折の軸方向をホログラム用記録媒体の幾何学的形状に合わせて、また望ましくは複屈折の少ない材料を使用し、ホログラム記録層３に３次元像の干渉縞を記録することで、コントラストのよい干渉縞の記録が可能となる。そして、その干渉縞に再生光を照射することで回折効率の高い再生が可能となり、再生像は高品位なものとなる。このことから、再生像の品位、回折効率、複屈折の量及び状態には一定の関係が成り立つといえる。  ここで、保護層と基体とに用いる光学材料として、高分子材料（樹脂材料）をフィルム（薄膜状）にして用いる場合を考える。
光学材料として複屈折の少ない原材料を使った場合でも、成型時に複屈折が発生する場合がある。特に、ホログラム用記録媒体の基体や保護層や中間層に用いるためにフィルム化する場合は、成型のため延伸工程が入るため、複屈折を生じやすい。これは、高分子材料においては、屈折率楕円体の形状が主に分子鎖の分極状態によって左右されるためである。すなわち、複屈折の光学軸は、分子の分極率と結合方向とに大きく依存することになる。
したがって、高分子材料をフィルムにする場合、使用する原材料の成分もさることながら、その製法によって複屈折の量が大きく異なってくる。特に、フィルム化の一般的な製法である延伸では、分子鎖は、延伸方向に引き伸ばされ、原材料では少なかった複屈折も、延伸状態に依存して複屈折が増えることが多い。
よって本実施の形態のように、複屈折の軸方向をホログラム用記録媒体の幾何形状に合わせて用いることで、光学フィルムとして一般的に製造されるような安価な材料を用いることができる。
その上で、原材料として複屈折の少ないものを用いることは、より望ましいものである。複屈折の少ない材料としては、例えば光ディスク用の基板材料として開発されている透明樹脂（光学用プラスチック、光学ポリマ）をフィルム化して使うことができる。上述した、既に発表されているホログラム用記録媒体の構造においては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）が用いられているが、複屈折性や透明性の点から適切なものではない。材料としては、非複屈折性光学ポリマと呼ばれているものが望ましい。
望ましい材料を例示すると、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）がある、それより複屈折の少ない材料としては、メタクリル樹脂（アクリル、ＰＭＭＡ）がある。さらに複屈折の少ない材料としては、脂環式オレフィン（非晶性ポリオレフィン）に分類される「ＺＥＯＮＥＸ」（商標、日本ゼオン株式会社）や「ＡＲＴＯＮ」（商標、ＪＳＲ株式会社）や「アペル（ＡＰＥＬ）」（商標、三井化学株式会社）や「オレフィン・マレイミド共重合体」（東ソー株式会社）がある。他に複屈折の少ない材料としては、脂環式アクリルに分類される「オプトレッツ」（商標、製品名ＯＺ−１０００，ＯＺ−１１００，ＯＺ−１３１０，ＯＺ−１３３０など、日立化成工業株式会社）がある。
またその上、延伸に対して複屈折を生じにくい材料を用いることは、さらに望ましいことである。この一方法としては、上記のポリマに逆の（プラス又はマイナスの）複屈折性を示すモノマをランダム共重合させる方法で製造された材料を用いる。特に『岩田ら、高分子学会予稿集、Ｖ６１．４５，ＮＯ．３，ｐａｇｅ４６１（１９９６）』に示されているような、ＰＭＭＡ中にスチルベンを３重量％ドープした材料によるフィルムをホログラム用記録媒体の基体や保護層や中間層に用いることが望ましい。
以上のような材料からなる上述した基体２、保護層４、及び／又は後述する中間層にてホログラム記録層３を挟み込んだホログラム用記録媒体にホログラフィックステレオグラムとして３次元画像が記録される。
そこで次に、上述したホログラム用記録媒体１にホログラフィックステレオグラムとして３次元画像を記録するホログラフィックステレオグラム作製装置について説明する。なお、ここでは、短冊状の複数の要素ホログラムを１つのホログラム用記録媒体１上に記録することにより、横方向及び縦方向の視差情報を持たせたホログラフィックステレオグラムを作製する装置について説明するが、他にも、例えば、ドット状の要素ホログラムを１つのホログラム用記録媒体１上に記録することにより、横方向及び縦方向の視差情報を持たせたホログラフィックステレオグラムを作製する装置を挙げることもできる。
