JP2002523804A - Method and apparatus for producing hologram - Google Patents

Method and apparatus for producing hologram

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JP2002523804A
JP2002523804A JP2000566722A JP2000566722A JP2002523804A JP 2002523804 A JP2002523804 A JP 2002523804A JP 2000566722 A JP2000566722 A JP 2000566722A JP 2000566722 A JP2000566722 A JP 2000566722A JP 2002523804 A JP2002523804 A JP 2002523804A
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ラルフ・ベートヒャー
ペーター・ディートリッヒ
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ラルフ・ベートヒャー
ペーター・ディートリッヒ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも第1の光線束(L)が形成されて変調される2つの光線束(L,R)が感光層(22)で干渉し合う、ホログラムを作製する方法と装置に関する。方法の面では前記形成が、光線相互の長さ比率を維持しながら行われる。装置の面では、少なくとも第1の光線束(L)を形成するために第1の光学系が設けられ、この光学系は有利には一対の放物面鏡(18)を含んでいる。 (57) Abstract: The present invention produces a hologram in which at least two light beams (L, R) in which a first light beam (L) is formed and modulated interfere with each other in a photosensitive layer (22). Method and apparatus. In a method aspect, the formation is performed while maintaining the length ratio of the rays to one another. On the surface of the device, a first optical system is provided for forming at least a first light beam (L), which advantageously comprises a pair of parabolic mirrors (18).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は、少なくとも第1の光線束が形成されて変調される2つの光線束が感
光層で干渉し合う、ホログラムを作製する方法に関する。さらに本発明はこの方
法を実施する装置も対象とする。
The present invention relates to a method for producing a hologram in which at least two light beams, on which a first light beam is formed and modulated, interfere with a photosensitive layer. The invention is also directed to an apparatus for performing the method.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】Problems to be solved by the prior art and the invention

ホログラムとは、物体による影響を受ける第1の光線束と、影響を受けない参
照光線束とが重ね合わされることによって生じる干渉縞である。この干渉縞がす
べての物体点の情報を記録できるようにするには、これらの物体点から来るすべ
ての光線が、参照光線束と同時に干渉し合わなくてはならない。光線はひとつな
がりの形成物ではなくて多数の波連で構成されていることを考慮するならば、個
々の物体点と干渉点の間の光学距離が異なっている場合であっても物体から来る
すべての光線の波連が干渉点で同時に重なり合わなくてはならないという意味で
、前述の条件は先鋭化する。物体点から来たある波連が干渉点に当たったときに
、他の物体点の波連がすでに干渉点から離れていれば、物体点はホログラムには
ならない。それぞれの波連のつながりをコヒーレンスと呼び、つながりの度合い
をコヒーレンス長と呼ぶ。
The hologram is an interference fringe generated by superimposing a first light beam affected by the object and a reference light beam not affected by the object. In order for this interference fringe to be able to record information for all object points, all rays coming from these object points must simultaneously interfere with the reference ray bundle. Rays come from objects, even if the optical distances between the individual object points and the interference points are different, considering that the rays are not a series of formations but composed of multiple wave trains The above conditions are sharpened in the sense that the wave trains of all the rays must simultaneously overlap at the point of interference. When a wave train coming from an object point hits an interference point and the wave train of another object point is already separated from the interference point, the object point does not become a hologram. The connection of each wave train is called coherence, and the degree of connection is called coherence length.

【0003】 古典的なホログラムでは、物体光が物体そのものによって影響を受ける。その
結果として一連の欠点が生じる。すなわち使用する装置が大がかりで光学的に不
安定になり、レーザにはエネルギーとコヒーレンス長に関して高い要求が課せら
れ、物体の光学的な前処理には十分な経験が必要である。
In a classic hologram, object light is affected by the object itself. This results in a series of disadvantages. That is, the equipment used is large and optically unstable, lasers have high demands on energy and coherence length, and optical pretreatment of objects requires sufficient experience.

