全息圖製作方法和通過該方法製作的全息圖的製作方法
2023-08-06 04:34:06
專利名稱：全息圖製作方法和通過該方法製作的全息圖的製作方法
技術領域：
本發明涉及全息圖製作方法和通過該方法製作的全息圖，特別涉及 記錄有計算機合成全息圖的再現像的體積型全息圖的製作方法和通過 該方法製作的全息圖。
背景技術：
歷來，為了防止偽造，已知有在兌換券、信用卡等上設置的全息圖 的情況。作為該全息圖，有通過使用計算機的運算而在規定的記錄面上
形成幹涉條紋而製作的計算機全息圖(CGH)(專利文獻l)。 專利文獻1:日本專利申請公開2000-214751號公報 專利文獻2:日本專利申請公開2002-72837號公報 專利文獻3:日本專利申請公開2005-215570號公報 非專利文獻1 : "3次元畫{象- 7 :7 7 k > 7 '99-3D Image
Conference'99-"講演論文集CD-ROM ( 1999年6月30日 7月1日工
學院大學新宿校舍)，論文"ED描畫^ J: 6 4 乂一 ^型^^f大卩CGH (3)—隠面消去.陰影付"仁J; 6立體感0向上一"
但是，至今為止被提案的上述現有的計算機全息圖雖然是設計性、
安全性優越的全息圖，但是其是浮雕型的全息圖，與體積型的全息圖相
比，容易被偽造，在安全性方面較差。
發明內容
本發明是鑑於現有技術的這樣的問題而完成的，其目的在於提供一 種以簡單的方法製作設計性、安全性優越的全息圖的方法和通過該方法 製作的全息圖。
實現上述目的的本發明的全息圖製作方法的特徵在於，對通過使用 計算機的運算在規定的記錄面上記錄振幅信息和相位信息而成的計算
機合成全息圖進行製作，向上述計算機合成全息圖照射第 一再現照明 光，使第一衍射光從上述計算機合成全息圖生成，使第一再現像再現， 使上述笫一衍射光和第一參照光同時射入配置於上述第一再現像附近的第一段全息圖記錄材料並記錄第一段全息圖，向記錄的上述第一段全 息圖照射第二再現照明光，使第二衍射光從上述第一段全息圖生成，使 第二再現像再現，使上述第二衍射光和第二參照光同時射入配置於上述 第二再現像附近的第二段全息圖記錄材料，作為反射型或透過型的體積 型全息圖記錄第二段全息圖。
此外，優選至少採用以下的配置方式中的一種，即，以上述第一再 現照明光的0次光不射入上述第一段全息圖記錄材料的方式進行配置， 或以上述第二再現照明光的0次光不射入上述第二段全息圖記錄材料的 方式進行配置。
此外，優選採用如下方式將使用從設定在記錄物體上的點光源起
僅在規定的一維方向上擴展的物體光而記錄的計算機合成全息圖作為 上述計算機合成全息圖，在使用該計算機合成全息圖，記錄上述第一段 全息圖時，作為上述第一再現照明光使用在與上述一維方向正交的方向 上擴散的擴散照明光。
此外，優選採用如下方式將使用從設定在記錄物體上的點光源起 僅在規定的一維方向上擴展的物體光而記錄的計算機合成全息圖作為 上述計算機合成全息圖，在使用該計算機合成全息圖，記錄上述第一段 全息圖時，在上述第 一段全息圖記錄材料側的上述計算機全息圖附近， 配置僅在與上述一維方向正交的方向上擴散的一軸方向擴散單元。
此外，優選採用如下方式將使用從設定在記錄物體上的點光源起 僅在規定的一維方向上擴展的物體光而記錄的計算機合成全息圖作為 上述計算機合成全息圖，在使用該計算機合成全息圖，記錄上述第二段 全息圖時，在上述笫一段全息圖側的上述第二段全息圖附近，配置僅在 與上述一維方向正交的方向上擴散的一軸方向擴散單元。
此外，優選向上述計算機合成全息圖照射的上述第一再現照明光從 上述一維方向射入。
此外，作為上述計算機全息圖，使用在白色光下能夠進行全彩色的 圖像再現的計算機合成全息圖，在製作上述第一段全息圖時，依次改變 上述第 一再現照明光的波長，製作與上述各波長對應的多個第 一段全息 圖，在製作上述第二段全息圖時， 一邊更換與上述各波長對應的多個第 一段全息圖， 一邊射入對應的波長的第二再現照明光，由此，在一層的 第二段全息圖記錄用感光材料中多重記錄與各個波長對應的全息圖，或通過在與各個波長對應的不同的第二段全息圖記錄用感光材料中記錄 與各個波長對應的全息圖，也能夠進行多層記錄。