このホログラフィックステレオグラム作製装置は、いわゆるワンステップホログラフィックステレオグラムの作製装置であり、物体光と参照光との干渉縞が記録された記録媒体１自体をホログラフィックステレオグラムとして出力する。
このホログラフィックステレオグラム作製装置は、図７に示すように、記録対象の画像データの処理を行うデータ処理部２１と、このシステム全体の制御を行う制御用コンピュータ２２と、ホログラフィックステレオグラム作製用の光学系を有する露光処理部２３とから構成されている。
データ処理部２１は、視差画像列撮影装置や視差画像列生成用コンピュータ等から視差画像列Ｄ１を読み込み、当該視差画像列Ｄ１に対して画像処理用コンピュータ２４によってホログラフィックステレオグラム用の所定の画像処理、例えば視点変換処理やキーストン歪補正処理等を施し、所定の画像処理が施された画像データＤ２を、メモリ又はハードディスク等の記憶装置２５に記録する。
ここで、視差画像列撮影装置は、例えば、多眼式カメラによる同時撮影や移動式カメラによる連続撮影などによって、被写体を横方向の異なる複数の視点から撮影したものを視差画像列Ｄ１として画像処理用コンピュータ２４に供給する。
また、視差画像列生成用コンピュータは、ＣＡＤやＣＧ等の手法を利用して、視差情報を含む複数の画像からなる視差画像列Ｄ１を作成し、当該視差画像列Ｄ１を画像処理用コンピュータ２４に供給する。
また、データ処理部２１は、ホログラフィックステレオグラムを作製する際に、記憶装置２５から１画像分毎に画像データを順番に読み出し、この画像データＤ３を制御用コンピュータ２２に送出する。
制御用コンピュータ２２は、露光処理部２３を制御して、データ処理部２１から供給された画像データＤ３に基づく画像を、露光処理部２３内にセットされた上記ホログラム用記録媒体１に、短冊状の要素ホログラムとして順次記録する。  このとき、制御用コンピュータ２２は、後述するように、露光処理部２３に設けられたシャッタ、表示装置及びプリンタヘッド部等の制御を行う。すなわち、制御用コンピュータ２２は、シャッタに制御信号Ｓ１を送出してシャッタの開閉を制御し、また、表示装置に画像データＤ４を供給して表示装置に当該画像データＤ４に基づく画像を表示させ、また、プリンタヘッド部に制御信号Ｓ２を送出してプリンタヘッド部による上記ホログラム用記録媒体１の送り動作等を制御する。
続いて、露光処理部２３について図面を参照しながら詳細に説明する。ここで、図８Ａは、露光処理部２３の全体の光学系を上方から見た図であり、図８Ｂは、露光処理部２３の光学糸の物体光用の部分を横方向から見た図である。なお光学系は、これら図８Ａ，図８Ｂに示すようなものでなくてもよく、ホログラフィックステレオグラムを作製することができるものであれば、例えば、参照光の入射方向や、レンズの数、種類、組み合わせなどを適宜変更することが可能である。
図８Ａに示すように、露光処理部２３は、所定の波長のレーザ光を出射するレーザ光源３１と、レーザ光源３１からのレーザ光Ｌ１の光軸上に配された露光用シャッタ３２及びハーフミラー３３とを備えている。
露光用シャッタ３２は、ホログラム用記録媒体１を露光しないときには閉じられ、ホログラム用記録媒体１を露光するときに開かれる。また、ハーフミラー３３は、露光用シャッタ３２を通過してきたレーザ光Ｌ２を参照光と物体光とに分離するためのものであり、ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ４が参照光となり、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ３が物体光となる。
ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ４の光軸上には、参照光用の光学系として、シリンドリカルレンズ４０と、参照光を平行光とするためのコリメータレンズ４１と、コリメータレンズ４１によって平行光とされた光を反射する全反射ミラー４２とがこの順に配置されている。