【0004】 そこで、物体ないし物体点に対する別々の視角を代表している二次元の図像を
生成させ、物体光を変調することによってこれらの図像を感光層の異なる領域に
順次サブホログラムとしてホログラフィックに結像させることが提案されている
。このようにすれば常に狭い面積を露光するだけでよく、そのためには比較的低
いレーザエネルギーしか必要なくなる。二次元の図像は、たとえば立体撮影を作
製することによって写真で得ることができ、もしくは異なる視角を計算して各々
をマトリクスとして出力することによって計算機で形成した物体から導き出すこ
とができる。さらに、この両方のバリエーションの組合せも可能である。サブホ
ログラムから合成されたホログラムは、垂直方向の視差をもつことができる。も
しそうでなければ、物体を横からは観察できるが上方や下方からは観察できない
。ホログラムを作製する公知の装置(EP0814387A2,WO96/02
873)は、レーザと、物体光と参照光にレーザ光を分割するためのビームスプ
リッタと、物体の画像を表示するためのスクリーンであってこれによって物体光
が変調可能であるものと、物体光と干渉する参照光を形成するためのレンズ系と
を包含している。レンズ系は制約された受光角を備えており、球面収差と色収差
とを有していて、物体光線束の光線相互の長さ比率に影響を及ぼす。レンズ系の
受光角が制約されていると、ホログラムも制約された視角からしか見ることがで
きない。レンズ系が球面収差を有していると、歪んだホログラムが生じる。色収
差があると、品質要求が高い場合には色ごとに別個のレンズ系が必要になる可能
性がある。最後に、たとえば外側の光線が内側の光線よりも長い距離を進むこと
によって、光源から感光層までの間で物体光線束の光線相互の長さ比率が変わる
場合、すべての物体点のホログラフィック結像を得られるように全部の光線ない
しそのつながった波連が同時に干渉し合えるようにするために、相応に大きなコ
ヒーレンス長を選択しなければならない。ところが大きなコヒーレンス長は高価
なレーザを使わないと実現することができない。
Therefore, two-dimensional images representing different viewing angles with respect to an object or an object point are generated, and these images are holographically converted into sub-holograms sequentially in different regions of the photosensitive layer by modulating the object light. It has been proposed to image. In this way, it is only necessary to always expose a small area, which requires relatively low laser energy. Two-dimensional images can be obtained photographically, for example by making stereoscopic images, or derived from computer-generated objects by calculating different viewing angles and outputting each as a matrix. Further, a combination of both variations is also possible. Holograms synthesized from sub-holograms can have vertical parallax. If not, the object can be viewed from the side but not from above or below. A known apparatus for producing a hologram (EP0814387A2, WO96 / 02)
873) a laser, a beam splitter for splitting the laser light into object light and reference light, a screen for displaying an image of the object, which can modulate the object light, an object light, And a lens system for forming a reference light that interferes with the light. The lens system has a limited acceptance angle, has spherical aberration and chromatic aberration, and affects the mutual length ratio of the object light beam. If the light receiving angle of the lens system is restricted, the hologram can be viewed only from the restricted viewing angle. If the lens system has spherical aberration, a distorted hologram will result. Chromatic aberrations may require a separate lens system for each color if quality requirements are high. Finally, the holographic formation of all object points can occur if, for example, the outer ray travels a longer distance than the inner ray, changing the ray-to-length ratio of the object ray bundle from the light source to the photosensitive layer. A correspondingly large coherence length must be selected so that all rays or their connected wave trains can simultaneously interfere so that an image can be obtained. However, a large coherence length cannot be realized without using an expensive laser.

【0005】 本発明の課題は、ホログラムを作製するための本分野に属する方法および本分
野に属する装置であって、より少ないコストで優れたホログラムを供給するもの
を提供することである。
It is an object of the present invention to provide a method and a device for producing holograms in the field, which supply excellent holograms at a lower cost.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

