JPS63306486A - ホログラム作成方法 - Google Patents

ホログラム作成方法

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JPS63306486A
JPS63306486A JP14231587A JP14231587A JPS63306486A JP S63306486 A JPS63306486 A JP S63306486A JP 14231587 A JP14231587 A JP 14231587A JP 14231587 A JP14231587 A JP 14231587A JP S63306486 A JPS63306486 A JP S63306486A
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hologram
photosensitizer
exposure
substrate
photosensitive agent
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Kozo Yamazaki
行造 山崎
Toshiyuki Ichikawa
稔幸 市川
Takakazu Aritake
敬和 有竹
Fumio Yamagishi
文雄 山岸
Hiroyuki Ikeda
池田 弘之
Yushi Inagaki
雄史 稲垣
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ホログラム乾板の感光剤の膜厚を部分的に厚くして不均
一となしホログラムの回折効率を部分的に相違ならしめ
る。これにより例えば、2本の帯状ホログラムが交差す
るホログラム窓において、交差部分とそれ以外の非交叉
周辺部分とでビームの透過・回折に選択性を持たせるこ
とが出来、夫々に望ましいブラッグ角マージンを得るこ
とが出来る。一般的に、同一のホログラムに対する要求
特性が局所的に異なる場合にそれに応えることが出来る
。         − この、ような不均一膜厚を有するホログラムの作成プロ
セスにおいて、所望のホログラムを記録すべく感光剤を
干渉露光するのに先がけ、膜厚を厚くすべき部分を除き
予め予備露光する。従って感光剤を干渉露光する時には
予備露光済みの部分はそれ以上i光されず干渉縞は形成
されない。その結果、予備露光しなかった部分が結果的
に厚膜となったホログラムが形成される。
〔産業上の利用分野〕
本発明はホログラム、特に基板上に感光剤を塗布したホ
ログラム乾板に関する。
ホログラムはバーコードリーグ用レーザスキャナ、プリ
ンタ用レーザスキャナ、各種センサ、あるいは光学機器
などに広く用いられている。
〔従来の技術〕
ホログラムは透明な基板(ガラスまたはアクリル基板等
)上に感光剤を塗布し九ホログラム乾板を用い、これに
複数個のレーザ光束を照射し、その干渉縞を感光剤に記
録することにより形成される。従来このようなホログラ
ム乾板の感光剤は単層均−構造生なっており、従って、
作成されたホログラムの特性も面内で均一であった。即
ち、同一のホログラム面内でその特性を部分的に異なら
しめるという発想は全くなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従って、面内で局所的に異なる特性が要求されるような
場合には全ての部分における要求特性を溝足することは
出来ず、最大公約数的にあるいはホログラム部分の使用
頻度に応じた優先順位でホログラム作成条件を設計し、
特性上多かれ少なかれ妥協せざるを得なかった。
上記の如く、同一面内で局所的に異なるホログラム特性
(回折効率等)が要求される例として、例えば、本願出
願人が先に特願昭61−239903号明細書において
開示した2枚の帯状ホログラムを交差状に積層してなる
ホログラムスキャナが挙げられる。これは、従来のホロ
グラムスキャナがホログラムと走査パターンとの間に1
0(lem程度の空間を必要としていたため装置の薄型
化を阻害していたという事実に鑑み、°間に透明基板を
介在せしめて2枚のホログラムを積層しその空間を無く
すことによりホログラムスキャナの薄型化を図ったもの
である。その特徴は上下2段に積層されたホログラムの
交差部分(中心部−分)で回折された光が互いに他方の
ホログラムをブラッグ角条件を外して透過するようにし
た点にある。つまり、交差部分、即ち中心部分は入射角
度の選択性が高い(入射角度マージンが狭い)ことが要
求され、他方、非交差部分、即ち周辺部分は入射角度が
多少ずれても高い効率が得られるよう入射角度マージン
が広いことが望ましい。
以下、第4図〜第7図を参照して上記の先行特許出願に
開示したホログラムスキャナについて簡単に説明する。
尚、これは本願発明で前提としている、同一面内でホロ
グラム特性を局所的に異ならせることがどのような場合
に必要となるのかということの単なる一例に過ぎず、本
発明はそのようなホログラムスキャナそのものの構造に
向けられるものではないので要点のみを簡単に説明する
に留める。
第4.5図に示されるホログラム窓は対角線状に交差す
る2枚の帯状の第1、第2ホログラムl、2を有し、夫
々の透明基板11.12上に形成されている。両ホログ
ラム1.2はその中心部分で交差している。ホログラム
窓は回転ミラー(図示せず)等により発せられるレーザ
走査光を受け、それを所定の方向に回折し所望の走査パ
ターンを形成する機能を有する。その際、中心付近のパ