そして、ハーフミラー３３によって反射された光は、先ず、シリンドリカルレンズ４０によって発散光とされ、次に、コリメータレンズ４１によって平行光とされる。その後、全反射ミラー４２によって反射され、ホログラム用記録媒体１に入射する。
一方、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ３の光軸上には、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、物体光用の光学系として、ハーフミラー３３からの透過光を反射する全反射ミラー３４と、凸レンズとピンホールを組み合わせたスペーシャルフィルタ３５と、物体光を平行とするためのコリメータレンズ３６と、記録対象の画像を表示する表示装置３７と、物体光をホログラム用記録媒体１上に集光させるシリンドリカルレンズ３８とがこの順に配置されている。
そして、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ３は、全反射ミラー３４によって反射された後、スペーシャルフィルタ３５によって点光源からの拡散光とされ、次に、コリメータレンズ３６によって平行光とされ、その後、表示装置３７に入射する。ここで、表示装置３７は、例えば液晶パネルからなる透過型の画像表示装置であり、制御用コンピュータ２２から送られた画像データＤ４に基づく画像を表示する。そして、表示装置３７を透過した光は、表示装置３７に表示された画像に応じて変調された後、シリンドリカルレンズ３９に入射する。
そして、表示装置３７を透過した光は、シリンドリカルレンズ３９により横方向に集束され、この集束光が物体光としてホログラム用記録媒体１に入射する。すなわち、この露光処理部２３では、表示装置３７からの投影光が短冊状の物体光としてホログラム用記録媒体１に入射する。
ここで、参照光及び物体光は、参照光がホログラム用記録媒体１の一方の主面に入射し、物体光がホログラム用記録媒体１の他方の主面に入射するようにする。すなわち、ホログラム用記録媒体１の一方の主面に、参照光を所定の入射角度にて入射させるとともに、ホログラム用記録媒体１の他方の主面に、物体光をホログラム用記録媒体１に対して光軸がほぼ垂直となるように入射させる。これにより、参照光と物体光とがホログラム用記録媒体１上において干渉し、当該干渉によって生じる干渉縞が、ホログラム用記録媒体１に屈折率の変化として記録される。
また、この露光処理部２３は、制御用コンピュータ２２の制御のもとに、ホログラム用記録媒体１を間欠送りし得るプリンタヘッド部４３を備えている。この露光処理部２３は、プリンタヘッド部４３に所定の状態でセットされたホログラム用記録媒体１に対して、１つの画像が１つの要素ホログラムとして記録される毎に、制御用コンピュータ２２からの制御信号に基づいて、ホログラム用記録媒体１を１要素ホログラム分だけ間欠送りする。これにより、データ処理部２１で処理された画像データに基づく画像が、要素ホログラムとして、ホログラム用記録媒体１に横方向に連続するように順次記録される。
この露光処理部２３では、表示装置３７に画像データに基づく露光用画像を表示する。そして、露光用シャッタ３２を所定時間だけ開放することによりホログラム用記録媒体１が露光される。
このとき、レーザ光源３１から出射され、露光用シャッタ３２を透過したレーザ光Ｌ２のうち、ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ４が、参照光としてホログラム用記録媒体１に入射する。また、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ３が、表示装置３７に表示された画像が投影された投影光となり、当該投影光が物体光としてホログラム用記録媒体１に入射する。これにより、表示装置３７に表示された露光用画像が、ホログラム用記録媒体１に短冊状の要素画像として記録される。
そして、ホログラム用記録媒体１への１画像の記録が終了すると、次いで、プリンタヘッド部４３により、ホログラム用記録媒体１が１要素ホログラム分だけ送られる。
以上の動作を、表示装置３７に表示させる露光用画像を視差画像列順に順次変えて繰り返す。これにより、上記原画像データに基づく露光用画像が、ホログラム用記録媒体１に短冊状の要素画像として順次記録される。
