(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体積型ホログラムを多重記録あるいは重畳してなる多色記録ホログラム原版において、赤色、緑色、青色の何れか１つの波長での記録を１層の感光材料に記録し、赤色、緑色、青色の残りの２つの波長での記録を他の１層の感光材料に多重記録し、その２つの層が重畳されていることを特徴とするホログラム原版。
【請求項２】
前記の何れか１つの波長が複製に用いる感光材料の最も感度の低い色の波長であることを特徴とする請求項１記載のホログラム原版。
【請求項３】
前記の何れか１つの波長が赤色の波長であることを特徴とする請求項１記載のホログラム原版。
【請求項４】
前記感光材料がフォトポリマーからなることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載のホログラム原版。
【請求項５】
体積型ホログラムを多重記録あるいは重畳してなる多色記録ホログラム原版の作製方法において、第１の層のホログラム感光材料中に赤色、緑色、青色の何れか１つの波長でホログラムを記録し、第２の層のホログラム感光材料中に赤色、緑色、青色の残りの２つの波長でホログラム記録を多重記録し、記録された２つのホログラムを積層することを特徴とするホログラム原版の作製方法。
【請求項６】
体積型ホログラムを多重記録あるいは重畳してなる多色記録ホログラム原版の作製方法において、第１の層のホログラム感光材料中に赤色、緑色、青色の何れか１つの波長でホログラムを記録し、第２の層のホログラム感光材料をその上に積層して、そのホログラム感光材料中に赤色、緑色、青色の残りの２つの波長でホログラム記録を多重記録することを特徴とするホログラム原版の作製方法。
【請求項７】
体積型ホログラムを多重記録あるいは重畳してなる多色記録ホログラム原版の作製方法において、第１の層のホログラム感光材料中に赤色、緑色、青色の何れか２つの波長でホログラムを多重記録し、第２の層のホログラム感光材料をその上に積層して、そのホログラム感光材料中に赤色、緑色、青色の残りの１つの波長でホログラム記録を記録することを特徴とするホログラム原版の作製方法。
【請求項８】
前記の多重記録しない方の層に記録する波長が複製に用いる感光材料の最も感度の低い色の波長であることを特徴とする請求項５から７の何れか１項記載のホログラム原版の作製方法。
【請求項９】
前記の多重記録しない方の層に記録する波長が赤色の波長であること
を特徴とする請求項５から７の何れか１項記載のホログラム原版の作製方法。
【請求項１０】
前記感光材料がフォトポリマーからなることを特徴とする請求項５から９の何れか１項記載のホログラム原版の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラム原版及びその作製方法に関し、特に、グラフィックアートホログラム、液晶表示素子用のカラーホログラム、ホログラム反射拡散板等の体積型ホログラムをホログラフィックな複製法により作製するためのホログラム原版とその作製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多色ホログラムをホログラム複製法により作製するために用いるホログラム原版としては、ホログラム感光材料１層に３色を同時に多重記録するか、１層に１色ずつ記録して３層を重畳して構成していた。
【０００３】
一方、本出願人は、特開平１０−３４００３８号において、散乱物体の像を記録した体積ホログラムをホログラム複製法により複製する際に、不要光（０次光等）の回折を制限し、かつ、記録像を観察できる視域（視角範囲）を所望の範囲に制限して、原版より明るい像が表示できるホログラム複製方法を提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように、多色ホログラム原版としてホログラム感光材料１層に３色で露光する方法の場合、ホログラム感光材料の屈折率変調が３つの波長に分配されるため、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）それぞれの回折効率が低くなり、ホログラム原版としては効率の悪いものとなってしまう問題がある。
