(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生照明光を入射させたとき、その入射方向と反対側に再生波面を回折する透過型ホログラムの作製方法において、
被写体からの物体波面と第１参照波面とを第１ホログラム感光材料の相互に反対の側から入射させて干渉させることにより反射型の第１ホログラムを撮影し、  第１ホログラムの記録時の第１参照波面入射側に第２ホログラム感光材料を配置してそのホログラム感光材料を通して第１再生照明光を第１ホログラムに入射させて再生波面を回折させ、かつ、同時に第１再生照明光の入射側とは反対側から同じ波長の第２参照波面を第１ホログラムに記録された干渉縞のブラッグの回折条件を満足しない角度で入射させて、少なくとも前記再生波面と第２参照波面の第１ホログラム透過光とを干渉させることにより第２ホログラムを撮影し、
第２ホログラムの記録時の第１再生照明光入射側に第３ホログラム感光材料を配置し、第２ホログラム記録時の第２参照波面の第１ホログラム透過光に相当する第２再生照明光を第２ホログラムの第３ホログラム感光材料とは反対側から入射させて再生波面を回折させ、その再生波面と第２再生照明光の第２ホログラム透過光とを干渉させることにより第３ホログラム感光材料中に記録したことを特徴とする透過型ホログラムの作製方法。
【請求項２】
前記第２ホログラム撮影時の第２参照波面が、前記第２ホログラム感光材料及び前記第１ホログラムを透過した第１再生照明光であって、前記第１ホログラムの前記第２ホログラム感光材料と反対側に配置された反射手段で反射された反射波面からなることを特徴とする請求項１記載の透過型ホログラムの作製方法。
【請求項３】
前記被写体がレンズアレーからなり、前記物体波面が前記レンズアレーの各レンズで収束された収束波面群からな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の作製方法。
【請求項４】
前記第２ホログラム記録時の前記第２参照波面を所定の斜めの入射角で前記第２ホログラム感光材料に入射させ、前記第３ホログラム感光材料中に記録された透過型ホログラムがホログラムカラーフィルターであることを特徴とする請求項３記載の透過型ホログラムの作製方法。
【請求項５】
前記第１ホログラムが反射散乱型の被写体のデニシューク型の反射型ホログラムとして撮影され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の作製方法。
【請求項６】
前記第１ホログラムが散乱板の反射型ホログラムとして撮影され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の作製方法。
【請求項７】
前記第１ホログラムがレンズアレーとフレネルレンズを重ね合わせてなる透過体の反射型ホログラムとして撮影され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の作製方法。
【請求項８】
前記第３ホログラム感光材料中に記録された透過型ホログラムをホログラム複製用の原版とすることを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載の透過型ホログラムの作製方法。
【請求項９】
前記第２ホログラムをホログラム複製用の原版として前記第３ホログラム感光材料にホログラム複製することを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載の透過型ホログラムの作製方法。
【請求項１０】
再生照明光を入射させたとき、その入射方向と反対側に再生波面を回折する透過型ホログラムの作製方法において、
レンズアレーの各レンズで収束されるか一旦収束された後に発散された波面群を物体光として第１ホログラム感光材料に反射型の第１ホログラムを撮影し、
この第１ホログラムの再生照明光入射側に第２ホログラム感光材料を配置して再生照明光を照射すると同時に、第１ホログラムの再生照明光入射側と反対側に、この第１ホログラムに記録された干渉縞のブラッグの回折条件を満足しない角度で再生照明光と可干渉な参照光を入射させ、前記再生照明光と第１ホログラムからの再生光と前記参照光の第１ホログラム透過光とを干渉させることにより第２ホログラムを撮影し、
第２ホログラムの記録時の再生照明光入射側に第３ホログラム感光材料を配置し、第２ホログラム記録時の参照光に相当する再生照明光を第２ホログラムの第３ホログラム感光材料とは反対側から入射させ、第２ホログラムからの再生光とと再生照明光の第２ホログラム透過光とを干渉させることにより第３ホログラム感光材料中に収束波面群を再生する透過型ホログラムを撮影し、
