(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型ホログラム原版の撮影方法において、ホログラム感光材料の裏面側にハーフミラーを配置し、そのさらに裏面側にハーフミラーの面に対して角度をなす反射面を配置し、ホログラム感光材料の表面側から所定波長の光を入射させ、ホログラム感光材料を透過しハーフミラーで反射してホログラム感光材料に入射した光とホログラム感光材料に直接入射した光との干渉により第１の干渉縞を記録し、ホログラム感光材料を透過しハーフミラーを透過し反射面で反射してホログラム感光材料に入射した光とホログラム感光材料に直接入射した光との干渉により第２の干渉縞を同時に記録し、ホログラム感光材料を透過しハーフミラーで反射してホログラム感光材料に入射した光とハーフミラーを透過し反射面で反射してホログラム感光材料に入射した光との干渉により第３の干渉縞を同時に記録することを特徴とする透過型ホログラム原版の撮影方法。
【請求項２】
前記ホログラム感光材料の表面側に、反射防止ガラス又は光吸収ガラスを配置して、前記ホログラム感光材料の裏面側から入射した光が前記ホログラム感光材料表面で内面反射して再び前記ホログラム感光材料中に入射して不要干渉縞を記録するのを防止するようにしたことを特徴とする請求項１記載の透過型ホログラム原版の撮影方法。
【請求項３】
前記ハーフミラーの前記ホログラム感光材料と反対側に三角プリズムを配置し、前記三角プリズムの前記ハーフミラー側とは反対側の面に前記反射面が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の透過型ホログラム原版の撮影方法。
【請求項４】
前記三角プリズムの表面側の面に前記ハーフミラーを一体に設けたことを特徴とする請求項３記載の透過型ホログラム原版の撮影方法。
【請求項５】
前記ホログラム感光材料の表面側から入射させる光が平行光であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の透過型ホログラム原版の撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型ホログラム原版の撮影方法に関し、特に、通常の二光束干渉では撮影し難い透過型ホログラム原版の撮影方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、透過型ホログラムは、図４に示すような配置を用いた二光束干渉露光系によって撮影される。この場合、レーザ２１から出た光をミラーＭ１を介してハーフミラー２２で２つの光束に分割し、反射光はビーム拡大系２３でビーム径を拡大して一方の光（例えば、物体光）２５とし、ハーフミラー２２を透過した光は、ミラーＭ２、Ｍ３を介してビーム拡大系２４でビーム径を拡大して他方の光（例えば、参照光）２６とし、この二光束２５、２６を相互に所定の角度をなしてフォトポリマーのような体積型ホログラム感光材料３０に同時に入射させて干渉させることにより撮影される。
【０００３】
しかし、このような二光束干渉露光系は、２つに分けたレーザ光の干渉性を保つのがシビアで、安定的に撮影可能な光学系を得るには、大変な注意が必要である（例えば、２つのビームの光路長差、光学除振台やミラー等の光学部品の安定性）。
【０００４】
特に、例えば径がφ１００ｍｍを越えるような大きなサイズのホログラム撮影の際には、光学系自体が大きくなり、また、使用する光学部品も大型化するため、光学系の安定性を得るのがより困難になる。
【０００５】
この不安定要因を取り除くため、図５のように１つのビームから二光束干渉を行わせる光学系も考えられている。この配置の場合は、レーザ２１から出た光をミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３を介してビーム拡大系２３でビーム径を拡大し、その径の一部がミラー２７に入射し、ミラー２７で反射された部分の光（例えば、物体光）２５と、ミラー２７に入射しない部分の光（例えば、参照光）２６とを体積型ホログラム感光材料３０に同時に入射させて干渉させることにより撮影される。
【０００６】
図５の撮影系は、光学的な安定性は図４の場合と比べて高いが、撮影条件（ミラー２７の角度）によっては干渉面積が小さくなってしまうために、必ずしも大面積の透過ホログラムの撮影に向いているとは言えない。
【０００７】
ところで、大きなサイズのホログラムとしては、例えば、特開平１０−２５３９５５号のホログラムカラーフィルター用のホログラムのように、均一な回折格子を構成する透過型ホログラムが知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
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、通常の二光束干渉では撮影し難い大型の透過型ホログラム原版、特に、均一な回折格子を作製するための透過型ホログラム原版を簡単な配置で作製することができる撮影方法を提供することである。
【０００９】