ターン次のような原理で上下のパターンに対応するビー
ムを選択している。
まず、入射角度に対するホログラムの回折効率と透過率
の一般的な特性カーブを示す第6図を参照する。実線で
示す回折効率は所定の入射角(ブラッグ角)Bで最大と
なり、ブラッグ角Bから外れるにつれて効率は低下して
いく。一方、破線で示した透過率は逆にブラッグ角Bで
最小となり、ブラッグ角Bから外れるにつれて大きくな
る。従って、第4.5図において、上方の第2ホログラ
ム2の中心部(交差部)のブラッグ角を走査ビーム(ロ
)に合わせておけば、下方の第1ホログラムlで回折さ
れた走査ビーム(イ)はその入射角がブラッグ角Bから
外れていることから第6図に示す如く大部分がホログラ
ム2を透過する。斯くして、上下に形成されたホログラ
ムl、2は互いに妨害することなく交差した走査パター
ンを発生することが出来る。
そのため、ホログラム窓中心付近の交差部分の回折効率
は走査ビーム(ロ)の回折と走査ビーム(イ)の透過と
の選択性(分離性)を良くするべく出来るだけ急峻であ
る、即ち、第6図におけるΔθが小さいことが望ましい
。他方、非交差部分においては第4.5図の走査ビーム
(ハ)のように一本のビームのみが入射するので交差部
におけるが如き透過・回折の選択性を持たせる必要がな
い。この場合には、当然のことながら走査ビーム(ハ)
の入射角度の誤差に対してマージンが大きい方が望まし
く、従って第9図におけるΔθは出来るだけ大きい方が
良い。
以上の如く、ホログラム窓用ホログラムにおいては中心
の交差部分と周辺の非交差部分とでホログラムに対する
要求特性が異なる。
従来はこのような要求に全く応える術がなかった。
第7図にブラッグ角マージンΔθとホログラムの膜厚と
の一般的な関係を示す。第7図から明らかな如く、−a
に膜厚が大きくなるとマージンが低下し、膜厚が薄くな
ると反対にマージンが大きくなることが知られている。
そこで、本発明では第7図に示す関係を利用して、ホロ
グラムの膜厚を制御することにより局所的に異なるホロ
グラム特性を実現せんとするものである。
本発明の目的はそのような局所的に膜厚の異なるホログ
ラムを作成する具体的な方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明に係るホログラム作
成方法によれば、透明基板上に感光剤を塗布したホログ
ラム乾板に複数個のレーザ光束を照射して干渉露光する
に際し、それに先がけて感光剤の所定部分のみを予め局
部的に予備露光することを特徴とする。
〔作用〕
感光剤の膜厚が局所的に厚くなった部分は第7図に示す
如くブラッグ角マージンΔθが相対的に小さいので、こ
の部分を例えば上記ホログラム窓におけるホログラムの
交差部に対応させることにより交差部分のみビームの回
折・透過の選択性を良くすることが出来る。
〔実施例〕
以下、本発明の好ましい実施例に就き、主に第1〜3図
を参照して説明する。
ホログラム乾板は基本的にはガラスあるいはアクリル等
の透明基板31上にホログラム記録用の感光剤33を塗
布することにより形成される0本発明の特徴によれば、
感光剤33の一部、例えば中心部のみ膜厚が大きくなっ
ている。従って、大膜厚部分のブラッグ角マージンΔθ
(第6図)はそれ以外の感光剤部分に比して小さくする
ことが出来る。
第1図はこのようなホログラム乾板の作成方法の一実施
例を示すものである。
第1図においては感光剤を2層に分けて塗布することが
特徴である。即ち、まず初めに、基板31上に第1一層
の感光剤33が均一に塗布される。
次いで、膜厚を厚くしたい部分(図示実施例では中心部
)をマスク23で覆って、インコヒーレント光源21に
よりインコヒーレント光束22を感光剤JIi33に照
射し、露光する。この状態が第1図(A)に示される。
この露光は非干渉露光である。その結果、ホログラム乾
板は同図(B)に示す如く、マスク23に対応する中心
部を除く周辺部33Bのみが露光され、中心部33Aは
未露光のままである。この段階ではまだ現像処理は行わ
ない。
次いで、マスク23を取り除き、第1層の感光剤33の
上に第2層の感光剤35を均一に塗布する〔同図(C)
〕。感光剤の塗布は例えば公知のスピンコード法により
行うことが出来る。
その後、第1図(D)に示す如く、通常のホログラム作
成方法に従い、2つのコヒーレント光束、例えば平和波
15と球面波17との2つのレーザ光束を照射し、干渉
露光する。この時、第1層の感光剤33の中心部33A
は未露光であるので第2層の感光剤35とともに干渉露
光されるが、第1層の周辺部33Bはすでに予備露光さ
れているのでそれ以上露光されることはない。詰まり、
ホログラム乾板はその中心部のみが2層の厚さ分にわた
って干渉縞が記録されるのに対し、周辺部は第2Wjの
厚さに相当する1層分のみ干渉縞が記録される。最後に
、ホログラム乾板を現像処理することにより第1層感光
剤33の非干渉露光部、即ち予備露光部(周辺部)は透
明膜33B′となり、第2層感光剤35の全面及び第1
N感光剤33の中心部にホログラム40が形成される〔
同図(E)〕。
斯くして等価的に中心部のみ厚膜のホログラムを作成す
ることが出来る。
尚、上記の予備露光はレーザ光束等のコヒーレント光束
の一方を用いてもよい。何となれば単一のコヒーレント
光束では干渉縞は形成されないからである。
第2図は本発明の第2の実施例を示すもので、同図にお
いては予備露光用光束として紫外線が利用され、基板3
1側から入射されることが特徴である。