かつ、前記第１ホログラムの撮影時に、レンズアレーから物体光の波面群を発生させるために前記レンズアレーの曲面のレンズ面側から照明光を入射させ、また、前記レンズアレーと前記第１ホログラム感光材料の間を屈折率が前記レンズアレーと前記第１ホログラム感光材料に略等しい媒質で埋めるようにしたことを特徴とする透過型ホログラムの作製方法。
【請求項１１】
前記レンズアレーの各レンズによって集光する焦点距離の略２倍の位置に前記第１ホログラム感光材料を配置して前記第１ホログラムを撮影することを特徴とする請求項１０記載の透過型ホログラムの作製方法。
【請求項１２】
前記第１ホログラムの撮影時に、前記レンズアレーと前記第１ホログラム感光材料の間に光吸収層を配置することを特徴とする請求項１０又は１１記載の透過型ホログラムの作製方法。
【請求項１３】
前記光吸収層の透過率が５０％以下であることを特徴とする請求項１２記載の透過型ホログラムの作製方法。
【請求項１４】
前記第１ホログラムの撮影時に、前記第１ホログラム感光材料の前記レンズアレーと反対側に光吸収層を配置することを特徴とする請求項１０から１３の何れか１項記載の透過型ホログラムの作製方法。
【請求項１５】
前記光吸収層の透過率が５０％以下であることを特徴とする請求項１４記載の透過型ホログラムの作製方法。
【請求項１６】
再生照明光を入射させたとき、その入射方向と反対側に再生波面を回折する透過型ホログラムの作製方法において、
曲面ミラーアレーの前方に第１ホログラム感光材料を配置し、前記第１ホログラム感光材料を通して前記曲面ミラーアレーに照明光を入射させて、前記曲面ミラーアレーの各ミラーで反射された収束あるいは発散する波面群と前記照明光を干渉させて反射型の第１ホログラムを撮影し、
この第１ホログラムの再生照明光入射側に第２ホログラム感光材料を配置して再生照明光を照射すると同時に、第１ホログラムの再生照明光入射側と反対側に、この第１ホログラムに記録された干渉縞のブラッグの回折条件を満足しない角度で再生照明光と可干渉な参照光を入射させ、前記再生照明光と第１ホログラムからの再生光と前記参照光の第１ホログラム透過光とを干渉させることにより第２ホログラムを撮影し、
第２ホログラムの記録時の再生照明光入射側に第３ホログラム感光材料を配置し、第２ホログラム記録時の参照光に相当する再生照明光を第２ホログラムの第３ホログラム感光材料とは反対側から入射させ、第２ホログラムからの再生光とと再生照明光の第２ホログラム透過光とを干渉させることにより第３ホログラム感光材料中に収束波面群を再生する透過型ホログラムを撮影することを特徴とする透過型ホログラムの作製方法。
【請求項１７】
前記第１ホログラムの撮影時に、前記曲面ミラーアレーと前記第１ホログラム感光材料の間を屈折率が前記第１ホログラム感光材料に略等しい媒質で埋めるようにしたことを特徴とする請求項１６記載の透過型ホログラムの作製方法。
【請求項１８】
前記第１ホログラムの撮影時に、前記第１ホログラム感光材料の前記曲面ミラーアレーと反対側に光吸収層を配置することを特徴とする請求項１６又は１７記載の透過型ホログラムの作製方法。
【請求項１９】
前記光吸収層の透過率が５０％以下であることを特徴とする請求項１８記載の透過型ホログラムの作製方法。
【請求項２０】
前記曲面ミラーアレー代わりに、反射型回折格子あるいは反射型散乱板を用いることを特徴とする請求項１６から１９の何れか１項記載の透過型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、透過型ホログラムの作製方法に関し、特に、簡単な構成で視域が広くまた大面積の各種透過型ホログラムを作製することができる新規な透過型ホログラムの作製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、特開平６−３０８３３２号において、透過型ホログラムの一種としてホログラムカラーフィルターを提案している。このホログラムカラーフィルターは斜め入射の平行光束を正面方向に集光する一種の集光性光学素子のアレーであり、その作製の一つの方法として、ホログラム感光材料の同じ側から集光レンズからの収束光と斜め方向からの参照光とを入射させてホログラム感光材料中で干渉させることにより作製している。また、もう一つの方法として計算機ホログラム（ＣＧＨ）を作製しそれを原版としてホログラム複製することにより作製している。
【０００３】
また、上記のような透過型の集光性要素ホログラムアレーの複製方法として、本出願人は、特願平７−２４９１１５号において、原版とホログラム感材との間の距離を要素ホログラムの焦点距離の略２倍に設定して原版と同様の特性のホログラムを複製する方法を提案している。
【０００４】