【０００５】
一方、ホログラム感光材料３層に３色を別々に露光して重畳する方法の場合は、感光材料にＲ、Ｇ、Ｂの間で感度の違いがあり、ホログラム原版感光材料と複製用の感光材料が同様の特性のものを用いると、複製の際、感度の低い色の露光量の割合を多くする必要がある。また、感度が相対的に高い色、フォトポリマーの場合はＧやＢが露光過多になり、原版に記録される干渉縞の幅がその分広がるため、特開平１０−３４００３８号のホログラム複製方法を適用する場合に、複製されたホログラムの視域がＲ、Ｇ、Ｂで異なってしまう問題が発生する。
【０００６】
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、ＲＧＢで感度の異なるホログラム感光材料にホログラム複製法により複製する場合に各色で回折効率、回折方向のバラツキ、ムラがなく色再現性の良いホログラムを容易に複製可能なホログラム原版とその作製方法を提供することである。
【０００７】
【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ホログラム原版は、体積型ホログラムを多重記録あるいは重畳してなる多色記録ホログラム原版において、赤色、緑色、青色の何れか１つの波長での記録を１層の感光材料に記録し、赤色、緑色、青色の残りの２つの波長での記録を他の１層の感光材料に多重記録し、その２つの層が重畳されていることを特徴とするものである。
【０００８】
この場合に、その何れか１つの波長が複製に用いる感光材料の最も感度の低い色の波長、あるいは、赤色の波長であることが望ましい。
【０００９】
なお、感光材料としてはフォトポリマーを用いることが望ましい。
【００１０】
本発明のホログラム原版の第１の作製方法は、体積型ホログラムを多重記録あるいは重畳してなる多色記録ホログラム原版の作製方法において、第１の層のホログラム感光材料中に赤色、緑色、青色の何れか１つの波長でホログラムを記録し、第２の層のホログラム感光材料中に赤色、緑色、青色の残りの２つの波長でホログラム記録を多重記録し、記録された２つのホログラムを積層することを特徴とする方法である。
【００１１】
本発明のホログラム原版の第２の作製方法は、体積型ホログラムを多重記録あるいは重畳してなる多色記録ホログラム原版の作製方法において、第１の層のホログラム感光材料中に赤色、緑色、青色の何れか１つの波長でホログラムを記録し、第２の層のホログラム感光材料をその上に積層して、そのホログラム感光材料中に赤色、緑色、青色の残りの２つの波長でホログラム記録を多重記録することを特徴とする方法である。
【００１２】
本発明のホログラム原版の第３の作製方法は、体積型ホログラムを多重記録あるいは重畳してなる多色記録ホログラム原版の作製方法において、第１の層のホログラム感光材料中に赤色、緑色、青色の何れか２つの波長でホログラムを多重記録し、第２の層のホログラム感光材料をその上に積層して、そのホログラム感光材料中に赤色、緑色、青色の残りの１つの波長でホログラム記録を記録することを特徴とする方法である。
【００１３】
これらの場合、多重記録しない方の層に記録する波長が複製に用いる感光材料の最も感度の低い色の波長、あるいは、赤色の波長であることが望ましい。
【００１４】
なお、感光材料としてはフォトポリマーを用いることが望ましい。
【００１５】