進而，本發明的全息圖製作方法的特徵在於，對通過使用計算機的 運算在規定的記錄面上記錄振幅信息和相位信息而形成的計算機合成 全息圖進行製作，向上述計算機合成全息圖照射再現照明光，使衍射光 從上述計算機合成全息圖生成，使再現像再現，並使上述衍射光和參照 光同時射入全息圖記錄材料，作為反射型或透過型的體積型全息圖進行 記錄。
此外，優選在與上述計算機合成全息圖分離的位置上使上述再現像 再現，並將上述全息圖記錄材料配置於上述再現像附近。
此外，優選以上述再現照明光的0次光不射入上述全息圖記錄材料
的方式進行配置。
此外，優選採用如下方式將使用從設定在記錄物體上的點光源起 僅在規定的一維方向上擴展的物體光而記錄的計算機合成全息圖作為 上述計算機合成全息圖，使用該計算機合成全息圖，在上述再現像附近 的上述全息圖記錄材料的上述計算機全息圖側附近，配置使入射光僅在 與上述一維方向正交的方向上擴散的一軸方向擴散單元。
此外，優選採用如下方式作為上述計算機全息圖，使用在白色光 下能夠進行全彩色的圖像再現的計算機合成全息圖，針對上述全息圖記 錄材料，依次改變再現照明光的波長而在一層的上述全息圖記錄材料中 進行多重記錄，或在每次改變再現照明光的波長時，整體地層疊在各個 上述全息圖記錄材料中記錄的多個不同波長的全息圖層，作為能夠進行 兩個波長以上的再現的全息圖。
進 一 步，本發明包括通過以上的全息圖製作方法製作的全息圖。
發明的效果
根據本發明，能夠以簡單的方法製作設計性、安全性優越的體積型 全息圖。此外，能夠降低該體積型全息圖的噪聲。進一步，因為在記錄 計算機合成全息圖時，向計算機合成全息圖照射在與物體光擴展的 一維 方向正交的方向上擴散的第一再現照明光，所以能夠擴大與物體光擴展 的一維方向正交的方向的視域。再有，向計算機合成全息圖照射的第一 再現光通過從該一維方向射入，即使增大擴散角度，0次光和1次光也不會重疊，能夠降低噪聲。進而，還能夠形成能夠進行兩個波長以上的 再現的全息圖，還能夠進一步增強安全性、設計性。進而，還能夠減少 對製作體積型全息圖時的現有Hl全息圖進行製作的工序。
圖1是表示本發明的計算機合成全息圖的記錄方法的概念的立體圖。
圖2是表示基於圖1的運算處理的概念的具體示例的圖。
圖3是用於說明圖1的運算處理的概念的俯視圖。
圖4是用於對基於本發明而製作體積型全息圖的方法的第 一 實施方
式進行說明的圖。
圖5是用於對作為 一軸方向擴散板單元的柱鏡片材進行說明的圖。
圖6是表示複製反射型的H3全息圖時的攝影配置的圖。
圖7是表示根據第一實施方式的CGH原版的第一再現照明光的入
射方向的比較的圖。
圖8是用於對基於本發明而製作體積型全息圖的方法的第二實施方
式進行說明的圖。
圖9是表示根據第二實施方式的CGH原版的第一再現照明光的入
射方向的比較的圖。
圖10是用於對基於本發明而製作體積型全息圖的方法的第三實施
方式進行說明的圖。
圖11是用於對基於本發明而製作體積型全息圖的方法的第四實施
方式進行說明的圖。
圖12是第四實施方式的俯視圖。 圖13是表示現有技術的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖，對本實施方式的全息圖的製作方法進行說明。 在本實施方式中，首先製作計算機合成全息圖1。圖1 圖3表示制
作計算機合成全息圖1的方法。
首先，在本實施方式中，作為計算機合成全息圖，使用一種利用從
設定在記錄物體上的點光源起僅在規定的一維方向上擴展的物體光而被記錄的計算機合成全息圖。該製作方法是基於專利文獻1的記載的方 法。即，如圖1所示，假定從原圖像O上的任意的點光源Pl發出的物 體光Oi如圖所示那樣僅在水平方向(與XZ平面平行的平面內)上擴展。
於是，物體光Oi僅到達記錄介質1上的線狀區域B,物體光Oi完全不 到達記錄介質1的其它區域。在利用光學的方法製作全息圖的情況下， 雖然非常難以像這樣限制物體光的擴展，但是在使用計算機製作全息圖 的情況下，僅修正運算式就能夠容易地控制物體光。因此，針對從構成 原圖像O的所有的點光源發出的物體光，賦予同樣的限定(物體光僅在 與XZ平面平行的平面內擴展的限定)。
圖2是表示基於上述的基本概念的記錄方法的具體例的立體圖。在 該例中，分別通過多個平行的平面在水平方向上對原圖像O和記錄介質 1 (記錄面)分別進行分割，並定義多個線狀的單位區域。即，如圖所
示，原圖像O被分割成合計M個的單位區域Al、 A2、 A3、 ...、 Am.....