また、透過型ホログラムスクリーン等の透過型ホログラム散乱板あるいはグラフィックアート等に用いられる被写体の透過型ホログラムは、被写体である散乱板あるいは立体物等に照明光を裏面あるいは正面から当てて散乱板や立体物等から出る散乱光と参照光をホログラム感光材料の同じ側から入射させてホログラム感光材料中で干渉させることにより撮影している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、透過型ホログラムを直接撮影するには、被写体に相当する透明物体（集光レンズ、散乱板）又は立体物等から出た物体光と参照光をホログラム感光材料の同じ側から入射させて撮影しなければならず、被写体をホログラム感光材料に近接して撮影できないため、出来上がった透過型ホログラム散乱板、グラフィックアート等の透過型ホログラムの視域は限定され観察者が観察可能な範囲は狭いものとなってしまう。
【０００６】
また、ホログラムカラーフィルターの場合は、集光レンズをステップアンドリピートで移動させながら微小な要素ホログラムをアレー状に記録しなけらばならないため、作製に非常に手間がかかる。そのため、実際上はＣＧＨ原版を作製しそれからホログラム複製法により作製しているが、大きなＣＧＨ原版を作製することは困難なため、大型のホログラムカラーフィルターを作製することは容易ではない。
【０００７】
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、簡単な構成で視域が広くまた大面積の各種透過型ホログラムを作製することができる方法を提供することである。
【０００８】
【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の作製方法は、再生照明光を入射させたとき、その入射方向と反対側に再生波面を回折する透過型ホログラムの作製方法において、
被写体からの物体波面と第１参照波面とを第１ホログラム感光材料の相互に反対の側から入射させて干渉させることにより反射型の第１ホログラムを撮影し、
第１ホログラムの記録時の第１参照波面入射側に第２ホログラム感光材料を配置してそのホログラム感光材料を通して第１再生照明光を第１ホログラムに入射させて再生波面を回折させ、かつ、同時に第１再生照明光の入射側とは反対側から同じ波長の第２参照波面を第１ホログラムに記録された干渉縞のブラッグの回折条件を満足しない角度で入射させて、少なくとも前記再生波面と第２参照波面の第１ホログラム透過光とを干渉させることにより第２ホログラムを撮影し、
第２ホログラムの記録時の第１再生照明光入射側に第３ホログラム感光材料を配置し、第２ホログラム記録時の第２参照波面の第１ホログラム透過光に相当する第２再生照明光を第２ホログラムの第３ホログラム感光材料とは反対側から入射させて再生波面を回折させ、その再生波面と第２再生照明光の第２ホログラム透過光とを干渉させることにより第３ホログラム感光材料中に記録したことを特徴とする方法である。
【０００９】
この場合、第２ホログラム撮影時の第２参照波面が、第２ホログラム感光材料及び第１ホログラムを透過した第１再生照明光であって、第１ホログラムの第２ホログラム感光材料と反対側に配置された反射手段で反射された反射波面からなるようにすることもできる。
【００１０】
また、被写体がレンズアレーからなり、物体波面がレンズアレーの各レンズで収束された収束波面群からなるものとすることができる。
【００１１】
その場合は、第２ホログラム記録時の第２参照波面を所定の斜めの入射角で第２ホログラム感光材料に入射させ、第３ホログラム感光材料中に記録された透過型ホログラムがホログラムカラーフィルターとなるようにすることができる。
【００１２】
また、第１ホログラムが反射散乱型の被写体のデニシューク型の反射型ホログラムとして撮影されていてもよい。
【００１３】
さらに、第１ホログラムが散乱板の反射型ホログラムとして撮影されていてもよい。
【００１４】
また、第１ホログラムがレンズアレーとフレネルレンズを重ね合わせてなる透過体の反射型ホログラムとして撮影されていてもよい。
【００１５】
また、第３ホログラム感光材料中に記録された透過型ホログラムをホログラム複製用の原版としてもよい。
【００１６】
また、第２ホログラムをホログラム複製用の原版として第３ホログラム感光材料にホログラム複製するようにすることもできる。
【００１７】
本発明のもう１つの透過型ホログラムの作製方法は、再生照明光を入射させたとき、その入射方向と反対側に再生波面を回折する透過型ホログラムの作製方法において、
レンズアレーの各レンズで収束あるいは発散された波面群を物体光として第１ホログラム感光材料に反射型の第１ホログラムを撮影し、
この第１ホログラムの再生照明光入射側に第２ホログラム感光材料を配置して再生照明光を照射すると同時に、第１ホログラムの再生照明光入射側と反対側に、この第１ホログラムに記録された干渉縞のブラッグの回折条件を満足しない角度で再生照明光と可干渉な参照光を入射させ、前記再生照明光と第１ホログラムからの再生光と前記参照光の第１ホログラム透過光とを干渉させることにより第２ホログラムを撮影し、
