JP4561206B2 - ホログラム記録装置、記録媒体、記録媒体保持部材、及びホログラム記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、ホログラム記録装置、記録媒体、記録媒体保持部材、及びホログラム記録方法に係り、特に、高い偽造防止効果と装飾効果を備えたホログラムを記録媒体に記録可能なホログラム記録装置、高い偽造防止効果と装飾効果を備えたホログラムの記録された記録媒体、高い偽造防止効果と装飾効果を備えたホログラムの記録された記録媒体を備えた記録媒体保持部材、及び高い偽造防止効果と装飾効果を備えたホログラムを記録媒体に記録可能なホログラム記録方法に関する。

偽造防止効果や装飾効果として、カードや紙のような記録媒体上に光の加減により色や模様が変化するホログラムを形成する技術が用いられている。

一般にこれらの用途に用いられるホログラムとしては、表面の凹凸形状により記録される表面レリーフ型ホログラムや、感光性樹脂などを用いて樹脂内部の屈折率変調として記録される体積型ホログラム、単純な回折格子を微小な画素としてそれにより画像を形成するグレーティングイメージがある。

これらいずれのホログラムにおいても、複製にはマスターホログラムを使用する。表面レリーフ型ホログラムでは、フォトレジストなどに形成した凹凸形状からメッキの技術を用いて金型を作製する。この金型を用いて同一のパターンを熱可塑性プラスチックに加熱押圧して大量のホログラムを複製する。また、体積型ホログラムでは、マスターホログラムを用いて、新たな感光性樹脂記録媒体に密着露光することによって複製する。

したがって、これら従来のホログラムは、オリジナルから同一ホログラムを複製するには適しているが、顔写真やＩＤ情報など、個別に異なる情報をホログラムとして作製することは実質的に不可能である。

これらの課題を克服するために、サーマルヘッドなどの加熱手段を用いて、ホログラム箔により作製された転写リボンを任意の形状に転写する技術が提案されている（特許文献１〜３など。）
また、既存のホログラム記録方法を用いて、カードやフィルム、紙上に形成された感光性樹脂などの光記録層に、個別に異なるホログラムを直接的に形成する方法がある。この方法では、記録する画像や文字に応じてパターンの成形された信号光を記録媒体上に入射させ、それを覆うように参照光を交差させている。
特開２０００−１６３５３５号公報 特開２０００−２１１２５６号公報 特開２０００−２１１２５７号公報

しかしながら、特許文献１〜３の技術では、以下のような問題がある。
（１）高価なホログラム転写箔リボンが必要になる。
（２）予めリボン全面にホログラム記録しておく必要がある。
（３）転写箔リボンに形成されたホログラムは、転写されるパターン以外は用いられず再利用も困難であるため無駄な部分が多い。
（４）転写相手と実質的に同じ回折格子のホログラム転写箔が他にも存在するのでセキュリティーが低下する。
（５）転写残りの転写箔の廃棄がセキュリティー上、及び環境上課題になる。

また、信号光を記録媒体上に入射させ、それを覆うように参照光を交差させて照射する場合には、以下のような問題がある。
（１） 図１０Ａに示すように、ホログラムを記録する記録媒体１００に対して、信号光Ｌ１、及び参照光Ｌ２が照射されるが、記録媒体上では信号光Ｌ１のパターン（ここではアルファベットのＸ）が存在しないところにも参照光Ｌ２が単独で照射されるため、記録媒体１００を構成する層構造の多重干渉などにより、図１０（Ｂ）に示すように、参照光の照射された領域１０２に不要な回折格子（図の斜線部分）が形成されてしまい、これによりホログラムのコントラストが減少してしまう。これを防止するためには、記録媒体１００に反射防止層などを形成することが効果的であるが、記録媒体１００のコストアップを招いてしまう。
（２）記録するパターンが形成されたマスクを記録媒体に密着させて、二光波を照射させる方法があるが、マスクを必要とするため、個別に異なるホログラムを記録することが困難である。即ちオンデマンド性に課題がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、第１の目的は、高い偽造防止効果と装飾効果を備えたホログラムを記録媒体に記録可能なホログラム記録装置、高い偽造防止効果と装飾効果を備えたホログラムの記録された記録媒体、及び高い偽造防止効果と装飾効果を備えたホログラムの記録された記録媒体を備えた記録媒体保持部材を提供することである。