上記プリントヘッド部４３について、図９を参照しながら詳細に説明する。このプリントヘッド部４３は、フィルムカートリッジ７１と、間欠送り用ローラ７０，７２と、光学部品７６と、ピンチローラ７３と、紫外線ランプ７７と、ヒートローラ７８と、一対の送り排出用送りローラ７９Ａ，７９Ｂと、カッタ８０とを順次配設してなる。
このプリンタヘッダ部４３は、所定位置に装填されたフィルムカートリッジ７１内の間欠送り用ローラ７０を、所定のトルクを持って回転自在に軸支するとともに、当該フィルムカートリッジ７１から引き出されたホログラム用記録媒体１を、間欠送り用ローラ７０，７２とピンチローラ７３とで挟み込むようにして保持し得るようになされている。これにより、ホログラム用記録媒体１は、間欠送り用ローラ７０と間欠送り用ローラ７２との間において、物体光に対してほぼ垂直に保持されている。
間欠送り用ローラ７０と間欠送り用ローラ７２は、図示しないトーションコイルバネにより、互いに離反する方向に付勢されている。これにより、間欠送り用ローラ７０と間欠送り用ローラ７２との間に掛け渡されるように配されるホログラム用記録媒体１に対して、所定の張力が付与されている。この結果、ホログラム用記録媒体１の位置が安定し、振動が抑制される。なお、このような張力は、ピンチローラ方式やスプロケット送り方式などによって付与するようにしてもよい。
光学部品７６は、１次元拡散板７４とルーバフィルム７５とを湾曲させた状態で一体に貼り合わせたもので、間欠送り用ローラ７０と間欠送り用ローラ７２との間に、物体光の入射位置に対応させて配置される。この光学部品は、図示しない光学部品駆動機構により、矢印ｂで示すようなホログラム用記録媒体１と近接又は離間する方向に移動自在に保持されている。
ここで、１次元拡散板７４は、ホログラフィックステレオグラムに縦方向の視野角を持たせるためのものである。すなわち、この１次元拡散板７４によって、物体光が縦方向、すなわち作製される要素ホログラムの長軸方向に拡散される。そして、作製されるホログラフィックステレオグラムは縦方向の視野角を有することとなる。
また、ルーバーフィルム７５は、微細な簾状の格子を有する光学部品であり、ホログラム用記録媒体１を透過した参照光が１次元拡散板７４によって反射され、再びホログラム用記録媒体１に入射するのを防ぐためのものである。
上記プリンタヘッド部４３は、露光動作開始前に制御用コンピュータ２２から供給される制御信号に基づいて駆動し、光学部品７６をホログラム用記録媒体１に近接する方向に移動させる。これにより、光学部品７６は、間欠送り用ローラ７０と間欠送り用ローラ７２との間にローディングされたホログラム用記録媒体１に押しつけられる。このように、光学部品７６をホログラム用記録媒体１に押しつけることにより、ホログラム用記録媒体１の微小振動を抑えることができる。このように、ホログラム用記録媒体１の微小振動を抑えることで、回折効率に優れ、明るい再生像が得られるホログラフィックステレオグラムを作製することが可能となる。
間欠送り用ローラ７０，７２は、図示しないステッピングモータによって矢印ｃで示す方向に自在に回転し得るようになされている。このステッピングモータは、制御用コンピュータ２２から供給される制御信号Ｓ２に基づいて、１画像分の露光終了毎に間欠送り用ローラ７０，７２の観点により、ホログラム用記録媒体１が１画像分の露光終了毎に１要素ホログラム分だけ送られる。
紫外線ランプ７７は、間欠送り用ローラ７２によって送られてくるホログラム用記録媒体１に対して紫外線Ｌｂを照射するものであり、この紫外線ランプ７７によってホログラム用記録媒体１に紫外線が照射されることにより、ホログラム用記録媒体１のホログラム記録層３のモノマＭの重合が完了する。
ヒートローラ７８は、内部にヒータ等の発熱手段が設けられており、ヒートローラ７８の周面が約１２０℃程度の温度を保ち得るようになされている。そして、このヒートローラは、ホログラム用記録媒体１を加熱することにより、ホログラム記録層３の屈折率変調度を増加させ、ホログラム記録層３の記録画像を定着させる。