第２ホログラムの記録時の再生照明光入射側に第３ホログラム感光材料を配置し、第２ホログラム記録時の参照光に相当する再生照明光を第２ホログラムの第３ホログラム感光材料とは反対側から入射させ、第２ホログラムからの再生光とと再生照明光の第２ホログラム透過光とを干渉させることにより第３ホログラム感光材料中に収束波面群を再生する透過型ホログラムを撮影し、
かつ、前記第１ホログラムの撮影時に、レンズアレーから物体光の波面群を発生させるために前記レンズアレーの曲面のレンズ面側から照明光を入射させ、また、前記レンズアレーと前記第１ホログラム感光材料の間を屈折率が前記レンズアレーと前記第１ホログラム感光材料に略等しい媒質で埋めるようにしたことを特徴とする方法である。
【００１８】
この場合、レンズアレーの各レンズによって集光する焦点距離の略２倍の位置に第１ホログラム感光材料を配置して第１ホログラムを撮影するようにしてもよい。
【００１９】
また、第１ホログラムの撮影時に、レンズアレーと第１ホログラム感光材料の間に光吸収層を配置することが望ましい。
【００２０】
その場合、光吸収層の透過率は５０％以下であることが望ましい。
【００２１】
また、第１ホログラムの撮影時に、第１ホログラム感光材料のレンズアレーと反対側に光吸収層を配置することが望ましい。
【００２２】
その場合も、光吸収層の透過率は５０％以下であることが望ましい。
【００２３】
本発明のさらにもう１つの透過型ホログラムの作製方法は、再生照明光を入射させたとき、その入射方向と反対側に再生波面を回折する透過型ホログラムの作製方法において、
曲面ミラーアレーの前方に第１ホログラム感光材料を配置し、前記第１ホログラム感光材料を通して前記曲面ミラーアレーに照明光を入射させて、前記曲面ミラーアレーの各ミラーで反射された収束あるいは発散する波面群と前記照明光を干渉させて反射型の第１ホログラムを撮影し、
この第１ホログラムの再生照明光入射側に第２ホログラム感光材料を配置して再生照明光を照射すると同時に、第１ホログラムの再生照明光入射側と反対側に、この第１ホログラムに記録された干渉縞のブラッグの回折条件を満足しない角度で再生照明光と可干渉な参照光を入射させ、前記再生照明光と第１ホログラムからの再生光と前記参照光の第１ホログラム透過光とを干渉させることにより第２ホログラムを撮影し、
第２ホログラムの記録時の再生照明光入射側に第３ホログラム感光材料を配置し、第２ホログラム記録時の参照光に相当する再生照明光を第２ホログラムの第３ホログラム感光材料とは反対側から入射させ、第２ホログラムからの再生光とと再生照明光の第２ホログラム透過光とを干渉させることにより第３ホログラム感光材料中に収束波面群を再生する透過型ホログラムを撮影することを特徴とする方法である。
【００２４】
この場合、第１ホログラムの撮影時に、曲面ミラーアレーと第１ホログラム感光材料の間を屈折率が第１ホログラム感光材料に略等しい媒質で埋めるようにすることが望ましい。
【００２５】
また、第１ホログラムの撮影時に、第１ホログラム感光材料の曲面ミラーアレーと反対側に光吸収層を配置することが望ましい。
【００２６】
その場合、光吸収層の透過率は５０％以下であることが望ましい。
【００２７】
なお、曲面ミラーアレー代わりに、反射型回折格子あるいは反射型散乱板を用いることもできる。
【００２８】
本発明においては、最終的に再生したい波面をまず第１ホログラムとして視域の広い反射型ホログラムとして撮影し、次いでこの第１ホログラムを用いて反射型と透過型の混合した第２ホログラムを撮影し、第３段階として第３ホログラム感光材料中にその第２ホログラム中に記録された再生したい波面のみを再生する透過型ホログラムのみを分離して複製するので、視域が広くまた大面積の透過型ホログラムを簡単に作製することができる。本発明の方法は、例えば、ＣＧＨを用いないで大面積のホログラムカラーフィルターを作製するのに適用できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の透過型ホログラムの作製方法を実施例に基づいて説明する。
【００３０】
図１〜図４は、ホログラムカラーフィルターをマイクロレンズアレーを用いて作製する工程を説明するための図である。
【００３１】
まず、図１に示すように、微小正レンズあるいは微小正シリンドリカルレンズＬの規則正しいアレーからなるマイクロレンズアレーＯとフォトポリマーのような体積ホログラム感光材料１とを近接あるいは密着して平行に配置し、マイクロレンズアレーＯを下面から平行照明光１１で照明すると、透過側に各微小レンズＬから収束光が出る。この収束光が物体光１２としてホログラム感光材料１の下面から入射する。それと当時に、所定の斜め方向から参照光１３をホログラム感光材料１の反対側の面（上面）から入射させ、物体光１２と参照光１３をホログラム感光材料１中で干渉させて第１ホログラムＨ１（図２）を記録する。この第１ホログラムＨ１は反射型ホログラムである。
【００３２】