また、第２の目的は、一枚一枚異なるホログラムをオンデマンドにローコストで記録可能とすることである。

請求項１に記載の発明は、感光性の記録媒体に対して信号光と参照光とを照射し、前記信号光と前記参照光との干渉によって前記記録媒体にホログラムを記録するホログラム記録装置であって、前記記録媒体に信号光を照射する信号光照射手段と、前記記録媒体の前記信号光が照射される部位のみに参照光を照射する参照光照射手段と、を有し、前記信号光、及び前記参照光の少なくとも一方は、強度変調が与えられていることを特徴としている。

次に、請求項１に記載のホログラム記録装置の作用を説明する。

請求項１に記載のホログラム記録装置では、感光性の記録媒体に対し、信号光が照射される部位のみに参照光が照射され、記録媒体上の信号光の照射部位、即ちパターン部分以外の部分に不要なホログラムが記録されないので、パターン部分とパターン部分以外の部分とのコントラストを大きくつけることができる。

また、信号光、及び参照光の少なくとも一方に、強度変調（または強度分布）が与えられているので、記録媒体上のホログラム部分に濃度分布を持たせることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のホログラム記録装置において、光ビームを出射する光源と、光源から出射された光ビームを変調する空間光変調器と、前記空間光変調器を介した前記光ビームの一部分を透過して信号光及び参照光の何れか一方とすると共に、他の一部分を反射して信号光及び参照光の何れか他方とする光分離手段と、前記光分離手段の参照光出射側に配置され、前記記録媒体への入射角に対応して前記記録媒体の前記信号光が照射される部位のみに参照光が照射されるように前記参照光を変形させる光学系と、を有する、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載のホログラム記録装置の作用を説明する。

記録媒体への入射角度が信号光と参照光とで異なるので、光分離手段を用いて空間光変調器を介した光ビームの一部分を透過して信号光とすると共に、他の一部分を反射して参照光とする場合には、記録媒体への入射角に対応して記録媒体の信号光が照射される部位のみに参照光が照射されるように光学系を用いて参照光を変形させる。

なお、光分離手段を用いて空間光変調器を介した光ビームの一部分を透過して参照光とすると共に、他の一部分を反射して信号光としてもよい。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のホログラム記録装置において、前記光学系はアナモルフィック光学系を含み、前記参照光は前記アナモルフィック光学系を介して前記記録媒体に照射される、ことを特徴とする。
次に、請求項３に記載のホログラム記録装置の作用を説明する。
請求項３に記載のホログラム記録装置では、参照光はアナモルフィック光学系を介して記録媒体に照射される。

請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のホログラム記録装置において、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射される前記光ビームの一部分を透過して信号光及び参照光の何れか一方とすると共に、他の一部分を反射して信号光及び参照光の何れか他方とする光分離手段と、前記光分離手段の信号光出射側に配置され、信号光の照射パターンを生成する第１の空間光変調器と、前記光分離手段の参照光出射側に配置され、参照光の照射パターンを生成する第２の空間光変調器と、を有することを特徴としている。

次に、請求項４に記載のホログラム記録装置の作用を説明する。

記録媒体への入射角度が信号光と参照光とで異なるので、光源からの光ビームを光分離手段で２つの光ビームに分離する場合、光分離手段の信号光出射側に信号光の照射パターンを生成する第１の空間光変調器を配置し、光分離手段の参照光出射側に参照光の照射パターンを生成する第２の空間光変調器を配置し、記録媒体の信号光が照射される部位のみに参照光が照射されるようにそれぞれの空間光変調器にて照射パターンを形成する。

なお、光分離手段を用いて、光源から出射される光ビームの一部分を透過して信号光とすると共に、他の一部分を反射して参照光としてもよく、光源から出射される光ビームの一部分を透過して参照光とすると共に、他の一部分を反射して信号光としてもよい。

請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載のホログラム記録装置において、前記信号光に対する前記参照光の角度を変更する変更手段を設けた、ことを特徴としている。

次に、請求項５に記載のホログラム記録装置の作用を説明する。

請求項５に記載のホログラム記録装置では、信号光に対する参照光の角度を変更手段で変更することができる。このため、信号光に対する参照光の角度を変えて多重露光を行うことができる。

請求項６に記載の発明は、請求項３乃至請求項５の何れか１項に記載のホログラム記録装置において、前記光分離手段の参照光出射側に、入射した前記光ビームを拡散させる拡散手段を配置した、ことを特徴としている。

次に、請求項６に記載のホログラム記録装置の作用を説明する。

請求項６に記載のホログラム記録装置では、拡散手段によって拡散光となった参照光が記録媒体に照射される。

請求項７に記載の発明は、請求項３乃至請求項６の何れか１項に記載のホログラム記録装置において、前記光源は、互いに異なる複数の波長の光ビームを出射する、ことを特徴としている。