本発明においては、赤色、緑色、青色の何れか１つの波長での記録を１層の感光材料に記録し、赤色、緑色、青色の残りの２つの波長での記録を他の１層の感光材料に多重記録し、その２つの層が重畳されているので、複製に用いる感光材料の相対的に感度の低い１つの波長のホログラムを１層に、残りを他の層に記録するようにすることにより、各色で回折効率、回折方向のバラツキ、ムラがなく色再現性の良いホログラムを容易に複製することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のホログラム原版及びその作製方法をＲＧＢ３色記録ホログラム原版の作製方法及びその原版を用いた複製法の実施例に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の１実施例のホログラム原版の作製方法の最初の工程を説明するための図であり、Ｒ（赤色）光散乱部１１とＧ（緑色）光散乱部１２とＢ（青色）光散乱部１３とからなる物体１０のデニシュークホログラムとしてＲＧＢ３色記録ホログラム原版を作製する例である。まず、図１に示すように、物体１０の上方にフォトポリマーからなる第１ホログラム感光材料１、具体例としては、デュポン社製  ＨＲＦ８００Ｘ００１を配置し、Ｒ波長帯域中の波長６４７ｎｍのＫｒレーザ光からなるＲ照明光２１を入射角Ｉ0 で第１ホログラム感光材料１に露光量２０ｍＪ／ｃｍ2 で入射させ、その透過光が物体１０のＲ光散乱部１１で散乱された光と入射光２１とを第１ホログラム感光材料１中で干渉させてＲ単色体積ホログラムを記録し、後処理として第１ホログラム感光材料１に規定のＵＶ（紫外線）照射とベーキングを施す。作製されたこのＲ単色記録体積ホログラムをＨR とする。
【００１８】
次に、図２に示すように、物体１０に対して相対的に第１ホログラム感光材料１と同じ位置に、同じフォトポリマー、具体例として、デュポン社製  ＨＲＦ８００Ｘ００１からなる第２ホログラム感光材料２を配置し、Ｇ波長帯域中の波長５３２ｎｍのＬＤ励起レーザ光とＢ波長帯域中の波長４７６ｎｍのＡｒレーザ光とを重畳したＧＢ照明光２２を波長４７６ｎｍの露光量７ｍＪ／ｃｍ2 、波長５３２ｎｍの露光量３ｍＪ／ｃｍ2 で、前と同じ入射角Ｉ0 で第２ホログラム感光材料２側から入射させ、その透過光が物体１０のＧ光散乱部１２とＢ光散乱部１３で散乱された光と入射光２２とを第２ホログラム感光材料２中で干渉させてＧＢ２色体積ホログラムを同時に記録し、同様の後処理を施す。作製されたこのＧＢ２色記録体積ホログラムをＨGBとする。
【００１９】
なお、上記の図１の工程と図２の工程を逆の順序で行ってもよい。
【００２０】
次に、図３に示すように、上記のようにして作製したＲ単色記録体積ホログラムＨR とＧＢ２色記録体積ホログラムをＨGBとを貼り合わせて本発明による２層３色記録ホログラム原版Ｈが完成する。この際、ホログラムＨR とホログラムの接着には、例えば粘着フィルム１４を用いる。また、両者ＨR とＨGBの接着には、例えば粘着フィルムあるいは光学接着剤１４を用いる。また、両者ＨR とＨGBの位置合わせは、エッジ同士を合わせる方法、位置合わせマークを用いる方法、両者ホログラムＨR 、ＨGBの再生映像を見ながら両者を精度良く合わせる方法等を利用する。なお、図３中、符号１５はガラス基板で、Ｒ単色記録体積ホログラムＨR 露光の際に第１ホログラム感光材料１を貼り付けておいたもの、あるいは、後から接着したものである。
【００２１】
次に、このような２層３色記録ホログラム原版Ｈの別の作製方法の実施例について説明する。図４は、本発明の別の実施例のホログラム原版の作製方法の最初の工程を説明するための図であり、この場合も、Ｒ（赤色）光散乱部１１とＧ（緑色）光散乱部１２とＢ（青色）光散乱部１３とからなる物体１０のデニシュークホログラムとしてＲＧＢ３色記録ホログラム原版を作製する例である。
【００２２】
まず、図４に示すように、物体１０の上方にフォトポリマーからなる第１ホログラム感光材料１、具体例としては、デュポン社製  ＨＲＦ８００Ｘ００１を配置し、Ｒ波長帯域中の波長６４７ｎｍのＫｒレーザ光からなるＲ照明光２１を入射角Ｉ0 で第１ホログラム感光材料１に露光量２０ｍＪ／ｃｍ2 で入射させ、その透過光が物体１０のＲ光散乱部１１で散乱された光と入射光２１とを第１ホログラム感光材料１中で干渉させてＲ単色体積ホログラムを記録し、後処理として第１ホログラム感光材料１に規定のＵＶ（紫外線）照射とべーキングを施す。