次いで、この第１ホログラムＨ１を用いて、図２の配置で第２ホログラムＨ２を作製する。すなわち、第１ホログラムＨ１の記録時の参照光１３入射側に別の体積ホログラム感光材料２を近接あるいは密着して平行に配置し、記録時の参照光１３と同じ入射角で同じ波長の再生照明光２３をホログラム感光材料２を通して第１ホログラムＨ１に入射させると、第１ホログラムＨ１からは記録時の物体光１２と同様の収束光２２が再生照明光２３入射側に回折される。この状態で、再生照明光２３入射側と反対側から再生照明光２３と同じ波長の参照光２４を入射させる。この参照光２４の第１ホログラムＨ１に対する入射角は、作製しようとするホログラムカラーフィルターへの照明光の入射角と同じ角度であって、第１ホログラムＨ１中に記録されている干渉縞に対してブラッグの回折条件を満足しない角度に選ぶ。図１のような配置で撮影した第１ホログラムＨ１は、通常、記録時の参照光１３と同じ入射角あるいはその方向と反対方向に同じ波長の光が入射しない限りは、ブラッグの回折条件を満足しない。このような配置で、ホログラム感光材料２中には、再生照明光２３と収束光（回折光）２２と参照光２４が第１ホログラムＨ１で回折されないで透過した光２４’との３つの光束が入射し、再生照明光２３と収束光（回折光）２２による干渉縞▲１▼、再生照明光２３と透過光２４’との干渉縞▲２▼、透過光２４’と収束光（回折光）２２との干渉縞▲３▼が多重記録される（第２ホログラムＨ２：図３）。
【００３３】
このようにして記録された第２ホログラムＨ２を用いて、図３に示すように、第２ホログラムＨ２の記録時の再生照明光２３入射側に別のホログラム感光材料３を近接あるいは密着して平行に配置し、その第２ホログラムＨ２記録時の参照光２４と同じ入射角で同じ波長の再生照明光３４を第２ホログラムＨ２に入射させると、第２ホログラムＨ２の干渉縞▲３▼からは、第２ホログラムＨ２記録時の収束光２２と同様の収束光３２が再生照明光３４入射側と反対側に回折されると共に、再生照明光３４の一部は０次光３４’として透過して行く。また、第２ホログラムＨ２の干渉縞▲２▼からは再生照明光３４入射側に、その記録時の再生照明光２３の透過光２３’と同様の回折光３３’が生じる。この中、透過光３４’と収束光（回折光）３２とがホログラム感光材料３に入射して干渉し、第３ホログラムＨ３（図４）が記録される。この第３ホログラムＨ３は透過型ホログラムであり、作製しようとするホログラムカラーフィルターである。
【００３４】
すなわち、図４に示すように、第３ホログラムＨ３記録時の再生照明光３４の入射角と同じ角度の照明光４４で第３ホログラムＨ３を照明すると、その照明光４４中の再生照明光３４の波長と同じ波長の成分は収束光３２と同じ収束光４２として透過側に回折される。そして、照明光４４中のそれ以外の波長の成分は第３ホログラムＨ３に記録された干渉縞の回折格子の波長分散作用により収束光４２の収束点の左右に分光されて収束する。しかも、第３ホログラムＨ３には、マイクロレンズアレーＯの微小レンズＬと同じ間隔でこのような作用をする要素ホログラムがアレー状に記録されているので、この第３ホログラムＨ３は液晶表示装置（ＬＣＤ）等の画像表示装置用のホログラムカラーフィルターとして使用可能なものとなる。なお、図４中、符号４４’は照明光４４が第３ホログラムＨ３で回折されないで透過する０次光成分である。
【００３５】
ところで、上記の図２の配置で第２ホログラムＨ２を記録する際、再生照明光２３とは別にその入射側と反対側から参照光２４を入射させるものとしたが、この参照光２４の代わりに、ホログラム感光材料２と第１ホログラムＨ１を直通した再生照明光２３の０次光をその代わりに用いるようにしてもよい。その場合の配置を図５に示す。図２に代わるこの配置では、第１ホログラムＨ１のホログラム感光材料２とは反対側に平面ミラーＭを配置する。このように第１ホログラムＨ１の再生照明光２３透過側に平面ミラーＭを配置すると、ホログラム感光材料２と第１ホログラムＨ１を直通した透過光２３’は平面ミラーＭで反射されて反射光２３”となり、参照光２４の透過光２４’と同様の光となり、ホログラム感光材料２中に前記の干渉縞▲２▼と干渉縞▲３▼を形成することになる。なお、前記したように、透過光２４’を形成する参照光２４は、作製しようとするホログラムカラーフィルターへの照明光の入射角と同じ角度に選ぶ必要があるので、図５の配置をとる場合は、反射光２３”がこのような条件を満足するように平面ミラーＭの角度を調整するか、再生照明光２３の入射角、すなわち、図１の配置の参照光１３の入射角がホログラムカラーフィルターへの照明光の入射角と同じになるように設定する。後者の場合は、平面ミラーＭは第１ホログラムＨ１に近接あるいは密着して平行に配置する。
【００３６】