【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透過型ホログラム原版の撮影方法は、透過型ホログラム原版の撮影方法において、ホログラム感光材料の裏面側にハーフミラーを配置し、そのさらに裏面側にハーフミラーの面に対して角度をなす反射面を配置し、ホログラム感光材料の表面側から所定波長の光を入射させ、ホログラム感光材料を透過しハーフミラーで反射してホログラム感光材料に入射した光とホログラム感光材料に直接入射した光との干渉により第１の干渉縞を記録し、ホログラム感光材料を透過しハーフミラーを透過し反射面で反射してホログラム感光材料に入射した光とホログラム感光材料に直接入射した光との干渉により第２の干渉縞を同時に記録し、ホログラム感光材料を透過しハーフミラーで反射してホログラム感光材料に入射した光とハーフミラーを透過し反射面で反射してホログラム感光材料に入射した光との干渉により第３の干渉縞を同時に記録することを特徴とする方法である。
【００１０】
この場合、ホログラム感光材料の表面側に、反射防止ガラス又は光吸収ガラスを配置して、ホログラム感光材料の裏面側から入射した光がホログラム感光材料表面で内面反射して再びホログラム感光材料中に入射して不要干渉縞を記録するのを防止するようにすることが望ましい。
【００１１】
また、その反射面は三角プリズムの裏面側の面に設けられ、ハーフミラーの裏面側にその三角プリズムを配置するようにしてもよい。
【００１２】
その場合に、三角プリズムの表面側の面にハーフミラーを一体に設けるようにしてもよい。
【００１３】
なお、ホログラム感光材料の表面側から入射させる光が平行光であってもよい。
【００１４】
本発明においては、原版複製のときに使用する第３の干渉縞を、原版複製のときに邪魔にならない反射型の第１の干渉縞と反射型の第２の干渉縞と一緒に、いわばデニシュークの反射型ホログラムの撮影配置と同様の配置で撮影するので、１つの入射光を入射させると言う簡単な方法で透過型ホログラム原版を容易に作製するとことができる。しかも、一体化した配置でホログラムが撮影できるため、極めて安定的にホログラム原版を撮影することができる。また、光学系としては、入射光を広げるための光学系だけのシンプルなものでよく、反射層やハーフミラー等は大型のものを作製するのが容易であるため、大型のホログラム原版を撮影することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に基づいて本発明の透過型ホログラム原版の撮影方法を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の１実施例の透過型ホログラム原版の撮影を行う配置を示す図であり、この例の場合、入射角αで所定波長の光を入射させたときに回折角０°で透過側に回折する特性の大型の均一な回折格子を構成する透過型ホログラムを複製するための透過型ホログラム原版を撮影することを前提にしている。
【００１７】
そのため、フォトポリマーのような体積型のホログラム感光材料１の透過側に、キシレンのような屈折率整合液５を介してハーフミラー２を密着配置し、さらにその透過側にキシレンのような屈折率整合液５を介して頂角θの三角プリズム３を密着配置する。そして、必ずしも必須ではないが、ホログラム感光材料１の反射側に、同様にキシレンのような屈折率整合液５を介して反射防止ガラス又は光吸収ガラス６を配置する。三角プリズム３のハーフミラー２とは反対側の面には、反射層４が設けられ、また、その側面には光吸収層７が設けられている。
【００１８】
このような配置であるので、反射防止ガラス又は光吸収ガラス６側から垂直に所定波長の平行光１１を入射させると、反射防止ガラス又は光吸収ガラス６とホログラム感光材料１を透過した光はハーフミラー２で一部反対方向に反射され平行光１２としてホログラム感光材料１に裏面側から垂直に入射する。ハーフミラー２を透過した成分は三角プリズム３に入射し、その反対側の面の反射層４で反射され、その反射光の中ハーフミラー２を透過した成分はホログラム感光材料１に斜めの入射角αで平行光１３としてホログラム感光材料１に裏面側から入射する。一方、反射層４で反射され、ハーフミラー２で反射された成分１４は再び三角プリズム３に入射して迷光となり、最終的に三角プリズム３の側面に設けられた光吸収層７で吸収される。
【００１９】
以上から明らかなように、ホログラム感光材料１には、表面側から垂直に入射光１１が入射すると共に、裏面側から垂直にハーフミラー２での反射光１２と、入射角αで三角プリズム３の反射層４で反射された反射光１３とが入射するので、ホログラム感光材料１中には、反射光１２と反射光１３による透過型ホログラムの干渉縞Ａと、入射光１１と反射光１２による反射型ホログラムの干渉縞Ｂと、入射光１１と反射光１３による反射型ホログラムの干渉縞Ｃとの３つの干渉縞が記録されることになる。
【００２０】
このようにしてホログラム感光材料１に三重記録されたホログラム１’が本発明による透過型ホログラム原版である。この透過型ホログラム原版１’は、図２に示すように、図１の記録の際の反射光１３の入射方向から記録のときと同じ波長の平行光３３を入射させると（図２は図１の配置を１８０°面内で回転させた配置である。）、透過側に０次透過光３３’を生じると共に、上記の干渉縞Ａにより、記録の際の反射光１２の透過方向である透過型ホログラム原版１’の透過側に垂直に回折光３２を生じる。また、上記の干渉縞Ｃにより、記録の際の入射光１１の透過方向である透過型ホログラム原版１’の反射側に垂直に回折光３１を生じる。ただし、この再生照明光３３の場合は、上記の干渉縞Ｂは何ら回折光を生じない。