【００２３】
次に、図５に示すように、後処理を施した第１ホログラム感光材料１上に同じフォトポリマー、具体例として、デュポン社製  ＨＲＦ８００Ｘ００１を重ね合わせて第２ホログラム感光材料２とし、物体１０に対して図４の場合と同じ相対位置に配置し、Ｇ波長帯域中の波長５３２ｎｍのＬＤ励起レーザ光とＢ波長帯域中の波長４７６ｎｍのＡｒレーザ光とを重畳したＧＢ照明光２２を波長４７６ｎｍの露光量７ｍＪ／ｃｍ2 、波長５３２ｎｍの露光量３ｍＪ／ｃｍ2 で、前と同じ入射角Ｉ0 で第２ホログラム感光材料２側から入射させ、その透過光が物体１０のＧ光散乱部１２とＢ光散乱部１３で散乱された光と入射光２２とを第２ホログラム感光材料２中で干渉させてＧＢ２色体積ホログラムを同時に記録し、同様の後処理を施して、本発明による２層３色記録ホログラム原版Ｈが完成する。
【００２４】
図６は以上のようにして作製された本発明のホログラム原版Ｈの回折効率特性を示す図である。図７はこのホログラム原版Ｈに用いられたデュポン社製  ＨＲＦ８００Ｘ００１の感度を示す図である（“Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ−Ｉｎｔ．Ｓｏｃ．Ｏｐｔ．Ｅｎｇ．”（１９９７）３０１１，２３１〜２４１）。なお、参考として、図９に、同じホログラム感光材料３層に別々にＲＧＢ３色の体積ホログラムを記録したホログラム原版の回折効率特性を示す。露光量は、波長６４７ｎｍのＫｒレーザ光が２０ｍＪ／ｃｍ2 、波長５３２ｎｍのＬＤ励起レーザ光が１０ｍＪ／ｃｍ2 、波長４７６ｎｍのＡｒレーザ光が１０ｍＪ／ｃｍ2 である。
【００２５】
図６、図７から、このホログラム原版Ｈに用いられたホログラム感光材料は、Ｒ色の感度が相対的に低いにも係わらず、そのＲ色を記録する層１をＧ色、Ｂ色を二重記録する層２から分離したことにより、感度が相対的に低いＲ色の回折効率をＧ色、Ｂ色の回折効率に比較して高くできる。したがって、このようなＲ色の回折効率が高いホログラム原版Ｈは、そのホログラム原版Ｈ作製に用いたホログラム感光材料と同様にＲ色の感度が相対的に低いホログラム感光材料にホログラム複製するのに適しており、相対的に強度が低いＲ色照明光を用いても色再現性の良いホログラムを複製することができる。
【００２６】
上記のホログラム原版Ｈを用いて、多色ホログラムを複製する方法の例を図８に示す（図８の場合は、第１の実施例の作製方法で得られたホログラム原版Ｈを用いるものとして図示してある。）。図８に示すように、原版Ｈの下方の記録時に物体１０が配置されていた位置に、上記と同様のＲ色の感度が相対的に低いホログラム感光材料であるデュポン社製  ＨＲＦ８００Ｘ００１からなるホログラム感光材料３１を原版Ｈと平行に配置し、Ｒ波長帯域中の波長６４７ｎｍのＫｒレーザ光、Ｇ波長帯域中の波長５３２ｎｍのＬＤ励起レーザ光、Ｂ波長帯域中の波長４７６ｎｍのＡｒレーザ光を重畳したＲＧＢ複製照明光３２を入射角Ｉ1 で原版Ｈの下方から入射させると、物体１０の像１０’がホログラム感光材料３１面近傍に再生され、２層３色記録ホログラム原版Ｈがホログラム感光材料３１に複製される。このように体積ホログラム感光材料３１中に複製記録されるホログラムはリップマン型の多色イメージホログラム（イメージプレーンホログラム）である。
【００２７】
ここで、ＲＧＢ複製照明光３２中のＲＧＢの光量比は２：１：１の関係に選ぶことにより、色再現性が良く、視域を略正面方向に制限した、明るい像が表示できる多色記録リップマンホログラムが複製される。
【００２８】
なお、ＲＧＢ複製照明光３２の入射角Ｉ1 と原版Ｈ記録時の照明光２１、２２の入射角Ｉ0 との間は、特開平１０−３４００３８号に開示された関係を満足するように選択される。そのため、複製された多色記録リップマンホログラムは、ＲＧＢ各色につき、必要なスラント角成分を持つフリンジのみが重点的に記録されるで、上記のような明るい多色ホログラム像が得られる。しかも、図８の配置では、複製の際の体積ホログラム感材３８を原版３７から離間して配置することで、作製される多色記録リップマンホログラムはイメージホログラムとなり、再生の際に平行でない白色光で照明しても、ぼけのない明るい多色ホログラム像が観察できる。
