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DE4038308A1 - Prodn. of two- or three=dimensional decorative holograms - involves holographic original scanned in pixels or rows by laser beam and backed by photographic film - Google Patents

Prodn. of two- or three=dimensional decorative holograms - involves holographic original scanned in pixels or rows by laser beam and backed by photographic film

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DE4038308A1
DE4038308A1 DE19904038308 DE4038308A DE4038308A1 DE 4038308 A1 DE4038308 A1 DE 4038308A1 DE 19904038308 DE19904038308 DE 19904038308 DE 4038308 A DE4038308 A DE 4038308A DE 4038308 A1 DE4038308 A1 DE 4038308A1
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hoe
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holograms
line
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DE19904038308
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Rudi De Jongh
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Holtronic GmbH
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Holtronic GmbH
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Abstract

The object is imaged by a holographic optical element (7) through which the beam from a laser (1), Pockels cell (2) and two scanning mirrors (4,5) is projected onto a photosensitive film (8). The beam reconstructs from the element (7) a reference beam with which a corresp. hologram is produced in the film. The mirrors (4,5) and modulator (2) are controlled by a CAD system (6) with a keyboard (12). Information on e.g. the scanned regions of the element (7) is displayed on a monitor (11). ADVANTAGE - Holograms contg. desired sections of original object are produced from holographic optical element.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2D- und/oder 3D-Hologrammen oder holographisch optischen Elementen, die sich insbesondere auch als Vorlagen zur Herstellung von Prägestempeln zur Herstellung von Präge­ hologrammen eignen.The invention relates to a method for producing 2D and / or 3D holograms or holographic optical Elements that can also be used as templates Manufacture of stamps for the production of embossing holograms are suitable.

Reizvolle und dekorative Hologramme lassen sich dadurch herstellen, daß die beispielsweise von einem ungeordneten Diffusor, beispielsweise einer Mattscheibe, abgeleitete Objektwellenfront, die keine unterscheidbare Bild­ information enthält, zusammen mit dem Referenzstrahl als Regenbogenhologramm aufgezeichnet wird. Wird das so hergestellte Hologramm betrachtet, ergibt sich je nach dem Aspektwinkel eine unterschiedliche Farbe. Werden nun einzelne Bereiche des Hologramms mit unter unterschiedlichen Winkeln auftreffenden Objekt- und/oder Referenzstrahlen aufgenommen, lassen sich für den Betrachter Bereiche mit unterschiedlichen Farben erzeugen.This makes it possible to create attractive and decorative holograms produce that, for example, from a disordered Diffuser, such as a ground glass, derived Object wavefront that has no distinguishable image contains information, together with the reference beam as Rainbow hologram is recorded. Will that be so? produced hologram considered, results depending on the Aspect angle a different color. Will now individual areas of the hologram with under object and / or Reference beams recorded can be used for the Create viewer areas with different colors.

Ein Verfahren zur Herstellung derartiger dekorativer Hologramme, die bei ihrer Betrachtung Bereiche mit unterschiedlichen Farbeindrücken aufweisen, ist aus der EP-PS 64 067 (Mc Grew) bekannt. Um nach diesem bekannten Verfahren ein derartiges dekoratives Hologramm zu erzeugen, ist es erforderlich, Masken zu verwenden, die bei jeder Belichtung des lichtmpfindlichen Materials mit dem ein Hologramm erzeugenden Objekt- und Referenzstrahlen die nicht zu belichtenden Bereiche abdecken. Dabei können zur Belichtung der von den Masken nicht abgedeckten Bereiche reale mit einem Laserstrahl beleuchtete Objekte, von denen der Referenzstrahl abgespalten wird, oder aber auch Master­ hologramme verwendet werden, die mit einem Laserstrahl angestrahlt werden, so daß der mit aufzuzeichnende Objekt- oder Referenzstrahl rekonstruiert wird.A method of making such decorative Holograms that when viewing areas with have different color impressions, is from the EP-PS 64 067 (Mc Grew) known. To be known after this Method of producing such a decorative hologram,  it is necessary to use masks with everyone Exposure of the light sensitive material with the one Hologram generating object and reference beams Cover areas not to be exposed. You can go to Exposure of areas not covered by the masks real objects illuminated by a laser beam, of which the reference beam is split off, or also master holograms are used with a laser beam be illuminated so that the object to be recorded with or a reference beam is reconstructed.