AM,記錄介質1同樣地被分割成合計M個的單位區域B1、 B2、 B3、...、 Bm、 ...、 BM。在原圖像O是立體圖像的情況下，各單位區域A1、 A2、 A3、 ...、 Am、 ...、 AM是通過分割該立體的表面部分而獲得的單位區 域。此處，原圖像O上的M個單位區域與記錄介質1上的M個單位區 域分別是一對一的對應關係。例如，原圖像O上的第m個單位區域Am 與記錄介質1上的第m個單位區域Bm對應。
再有，在該圖2所示的例中，各單位區域Al、 A2、 A3.....Am、...、
AM的寬度被設定為與在原圖像O上定義的點光源的Y方向的間距相 等，各個單位區域成為點光源呈一列地排列的線狀的區域。例如，在圖 示的例子中，在第m個單位區域Am中N個點光源Pml PmN呈一列地 排列。此外，各單位區域B1、 B2、 B3、 ...、 Bm、 ...、 BM的寬度被設 定為與在記錄介質1上定義的運算點的Y方向的間距相等，各個單位區 域成為運算點呈一列地排列的線狀的區域。圖示的運算點Q(x, ym) 表示位於第m個單位區域Bm內的運算點，在XY坐標系中位於以坐標 值(x, ym)表示的位置。
在此例的情況下，針對運算點Q (x, ym)的幹涉波強度通過如下 方式求取。首先，將與該運算點Q(x, ym)所屬的單位區域Bm對應 的原圖像O上的單位區域Am確定為運算對象單位區域。然後，針對通 過從該運算對象單位區域Am內的點光源Pml PmN發出的物體光
9Oml OmN、和參照光L6m形成的幹涉波，求取位於運算點Q(x, ym ) 的位置的振幅強度，該振幅強度是針對作為目的的運算點Q (x, ym) 的幹涉波強度。此處，參照光L0m例如是與YZ平面平行的單色平行光 線，在任意位置上均以相同的角度射入記錄介質1。或者，參照光L9m 的入射角度0m基於假想照明和假想視點的設定而被確定，例如，也可 以設定為，針對上端的單位區域B1的參照光Lei的入射角度ei成為大 的角度5，針對下端的單位區域BM處的參照光L0M的入射角度0M成 為小的角度(3。
圖3是用於對這樣的運算處理的概念進行說明的俯視圖，表示從圖 2的上方觀察圖2所示的原圖像0和CGH原版用記錄介質1時的狀態。 如圖所示，用於求取運算點Q (x, ym)的幹涉波強度的所需的物體光 被限定為僅是從運算對象單位區域Am內的N個點光源Pml、...、 Pmi、 ...、 PmN發出的物體光Oml、 ...、 Omi、 ...、 OmN，不必考慮來 自構成原圖像O的所有點光源的物體光。這樣，如果針對在CGH原版 用記錄介質1上被定義的所有運算點Q (x, ym)，分別求取規定的幹 涉波強度的話，就能夠在CGH原版用記錄介質1上獲得幹涉波的強度 分布，成為CGH原版1。此處，以相同的符號1表示CGH原版用記錄 介質1和CGH原版1。
以上，參照圖1 圖3,說明了將在原圖像O上定義的第m個單位 區域Am上的光源的信息記錄於在CGH原版用記錄介質1上定義的第m 個單位區域Bm上的方法。在以該方法說明的沖莫型中，單位區域Am和 B m均為幾何學上的線狀的區域，點光源和運算點均以 一 維方式排列。
再有，在以上的方法中，關於分割區域上的運算點Q處的物體光的 振幅和相位的記錄，除了以上已說明的以利用與參照光的幹涉的幹涉條 紋進行記錄的方法以外，也可以採用如專利文獻2、 3所記載的那樣， 以在一個面上具有槽的三維單元的槽的深度記錄相位、以槽的寬度記錄 振幅的方法。
或者，也可以利用非專利文獻l所記載的A.W丄ohmann等的方法、 Lee的方法等記錄振幅和相位。
總之，對於在本發明中使用的CGH原版1,使用如下計算機合成全 息圖，即利用從設定在記錄物體上的點光源起僅在規定的 一維方向上擴 展的物體光而被記錄的計算機合成全息圖。的第一實施方式，對從如上述那樣得到的利用
僅在規定的一維方向上擴展的物體光而被記錄的CGH原版l,根據本發 明製作體積型全息圖的方法進行說明。圖4 (a)是表示從CGH原版1 製作第一段H1全息圖11時的攝影配置的圖，圖4 (b)是表示從第一 段H1全息圖11製作第二段H2全息圖21時的攝影配置的圖。
首先，為了從CGH原版1製作第一段H1全息圖11,如圖4(a) 所示那樣，面對CGH原版1分離地配置光聚合物、銀鹽材料等的H1全 息圖記錄用感光材料ll。然後，雖然向CGH原版1照射第一再現照明 光2,但是由於在本實施方式中製作的圖1~圖3所示的計算機合成全息 圖1中，與在記錄時作為點光源進行擴展的一維方向的橫方向的視域相 比，與該一維方向正交的縱方向的視域較窄，所以作為對CGH原版1 進行照明的第一再現照明光2,照射在與該一維方向正交的縱方向上以 規定角度擴散的擴散照明光。為此，在CGH原版1照明用的平行的照 明光20的光路中配置僅在縱的一維方向上擴散的柱鏡片材、作為全息 圖等的一軸方向擴散單元的一軸方向擴散板10,使在縱方向上擴散的擴 散照明光的第一再現照明光2產生，從CGH原版1的與Hl全息圖記錄 用感光材料11相反的一側以規定的入射角照射該第一再現照明光2，從 CGH原版1使第一衍射光3生成，使原圖像O的第一再現像O，再現， 並使該第一衍射光3射入H1全息圖記錄用感光材料11。