請求項７に記載のホログラム記録装置では、互いに異なる複数の波長の光ビームで多重露光することができ、記録媒体にカラーのホログラムを得ることが出来る。

請求項８に記載の記録媒体は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のホログラム記録装置によってホログラムが記録された、ことを特徴としている。

請求項８に記載の記録媒体のホログラムは、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のホログラム記録装置によって記録されているので、高い偽造防止効果と装飾効果を有するものとなる。

請求項９に記載の記録媒体保持部材は、請求項８に記載の記録媒体を担持した、ことを特徴としている。

請求項９に記載の記録媒体保持部材は、請求項８に記載の記録媒体を担持しているので、高い偽造防止効果と装飾効果を有するものとなる。

請求項１０に記載の発明は、感光性の記録媒体に対して信号光と参照光とを照射し、前記信号光と前記参照光との干渉によって前記記録媒体にホログラムを記録するホログラム記録方法であって、前記記録媒体に照射された信号光の部位のみに参照光を照射し、前記信号光、及び前記参照光の少なくとも一方は、強度変調が与えられている、ことを特徴としている。

次に、請求項１０に記載のホログラム記録方法を説明する。

請求項１０に記載のホログラム記録方法では、感光性の記録媒体に対し、信号光が照射される部位のみに参照光が照射され、記録媒体上の信号光の照射部位、即ちパターン部分以外の部分に不要なホログラムが記録されないので、パターン部分とパターン部分以外の部分とのコントラストを大きくつけることができる。
また、信号光、及び参照光の少なくとも一方に、強度変調（または強度分布）が与えられているので、記録媒体上のホログラム部分に濃度分布を持たせることができる。

以上説明したように本発明のホログラム記録装置によれば、高い偽造防止効果と装飾効果が得られるホログラムを記録媒体に記録できる、という優れた効果を有する。

本発明の記録媒体によれば、高い偽造防止効果と装飾効果が得られる、という優れた効果を有する。

本発明の記録媒体保持部材によれば、高い偽造防止効果と装飾効果が得られる、という優れた効果を有する。

また、本発明のホログラム記録方法によれば、高い偽造防止効果と装飾効果が得られるホログラムを記録媒体に記録できる、という優れた効果を有する。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

図１には、本発明の第１の実施形態に係るホログラム記録装置１０の構成が示されている。

図１（Ａ）に示すように、このホログラム記録装置１０は、光ビームを出射するレーザー光源１２を備えている。レーザー光源１２としては、波長４００ｎｍ〜７８０ｎｍの可視領域のレーザ光が好ましく、記録材料に感度がある波長を出射するレーザー光源を用いることができる。さらに、ホログラムからの再生像は、記録光に近い色を呈するので、赤色のホログラムを形成したい場合は、例えば、５８０ｎｍ以上の波長を、緑色では５００〜５８０ｎｍ、青色では５００ｎｍ以下の波長を用いればよい。 レーザー光源１２の光ビーム出射側にはシャッター１４、反射ミラー１６、ビーム径を拡大するビームエキスパンダー１８、反射ミラー２０、空間光変調器２２、及び光分離手段２４が順に配置されている。

光分離手段２４は、本実施形態では入射した光ビームの一部分を反射するハーフミラーを用いている。ここで、光分離手段２４としてはハーフミラーを用いたが、ビームスプリッターや偏光ビームスプリッターなどの公知の光学素子を用いることができる。

空間光変調器２２としては、例えば、透過型液晶表示素子を用いることが出来る。ここで、空間光変調器２２として透過型液晶表示素子を用いたが、反射型液晶表示素子や電気的に駆動可能なミラーアレイなど公知の空間光変調器を用いることができる。

図１（Ｂ）に示すように、空間光変調器２２はコンピュータ２５に接続されており、ユーザーがコンピュータ２５を用いて作成したパターン（文字、数字、イメージ等）が表示されるようになっている。

図１（Ａ）に示すように、光分離手段２４の光ビーム透過側には、結像光学系２６、及び記録媒体２８を配置する装填部３０が配置されている。

なお、記録媒体２８の詳細に付いては後述する。

結像光学系２６は、空間光変調器２２に表示されたパターンを記録媒体上に結像させる。

本実施形態では、光分離手段２４を透過した光ビームはホログラム作製用の信号光として用いられ、光分離手段２４を反射した光ビームはホログラム作製用の参照光として用いられる。

本実施形態の空間光変調器２２では、パターン、例えば図中に示すような文字「Ｘ」が表示され、光ビームはパターン部分のみを透過するようになっている。

したがって、記録媒体には、信号光としてパターン部分のみの光ビームが照射されることになる。

本実施形態では、信号光としての光ビームは、記録媒体２８に対して垂直に照射される。ここで、信号光は記録媒体２８に対して垂直に照射したが、これは本発明を制限するものではない。後述するように、記録媒体上で同一のパターンを照射することができれば任意の照射角度を選択することができる。