Durch die Verwendung der notwendigen Masken ist jedoch das bekannte Verfahren zur Herstellung von 2D-Hologrammen verhältnismäßig aufwendig.By using the necessary masks, however, that is known method for producing 2D holograms relatively expensive.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, nach dem sich ausgehend von Vorlagen holographisch optischer Elemente (HOE) Hologramme herstellen lassen, die gewünschte Ausschnitte der Vorlagen enthalten.The object of the invention is therefore a method of to create the type specified at the outset based on templates of holographic optical elements (HOE) have holograms produced, the desired one Clippings of the templates included.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein die Vorlage bildendes holographisches optisches Element (HOE) punkt- oder zeilenweise mit einem Laserstrahl über einen Bereich abgetastet wird, der in das herzustellende Hologramm übernommen werden soll, und daß zur Aufnahme des herzustellenden Hologramms lichtempfindliches Material, vorzugsweise eine lichtempfindliche Schicht, an eine Stelle angeordnet wird, die gleichzeitig mit dem rekonstruierten Objekt- oder Referenzstrahl und dem diesen rekon­ struierenden Laserstrahl beaufschlagt wird. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich in besonders einfacher Weise ausgehend von Masterhologrammen oder eine Vorlage bildenden Hologrammen Hologramme herstellen, weil sich die das lichtempfindliche Material belichtenden Laser­ strahlen, die aus dem HOE den Objekt- oder Referenzstrahl rekonstruieren, über die zu belichtenden Bereiche punkt- oder zeilenweise, beispielsweise durch ein übliches CAD-System, steuern lassen.This object is achieved in that a the original holographic optical element (HOE) point or line by line with a laser beam an area is scanned into the area to be manufactured Hologram should be taken over, and that to record the to produce the hologram photosensitive material, preferably a photosensitive layer in one place is arranged at the same time as the reconstructed Object or reference beam and the recon structuring laser beam is applied. After this The method according to the invention can be particularly simply starting from master holograms or a Make original holograms because holograms the laser exposing the light-sensitive material radiate from the HOE the object or reference beam  reconstruct, point over the areas to be exposed or line by line, for example by a conventional one CAD system, let it be controlled.

Besonders einfach ist das Verfahren, wenn eine Schicht aus lichtempfindlichen Material unmittelbar hinter oder auf das HOE gelegt wird, je nachdem ob es sich bei diesem um ein Transmissions- oder Reflexionshologramm handelt. Das paarweise Zusammenlegen der lichtempfindlichen Schicht mit dem ganz oder teilweise zu kopierenden HOE ist möglich, wenn der auftreffende Laserstrahl der Objektstrahl ist, der dann aus dem HOE den Referenzstrahl rekonstruiert.The process is particularly simple when a layer is made photosensitive material immediately behind or on the HOE is placed, depending on whether this is a Transmission or reflection hologram. The pairing the photosensitive layer with the HOE to be copied in whole or in part is possible if the incident laser beam is the object beam that then reconstructed the reference beam from the HOE.

Um beispielsweise bei einem 2D-Hologramm Bereiche mit unterschiedlichen Farben bei Betrachtung aus demselben Aspektwinkel zu haben, werden unterschiedliche Bereiche der Schicht aus lichtempfindlichen Material unter Verwendung unterschiedlicher HOE oder derselben HOE mit unter verschiedenen Winkeln auftreffenden Laserstrahlen belichtet.For example, in areas with a 2D hologram different colors when viewed from the same Having aspect angles will be different areas of the Layer of photosensitive material using different HOE or the same HOE with under laser beams hitting different angles exposed.