在圖4(a)中， 雖然第一再現像O，被圖示為再現於CGH原版1附近，但再現位置並不 限於CGH原版1附近。然後，與該第一衍射光3—起，向H1全息圖記 錄用感光材料11的面，以入射角e使能夠與第一衍射光3進行幹涉的來 自同一光源的平行光構成的第一參照光4同時射入，在H1全息圖記錄 用感光材料11上對第一再現像O，的全息圖進行曝光。這時，當使第一 再現照明光2的0次光(在CGH原版1中不衍射地透過的光)不照射 至Hl全息圖記錄用感光材料11，此外，使得來自一軸方向擴散板10 的散射光(不同於擴散照明光的光)透過CGH原版1而不射入H1全息 圖記錄用感光材料11時，則噪聲減少，為優選。然後，對該全息圖被 曝光後的Hl全息圖記錄用感光材料11進行後處理，製作Hl全息圖11。 此處，以相同的符號11表示H1全息圖記錄用感光材料11和H1全息圖 11。
圖5表示作為上述的一軸方向擴散板單元的柱鏡片材10a。圖5(a)是柱鏡片材10a的正面圖，圖5 (b)是柱鏡片材10a的截面圖。當以圖 5 (a)和圖5 (b)所示方式定義坐標軸時，從Z軸的負方向射入到柱鏡 片材10a的入射光La通過柱鏡片材10a而在出射光Lb和Lc之間的Y 軸方向上被擴散並射出。將這樣的一軸方向擴散板10配置於平行的照 明光20的光路中，使在縱方向上擴散的第一衍射光3向CGH原版1射 入，由此，第一衍射光3也對應於該擴散角在縱方向上擴展，能夠擴展 記錄在H1全息圖11上的全息圖的縱方向的視域。
接著，如圖4 (b)所示，在獲得的HI全息圖11的記錄時的CGH 原版1 一側分離地配置光聚合物、銀鹽材料等的H2全息圖記錄用感光 材料21,使與記錄時的第 一參照光4相反地前進的第二再現照明光5, 從對H1全息圖11射入記錄時的第一參照光4的一側的相反側射入。這 時，當使第二再現照明光5的0次光不照射到H2全息圖記錄用感光材 料21時，則噪聲減少，為優選。
於是，從H1全息圖11產生第二衍射光6，與該第二衍射光6—起， 向H2全息圖記錄用感光材料21的面，以規定的入射角使能夠與第二衍 射光6進行幹涉的來自同一光源的平行光構成的第二參照光7同時入 射，在H2全息圖記錄用感光材料21上對第二再現像O，的全息圖進行 曝光。這時，在將H2全息圖21作為透過型的情況下，使第二參照光7 從與第二衍射光6相同的一側射入；在將H2全息圖21作為反射型的情 況下，使第二參照光7從與第二衍射光6相反的一側射入。對該全息圖 被曝光後的H2全息圖記錄用感光材料21進行後處理，製作H2全息圖 21。此處，以相同的符號21表示H2全息圖記錄用感光材料21和H2 全息圖21。
圖6是表示從作為反射型而製作的H2全息圖21複製與其為相同特 性的H3全息圖31時的攝影配製的圖。如圖6所示，在由體積型反射全 息圖構成的H2全息圖21上，緊貼光聚合物等的體積型的H3全息圖感 光材料31、或經由折射率匹配液緊貼配置該H3全息圖感光材料31。然 後，從H3全息圖感光材料31側向H2全息圖21,使與圖4(b)所示的 製作H2全息圖時的第二參照光7相反地前進的第三再現照明光8,從 與製作H2全息圖時的第二參照光7射入的一側的相反側射入。然後， 使射入H3全息圖感光材料31的第三再現照明光8、和來自H2全息圖 21的衍射光9 (與第二衍射光6相反地前進)在H3全息圖感光材料31中發生幹涉，從而在H3全息圖感光材料31上作為H3全息圖31複製 H2全息圖21。
接著，對本發明的CGH原版1的第一再現照明光2的入射方向進 行說明。圖7是表示根據CGH原版1的第一再現照明光2的入射方向 的比較的圖。圖7 (a)表示使CGH原版1的第一再現照明光2從作為 在CGH原版1的記錄時物體光進行擴展的一維方向的斜橫方向射入； 圖7 (b)表示使CGH原版1的第一再現照明光2從斜縱方向射入。
如圖7(b)所示，在斜縱方向入射的情況下，因為CGH原版1的 衍射方向和第一再現照明光2的擴散方向雙方均成為縱方向，所以當增 大第一再現照明光2的擴散角度時，存在O次光也在縱方向上擴散，射 入H1全息圖記錄用感光材料11的有效區域，成為噪聲的原因的問題。
與此相對，如圖7(a)所示，在作為記錄時物體光進行擴展的一維 方向的斜橫方向入射的情況下，因為CGH原版1的衍射方向是橫方向， 第 一再現照明光2的擴散方向是縱方向，所以即使增大第 一再現照明光 2的擴散角度，0次光也僅在Hl全息圖記錄用感光材料11的有效區域 外在縱方向上擴散，不會射入H1全息圖記錄用感光材料11的有效區域。 因此，優選CGH原版1的第一再現照明光2為斜橫方向入射。