この課題は方法の面では請求項1の構成要件によって解決される。第1の光線
束の形成を、光線相互の長さ比率を維持しながら行うことによって、感光層の厚
さのオーダーの範囲内であってよいとともに安価なレーザで実現可能な非常に短
いコヒーレンス長の場合でも、参照光の光学距離が物体光の光学距離と等しけれ
ば、第1の光線束の変調が完全にホログラムになる。長さ比率を維持したままの
形成を少なくとも一対の放物面鏡で行い、このとき第1の放物面鏡が光線束を広
げて第2の放物面鏡が光線束を感光層に集束させれば、より大きな受光角が可能
になるとともに球面収差や色収差がなくなり、このことは上述した理由からホロ
グラム品質のいっそうの向上と、方法のいっそうの低価格化につながる。このよ
うな利点は、特に、合成されたホログラムを生成するための光線束が順次、感光
層の異なる領域に集束させられる場合に有効である。
This object is solved in terms of method by the features of claim 1. By forming the first beam bundle while maintaining the length ratio between the beams, a very short coherence length which can be in the order of the thickness of the photosensitive layer and which can be realized with inexpensive lasers In this case, if the optical distance of the reference light is equal to the optical distance of the object light, the modulation of the first light beam completely becomes a hologram. The formation while maintaining the length ratio is performed by at least one pair of parabolic mirrors, where the first parabolic mirror spreads the light beam and the second parabolic mirror focuses the light beam on the photosensitive layer. By doing so, a larger light receiving angle becomes possible and spherical aberration and chromatic aberration are eliminated, which leads to further improvement of the hologram quality and further lowering of the cost of the method for the reasons described above. Such an advantage is particularly effective when light beams for generating a combined hologram are sequentially focused on different regions of the photosensitive layer.

【0007】 装置の面では、上述した課題は請求項7の構成要件によって解決される。第1
の光学系がレンズの代わりに少なくとも1つの第1の放物面鏡を包含し、この放
物面鏡によって第1の光線束が感光層に集束されることによって、より大きな受
光角が可能になるとともに球面収差も色収差もなくなる。
In terms of a device, the above-mentioned problem is solved by the features of claim 7. First
Includes at least one first parabolic mirror instead of a lens, which allows a larger light acceptance angle by focusing the first light beam onto the photosensitive layer. At the same time, spherical aberration and chromatic aberration disappear.

【0008】 第1の光学系が第2の放物面鏡を含んでいて、この放物面鏡によって第1の光
線束を、その焦点に位置する光源から生成可能であれば、この光線束のすべての
光線は光源から感光層に至るまで等しい光学距離を進むことになるので、コヒー
レンス長を実質的に感光層の厚さに制限することができる。1つの有利な光源は
、特にパルスダイオードレーザであるレーザの光が中を通っている光ファイバの
出口である。両方の放物面鏡の間にビーム偏向部材があり、このときビーム偏向
が有利には90度であれば、光源が感光層とは別の平面上に位置することができ
る。
If the first optical system includes a second parabolic mirror and the parabolic mirror can generate a first ray bundle from a light source located at its focal point, this ray bundle Since all light rays travel the same optical distance from the light source to the photosensitive layer, the coherence length can be substantially limited to the thickness of the photosensitive layer. One advantageous light source is the exit of an optical fiber through which the light of a laser, especially a pulsed diode laser, passes. There is a beam deflecting element between the two parabolic mirrors, so that if the beam deflection is advantageously 90 degrees, the light source can be located on a different plane from the photosensitive layer.

【0009】 光源と、隣接する第1または第2の放物面鏡との間、またはこれらの放物面鏡
の間、または第1の放物面鏡と感光層との間には光変調器が配置されており、こ
の光変調器は有利には光透過性を制御可能な平坦なスクリーンとして構成され、
たとえば液晶表示器として構成される。ただしいくつかのケースでは、光変調器
をダイヤスコープとして交換可能に構成すれば十分である。
[0009] There is a light modulation between the light source and the adjacent first or second parabolic mirror, or between these parabolic mirrors, or between the first parabolic mirror and the photosensitive layer. The light modulator is advantageously configured as a flat screen with controllable light transmission,
For example, it is configured as a liquid crystal display. However, in some cases, it is sufficient to make the optical modulator interchangeable as a diamond scope.