ヒートローラ７８の後段の排出用送りローラ７９Ａ，７９Ｂは制御用コンピュータ２２から制御信号が供給される、図示しない駆動機構によって間欠送り用ローラ７２と同期するように回転される。これによりホログラム用記録媒体１は間欠送り用ローラ７２及び排出用送りローラ７９Ａ，７９Ｂ間において弛むことなく保護層４が確実にヒートローラ７８の周側面に密着した状態に保持し得るようになされている。
また、カッタ８０の図示しない駆動機構は、制御用コンピュータ２２から供給される制御信号に基づいて、ホログラム用記録媒体１に視差画像列の各画像データに基づく各画像が記録された後、ホログラム用記録媒体１の画像が記録された全ての領域部分がカッタ８０よりも外部に排出された段階でカッタ８０を駆動させることによりこの部分を他の部分から切り離すようになされ、これによりホログラム用記録媒体１の視差画像列の各画像データが記録された部分を１枚のホログラフィックステレオグラムとして外部に排出し得るようになされている。
以上のようなプリンタヘッド部４３によって３次元画像をホログラム用記録媒体１に記録する際には、先ず、ホログラム用記録媒体１を間欠送り用ローラ７０と間欠送り用ローラ７２との間にローディングさせた状態で、制御用コンピュータ２２からプリントヘッド部４３の光学部品駆動機構に制御信号を送出して、光学部品駆動機構を駆動させ、光学部品７６をホログラム用記録媒体１に所定圧力で押しつける。
次いで、制御用コンピュータ２２から露光処理部２３の表示装置３７に画像データＤ４を送出し、この画像データＤ４に基づく露光用画像を表示装置３７に表示させるとともに、制御コンピュータ２２からシャッタ３２に制御信号Ｓ１を送出し、所定時間だけシャッタ３２を開放させ、ホログラム用記録媒体１を露光する。
このとき、レーザ光源３１から出射されシャッタ３２を透過したレーザ光のうち、ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ４が、参照光としてホログラム用記録媒体１に入射する。また、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ３が、表示装置３７に表示された画像が投影された投影光となり、この投影光が物体光としてホログラム用記録媒体１に入射する。このようにして、表示装置３７に表示させた露光用画像が、ホログラム用記録媒体１に矩形状の要素ホログラムとして記録される。
そして、ホログラム用記録媒体への１画像の記録が終了したら、次いで、制御用コンピュータ２２からプリンタヘッド部４３に制御信号Ｓ２を送出し、ホログラム用記録媒体１を１要素ホログラム分だけ送らせる。
以上の動作を、表示装置３７に表示させる露光用画像を視差画像列順に順次変えて繰り返す。これにより、データ処理部２１によって処理された画像データに基づく露光用画像が、ホログラム用記録媒体１に矩形状の要素ホログラムとして順次記録される。
以上のように、このホログラフィックステレオグラム作製装置では、データ処理部２１に基づく複数の露光用画像が表示装置３７に順次表示されるとともに、各画像毎にシャッタ３２が開放され、各画像がそれぞれ矩形状の要素ホログラムとしてホログラム用記録媒体１に順次記録される。このとき、ホログラム用記録媒体１は、１画像毎に１要素ホログラム分だけ送られるので、各要素ホログラムは、横方向に連続した複数の要素ホログラムとしてホログラム用記録媒体１に記録され、横方向の視差を有するホログラフィックステレオグラムが得られる。
また、このように露光されたホログラム用記録媒体１は、その後、プリンタヘッド部４３において、紫外線ランプ７７によってホログラム用記録媒体１の全面に亘って紫外線が照射され、ホログラム用記録媒体１のホログラム記録層３におけるモノマＭの重合が完了する。さらに、この紫外線ランプ７７の後段において、ヒートローラ７８により、ホログラム用記録媒体１が加熱され、ホログラム記録層３の屈折率変調度が増加し、記録画像が定着する。
ここで、上記図８に示した光学系、すなわち、参照光を斜めから入射させる光学系、いわゆるオフ・アクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）ホログラム光学系を用いた場合の、ホログラム用記録媒体の基体と保護層の屈折率に関する説明を加える。  上述の第２のモデルでは、モデルの単純化のために参照光がホログラム用記録媒体に対して垂直に入射する光学系、いわゆるオン・アクシス（ｏｎ−ａｘｉｓ）ホログラム光学系についての説明を行った。