此外，本實施方式的體積型全息圖也可以通過下述方式製作，即， 作為CGH原版1 ，使用在白色光下能夠進行全彩色的圖像再現的計算機 合成全息圖(參照專利文獻1 )，在圖4 (a)所示的Hl全息圖11的制 作時依次改變第一再現照明光2的波長，並且，將H1全息圖記錄用感 光材料11也改變為相對應的材料，製作與RGB的各個波長對應的多個 Hl全息圖llr、 llg、 lib,在圖4 (b)所示的H2全息圖21的製作時， 一邊分別依次更換H1全息圖llr、 llg、 lib, —邊射入對應的波長的第 二再現照明光5，由此，在一層H2全息圖記錄用感光材料21中多重記 錄與各個波長對應的全息圖，或者，通過在與各個波長對應的不同的
H2全息圖記錄用感光材料21中記錄與各個波長對應的全息圖而進行多 層記錄，製作作為能夠進行兩個波長以上的再現的全息圖。在後者的情 況下，在透明基板上依次塗敷與各個波長對應的H2全息圖記錄用感光 材料21,與此同時反覆對各波長的H2全息圖進行曝光。利用該方法， 能夠進一步擴張記錄有本發明的計算機合成全息圖的再現像的體積型 全息圖的安全性、設計性。
13接著，對從獲得的CGH原版1製作體積型全息圖的第二實施方式 的方法進行說明。針對圖8所示的第二實施方式進行說明。圖8(a)是 表示從CGH原版1製作第一段H1全息圖ll時的攝影配置的圖，圖8 (b)是表示從第一段H1全息圖11製作第二段H2全息圖21時的攝影 配置的圖。
如圖8 (a)所示，面對CGH原版1配置光聚合物、銀鹽材料等的 Hl全息圖記錄用感光材料11。然後，向CGH原版1照射第一再現照明 光2，使第一衍射光3產生，使原圖像O的第一再現像O'成像，並使第 一衍射光3射入H1全息圖記錄用感光材料11。然後，與該第一衍射光 3 —起，向Hl全息圖記錄用感光材料11的面，以入射角e使能夠與第 一衍射光3發生幹涉的來自同一光源的平行光構成第一參照光4同時射 入，在Hl全息圖記錄用感光材料11上對第一再現像O，的全息圖進行 曝光。這時，當使第一再現照明光2的0次光不照射至H1全息圖記錄 用感光材料11時，則噪聲減少，為優選。然後，對該全息圖被曝光後 的Hl全息圖記錄用感光材料11進行後處理，製作Hl全息圖11。此處， 以相同的符號11表示H1全息圖記錄用感光材料11和H1全息圖11。
此處，在本實施方式中製作的圖1 圖3所示的計算機合成全息圖 中，因為與作為在記錄時點光源進行擴展的 一維方向的橫方向的視域相 比，與一維方向正交的縱方向的視域較窄，所以在成像該原圖像O的像 O'的位置附近，配置圖5所示那樣的僅在一維方向擴散的柱鏡片材、作 為全息圖等的一軸方向擴散單元的一軸方向擴散板10,使衍射光4在縱 方向上擴散。
接著，如圖4(b)所示，面對獲得的Hl全息圖11配置光聚合物、 銀鹽材料等的H2全息圖記錄用感光材料21,使與記錄時的第 一 參照光 4相反地前進的第二再現照明光5,從對於Hl全息圖11射入記錄時的 第一參照光4的一側的相反側射入。這時，當以第二再現照明光5的0 次光不照射H2全息圖記錄用感光材料21的方式進行配置時，則噪聲減 少，為優選。
於是，從H1全息圖11產生第二衍射光6，與該第二衍射光6—起， 向H2全息圖記錄用感光材料21的面，以規定的入射角使能夠與第二衍 射光6發生幹涉的來自同一光源的平行光構成的第二參照光7同時射 入，在H2全息圖記錄用感光材料21上對第二再現像O，，的全息圖進行曝光。這時，在使H2全息圖21為透過型的情況下，使第二參照光7從 與第二衍射光6相同的一側射入；在使H2全息圖21為反射型的情況下， 使第二參照光7從與第二衍射光6相反的一側射入。對該全息圖被曝光 後的H2全息圖記錄用感光材料21進行後處理，製作H2全息圖21。此 處，以相同的符號21表示H2全息圖記錄用感光材料21和H2全息圖 21。
在第二實施方式中，也能夠以與圖6所示的第一實施方式相同的方 法，在H3全息圖感光材料31上作為H3全息圖31複製H2全息圖21。
接著，對本實施方式的CGH原版1的第一再現照明光2進行說明。 圖9是表示根據CGH原版1的第一再現照明光2的入射方向的比較的 圖。圖9 (a)表示使CGH原版1的第一再現照明光2從作為在記錄時 點光源進行擴展的一維方向的斜橫方向射入的情況；圖9(b)表示使 CGH原版1的第一再現照明光2從斜縱方向射入的情況。
如圖9(b)所示，在斜縱方向入射的情況下，因為CGH原版1的 書亍射方向和一軸方向擴散板10的擴散方向雙方均為縱方向，所以當通 過一軸方向擴散板10增大擴散角度時，存在0次光在縱方向上擴散， 射入H1全息圖記錄用感光材料11的有效區域，成為噪聲的問題。
與此相對，如圖9(a)所示，在作為記錄時點光源進行擴展的一維 方向的橫方向入射的情況下，因為CGH原版1的衍射方向是橫方向， 一軸方向擴散板10的擴散方向是縱方向，所以即使增大擴散角度，0次 光在H1全息圖記錄用感光材料11的有效區域外在縱方向上擴散，不會 射入H1全息圖記錄用感光材料11的有效區域。因此，優選使CGH原 版1的第一再現照明光2為橫方向入射。