また、光分離手段２４の光ビーム反射側には、反射ミラー３２、アナモルフィックレンズ等のアナモルフィック光学系３４が配置されている。

光分離手段２４を反射した光ビームは、参照光としてアナモルフィック光学系３４介して記録媒体２８に対して斜め方向から照射される。

なお、本実施形態では、参照光と信号光との成す角度がθに設定されている。ここで、参照光および信号光は、平面波、発散光、及び収束光のいずれの状態で記録媒体上に照射されてもよい。発散光や収束光とする方が好ましく、環境照明下における見易さを向上させることができる。さらに、光路中にλ／２波長板などを挿入して記録媒体上における参照光および信号光の偏光方向を適切に調整することが好ましい。フォトポリマーのような光強度に反応する記録材料では、記録媒体に対して信号光および参照光をともにｓ偏光をすることが好ましい。また、アゾポリマーのように光誘起異方性を示す偏光感応性の記録材料を用いた場合は、直線偏光や楕円偏光など、任意の偏光状態を選択することが可能である。

本実施形態では、信号光は記録媒体２８に対して垂直に照射され、参照光は記録媒体２８に対して斜め方向から照射されるため、アナモルフィック光学系３４が無い場合、空間光変調器２２で生成されたパターンの倍率が記録媒体上で一方向のみ異なってしまう。

本実施形態のアナモルフィック光学系３４は、空間光変調器２２に表示されたパターンを記録媒体上に結像させるが、記録媒体上にて参照光のパターンが信号光のパターンと一致するように参照光を一方向（本実施形態では、文字「Ｘ」の縦方向に対応する方向）にのみｃｏｓθ倍に変形させている。したがって、記録媒体上では、信号光が照射される場所のみに参照光が照射されることになる。
（記録媒体）
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、記録媒体２８が付加された記録媒体保持部材６０の一例を示す図である。本実施形態の記録媒体２８は、例えば、厚さが数十μｍで且つ面積が数ｍｍ角のシート状に形成された小片であり、透明な保護フィルム６２によって記録媒体保持部材６０に貼り付けられている。

なお、図３に示すように、記録媒体２８の一方の面を接着層６４を介して記録媒体保持部材上に直接貼り付け、他方の面を保護フィルム６２で保護してもよい。

次に、本発明の記録媒体２８を構成する各部材の詳細について以下に説明する。

記録媒体２８には、ホログラムを記録するために、少なくとも光の照射により屈折率や透過率が変化するホログラム記録材料が用いられ、本発明においては公知の材料を利用することできる。また、本発明においては感応波長の調節が容易である等から屈折率が変化するタイプのホログラム記録材料を用いることが好ましい。

ホログラム記録材料としては、例えば、無機材料では、チタン酸バリウムやニオブ酸リチウム、ケイ酸ビスマスなどの無機強誘電体結晶などを挙げることができる。しかし、本発明においては、ホログラム記録媒体の製造性や、ホログラム記録媒体に柔軟性を付与できること、また屈折率を変化させる場合に外部電場が不要である等の点から有機材料系のホログラム記録材料を用いることが特に好ましい。

有機材料系のホログラム記録材料としては、フォトポリマーやアゾポリマーを用いることが好ましい。

フォトポリマーとしては、光が照射された部分の化学的変化により屈折率や透過率が変化する公知の材料を用いることができ、ポジ型（光照射により可溶化する材料）としては、光照射により官能基が変化する材料や、分子量が低下する材料が挙げられ、ネガ型（光照射部が硬化する材料）としては、光照射により反応性モノマーが重合する材料、生成したラジカルで重合する材料、生成した酸で重（縮）合する材料、重合部と非重合部との間で成分が拡散移動する材料、光照射により架橋する材料を挙げることができ（例えば、「フォトポリマーの基礎と応用」、山岡亜夫、シーエムシー出版参照）、本発明においてはネガ型を用いることがより好ましい。

また、フォトポリマーは、基本的に光照射による反応が不可逆的であるため、リードオンリータイプのホログラム記録媒体を作製する場合に好適である。

フォトポリマーとしては、例えば、予めフィルム状に形成されたフォトポリマーフィルム（例えば、デュポン社製、オムニデックス等）や、体積型ホログラム感光性材料（日本ペイント社製）等を利用することができる。