このようにして作製された第３ホログラムＨ３は、上記のように収束要素ホログラムアレーからなるホログラムレンズアレーであり、上記のようにホログラムカラーフィルターとして使用することが可能である。特に、直視型ＬＣＤ用のホログラムカラーフィルターを作製する場合、大面積のものである必要があるが、そのホログラム原版としてＣＧＨ等を使用することは、その描画寸法の制限から考えて困難である。また、作製されたＣＧＨを多面付けで配列することも考えられるが、つなぎ目を見えなくすることは難しい。上記の本発明の方法においては、大面積のものが比較的容易に入手できるレンチキラーレンズ、マイクロレンズアレーを原版に使用可能なため、このような制約がなくなり、容易に直視ＬＣＤ用のホログラムカラーフィルターを作製することが可能となる。
【００３７】
ところで、以上の実施例においては、反射型の第１ホログラムＨ１は、図１に示すように、マイクロレンズアレーＯとホログラム感光材料１を近接あるいは密着して配置することにより記録している。この場合は、実際上、マイクロレンズアレーＯの曲面のレンズ面側にホログラム感光材料１が配置されるため、マイクロレンズアレーＯとホログラム感光材料１の間に空気間隔が介在せざるを得ず、空気との界面で不要反射光が生じ、記録されるホログラムＨ１中に不要干渉縞が記録され、最終製品Ｈ３の特性が悪化する。加えて、特願平７−２４９１１５号中に記載されているように、マイクロレンズアレーＯと同じ焦点距離のホログラムアレーの作製が困難であると同時に、ホログラムが記録されない領域が生じてしまう恐れがある。
【００３８】
そこで、図１の配置の代わりに、特願平７−２４９１１５号の複製方法と同様にして、図６に示すように、マイクロレンズアレーＯのレンズ面と反対側の平面とフォトポリマーのような体積ホログラム感光材料１との間にスペーサ１４を介してその間の間隔をマイクロレンズアレーＯを構成する微小正レンズあるいは微小正シリンドリカルレンズＬの焦点距離ｆの略２倍に設定して、マイクロレンズアレーＯのレンズ面側から平行照明光１１で照明すると、透過側に各微小レンズＬから収束光が出てその焦点面に一旦収束し、その後発散光となり、マイクロレンズアレーＯから焦点距離ｆの略２倍の位置で各微小レンズＬ位置でのビーム径と同じ径になり、その位置にあるホログラム感光材料１に物体光１２として入射する。それと当時に、所定の斜め方向から参照光１３をホログラム感光材料１の反対側の面（下面）から入射させ、物体光１２と参照光１３をホログラム感光材料１中で干渉させて第１ホログラムＨ１を記録する。ただし、このようにして記録された第１ホログラムＨ１に、その記録時の参照光１３と同じ方向から再生照明光２３を入射させると、第１ホログラムＨ１からは記録時の物体光１２と同様の発散光が回折光として生じるので、図２の第２ホログラムＨ２記録時には、再生照明光２３は第１ホログラムＨ１記録時の参照光１３と反対の方向から入射させるようにする。このような再生照明光２３を入射させると、第１ホログラムＨ１から回折される回折光は、第１ホログラムＨ１記録時の物体光１２と反対方向に進む収束光２２となる。以下、図２〜図５は同様にして、同様の第３ホログラムＨ３が作製される。
【００３９】
なお、この図６の配置の場合は、図１の配置と異なり、照明光１１をマイクロレンズアレーＯの曲面のレンズ面側から入射させているため（図１の配置では、マイクロレンズアレーＯの曲面のレンズ面と反対側から入射させている。）、マイクロレンズアレーＯと体積ホログラム感光材料１の間を、屈折率がマイクロレンズアレーＯ及び体積ホログラム感光材料１に略等しい媒質であるスペーサ１４で埋めることができ、その間での界面反射を減らして効率良くかつ不要干渉縞を減らして第１ホログラムＨ１を記録できる。しかし、図６の配置において、物体光１２がホログラム感光材料１を透過し、その裏面で界面反射されて再びホログラム感光材料１の感光層に戻って不要干渉縞を記録してしまう恐れがある。同様に、参照光１３がホログラム感光材料１を透過し、マイクロレンズアレーＯの界面等で反射されて再びホログラム感光材料１の感光層に戻って不要干渉縞を記録してしまう恐れがある。このような界面反射による不要干渉縞の記録を防止するために、ホログラム感光材料１の裏面側に光吸収層１５を配置し、また、スペーサ１４を光吸収性とするか、その一部に光吸収層を設けるようにすると、上記のような往復動作をする界面反射光を大幅に低減させることができるので好ましい。そのためのこれら光吸収層の透過率については、種々の実験結果から５０％以下であることが望ましい。なお、ホログラム感光材料１の裏面側に配置する光吸収層１５の空気との界面（ホログラム感光材料１とは反対の側の表面）に、反射防止膜を施すと、その面での界面反射がなくなるのでさらに好ましい。
【００４０】