第2図において、透明基板31上に感光剤33が形成さ
れることは第1図と同様である。基板31上には所定部
分にマスク23が付設され、紫外線光源25から紫外線
26が基板31の底面上に照射される。紫外線は透明基
板31内及び感光剤33内で大きく吸収されるため、第
2図(A)に26′で示す如く示す如く減衰しながら進
行し、感光剤33を非干渉露光する。従って、基板31
の板厚に応じて紫外m26の強度あるいは波長を適当に
選定することにより、紫外線が感光剤33の途中で完全
に吸収消滅するようにすることが出来る。詰まり、感光
剤33の基板31に近接した方の厚さ部分(図示実施例
で底部)のみ途中まで感光剤が露光する。詰まり、第2
図(B)に示す如く、感光剤33の表面側33Bは途中
まで未露光である。尚、マスク23に対応する感光剤部
分33Aも未露光のままであることは勿論である。
このように予備露光したホログラム乾板を第2図(C)
に示す如く2本またはそれ以上のレーザ光束15.17
により干渉露光すると、未露光部分33A、33Bのみ
が干渉露光され、干渉縞が記録される。斯くして、これ
を現像処理することにより基板31上には第2図(D)
に示す如く、等価的に中心部33A′のみが厚膜となっ
たホログラム33B′が形成される。
第3図は本発明の更に別の実施例を示す。
第3図に示す実施例はリップマンホログラムを利用した
点を特徴とする。即ち、第3図(A)に示す如く、透明
基板31上に感光剤33を塗布したホログラム乾板はそ
の両面に膜厚を厚くすべき部分(図示実施例では中心部
)に対応してマスク23を付して両側からレーザ27が
照射される。
その結果、周知の如く感光剤33にはマスク23により
覆われた中心部分33Aを除き、記録面に略平行に複数
本の干渉縞(リップマン型ホログラム)37Aが未露光
層37Bと交互に記録される。従って、感光剤33の周
辺部分(マスク23をしていない部分)は全体として膜
厚の半分が予め露光されたことになる。
次いで、第3図(B)に示す如く、マスク23を除去し
た後にこのホログラム乾板に片側からレーザ光束15.
17を照射して本露光を行う。その結果、予備露光時に
基板面に平行に記録された干渉縞37A(露光済み部分
)を除く部分、即ち中心部分33Aと未露光部分37B
には所望の干渉縞が記録される。斯ぐして、これを現像
処理することにより第3実施例においても、中心部分に
形成されるホログラム38Aは周辺部に形成されるホロ
グラム38B(上記の未露光層37Bに相当)に対し、
等価的に倍の膜厚を有することになる。
尚、第3図に示す実施例においては、予備露光時にも干
渉縞(リップマンホログラム)が記録されることになる
ので、本露光時とは異なる干渉縞となるように予備露光
条件を設計することが必要である。
〔効果〕
以上に記載した通り、本発明によれば、膜厚が局所的に
異なる感光剤を基板上に塗布したホログラム乾板が得ら
れ、同一面内でホログラム特性を必要に応じて部分的に
変えることが出来、その用途は極めて多岐にわたる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)〜(E)は本発明に係るホログラム作成方
法の第1実施例を工程順に示す図解図、第2図(A)〜
(D)は本発明の第2実施例に係るホログラム作成方法
を工程順に示す図解図、第3図(A)及び(B)は本発
明の第3実施例を示す図解図、第4図は本発明を適用可
能なホログラム窓の基本構造を示す斜視図、第5図は第
4図に示されるホログラム窓゛の断面図、第6図は入射
角に対するホログラムの回折効率、透過率の特性線図、
第7図はホログラムの感光剤の膜厚とブラッグ角マージ
ンとの関係を示す線図。 15.17・・・レーザ光束、 23・・・マスク、 31・・・透明基板、 33・・・感光剤。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、透明基板(31)上に感光剤(33)を塗布したホ
    ログラム乾板をそれに複数個のレーザ光束(15、17
    )を照射して干渉露光するに際し、それに先がけて感光
    剤の所定部分のみを予め局部的に予備露光することを特
    徴とするホログラム作成方法。 2、上記予備露光は所定部分のみにマスクをかけて行な
    われる非干渉露光であることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載のホログラム作成方法。 3、非干渉露光した後に感光剤全面に第2層の感光剤を
    塗布し、その後これを複数のレーザ光束により干渉露光
    することを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載のホ
    ログラム作成方法。 4、上記非干渉露光は透明基板の所定部分のみにマスク
    をかけて、該基板側から所定強度の紫外線を照射するこ
    とにより行われることを特徴とする特許請求の範囲第2
    項に記載のホログラム作成方法。 5、上記予備露光は乾板の両側からレーザ光束を入射す
    ることにより感光剤に基板面に略平行な複数本の干渉縞
    を記録するリップマンホログラム露光であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載のホログラム作成方
    法。
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