また、アゾポリマーは、光を照射することにより、トランス−シス異性化するアゾ基を含む高分子であり、屈折率の変化を利用してホログラムを記録／再生を行うことができる。アゾポリマーとしては、公知の材料が利用できるがアゾベンゼン骨格（アゾ基の両端にベンゼン環を設けた構造）を含むものを用いることが好ましい。このような高分子材料は、主鎖の構造と側鎖の構造とに分けて、多様な分子設計が可能であるため、吸収係数のみならず、感応波長域や、応答速度、記録保持性等のホログラム記録に必要な種々の物性を高いレベルで所望の値に調整することが容易である。このようなアゾポリマーの一例としては、下記構造式に示すような側鎖部分にアゾベンゼン骨格を有する繰り返し単位を含むポリエステル等が挙げられる。

なお、アゾポリマーは、基本的に光照射による反応が可逆的であるため、一旦記録したホログラムを書き換えることができるリライタブルタイプのホログラム記録媒体を作製する場合に好適である。

また、アゾポリマー以外に異性化反応を示す構造を含むホログラム記録材料も利用でき、例えば、ジアリールエテン類、スピロピラン類、ウラニン、エリトロシンＢ、エオシンＹなどに代表されるキサンテン系色素、フルギド類も利用可能である。

なお、記録媒体２８には、上述したホログラム記録材料以外の他の材料も併用でき、各種添加剤やバインダー樹脂等を併用することもできる。

記録媒体２８の厚さは、嵩高さを防止する観点から、０．１μｍ〜２００μｍの範囲が好ましく、回折効率を高くとるためには１０μｍ〜３０μｍの範囲がより好ましい。また、記録媒体２８は、ホットプレス法やスピンコート法、キャスト法、アプリケーターやバーコーター、エッジコーターによる塗布方法など、公知の成膜方法により作製可能である。例えば、アゾポリマーをホログラム記録材料として用いた場合、射出成形により板状の成形物を作製した後、この板状の成形物を１対の離型性の樹脂フィルムで挟持して真空下でホットプレスすることで、シート状に形成される。シート状のホログラム記録材料は、樹脂フィルムから剥離され、数ｍｍ角（例えば、８ｍｍ角）の小片にカットされて使用される。加熱温度は、記録材料のＴｇ以上の温度とし、プレス圧力は０．０１〜０．１ｔ／ｃｍ²とするのが好ましい。離型性の樹脂フィルムとしては、例えば、離型剤としてシリコーン樹脂を表面に塗布したポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)フィルムを用いることができる。

保護フィルム６２は、記録・再生に使用するレーザ光に対し透明で且つフレキシブルな樹脂フィルムから構成されている。保護フィルム６２は、粘着性を有する粘着層を備えていてもよく、該粘着層上にシート状の記録媒体２８を保持することができる。圧着により十分に記録媒体保持部材６０に記録媒体２８を装着できる場合は粘着層を必要としないが、記録媒体２８が厚い場合や長期安定性を望む場合などには、保護フィルム６２上に粘着層を持つことが好ましい。また、保護フィルム６２でラミネートする代わりに、樹脂を塗布することにより、記録媒体２８を被覆する保護膜を形成することもできる。

保護フィルム６２の厚さは、嵩高さを防止する観点から、１μｍ〜２００μｍの範囲が好ましく、この範囲の中では薄ければ薄いほど好ましい。保護フィルム６２の光の透過率は、光利用効率の観点から、５０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。このような保護フィルムとしては、日東電工（株）製の「ＯＰＰテープ（Ｒ）」等を用いることができる。

なお、記録媒体保持部材６０としては、形状は特に問わず、缶のような円柱形状や立方体形状、カード形状などとすることができる。

記録媒体保持部材６０の材質は、紙、金属、合成樹脂、セラミック等、記録媒体２８を貼り付けできるものであれば何でも良い。
（作用）
次に、本実施形態のホログラム記録装置１０の作用を説明する。

先ず、記録媒体２８を装填部３０に配置し、空間光変調器２２に光を透過するパターン（本実施形態では、文字「Ｘ」）を表示する。

次に、レーザー光源１２から光ビームを出射し、シャッター１４を所定時間開く。

レーザー光源１２から出射した光ビームは、反射ミラー１６、ビームエキスパンダー１８、反射ミラー２０、空間光変調器２２を介して光分離手段２４に至り、一部が光分離手段２４を透過して信号光として結像光学系２６を介して記録媒体２８に照射され、他の一部が光分離手段２４で反射されて参照光として反射ミラー３２、アナモルフィック光学系３４を介して記録媒体２８に照射される。