【0010】 感光層の十分に広い範囲の露光を保証するため、第1の放物面鏡と光変調器の
間、または光変調器と感光層の間に光散乱部材が配置されていてよい。
[0010] In order to ensure a sufficiently wide exposure of the photosensitive layer, a light scattering member may be arranged between the first parabolic mirror and the light modulator or between the light modulator and the photosensitive layer. .

【0011】 放物線鏡は、同一の放物線分をもつ軸外れ放物線鏡である。A parabolic mirror is an off-axis parabolic mirror having the same parabolic segment.

【0012】 第2の光線束を形成するため、放物面鏡系の代わりにレンズ系を含んでいてよ
い第2の光学系が設けられている。感光層のそれぞれの側に第2の光学系が配属
されていると、透過ホログラムの作製用にも反射ホログラムの作製用にも本装置
を容易に設定することができる。さらに切換装置が設けられていて、この切換装
置によって第2の光線束を感光層の両方の面のうちの一方へ誘導することができ
ると、上述の設定が簡単になる。
A second optical system, which may include a lens system instead of a parabolic mirror system, is provided to form a second light bundle. If the second optical system is assigned to each side of the photosensitive layer, the present apparatus can be easily set for producing a transmission hologram and for producing a reflection hologram. The setting described above is simplified if a switching device is provided, by means of which the second light beam can be guided to one of the two surfaces of the photosensitive layer.

【0013】 本装置と感光層が互いに相対的に変位可能であれば、特に、それぞれサブホロ
グラムを表している感光層の異なる領域を順次露光することが可能である。最後
に、赤、緑、青の各々の色に同一の装置を割り当てて、これらの色を一緒に感光
層に対して相対的に移動させることが意図される。
If the device and the photosensitive layer are displaceable relative to each other, it is possible, in particular, to sequentially expose different areas of the photosensitive layer, each representing a sub-hologram. Finally, it is intended to assign the same device to each of the colors red, green and blue and to move these colors together relative to the photosensitive layer.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

次に、実施形態を参照しながら本発明について詳しく説明する。付属の模式的
な図面は本発明による装置を示している。
Next, the present invention will be described in detail with reference to embodiments. The accompanying schematic drawings show an apparatus according to the invention.

【0015】 放物面鏡4の焦点2に光導波路8の出口6が置かれており、この光導波路の内
部には特にパルスレーザダイオードである図示しないレーザのコヒーレントな光
が通っている。放物面鏡4とその焦点2の間には焦点光線10が延びている。そ
の誘導光線12の光路には平面鏡14が配置されており、この平面鏡は同時に放
物面鏡18の誘導光線16の光路内にも位置している。誘導光線12および16
は互いに垂直である。平面鏡14に対するこれらの誘導光線の傾斜はそれぞれ4
5度である。放物面鏡4と同じ放物線分を有している放物面鏡18の焦点20に
、両側を絞り24および26で保護された感光層22がある。放物面鏡18とそ
の焦点20との間には焦点光線32が延びている。その光路には誘導光線16と
平行に、放物面鏡側に液晶表示器34、層側にディフューザ36がそれぞれ配置
されている。上に略述した光路は、レーザ光がオンにされると区域L1からL4
を含む物体光線束Lを通過する。この光路はホログラムを製作するために参照光
線束Rと干渉し合わなくてはならないので、感光層の両側にはコリメータレンズ
38および40があり、その光学軸42および44は放物面鏡18の焦点20を
通って延びるとともに、これらのコリメータレンズの焦点46および48は光導
波路54および56の出口50および52に位置している。
The exit 6 of the optical waveguide 8 is located at the focal point 2 of the parabolic mirror 4, and coherent light of a laser, not shown, which is a pulse laser diode, passes through the optical waveguide. A focal ray 10 extends between the parabolic mirror 4 and its focal point 2. A plane mirror 14 is arranged in the optical path of the guide beam 12, which is also located in the optical path of the guide beam 16 of the parabolic mirror 18. Guiding rays 12 and 16
Are perpendicular to each other. The inclination of each of these guided rays with respect to the plane mirror 14 is 4
5 degrees. At the focal point 20 of the parabolic mirror 18 having the same parabolic segment as the parabolic mirror 4, there is a photosensitive layer 22 protected on both sides by apertures 24 and 26. A focal ray 32 extends between the parabolic mirror 18 and its focal point 20. In the optical path, a liquid crystal display 34 is arranged on the parabolic mirror side and a diffuser 36 is arranged on the layer side in parallel with the guide light 16. The optical paths outlined above are defined as areas L1 to L4 when the laser light is turned on.
Pass through the object light beam L including. Since this optical path must interfere with the reference beam bundle R to produce the hologram, there are collimator lenses 38 and 40 on both sides of the photosensitive layer, the optical axes 42 and 44 of which are Extending through focal point 20, focal points 46 and 48 of these collimator lenses are located at exits 50 and 52 of light guides 54 and 56.