接著，對圖10所示的本發明的第三實施方式進行說明。圖10(a) 是表示從CGH原版1製作第一段H1全息圖11時的攝影配置的圖，圖 10 (b)是表示從第一段H1全息圖11製作第二段H2全息圖21時的攝 影配置的圖。
如圖10(a)所示那樣，面對CGH原版1配置光聚合物、銀鹽材料 等的Hl全息圖記錄用感光材料11。然後，向CGH原版1照射第一再 現照明光2，使第一衍射光3生成，使原圖像O的第一再現像O，成像， 並使第一衍射光3射入H1全息圖記錄用感光材料11。然後，與該第一 衍射光3 —起，向Hl全息圖記錄用感光材料11的面，以入射角e使能夠與第 一衍射光3發生幹涉的來自同 一光源的平行光構成的第 一參照光
4同時射入，在H1全息圖記錄用感光材料11上對再現像O，的全息圖進 行曝光。這時，當使第一再現照明光2的0次光不照射至HI全息圖記 錄用感光材料11時，噪聲減少，為優選。然後，對該全息圖被曝光後 的Hl全息圖記錄用感光材料11進行後處理，製作Hl全息圖11。此處， 以相同的符號11表示Hl全息圖記錄用感光材料11和H1全息圖11。
接著，如圖10 (b)所示，使與記錄時的第一參照光4相反地前進 的第二再現照明光5,從射入記錄時的第一參照光4的一側的相反側， 射入獲得的Hl全息圖11。這時，當使第二再現照明光5的0次光不照 射H2全息圖記錄用感光材料21時，則噪聲減少，為優選。
於是，從H1全息圖11生成笫二衍射光6，相對於H1全息圖11的 面，在與進行記錄時的再現像O，的相對位置是相同的位置上，再現像O， 的第二再現像O"被再現成像。
此外，在圖1 圖3所示的計算機合成全息圖中，因為與作為在記錄 時點光源進行擴展的 一 維方向的橫方向的視域相比，與 一 維方向正交的 縱方向的視域較窄，所以相對於形成該原圖像O的第二再現像O "的位 置附近的H2全息圖記錄用感光材料21,在H1全息圖ll側配置在縱方 向上進行擴散的圖5所示那樣的柱鏡片材、作為全息圖等的一軸方向擴 散單元的一軸方向擴散板10,在縱方向上擴散第二衍射光6。通過這樣 配置一軸方向擴散板IO，能夠使第二衍射光6在縱方向上擴散，擴展縱 方向的糹見j或。
然後，在一軸方向擴散板10的附近配置由光聚合物、銀鹽材料等 構成的H2全息圖記錄用感光材料21,以規定的入射角使能夠與第二衍 射光6發生幹涉的來自同一光源的平行光構成的第二參照光7同時射 入，在H2全息圖記錄用感光材料21中進行曝光。這時，在使H2全息 圖21為透過型的情況下，從與第二衍射光6相同的一側射入第二參照 光7;在使H2全息圖21為反射型的情況下，從與笫二衍射光6相反的 一側射入第二參照光7。對該全息圖被曝光後的H2全息圖記錄用感光 材料21進行後處理，製作H2全息圖21。此處，以相同的符號21表示 H2全息圖記錄用感光材料21和H2全息圖21。
再有，在第三實施方式中，也能夠以與圖6所示的第一實施方式相 同的方法，在H3全息圖感光材料31上作為H3全息圖31複製H2全息圖21。
此外，第二和第三實施方式的體積型全息圖也可以通過以下方式制
作，即，作為CGH原版l,使用在白色光下能夠進行全彩色的圖像再現 的計算機合成全息圖(參照專利文獻1),在圖8 (a)和圖10 (a)所 示的HI全息圖11的製作時依次改變第一再現照明光2的波長，並且， 將HI全息圖記錄用感光材料11改變為對應的材料，製作與RGB的各 個波長對應的多個H1全息圖llr、 llg、 lib,在圖8 (b)和圖10 (b) 所示的H2全息圖21的製作時， 一邊分別依次更換H1全息圖llr、 llg、 llb， 一邊射入第二再現照明光5,由此，在一層H2全息圖記錄用感光 材料21中多重記錄與各個波長對應的全息圖，或者，通過在與各個波 長對應的不同的H2全息圖記錄用感光材料21中記錄與各個波長對應的 全息圖而進行多層記錄，製作作為能夠進行兩個波長以上的再現的全息 圖。由此，能夠進一步擴張設計性。
接著，對從作為獲得的計算機合成全息圖的CGH原版1製作體積 型全息圖的第四實施方式的方法進行說明。在第四實施方式中，如圖11 和圖12所示，向得到的CGH原版1，從與對於CGH原版1配置H2全 息圖記錄用感光材料21的一側的相反側射入再現照明光3。這時，當使 再現照明光3的0次光4o不射入H2全息圖記錄用感光材料21時，則噪 聲減少，為優選。當使再現照明光3向CGH原版1射入時，從CGH原 版1生成衍射光4，相對於CGH原版1的面，在與分離的記錄時的原圖 像O的相對位置是相同的位置上，原圖像O的再現像O，被再現成像。 這時，如圖12所示，來自CGH原版1的衍射光4僅在朝向再現像0' 的成像位置具有視域的橫方向上聚光。由此，能夠增強物體光的強度。
此處，在本實施方式中製作的圖1 圖3所示的計算機合成全息圖 中，因為與作為在記錄時點光源進行擴展的 一 維方向的橫方向的視域相 比，與一維方向正交的縱方向的視域較窄，所以在成像該原圖像O的再 現像O'的位置附近，配置圖5所示那樣的僅在一維方向擴散的柱鏡片 材、作為全息圖等的一軸方向擴散單元的一軸方向擴散板10,使衍射光 4在縱方向上擴散。