本実施形態のホログラム記録装置１０では、記録媒体上にて参照光のパターンと信号光のパターンと一致して照射され、照射された部分のみにホログラム（本実施形態では文字「Ｘ」）が記録される、即ちパターン部分のみがイメージホログラムとなり、パターン部分以外の部分に不要なホログラムが記録されないので、図４に示すように、パターン部分２９とパターン部分以外の部分とのコントラストが大きくつき、パターン部分２９が認識し易くなり、また、装飾効果を向上することも出来る。

また、本実施形態のホログラム記録装置１０では、空間光変調器２２に表示するパターンをコンピュータで容易に変更可能であるので、高価なホログラム転写箔リボンや、マスクを作製する必要がなく、ホログラムを記録した記録媒体２８をオンデマンドでローコストに提供でき、従来技術のセキュリティー上、及び環境上の問題も回避できる。

なお、記録媒体２８に照射される信号光、及び参照光の光強度はそれぞれ一様であってもよく、例えば、図５に示すように、信号光の強度に分布を持たせても良い（なお、図５において、黒い部分が強度大）。また、アゾポリマーに代表されるように、光誘起異方性を示す偏光感応性の記録材料では、信号光に偏光分布を持たせることも可能である。

なお、記録媒体２８にホログラムを記録した後に、ホログラムの記録された記録媒体２８を記録媒体保持部材６０に貼り付けても良く、記録媒体保持部材６０に記録媒体２８を貼り付けた後にホログラムを記録しても良い。

また、記録媒体２８の形態は、フィルム状であっても良く、板状で有っても良い。

また、記録媒体２８は、裏面側に反射層があっても良く、透明な記録媒体２８にホログラムを記録した後、反射層を設けても良い。

本実施形態では、レーザー光源１２からの光ビームのうちの光分離手段２４を透過したものを信号光として用い、反射したものを参照光として用いたが、光学系の配置を変えて光分離手段２４を透過したものを参照光として用い、反射したものを信号光として用いてもよい。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るホログラム記録装置１０を図６にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図６（Ａ）に示すように、本実施形態のホログラム記録装置１０では、光分離手段２４の光ビーム透過側に、第１の空間光変調器３６、第１の結像光学系３８が順に配置され、光ビーム反射側に反射ミラー３２、第２の空間光変調器４０、第２の結像光学系４２が順に配置されている。

図６（Ｂ）に示すように、第１の空間光変調器３６、及び第２の空間光変調器４０は、それぞれコンピュータ２５に接続されており、コンピュータ２５によって作成されたパターンが表示される。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、信号光は記録媒体２８に対して垂直に入射し、参照光は信号光に対して角度θの角度で入射する。
（作用）
次に、本実施形態のホログラム記録装置１０の作用を説明する。

本実施形態では、記録媒体上で信号光と参照光のパターンが一致するように、第１の空間光変調器３６に表示されるパターンに対し、第２の空間光変調器４０に表示されるパターンを一方向（本実施形態では、文字「Ｘ」の縦方向に対応する方向）にのみｃｏｓθ倍に変形させている。

これにより、第１の実施形態と同様に、記録媒体上には参照光のパターンと信号光のパターンと一致して照射される。

なお、その他の作用効果は、第１の実施形態と同様である。
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係るホログラム記録装置１０を図７にしたがって説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図７（Ａ）に示すように、本実施形態のホログラム記録装置１０では、反射ミラー２０と光分離手段２４との間にλ／２波長板４４が配置されている。

なお、本実施形態の光分離手段２４は、本実施形態では入射した光ビームの一部分を反射する偏光ビームスプリッターを用いている。

光分離手段２４の光ビーム反射側には、反射ミラー３２、第２の空間光変調器４０、第２の結像光学系４２、反射ミラー４６、反射ミラー４８、反射ミラー５０が順に配置されている。

本実施形態の第２の空間光変調器４０は、図７（Ｂ）に示すように、コンピュータ２５で制御されるアクチュエーター６６によって光軸方向に移動可能とされている。

また、本実施形態の反射ミラー５０は、コンピュータ２５で制御される姿勢制御装置５２に取り付けられており、姿勢制御装置５２は反射ミラー５０を図７（Ａ）のＸ１方向に移動可能とすると共に、矢印φ方向に反射角度を変更可能とし、これにより信号光に対する参照光の角度θを変更可能としている。
（作用）
本実施形態のホログラム記録装置１０では、第１の空間光変調器３６で生成されて記録媒体上に照射された信号光のパターンと一致するように、第２の空間光変調器４０にパターンが表示されると共に、第２の空間光変調器４０の位置、反射ミラー５０の位置、及び向きがコンピュータ２５によって決定される。

前述した実施形態では、信号光に対する参照光の角度θをある角度で固定して露光を行ったが、本実施形態では、角度θをθ１からθｎまで所定角度づつ変化させて、多重露光を行う。