Um in dem hergestellten Hologramm unterschiedliche Farb­ bereiche zu haben, kann das lichtempfindliche Aufzeichnungs­ material auch stationär gehalten und das HOE bei aufeinanderfolgenden Belichtungen unterschiedlicher Bereiche verschoben werden. Da auf dem HOE nur eine Orts­ frequenz gespeichert ist, ändert sich durch dessen Verschieben bei dem Kopieren durch zeilen- oder punktweise Übertragung entsprechend auch die Ortsfrequenz auf dem belichteten Filmmaterial, durch den geänderten Winkel zwischen nullter und erster Beugungsordnung.To different color in the hologram produced areas can have photosensitive recording material also kept stationary and the HOE at successive exposures different Areas are moved. Since only one place on the HOE frequency is stored changes with it Move when copying by line or point by point Transmission also corresponds to the spatial frequency on the exposed footage, by the changed angle between zero and first diffraction order.

Unterschiedliche Farbeffekte unterschiedlicher Bereiche des herzustellenden Hologramms können dann erzielt werden, wenn in dem die Vorlage bildenden HOE eine Spaltlichtquelle und eine divergente Lichtquelle gespeichert sind, so daß Regen­ bogenhologramme kopiert werden.Different color effects of different areas of the hologram to be produced can be achieved if in the HOE forming the template, a slit light source and a divergent light source is stored so that rain  sheet holograms are copied.

Ist es erwünscht, Schwarz-Weiß-Hologramme herzustellen, was beispielsweise zur Erzeugung fälschungssicherer Hologramme unter Verwendung zusätzlicher Farbfilter (siehe EP 1 77 852) erforderlich sein kann, wird in einer Ausführungsform z. B. ein die Vorlage bildendes HOE, das mit zwei divergenten Lichtwellen aufgenommen wurde, verwendet. Auf diese Weise werden achromatische Hologramme erzeugt.Is it desirable to produce black and white holograms what? for example to create counterfeit-proof holograms using additional color filters (see EP 1 77 852) may be required in one embodiment, e.g. B. a HOE that forms the template, with two divergent ones Light waves were used. In this way achromatic holograms are generated.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial zwischen aufeinanderfolgenden Belichtungen gedreht wird. Durch diese Drehung des Aufzeichnungsmaterials um eine senkrecht auf der Ebene des Vorlage-HOE stehende Achse kann ein sogenannter Kinegramm-Effekt erzeugt werden, bei dem beim Betrachten des Hologramms je nach Aspektwinkel neue Bilder erscheinen bzw. Bilder unter unterschiedlichen Aspektwinkeln betrachtet werden können. Wird zusätzlich zu diesem Kinegramm-Effekt eine Farbverschiebung gewünscht, muß bei der Aufnahme zusätzlich zu der Drehung des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials zugleich auch eine translatorische Verschiebung des Vorlage-HOE erfolgen.According to another embodiment of the invention provided that the light-sensitive material is rotated between successive exposures. By this rotation of the recording material by one Axis standing perpendicular to the level of the template HOE a so-called kinegram effect is generated in which when viewing the hologram depending on the aspect angle new ones Images appear or images under different Aspect angles can be considered. In addition to This kinegram effect requires a color shift when shooting in addition to the rotation of the photosensitive recording material at the same time there is a translational shift of the template HOE.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Hologramms wird der Laserstrahl zeilenweise durch zwei Spiegel gesteuert, von denen einer den Zeilen (x-Richtung) und der andere den Abständen aufeinanderfolgender Zeilen (y-Richtung) zugeordnet ist.To produce the hologram according to the invention, the Laser beam controlled line by line by two mirrors, from which one the lines (x-direction) and the other the Consecutive lines (y-direction) assigned.

Die Spiegel können durch einen Rechner, beispielsweise ein handelsübliches CAD-System, gesteuert werden.The mirror can by a computer, for example a commercially available CAD system can be controlled.