然後，在一軸方向擴散板IO和再現像O，的附近配置由光聚合物、 銀鹽材料等構成的H2全息圖記錄用感光材料21,使能夠與再現照明光 3發生幹涉的來自同一光源的平行光構成的參照光5,從與衍射光4相反的一側或相同的一側以任意的入射角同時射入，在H2全息圖記錄用 感光材料21中對H2全息圖進行曝光。
此處，為了進行比較，對作為現有的體積型全息圖的製作方法的二 步驟法進行說明。圖13是表示根據現有的二步驟法製作全息圖時的第 一段的Hl全息圖的攝影配置(a)和第二段的H2全息圖的攝影配置(b) 的側面圖。首先，使用光聚合物、銀鹽材料等的Hl全息圖記錄用感光 材料ll,如圖13 (a)所示那樣，面對在全息圖上進行記錄的物體(此 處，以立方體表示)100配置該Hl全息圖記錄用感光材料111。然後， 以規定波長的雷射對物體100進行照明，使在物體100上淨皮散射的物體 光101射入H1全息圖記錄用感光材料111,並以入射角e向Hl全息圖 記錄用感光材料111的面，使能夠與物體光100發生幹涉的來自同一光 源的平行光構成的參照光102同時射入，在Hl全息圖記錄用感光材料 111上對物體100的全息圖進行曝光。對該全息圖被曝光後的Hl全息 圖記錄用感光材料111進行後處理，製作H1全息圖111。此處，以相 同的符號111表示Hl全息圖記錄用感光材料111和Hl全息圖111。
接著，如圖13 (b)所示那樣，使與記錄時的參照光102相反地前 進的再現照明光103，從對於Hl全息圖111射入記錄時的第一參照光 102的一側的相反側，射入獲得的Hl全息圖111。於是，從H1全息圖 111產生衍射光104,相對於Hl全息圖111的面，在與記錄時的物體 100的相對位置相同的位置上形成物體100的像100，。在成像該物體100 的像IOO，的位置附近配置由光聚合物、銀鹽材料等構成的第二段H2全 息圖記錄用感光材料121,從與衍射光104相反的一側或相同的一側， 以任意的角度使能夠與再現照明光103發生幹涉的來自同 一光源的平行 光構成的參照光105同時射入，在H2全息圖記錄用感光材料121中對 第二段H2全息圖進行曝光。對該第二段的H2全息圖被曝光後的H2全 息圖記錄用感光材料121進行後處理，製作H2全息圖121。此處，以 相同的符號121表示H2全息圖記錄用感光材料121和H2全息圖121。
以上述方式被記錄的H2全息圖121是體積型全息圖，在使參照光 105從與布f"射光104相反的一側射入的情況下作為反射型全息圖^皮記 錄，在使參照光105從與衍射光104相同的一側射入的情況下作為透過 型全息圖被記錄。
這樣，與利用現有的二步驟法的全息圖製作方法進行比較，在本發
18明的實施方式的方法中，因為使用CGH原版l,所以在製作與H2全息 圖相當的體積型全息圖21時能夠減少製作現有的HI全息圖111的工 序。此外，能夠不使用實際的物體地以簡單的方法製作全息圖。進而， 因為能夠利用計算機製作原圖像，所以能夠以細微的結構製作設計性、 安全性優越的全息圖。
再有，即使在第四實施方式中，也能夠以與圖6所示的第一實施方 式相同的方法，在H3全息圖感光材料31上作為H3全息圖31對H2全 息圖21進行複製。
此外，第四實施方式的體積型全息圖也可以通過下述方式製作，即， 作為CGH原版1使用在白色光下能夠進行全彩色的圖像再現的計算機 合成全息圖(參照專利文獻1),依次改變再現照明光的波長，在一層 的H2全息圖記錄用感光材料21中進行多重記錄，或將在每次改變再現 照明光的波長時在不同的H2全息圖記錄用感光材料21中記錄的多個不 同波長的全息圖層整體地層疊，作為能夠進行兩個波長以上的再現的全 息圖進行製作。由此，能夠進一步擴張設計性。
以上，根據實施方式，對本發明的全息圖製作方法和通過該方法制 作的全息圖進行了說明，但是本發明不限於實施方式，能夠進行各種變
產業上的可利用性
如上所述，利用本發明的全息圖製作方法和通過該方法製作的全息 圖，能夠以簡單的方法製作設計性、安全性優越的體積型全息圖。
權利要求
1. 一種全息圖製作方法，其特徵在於，對通過使用計算機的運算在規定的記錄面上記錄振幅信息和相位信息而成的計算機合成全息圖進行製作，向所述計算機合成全息圖照射第一再現照明光，使第一衍射光從所述計算機合成全息圖生成，使第一再現像再現，使所述第一衍射光和第一參照光同時射入配置於所述第一再現像附近的第一段全息圖記錄材料並記錄第一段全息圖，向記錄的所述第一段全息圖照射第二再現照明光，使第二衍射光從所述第一段全息圖生成，使第二再現像再現，使所述第二衍射光和第二參照光同時射入配置於所述第二再現像附近的第二段全息圖記錄材料，作為反射型或透過型的體積型全息圖記錄第二段全息圖。