【0016】 作用形式は次のとおりである:The mode of action is as follows:

【0017】 光導波路8の出口6は点状の光源として作用し、この光源は強度分布が回転対
称である光円錐L1を発し、この光円錐は焦点光線10に追随するとともに放物
面鏡4によって、断面が不均一な強度分布をもつ平行なビームL2として反射さ
れ、このビームは誘導光線12に追随する。次いで、この広げられたビームL2
は、90度の偏向を行う平面鏡14によってビームL3として誘導光線16に沿
って放物面鏡18に向かうように導かれ、この放物面鏡は前記ビームをビームL
4として焦点光線32に沿って感光層22に向けて集束させ、その際に不均一な
強度分布を再び解消させる。
The exit 6 of the optical waveguide 8 acts as a point-like light source, which emits a light cone L 1 whose intensity distribution is rotationally symmetric, which follows the focal ray 10 and which is a parabolic mirror 4. Is reflected as a parallel beam L2 having a non-uniform intensity distribution, which follows the stimulating ray 12. Then, this expanded beam L2
Is guided by a plane mirror 14 deflecting 90 degrees as a beam L3 along a stimulating ray 16 to a parabolic mirror 18, which converts the beam into a beam L3.
As 4, the light is focused toward the photosensitive layer 22 along the focal ray 32, and the non-uniform intensity distribution is eliminated again.

【0018】 光導波路8の出口6から感光層22に位置する焦点20に至るまでの、ビーム
L1からL4の光線の推移をたどってみると容易にわかるように、ビームL1か
らL4のすべての光線は等しい距離を進んで、同時に焦点20に入っている。し
たがって、つながった波連の必要な長さ、つまりコヒーレンス長はほぼ感光層の
厚さにしか左右されないので、非常に安価なレーザを利用することができる。ビ
ームL1からL4を形成するのに平面鏡と放物面鏡しか使用しないので、球面収
差が生じることがなく、このことは特に受光角が大きく焦点距離が短い系の場合
に重要であり、さらには色収差が起こることも予想されないので、焦点がどの色
についても同一の地点に生じることになる。
As can be easily understood by following the transition of the light beams of the beams L1 to L4 from the exit 6 of the optical waveguide 8 to the focal point 20 located on the photosensitive layer 22, all the light beams of the beams L1 to L4 are easily understood. Have traveled an equal distance and are simultaneously in focus 20. Therefore, the required length of the connected wave train, that is, the coherence length is almost determined only by the thickness of the photosensitive layer, so that a very inexpensive laser can be used. Since only a plane mirror and a parabolic mirror are used to form the beams L1 to L4, no spherical aberration occurs, which is particularly important for a system having a large receiving angle and a short focal length. Since no chromatic aberration is expected, the focus will be at the same point for any color.

【0019】 こうしたことはすべて、物体特性をもつ広げられたビームL1からL4を変調
するための好都合な前提条件である。この変調は、強度変調器としての液晶表示
器34をビームL4が通過するときに行われるとともに、使用する放物面鏡18
および4のパラメータに依存する光円錐L4の幾何学寸法に応じて、感光層22
の所定の領域を、変調に従って設定される強度でさまざまな方向から露光するこ
とにつながる。感光層22の事前設定された領域を完全に照明するのに、液晶表
示器34の個々のピクセルでの回折が十分でないときは、ビームL4が変調の後
でさらにディフューザ36を通過して、回折された光をこのディフューザが事前
設定された領域全体に分配する。
All of these are favorable prerequisites for modulating the expanded beams L1 to L4 with object properties. This modulation is performed when the beam L4 passes through the liquid crystal display 34 as an intensity modulator, and the parabolic mirror 18 to be used is used.
Depending on the geometric dimensions of the light cone L4, which depends on the parameters of
Is exposed from various directions at an intensity set according to the modulation. If the diffraction at the individual pixels of the liquid crystal display 34 is not enough to fully illuminate the preset area of the photosensitive layer 22, the beam L4 will pass through the diffuser 36 further after modulation and be diffracted. The diffused light is distributed by the diffuser over a preset area.