多重露光を行う際の角度θは、予めコンピュータ２５に記憶されており、第１回目の露光では、信号光のパターンと参照光のパターンとが一致し、かつ角度θ１となるように第２の空間光変調器４０に表示されるパターンのサイズ、第２の空間光変調器４０の位置、反射ミラー５０の位置、及び向きが変更されて第１回目の露光が行われる。

次に、第２回目の露光では、角度θ２（例えば、θ１より所定角度大）となるように第２の空間光変調器４０に表示されるパターンのサイズ、第２の空間光変調器４０の位置、反射ミラー５０の位置、及び向きが変更されて第２回目の露光が行われる。

以後、同様にして、コンピュータ２５に予め設定してあった露光回数（ｎ回）の露光を行う。

なお、角度θを変更するには、反射ミラー５０の位置及び向きを変更するが、これによって光路長が変化するので、参照光のパターンが信号光のパターンに一致するように第２の空間光変調器４０の位置を変更している。なお、結像光学系の結像倍率が異なる場合には、それも考慮したパターンを生成する（ちなみに、第１の結像光学系３８と第２の結像光学系４２の結像倍率が等しく、第１の空間光変調器３６に表示されるパターンの高さがａ、信号光に対する参照光の角度がθのとき、第２の空間光変調器４０に表示されるパターンの高さｈは、ｈ＝ａ・ｃｏｓθとする。）。

本実施形態のように多重露光を行うことにより、環境照明下においてホログラムを見易くできると共に、ホログラムの見栄えを向上させることが出来る。

ここで、拡散板５４としては、少なくとも一方の面が擦りガラスのように粗面化された透過型の拡散板を用いることができる。例えば、シグマ光機社製の「フロスト型拡散板」の砂番♯２４０〜♯１５００等を用いることが出来る。
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態に係るホログラム記録装置１０を図８にしたがって説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施形態では、第２の空間光変調器４０と結像光学系４２との間に光ビームを散乱させる拡散板５４を配置している。

拡散板５４を配置することで、参照光を散乱させ、１回の露光で多重露光と同様の効果を得ることができ、環境照明下においてホログラムを見易くできると共に、ホログラムの見栄えを向上させることが出来る。
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態に係るホログラム記録装置１０を図９にしたがって説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図９（Ａ）に示すように、本実施形態では第２の空間光変調器４０のビーム入射側に光分離手段２４（偏光ビームスプリッタ）が配置されており、光分離手段２４と第１の空間光変調器３６との間に反射ミラー２０が配置されている。

光分離手段２４の光ビーム入射側には、λ／２波長板４４、第１の誘電体多層膜ミラー５５、第２の誘電体多層膜ミラー５６、及び反射ミラー５８が順に配置されている。

反射ミラー５８に対応して第１のレーザー光源１２Ｒが設けられ、第２の誘電体多層膜ミラー５６に対応して第２のレーザー光源１２Ｇ、第１の誘電体多層膜ミラー５５に対応して第３のレーザー光源１２Ｂが設けられている。

第１のレーザー光源１２Ｒ、第２のレーザー光源１２Ｇ、及び第３のレーザー光源１２Ｂは、それぞれ出射する光ビームの波長が異なっており、本実施形態では、第１のレーザー光源１２Ｒが波長６４７ｎｍ（赤色）の光ビームを出射し、第２のレーザー光源１２Ｇが波長５３２ｎｍ（緑色）の光ビームを出射し、第３のレーザー光源１２Ｂが波長４５７ｎｍ（青色）の光ビームを出射する。

そして反射ミラー５８は、第１のレーザー光源１２Ｒから出射された光ビームを光分離手段２４に向けて反射する。

また、第２の誘電体多層膜ミラー５６は、第２のレーザー光源１２Ｇから出射された光ビームを光分離手段２４に向けて反射すると共に、第１のレーザー光源１２Ｒから出射された光ビームを透過する。

また、第１の誘電体多層膜ミラー５５は、第３のレーザー光源１２Ｂから出射された光ビームを光分離手段２４に向けて反射すると共に、第１のレーザー光源１２Ｒから出射された光ビーム、及び第２のレーザー光源１２Ｇから出射された光ビームを透過する。
（作用）
本実施形態のホログラム記録装置１０では、それぞれのレーザ光源で順番に露光を行う（３色の順番は特に問わない。）。必要に応じて色収差を補正する光学系調整手段を用いても良い。