Um die Zeilenlänge steuern zu können, kann ein Amplituden­ modulationsschalter für den Laserstrahl vorgesehen werden, der beispielsweise aus einer üblichen Pockelszelle bestehen kann.In order to control the line length, an amplitude can modulation switches for the laser beam are provided, which consist, for example, of a conventional Pockels cell  can.

Statt eines Lasers kann die Aufzeichnung auch durch eine Laserdiode erfolgen, die jeweils entsprechend der Zeilenlänge durch ein CAD-System angesteuert wird.Instead of a laser, the recording can also be carried out by a Laser diode take place, each corresponding to the Line length is controlled by a CAD system.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung eines CAD-Systems zur Steuerung der zu belichtenden Flächen kann in dem Rechner selbst die Vorlage gespeichert sein, wobei Vergrößerungen und Verkleinerungen ohne weiteres möglich sind.When using a CAD system according to the invention for Control of the areas to be exposed can be done in the computer even the template can be saved, with enlargements and downsizing is readily possible.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Holo­ gramm kann in üblicher Weise als Vorlage zur Herstellung von Prägestempeln zur Massenherstellung von Hologrammen verwendet werden.The holo produced by the method according to the invention Gram can be used as a template in the usual way of stamps for mass production of holograms be used.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung dargestellt, aus deren einziger Figur schematisch eine Anordnung zur Herstellung des erfindungs­ gemäßen Hologramms ersichtlich ist.An embodiment of the invention is as follows represented by the drawing, from its single figure schematically an arrangement for producing the Invention according to the hologram.

Die aus der Zeichnung ersichtliche Anordnung zur Herstellung eines Hologramms besteht aus einer üblichen Laserlichtquelle, die über eine Pockelszelle 2 eine Scanner-Optik 3 beaufschlagt, die bekannter Art ist und astigmatische Fehler kompensiert. Der Laserstrahl fällt sodann auf einen ersten Scannerspiegel 4 und wird von diesem auf den zweiten Scannerspiegel 5 reflektiert. Von diesem Scannerspiegel 5 wird der Laserstrahl auf das der Vorlage dienende HOE 7 reflektiert und durchdringt dieses und wird als Objektstrahl auf der lichtempfindlichen Schicht 8 aufgezeichnet. Der Laserstrahl rekonstruiert aus dem HOE den Referenzstrahl, der mitaufgezeichnet wird, so daß in der lichtempfindlichen Schicht 8 ein entsprechendes Hologramm entsteht. The arrangement for producing a hologram shown in the drawing consists of a conventional laser light source, which acts on a scanner optic 3 via a Pockels cell 2 , which is of a known type and compensates for astigmatic errors. The laser beam then strikes a first scanner mirror 4 and is reflected by this onto the second scanner mirror 5 . From this scanner mirror 5 , the laser beam is reflected onto and penetrates the HOE 7 serving as the original and is recorded as an object beam on the light-sensitive layer 8 . The laser beam reconstructs the reference beam from the HOE, which is also recorded, so that a corresponding hologram is formed in the light-sensitive layer 8 .

Die beiden Scannerspiegel 4, 5 und die Pockelszelle 2 werden über das CAD-System 6 angesteuert, das durch die Tastatur 12 bedient werden kann, wobei Informationen, beispielsweise über die abzutastenden Bereiche des HOE, auf dem Monitor 11 dargestellt werden können.The two scanner mirrors 4 , 5 and the Pockels cell 2 are controlled via the CAD system 6 , which can be operated using the keyboard 12 , and information, for example about the areas of the HOE to be scanned, can be displayed on the monitor 11 .

Zur Erzeugung unterschiedlicher Farbeffekte kann beispiels­ weise das HOE 7 in Richtung des Doppelpfeils 13 verschoben werden, so daß der rekonstruierte Referenzstahl unter entsprechend unterschiedlichen Winkeln einfällt.To produce different color effects, for example, the HOE 7 can be moved in the direction of the double arrow 13 , so that the reconstructed reference steel falls at correspondingly different angles.