図１の反射型の第１ホログラムＨ１の記録配置に代わるもう１つの方法は、図７（ａ）、（ｂ）に示すようなマイクロレンズアレーＯの代わりにマイクロミラーアレーＢ、Ｂ’を用いる方法が考えられる。図７（ａ）のマイクロミラーアレーＢは微小凹面鏡あるいは微小円筒凹面鏡Ｃの規則正しいアレーからなるもので、そのマイクロミラーアレーＢの上に、ホログラム感光材料１の基板と屈折率が略等しい媒質１６を介してフォトポリマーのような体積ホログラム感光材料１を近接あるいは密着して平行に配置し、ホログラム感光材料１側から垂直に照明光１３’を入射させると、その照明光１３’はホログラム感光材料１を透過し、マイクロミラーアレーＢに入射して各微小凹面鏡あるいは微小円筒凹面鏡Ｃで反射されて収束光となる。この収束光が物体光１２としてホログラム感光材料１の下面から入射し、その物体光１２と入射光１３’とがホログラム感光材料１中で干渉して第１ホログラムＨ１が記録される。
【００４１】
また、図７（ｂ）のマイクロミラーアレーＢ’は微小凸面鏡あるいは微小円筒凸面鏡Ｃ’の規則正しいアレーからなるもので、そのマイクロミラーアレーＢ’の上に、ホログラム感光材料１の基板と屈折率が略等しい媒質１６を介してフォトポリマーのような体積ホログラム感光材料１を近接あるいは密着して平行に配置し、ホログラム感光材料１側から垂直に照明光１３’を入射させると、その照明光１３’はホログラム感光材料１を透過し、マイクロミラーアレーＢ’に入射して各微小凸面鏡あるいは微小円筒凸面鏡Ｃ’で反射されて各々の焦点Ｆから発散する発散光となる。この発散光が物体光１２としてホログラム感光材料１の下面から入射し、その物体光１２と入射光１３’とがホログラム感光材料１中で干渉して第１ホログラムＨ１が記録される。ただし、このようにして記録された第１ホログラムＨ１に、その記録時の照明光１３’と同じ方向から再生照明光２３を入射させると、第１ホログラムＨ１からは記録時の物体光１２と同様の発散光が回折光として生じるので、図２の第２ホログラムＨ２記録時には、再生照明光２３は第１ホログラムＨ１記録時の照明光１３’と反対の方向から入射させるようにする。このような再生照明光２３を入射させると、第１ホログラムＨ１から回折される回折光は、第１ホログラムＨ１記録時の物体光１２と反対方向に進む収束光２２となる。
【００４２】
この図７の場合も、ホログラム感光材料１の入射側に光吸収層１５を配置すると、物体光１２がホログラム感光材料１を透過し、その裏面で界面反射されて再びホログラム感光材料１の感光層に戻って不要干渉縞を記録してしまうのを防止することができるので好ましい。この光吸収層１５透過率については、種々の実験結果から５０％以下であることが望ましい。なお、この場合も、光吸収層１５の空気との界面（ホログラム感光材料１とは反対の側の表面）に、反射防止膜を施すと、その面での界面反射がなくなるのでさらに好ましい。
【００４３】
図７のようなマイクロミラーアレーＢ、Ｂ’を用いる配置では、第１ホログラムＨ１記録時に使用するレーザ光を２光束から１光束に減らすことができ、撮影時にレーザ及び撮影光学系の可干渉性の変動による不安定さを大幅に低減することが可能となる。なお、マイクロミラーアレーＢ’としては、図１のマイクロレンズアレーＯのようなマイクロレンズアレーのレンズ面にアルミニウム等の反射コートしたものを用いることができる。
【００４４】
さて、以上の本発明の特徴は、マイクロレンズアレー等から１回目の作製で透過型ホログラムを作製することは困難なため、１回目（図１、図６、図７）の作製においては、容易に作製可能な反射型ホログラムを作製し、この反射型ホログラムからの回折光と参照光とを別のホログラム感光材料中に記録することで（図２）、元のマイクロレンズアレー等の持つ特性を透過型ホログラムに記録することである。
【００４５】
なお、以上のようにして作製した第３ホログラムＨ３を透過型ホログラム原版として、それから通常の透過型ホログラムの複製法に従ってホログラムカラーフィルターを量産するようにしてもよい。あるいは、第２ホログラムＨ２を透過型ホログラム原版として、それから図３の配置の透過型ホログラムの複製法に従ってホログラムカラーフィルターを量産するようにしてもよい。
【００４６】
さて、本発明の透過型ホログラムの作製方法は、上記のようなホログラムカラーフィルターの作製方法に限らず、通常の被写体を再生する透過型ホログラムや、透過型スクリーン等に用いる透過型ホログラム散乱板、レンズアレーとフレネルレンズを重ね合わせてなる透過型スクリーンの作製方法に適用することもできる。これらの場合、図１、図７の配置が若干異なるのみで、図２〜図５は同様に適用できる。図８（ａ）に、反射散乱型の被写体Ｏ’から第１ホログラムＨ１をデニシューク型の反射型ホログラムとして記録する場合の配置を示す。この場合は、被写体Ｏ’の前方に比較的近接して体積ホログラム感光材料１を配置し、ホログラム感光材料１側の所定の斜め方向から照明光（参照光）１３を入射させると、その光はホログラム感光材料１を透過して反対側の被写体Ｏ’を照明し、その表面から散乱光１２’が出てホログラム感光材料１に裏面側から入射し、その散乱光１２’と照明光１３がホログラム感光材料１中で干渉して第１ホログラムＨ１（図２）が反射型ホログラムとして記録される。この場合の、図２以降の工程はホログラムカラーフィルターの場合と同様である。なお、反射散乱型の被写体Ｏ’として反射型回折格子、反射型散乱板を用いて透過型回折格子、透過型散乱板を作製することもできる。