【００２１】
したがって、この透過型ホログラム原版１’の透過側に別のホログラム感光材料１０を密着配置して上記の再生を行うと、ホログラム感光材料１０には垂直に回折光３２が入射すると共に、入射角αで０次透過光３３’が入射するので、この２つの平行光３２と３３’が干渉して、上記の干渉縞Ａと同様の干渉縞からなるホログラムが複製できる。このホログラム１０’は、図３に示すように、０次透過光３３’の入射方向から入射角αで複製のときと同じ波長の平行光４３を入射させると、透過側に０次透過光４３’を生じると共に、複製の際の回折光３２と同じ垂直方向に進む回折光４２を透過側に生じる。すなわち、当初目的としていた、入射角αで所定波長の光を入射させたときに回折角０°で透過側に回折する特性の均一な回折格子を構成する透過型ホログラムが複製される。
【００２２】
以上のように、本発明においては、１つの入射光１１を入射させると言う簡単な方法で透過型ホログラム原版１’を作製するとことができる。しかも、図１の配置から明らかなように、一体化した配置でホログラムが撮影できるため、極めて安定的にホログラムを撮影することが可能である。また、光学系としては、入射光１１を広げるための光学系だけのシンプルなものでよく、三角プリズム３やハーフミラー２、反射層４は大型のものを作製するのが容易であるため、大型のホログラムを安定的に撮影することができる。
【００２３】
なお、以上において、ホログラム感光材料１の入射側（反射側）に配置する反射防止ガラス又は光吸収ガラス６は、ホログラム感光材料１の裏面側から入射する反射光１２、１３等が再度ホログラム感光材料１の表面で内面反射して再びホログラム感光材料１中に入射して不要干渉縞を記録するのを防止するために配置される。
【００２４】
さらに、入射光１１の入射角、三角プリズム３の頂角等は作製しようとする透過型ホログラムの入射角特性、回折角特性に応じて任意に設定できる。
【００２５】
なお、以上の配置において、三角プリズム３の代わりに、所定の頂角の空気層を用いてもよく、また、ハーフミラー２を省いて、その代わりに三角プリズム３の入射側の面にＣｒ、Ａｌ等の薄いハーフミラー面を蒸着等の手段で設けて三角プリズム３自体にハーフミラー面を設けるようにしてもよい。
【００２６】
以上、本発明のホログラム原版の撮影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。
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の透過型ホログラム原版の撮影方法によると、原版複製のときに使用する第３の干渉縞を、原版複製のときに邪魔にならない反射型の第１の干渉縞と反射型の第２の干渉縞と一緒に、いわばデニシュークの反射型ホログラムの撮影配置と同様の配置で撮影するので、１つの入射光を入射させると言う簡単な方法で透過型ホログラム原版を容易に作製するとことができる。しかも、一体化した配置でホログラムが撮影できるため、極めて安定的にホログラム原版を撮影することができる。また、光学系としては、入射光を広げるための光学系だけのシンプルなものでよく、反射層やハーフミラー等は大型のものを作製するのが容易であるため、大型のホログラム原版を撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例の透過型ホログラム原版の撮影を行う配置を示す図である。
【図２】図１の配置で撮影された透過型ホログラム原版の特性とその原版を用いたホログラム複製を説明するための図である。
【図３】図１の配置で撮影された透過型ホログラム原版から複製された透過型ホログラムの特性を説明するための図である。
【図４】二光束干渉露光系による透過型ホログラムの撮影方法を説明するための図である。
【図５】１ビームから二光束干渉により透過型ホログラムを撮影する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ホログラム感光材料
１’…透過型ホログラム原版
２…ハーフミラー
３…三角プリズム
４…反射層
５…屈折率整合液
６…反射防止ガラス又は光吸収ガラス
７…光吸収層
１０…ホログラム感光材料
１０’…複製された透過型ホログラム
１１…入射光
１２…反射光
１３…反射光
１４…反射光（迷光成分）
２１…レーザ
２２…ハーフミラー
２３、２４…ビーム拡大系
２５…物体光
２６…参照光
２７…ミラー
３０…体積型ホログラム感光材料
３１…回折光
３２…回折光
３３…入射光
３３’…０次透過光
４２…回折光
４３…入射光
４３’…０次透過光
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３…ミラー
【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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