図９（Ｂ）に示すように、各波長毎に信号光の強度パターンを変化させて多重露光することにより、虹色に輝くホログラムを作成することができる。

（Ａ）は第１の実施形態に係るホログラム記録装置の全体構成図であり、（Ｂ）は制御系のブロック図である。 （Ａ）は記録媒体を貼り付けた記録媒体保持部材の一例を示す断面図であり、（Ｂ）は図２（Ａ）に示す記録媒体保持部材の斜視図である。 記録媒体を貼り付けた記録媒体保持部材の他の例を示す断面図である。 第１の実施形態のホログラム記録装置でホログラムを記録した記録媒体の図である。 信号光と参照光の光強度分布を示す説明図である。 （Ａ）は第２の実施形態に係るホログラム記録装置の全体構成図であり、（Ｂ）は制御系のブロック図である。 （Ａ）は第３の実施形態に係るホログラム記録装置の全体構成図であり、（Ｂ）は制御系のブロック図である。 （Ａ）は第４の実施形態に係るホログラム記録装置の全体構成図である。 （Ａ）は第５の実施形態に係るホログラム記録装置の全体構成図であり、（Ｂ）は各色の信号光の強度分布を示す説明図である。 （Ａ）は従来のホログラムの記録方法を示す説明図であり、（Ｂ）は従来の方法でホログラムの記録された記録媒体を示す図である。

１０ ホログラム記録装置
１２ レーザー光源
１２Ｒ レーザー光源
１２Ｇ レーザー光源
１２Ｂ レーザー光源
１８ ビームエキスパンダー
２２ 空間光変調器
２４ 光分離手段
２６ 結像光学系
２８ 記録媒体
２９ パターン部分
３４ アナモルフィック光学系
３６ 空間光変調器
３８ 結像光学系
４０ 空間光変調器
４４ λ／２波長板
５２ 姿勢制御装置
５４ 拡散板
５５ 誘電体多層膜ミラー
５６ 誘電体多層膜ミラー
６０ 記録媒体保持部材
６６ アクチュエーター

Claims (10)

1. 感光性の記録媒体に対して信号光と参照光とを照射し、前記信号光と前記参照光との干渉によって前記記録媒体にホログラムを記録するホログラム記録装置であって、
   前記記録媒体に信号光を照射する信号光照射手段と、
   前記記録媒体の前記信号光が照射される部位のみに参照光を照射する参照光照射手段と、
   を有し、前記信号光、及び前記参照光の少なくとも一方は、強度変調が与えられていることを特徴とするホログラム記録装置。
2. 光ビームを出射する光源と、
   光源から出射された光ビームを変調する空間光変調器と、
   前記空間光変調器を介した前記光ビームの一部分を透過して信号光及び参照光の何れか一方とすると共に、他の一部分を反射して信号光及び参照光の何れか他方とする光分離手段と、
   前記光分離手段の参照光出射側に配置され、前記記録媒体への入射角に対応して前記記録媒体の前記信号光が照射される部位のみに参照光が照射されるように前記参照光を変形させる光学系と、
   を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録装置。
3. 前記光学系はアナモルフィック光学系を含み、前記参照光は前記アナモルフィック光学系を介して前記記録媒体に照射される、ことを特徴とする請求項２に記載のホログラム記録装置。
4. 光ビームを出射する光源と、
   前記光源から出射される前記光ビームの一部分を透過して信号光及び参照光の何れか一方とすると共に、他の一部分を反射して信号光及び参照光の何れか他方とする光分離手段と、
   前記光分離手段の信号光出射側に配置され、信号光の照射パターンを生成する第１の空間光変調器と、
   前記光分離手段の参照光出射側に配置され、参照光の照射パターンを生成する第２の空間光変調器と、
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のホログラム記録装置。
5. 前記信号光に対する前記参照光の角度を変更する変更手段を設けた、ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のホログラム記録装置。
6. 前記光分離手段の参照光出射側に、入射した前記光ビームを拡散させる拡散手段を配置した、ことを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れか１項に記載のホログラム記録装置。
7. 前記光源は、互いに異なる複数の波長の光ビームを出射する、ことを特徴とする請求項３乃至請求項６の何れか１項に記載のホログラム記録装置。
8. 請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のホログラム記録装置によってホログラムが記録された、ことを特徴とする記録媒体。
9. 請求項８に記載の記録媒体を担持した、ことを特徴とする記録媒体保持部材。
10. 感光性の記録媒体に対して信号光と参照光とを照射し、前記信号光と前記参照光との干渉によって前記記録媒体にホログラムを記録するホログラム記録方法であって、
    前記記録媒体に照射された信号光の部位のみに参照光を照射し、前記信号光、及び前記参照光の少なくとも一方は、強度変調が与えられていることを特徴とするホログラム記録方法。

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