2. 如權利要求1所述的全息圖製作方法，其特徵在於，採用以下的配置方式中的至少一種，即，以所述第一再現照明光的0次光不射入所述第一段全息圖記錄材料的方式進行配置，或以所述第 二再現照明光的0次光不射入所述第二段全息圖記錄材料的方式進行配置。
3. 如權利要求1或2所述的全息圖製作方法，其特徵在於， 將使用從設定在記錄物體上的點光源起僅在規定的一維方向上擴展的物體光而記錄的計算機合成全息圖作為所述計算機合成全息圖，在 使用該計算機合成全息圖，記錄所述第一段全息圖時，作為所述第一再 現照明光使用在與所述一維方向正交的方向上擴散的擴散照明光。
4. 如權利要求1 3中任一項所述的全息圖製作方法，其特徵在於， 將使用從設定在記錄物體上的點光源起僅在規定的一維方向上擴展的物體光而記錄的計算機合成全息圖作為所述計算機合成全息圖，在 使用該計算機合成全息圖，記錄所述第一段全息圖時，在所述第一段全 息圖記錄材料側的所述計算機全息圖附近，配置僅在與所述一維方向正 交的方向上擴散的一軸方向擴散單元。
5. 如權利要求1~4中任一項所述的全息圖製作方法，其特徵在於， 將使用從設定在記錄物體上的點光源起僅在規定的一維方向上擴展的物體光而記錄的計算機合成全息圖作為所述計算機合成全息圖，在 使用該計算機合成全息圖，記錄所述第二段全息圖時，在所述第一段全 息圖側的所述第二段全息圖附近，配置僅在與所述一維方向正交的方向上擴散的一軸方向擴散單元。
6. 如權利要求3 5中任一項所述的全息圖製作方法，其特徵在於，向所述計算機合成全息圖照射的所述第 一再現照明光從所述一 維 方向射入。
7. 如權利要求1 6中任一項所述的全息圖製作方法，其特徵在於， 作為所述計算機全息圖，使用在白色光下能夠進行全彩色的圖像再現的計算機合成全息圖，在製作所述第一段全息圖時，依次改變所述第 一再現照明光的波長，製作與所述各波長對應的多個第一段全息圖，在 製作所述第二段全息圖時， 一邊更換與所述各波長對應的多個第一段全 息圖， 一邊射入對應的波長的第二再現照明光，由此，在一層的第二段 全息圖記錄用感光材料中多重記錄與各個波長對應的全息圖，或通過在 與各個波長對應的不同的第二段全息圖記錄用感光材料中記錄與各個 波長對應的全息圖，進行多層記錄。
8. —種全息圖製作方法，其特徵在於對通過使用計算機的運算在規定的記錄面上記錄振幅信息和相位 信息而形成的計算機合成全息圖進行製作，向所述計算機合成全息圖照 射再現照明光，使衍射光從所述計算機合成全息圖生成，使再現像再現， 並使所述衍射光和參照光同時射入全息圖記錄材料，作為反射型或透過 型的體積型全息圖進行記錄。
9. 如權利要求8所述的全息圖製作方法，其特徵在於， 在與所述計算機合成全息圖分離的位置上使所述再現像再現，並將所述全息圖記錄材料配置於所述再現像附近。
10. 如權利要求8或9所述的全息圖製作方法，其特徵在於，以所述再現照明光的0次光不射入所述全息圖記錄材料的方式進行 配置。
11. 如權利要求8 10中任一項所述的全息圖製作方法，其特徵在於，將使用從設定在記錄物體上的點光源起僅在規定的一維方向上擴 展的物體光而記錄的計算機合成全息圖作為所迷計算機合成全息圖，使 用該計算機合成全息圖，在所述再現像附近的所述全息圖記錄材料的所 述計算機全息圖側附近，配置使入射光僅在與所述一維方向正交的方向 上擴散的一軸方向擴散單元。
12. 如權利要求8~11中任一項所述的全息圖製作方法，其特徵在於，作為所述計算機全息圖，使用在白色光下能夠進行全彩色的圖像再 現的計算機合成全息圖，針對所述全息圖記錄材料，依次改變再現照明 光的波長而在一層的所述全息圖記錄材料中進行多重記錄，或在每次改 變再現照明光的波長時，整體地層疊在各個所述全息圖記錄材料中記錄 的多個不同波長的全息圖層，作為能夠進行兩個波長以上的再現的全息 圖。
13. —種全息圖，其特徵在於，其為通過權利要求1 12中任一項所述的全息圖製作方法製作的。
全文摘要
本發明提供全息圖製作方法和根據該方法製作的全息圖，其特徵在於，製作通過使用計算機的運算在規定的記錄面上記錄振幅信息和相位信息而成的計算機合成全息圖(CGH)，向計算機合成全息圖(CGH)照射第一再現照明光(2)，使第一衍射光(3)從計算機合成全息圖(CGH)生成，使第一再現像(O』)再現，使第一衍射光(3)和第一參照光(4)同時射入配置於第一再現像(O』)附近的第一段全息圖記錄材料(11)，記錄第一段全息圖(11)，向記錄的第一段全息圖(11)照射第二再現照明光(5)，使第二衍射光(6)從第一段全息圖(11)生成，使第二再現像(O」)再現，使第二衍射光(6)和第二參照光(7)同時射入配置於第二再現像(O」)附近的第二段全息圖記錄材料(21)，作為反射型或透過型的體積型全息圖記錄第二段全息圖(21)。
文檔編號G03H1/04GK101535903SQ20078004206
公開日2009年9月16日 申請日期2007年11月12日 優先權日2006年11月13日
發明者倉重牧夫, 北村滿, 渡部壯周, 熊澤誠子 申請人:大日本印刷株式會社