このオフ・アクシス・ホログラム光学系とオン・アクシス・ホログラム光学糸の違いにより、
（１）「参照光が空気中から基体に入射するときの屈折率の違いによる、光線の屈折とそれによる光線方向の変化」、及び
（２）「基体中の光線の透過距離を基体の厚さとしていたところを、光線が基体の中を斜めに透過することによる実際の光線の透過距離」、及び
（３）「基体の複屈折の軸と基体に入射した光線方向の幾何学的関係により、基体中の屈折率ベクトルが基体に入射している光線方向によって異なる」
などの点を考慮しなければならない。
しかしながら、上記（１）（２）（３）のいずれにおいても、光学系の違いによる光線の伝播方向などの物理量を置き換えたり、光学材料の物性を限定することにより、前述のモデルを適用することができる。
（１）については、先ず、参照光が基体に入射するときの複屈折の状態からＳｎｅｌｌの法則（反射・屈折の法則）により入射後の光線方向を決定する。そして、その光線方向が基体中を透過する光線の方向となるので、その方向に対する複屈折の状態を前述のモデルにおける複屈折の状態に置き換えることで、前述のモデルを適用することができる。
（２）については、光線が基体の中を斜めに透過することによる実際の光線の透過距離にしたがって、基体を通ることによる位相変化分が決定されるので、基体の厚さｄｒｅｆを実際の光線の透過距離に置き換えればよい。
（３）については、上図において、１軸性の光学材料を使用した例を光学的状態を屈折率楕円体を用いて図示したように、垂直入射であるか斜め入射であるかによって基体の屈折率ベクトルは異なってくる。この入射角と屈折率ベクトルの関係を注意しながら（１）の説明を用いることで、光線の方向に対する複屈折の状態を前述のモデルにおける複屈折の状態に置き換えることで、前述のモデルを適用することができる。
この入射角と屈折率ベクトルとの関係を上記図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ及び図１０を用いて比較説明する。
図６Ａでは、１軸性の光学材料の複屈折の軸方向Ｙを短冊状のホログラム用記録媒体６５の厚さ方向に揃えている。このようにすることで、ホログラム用記録媒体６５に垂直に入射するレーザ光Ｌに対して、複屈折がない状態が得られる。しかし、ホログラム用記録媒体６５に斜めに入射するレーザ光Ｌに対しては、複屈折のある状態になる。したがって、直線偏光の方向と軸の方向との関係を前述のオン・アクシス・ホログラム光学系のモデルに沿って適用する必要がある。
図６Ｂでは、１軸性の光学材料の複屈折の軸方向Ｙをホログラム用記録媒体６６の長辺方向に揃えている。このようにすることで、ホログラム用記録媒体６６に入射するレーザ光Ｌに対して、直線偏光の方向が複屈折の軸方向に同じ状態、又は垂直な状態とすることが容易である。ここで、図１０Ａは、入射するレーザ光の入射面が長辺方向に平行である場合の複屈折の状態を示し、図１０Ｂは、入射するレーザ光の入射面が長辺方向に垂直である場合の複屈折の状態を示す。図１０Ａでは、レーザ光Ｌ’がホログラム用記録媒体に対して垂直である入射角θ’で入射する場合の複屈折ｎ’とレーザ光Ｌ”がホログラム用記録媒体に対して斜めである入射角θ”で入射する場合の複屈折ｎ”とは異なるが、図１０Ｂでは両者は同じ複屈折の状態となる。
図６Ｃでは、１軸性の光学材料の複屈折の軸方向Ｙを短冊状のホログラム用記録媒体６７の短辺方向に揃えている。このようにすることで、ホログラム用記録媒体６７に入射するレーザ光Ｌに対して、直線偏光の方向が複屈折の軸方向に同じ状態、又は垂直な状態とすることが容易である。ここで、図１０Ａは、入射するレーザ光の入射面が短辺方向に平行である場合の複屈折の状態を示し、図１０Ｂは、入射するレーザ光の入射面が短辺方向に垂直である場合の複屈折の状態を示す。図１０Ａでは、レーザ光Ｌ’がホログラム用記録媒体に対して垂直である入射角θ’で入射する場合の複屈折ｎ’とレーザ光Ｌ”がホログラム用記録媒体に対して斜めである入射角θ”で入射する場合の複屈折ｎ”とは異なるが、図１０Ｂでは両者は同じ複屈折の状態となる。