Zur Veränderung des Einfallwinkels des Laserstrahls können zusätzliche und ebenfalls steuerbare Spiegel vorgesehen werden.You can change the angle of incidence of the laser beam additional and also controllable mirrors are provided will.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung von 2D- und/oder 3D-Hologrammen, dadurch gekennzeichnet,
daß ein die Vorlage bildendes holographisches optisches Element (HOE) punkt- oder zeilenweise mit einem Laser­ strahl über einen Bereich abgetastet wird, der in das herzustellende Hologramm übernommen werden soll, und
daß zur Aufnahme des herzustellenden Hologramms lichtempfindliches Material an eine Stelle angeordnet wird, die gleichzeitig mit dem rekonstruierten Objekt- oder Referenzstrahl und dem diesen rekonstruierenden Laserstrahl beaufschlagt wird.
1. Process for the production of 2D and / or 3D holograms, characterized in that
that a holographic optical element (HOE) forming the original is scanned point by point or line by line with a laser beam over an area which is to be incorporated into the hologram to be produced, and
that to record the hologram to be produced, light-sensitive material is arranged at a point which is simultaneously subjected to the reconstructed object or reference beam and the laser beam which is to be reconstructed.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus lichtempfindlichen Material hinter oder auf das HOE gelegt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a layer of photosensitive material behind or is placed on the HOE. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Bereiche der lichtempfindlichen Schicht unter Verwendung unterschiedlicher HOE oder derselben HOE mit unter verschiedenen Winkeln auftreffenden Referenz- oder Objektstrahlen belichtet werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized that different areas of the  using photosensitive layer different HOE or the same HOE with under reference or at different angles Object rays are exposed. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Aufzeichnungs­ material stationär gehalten und das HOE bei aufeinander­ folgenden Belichtungen unterschiedlicher Bereiche des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials verschoben wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the photosensitive recording material is kept stationary and the HOE is close together following exposures of different areas of the photosensitive recording material shifted becomes. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem HOE eine Spaltlichtquelle (Regenbogenhologramm) und eine divergente Lichtquelle gespeichert sind.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that a slit light source in the HOE (Rainbow hologram) and a divergent light source are saved. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem HOE zwei divergente Licht­ quellen (achromatisches Hologramm) gespeichert sind.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that two divergent light in the HOE sources (achromatic hologram) are stored. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Aufzeichnungs­ material zwischen aufeinanderfolgenden Belichtungen (zeilenweise Belichtung bestimmter Bereiche) gedreht wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the photosensitive recording material between successive exposures (line-wise exposure of certain areas) rotated becomes. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl zeilenweise durch zwei Spiegel gesteuert wird, von denen einer den Zeilen (x-Richtung) und der andere dem Abstand aufeinander­ folgender Zeilen (y-Richtung) zugeordnet ist.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the laser beam line by line two mirrors is controlled, one of the rows (x direction) and the other the distance to each other following lines (y-direction) is assigned. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel durch einen Rechner (CAD-System) gesteuert werden. 9. The method according to claim 8, characterized in that the mirrors are controlled by a computer (CAD system) will.   10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Amplitudenmodulator für den Laserstrahl vorgesehen ist.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized characterized in that an amplitude modulator for the Laser beam is provided. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl von einer durch das CAD-System gesteuerten Laser-Diode erzeugt wird.11. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized characterized in that the laser beam from one by the CAD system controlled laser diode is generated. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das hergestellte Hologramm als Vorlage zur Herstellung eines Prägestempels verwendet wird.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized characterized in that the hologram produced as Template used to make an embossing stamp becomes.
DE19904038308 1990-09-18 1990-11-30 Prodn. of two- or three=dimensional decorative holograms - involves holographic original scanned in pixels or rows by laser beam and backed by photographic film Ceased DE4038308A1 (en)

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