【００４７】
上記のような配置で第１ホログラムＨ１を撮影すると、被写体Ｏ’をホログラム感光材料１に近接して配置できるため、記録に利用する散乱光１２’の散乱角が広くなる。そのため、最終製品の第３ホログラムＨ３から出る散乱光４２（図４）の散乱角も広くなるので、視域の広い透過型ホログラムとなり、グラフィックアート等に好適となる。
【００４８】
また、図８（ｂ）に、すりガラス、オパールガラス等の透過型散乱板Ｏ”から第１ホログラムＨ１を反射型ホログラムとして記録する場合の配置を示す。この場合は、透過型散乱板Ｏ”の前方に比較的近接して体積ホログラム感光材料１を配置し、透過型散乱板Ｏ”の裏面から照明光１１’で照明すると共に、ホログラム感光材料１の反対側から側の所定の斜め方向から照明光（参照光）１３を入射させる。裏面から照明光１１’で照明されると透過型散乱板Ｏ”の前方に散乱光１２”が出てホログラム感光材料１に裏面側から入射し、その散乱光１２”と照明光１３がホログラム感光材料１中で干渉して第１ホログラムＨ１（図２）が反射型ホログラムとして記録される。この場合も、図２以降の工程はホログラムカラーフィルターの場合と同様である。
【００４９】
また、上記のような配置で第１ホログラムＨ１を撮影すると、透過型散乱板Ｏ”をホログラム感光材料１に近接して配置できるため、記録に利用する散乱光１２”の散乱角が広くなる。そのため、最終製品の第３ホログラムＨ３から出る散乱光４２（図４）の散乱角も広くなるので、視域の広い透過型ホログラム散乱板となり、従来の散乱光と参照光をホログラム感光材料の同じ側から入射させて撮影したものと比較してより広い視域がとれより優れたものとなる。
【００５０】
なお、図８（ｂ）の場合も、図８（ａ）と同様にデニシューク型の反射型ホログラムとして記録するようにしてもよい。
【００５１】
以上、本発明の透過型ホログラムの作製方法を実施例の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。
【００５２】
【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の作製方法によると、最終的に再生したい波面をまず第１ホログラムとして視域の広い反射型ホログラムとして撮影し、次いでこの第１ホログラムを用いて反射型と透過型の混合した第２ホログラムを撮影し、第３段階として第３ホログラム感光材料中にその第２ホログラム中に記録された再生したい波面のみを再生する透過型ホログラムのみを分離して複製するので、視域が広くまた大面積の透過型ホログラムを簡単に作製することができる。本発明の方法は、例えば、ＣＧＨを用いないで大面積のホログラムカラーフィルターを作製するのに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づいてホログラムカラーフィルターをマイクロレンズアレーを用いて作製する第１の工程を説明するための図である。
【図２】図１に続く第２の工程を説明するための図である。
【図３】図２に続く第３の工程を説明するための図である。
【図４】最終的に作製されたホログラムカラーフィルターを説明するための図である。
【図５】図２の工程に代わる方法を説明するための図である。
【図６】図１の第１の工程の変形例を説明するための図である。
【図７】図１の第１の工程の別の変形例を説明するための図である。
【図８】通常の被写体を再生する透過型ホログラムの作製と透過型ホログラム散乱板の作製の場合の図１の工程に代わる方法を説明するための図である。
【符号の説明】
Ｏ…マイクロレンズアレー
Ｏ’…反射散乱型被写体
Ｏ”…透過型散乱板
Ｌ…微小レンズ
Ｍ…平面ミラー
Ｂ、Ｂ’…マイクロミラーアレー
Ｃ…微小凹面鏡あるいは微小円筒凹面鏡
Ｃ’…微小凸面鏡あるいは微小円筒凸面鏡
Ｆ…焦点
Ｈ１…第１ホログラム
Ｈ２…第２ホログラム
Ｈ３…第３ホログラム
１…体積ホログラム感光材料
２…体積ホログラム感光材料
３…ホログラム感光材料
１１…平行照明光
１１’…照明光
１２…物体光（収束光）
１２’…散乱光
１２”…散乱光
１３…参照光（照明光）
１３’…照明光
１４…スペーサ
１５…光吸収層
１６…透明媒質
２２…収束光（回折光）
２３…再生照明光
２３’…透過光
２３”…反射光
２４…参照光
２４’…透過光
３２…収束光（回折光）
３３’…回折光
３４…再生照明光
３４’…０次光（透過光）
４２…収束光（回折光）、散乱光
４４…照明光
４４’…０次光
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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