この結果から、長辺と短辺を有する短冊状などのホログラム用記録媒体の幾何学的形状に対して、ホログラム用記録媒体を構成する光学材料として１軸性の光学材料を用い、且つ、その複屈折の軸方向を長辺又は短辺と一致させることにより、ホログラム用記録媒体にレーザ光を斜めに入射するオフ・アクシス・ホログラム光学系においてもホログラム記録装置の偏光状態を一意的に決定できるので、ホログラム記録装置及びホログラム用記録媒体の両方において統一化規格化ができ、大量生産が可能となり、コストダウンが可能になる。
なお、上述の説明では、参照光が基体を通過・出射してホログラム記録層に入射し、物体光が保護層を通過・出射してホログラム記録層に入射する例を説明したが、参照光と物体光を入れ替え、物体光が基体を通過・出射してホログラム記録層に入射し、参照光が保護層を通過・出射してホログラム記録層に入射する例に変えてもよいことは言うまでもない。
また、上述の説明では、基体とホログラム記録層と保護層との３層からなるホログラム用記録媒体について説明したが、図１１及び図１２に示すように、基体とホログラム記録層と中間層と保護層などの５層や７層などからなるホログラム用記録媒体であっても構わない。この場合においても、中間層の複屈折と偏光と幾何学的形状の関係は、上述した基体と保護層の複屈折と偏光と幾何学的形状の関係と同じようにすることが望ましい。
図１１及び図１２を用いてホログラム用記録媒体の他の２つの具体例について説明する。先ず、図１１に示したホログラム用記録媒体５は、基体６上にフォトポリマ層からなる第１のホログラム記録層７を形成し、その上に無色透明の樹脂フィルム層よりなる中間層８を挟んで、第２のホログラム記録層９を形成し、さらにその上に保護層１０を形成してなる５層の記録媒体である。
このホログラム用記録媒体５においても、基体６、中間層８及び保護層１０としては、上述したような、非複屈折性光学ポリマと呼ばれるものが望ましいのは同様である。また、基体６、中間層８及び保護層１０の材料の複屈折の軸方向を上述したようにホログラム記録層７及び９として用いる上記フォトポリマフィルムの幾何学的形状と一致させる。
また、基体６、中間層８及び保護層１０の材料の複屈折の軸方向を上述したように、ホログラフィックステレオグラム作製装置の露光処理部における参照光と物体光の偏光に一致させる。
したがって、このホログラム用記録媒体５においても、フォトポリマ層からなるホログラム記録層に形成される干渉縞のコントラストを下げることなく、明るい、均一性のよいホログラフィックステレオグラムを生成することができる。
次に、図１２に示したホログラム用記録媒体１１は、基体１２上にフォトポリマ層からなる第１のホログラム記録層１３を形成し、その上に無色透明の樹脂フィルム層よりなる中間層１４を挟んで第２のホログラム記録層１５を形成し、さらにその上に中間層１６を挟んで第３のホログラム記録層１７を形成してから保護層１８を形成してなる７層の記録媒体である。
このホログラム用記録媒体１１においても、基体１２、中間層１４及び１６、保護層１８としては、上述した非複屈折性光学ポリマと呼ばれているものが望ましい。
また、基体１２、中間層１４及び１６及び保護層１８の材料の複屈折の軸方向を上述したようにホログラム記録層１３、１５及び１７として用いる上記フォトポリマフィルムの幾何学的形状と一致させる。
また、基体１２、中間層１４及び１６及び保護層１８の材料の複屈折の軸方向を上述したようにホログラフィックステレオグラム作製装置の露光処理部における参照光と物体光の偏光に一致させる。
したがって、このホログラム用記録媒体１１においても、フォトポリマ層からなるホログラム記録層に形成される干渉縞のコントラストを下げることなく、明るい、均一性のよいホログラフィックステレオグラムを生成することができる。
なお、上記図１１及び図１２に示した多層のホログラム記録層は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色の波長に対して特性の優れたものであり、カラーのホログラフィックステレオグラムを生成するために用いられる。