【００２９】
比較のため、図９の回折効率特性の３層３色記録ホログラム原版を用い、図８の配置で同様に複製する場合、ＲＧＢ複製照明光３２中のＲＧＢの光量比は４：１：１の関係に選ぶ必要がある。Ｒ色のレーザ光は強度が弱いものしか容易に入手できないため、この原版の場合は、上記の本発明の場合に比較して複製に時間がかかる等の問題がある。その上、特開平１０−３４００３８号のホログラム複製方法を適用する場合に、複製されたホログラムの視域がＲ、Ｇ、Ｂで異なってしまい、色ムラが生じてしまう。
【００３０】
以上、本発明のホログラム原版及びその作製方法を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれらに限定されず種々の変形が可能である。図３の構成において、下側に積層するホログラムをＧＢ２色記録体積ホログラムＨGBとし、その上にＲ単色記録体積ホログラムＨR を貼り合わせるようにしてもよい。
【００３１】
また、第２の実施例の場合に、図４〜図５において、第１ホログラム感光材料１中に先にＧＢ照明光を入射させて第１ホログラム感光材料１中にＧＢ２色体積ホログラムを同時に記録し、次いで、その上に設けた第２ホログラム感光材料２中にＲ照明光を入射させて第２ホログラム感光材料２中にＲ単色体積ホログラムを記録するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のホログラム原版及びその作製方法によると、赤色、緑色、青色の何れか１つの波長での記録を１層の感光材料に記録し、赤色、緑色、青色の残りの２つの波長での記録を他の１層の感光材料に多重記録し、その２つの層が重畳されているので、複製に用いる感光材料の相対的に感度の低い１つの波長のホログラムを１層に、残りを他の層に記録するようにすることにより、各色で回折効率、回折方向のバラツキ、ムラがなく色再現性の良いホログラムを容易に複製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例のホログラム原版の作製方法の最初の工程を説明するための図である。
【図２】本発明の１実施例のホログラム原版の作製方法の次の工程を説明するための図である。
【図３】図１と図２の工程で作製したホログラムを貼り合わせて得られる本発明による２層３色記録ホログラム原版の１例の断面図である。
【図４】本発明の別の実施例のホログラム原版の作製方法の最初の工程を説明するための図である。
【図５】本発明の別の実施例のホログラム原版の作製方法の次の工程を説明するための図である。
【図６】作製されたホログラム原版の回折効率特性を示す図である。
【図７】ホログラム原版作製に用いられた感光材料の感度を示す図である。
【図８】作製されたホログラム原版を用いて多色ホログラムを複製する方法の例を示す図である。
【図９】比較例としての３層３色記録ホログラム原版の回折効率特性を示す図である。
【符号の説明】
Ｈ…２層３色記録ホログラム原版（本発明）
ＨR …Ｒ単色記録体積ホログラム
ＨGB…ＧＢ２色記録体積ホログラム
１…第１ホログラム感光材料
２…第２ホログラム感光材料
１０…物体
１０’…物体の像
１１…Ｒ光散乱部
１２…Ｇ光散乱部
１３…Ｂ光散乱部
１４…粘着フィルム
１５…ガラス基板
２１…Ｒ照明光
２２…ＧＢ照明光
３１…ホログラム感光材料
３２…ＲＧＢ複製照明光
【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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【図９】
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