また、上述の説明では、基体とホログラム記録層と中間層と保護層からなるホログラム用記録媒体について述べたが、それぞれの層を接着又は粘着させるために、それぞれの層の間に接着層を設けてもよい。このとき、それぞれの層の間に置かれる接着層は、本発明における光学的な見地からは、それぞれ隣接する基体又は中間層又は保護層の一部として、一体となって複屈折に寄与すると見なすことができる。すなわち、一体となって位相変化を与えるものとして上記モデルを応用可能である。
また、上述の説明では、ホログラム記録層の感光材料としてフォトポリマを用いて説明したが、これに限定されるものではなく、銀塩材料や重クロムゼラチン等の他の感光材料を用いてもよい。
産業上の利用可能性
上述したような本発明を用いることにより、フォトポリマ層からなるホログラム記録層に形成される干渉縞のコントラストを下げることなく、明るい、均一性のよいホログラムを記録することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、ホログラフィックステレオグラムの作製手順を説明するための図である。
図２は、光重合型フォトポリマの感光プロセスを説明するための図である。
図３Ａは、光重合型フォトポリマの感光プロセスにおける初期状態を説明するための図である。
図３Ｂは、光重合型フォトポリマの感光プロセスにおける露光状態を説明するための図である。
図３Ｃは、光重合型フォトポリマの感光プロセスにおける定着状態を説明するための図である。
図４は、基体とホログラム記録層からなるホログラム用記録媒体に１つのレーザ光が偏光板を通して入射している状態を説明するための図である。
図５は、基体とホログラム記録層と保護層とからなるホログラム用記録媒体に対して、参照光と物体光がそれぞれ偏光板を通して入射している状態を説明するための図である。
図６Ａは、ホログラム用記録媒体を構成する基体及び保護層の材料の光学的状態を屈折率楕円体を用いて説明するための図であり、複屈折の軸方向をホログラム用記録媒体の厚さ方向に揃えた例を示す。
図６Ｂは、ホログラム用記録媒体を構成する基体及び保護層の材料の光学的状態を屈折率楕円体を用いて説明するための図であり、複屈折の軸方向をホログラム用記録媒体の長辺方向に揃えた例を示す。
図６Ｃは、ホログラム用記録媒体を構成する基体及び保護層の材料の光学的状態を屈折率楕円体を用いて説明するための図であり、複屈折の軸方向をホログラム用記録媒体の短辺方向に揃えた例を示す。
図７は、ホログラフィックステレオグラム作製装置の構成を示す図である。
図８Ａは、同ホログラフィックステレオグラム作製装置における露光処理部の構成を説明するための図であり、全体の光学系を上方から見た図を示す。
図８Ｂは、同ホログラフィックステレオグラム作製装置における露光処理部の構成を説明するための図であり、光学系の物体光用の部分を横方向から見た図を示す。
図９は、同ホログラフィックステレオグラム作製装置におけるプリンタヘッド部の詳細な構成を説明するための図である。
図１０Ａ，Ｂは、レーザ光が斜めに入射する場合と垂直に入射する場合の複屈折の状態を説明するための図である。
図１１は、２つのホログラム記録層を備えている５層構成のホログラム用記録媒体の断面図である。
図１２は、三つのホログラム記録層を備えている７層構成のホログラム用記録媒体の断面図である。
【図１】
0004631244.tif 000025
【図２】
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【図３Ａ】
0004631244.tif 000027
【図３Ｂ】
0004631244.tif 000028
【図３Ｃ】
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【図４】
0004631244.tif 000030
【図５】
0004631244.tif 000031
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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