【0020】 この領域へさらに平行な参照ビームRを当てると干渉縞が発生し、この干渉縞
はサブホログラムとして、このサブホログラムに関連する物体点から発して実像
または虚像としてサブホログラムを貫通するビームL4で設定される空間方向の
すべての光を表しており、あるいはブロック組織化されたホログラフィックメモ
リのメモリブロックを表している。コリメータレンズ38が参照ビームRを、感
光層22の、物体ビームL4によって照射される側に導くと、透過サブホログラ
ムが生じる。参照ビームRが、感光層22のこれと対向する側に配置されたコリ
メータレンズ40から発せられると、反射ホログラムが生じる。参照ビームRは
そのために切換可能に2つの光路に分割され、所望のホログラム種類に応じて接
続される。
When a further parallel reference beam R is applied to this area, interference fringes are generated, and the interference fringes are emitted as a sub-hologram from an object point related to the sub-hologram and pass through the sub-hologram as a real image or a virtual image. It represents all light in the spatial direction set by L4, or represents a memory block of a holographic memory organized in a block. When the collimator lens 38 directs the reference beam R to the side of the photosensitive layer 22 that is irradiated by the object beam L4, a transmission sub-hologram occurs. When the reference beam R is emitted from the collimator lens 40 arranged on the opposite side of the photosensitive layer 22, a reflection hologram occurs. For this purpose, the reference beam R is switchably split into two optical paths and connected according to the desired hologram type.

【0021】 上述したやり方で感光層22の異なる領域を順次露光すると、多数のサブホロ
グラムから合成されたホログラムが生じ、このホログラムをさらに現像したり定
着させることができる。連続する露光のため、感光層22が段階的に第1の方向
xへ、そしてその他の装置が段階的にこれと垂直な第2の方向yへ、それぞれ可
動であってよい。カラーホログラムを作製するには、赤、緑、青の各色にそれぞ
れ1つの装置を割り当てて、各々の領域を順次それぞれの色で露光することにな
る。この場合にはすべての装置が、感光層22に関して可動な印刷ヘッドの中に
統合されていてよい。
Exposure of different areas of the photosensitive layer 22 sequentially in the manner described above results in a hologram synthesized from a number of sub-holograms, which can be further developed or fixed. For successive exposures, the photosensitive layer 22 may be movable stepwise in a first direction x and other devices may be stepwise movable in a second direction y perpendicular thereto. In order to produce a color hologram, one device is assigned to each of the red, green, and blue colors, and each region is sequentially exposed to each color. In this case, all devices may be integrated into a print head that is movable with respect to the photosensitive layer 22.

【0022】 本発明のさらに別の構成は、たとえばビームL4を焦線に集束させたり、ビー
ムL1,L2またはL3の光路の中に光変調器を配置したり、ビームL3の光路
に光散乱部材を配置したり、あるいは偏向角を変えることによって得られる。
Still another configuration of the present invention includes, for example, focusing the beam L4 on a focal line, disposing an optical modulator in the optical path of the beam L1, L2 or L3, or a light scattering member in the optical path of the beam L3. Or by changing the deflection angle.

【0023】 全体として2つの放物面鏡と1つの平面鏡のコンパクトな構造が、最善の焦点
と、大きな受光角と、注入される光と出ていく光との間の可変な角度と、光源か
ら焦点までの等しい光学距離とを可能にする。
The compact structure of two parabolic mirrors and one plane mirror as a whole provides the best focus, a large acceptance angle, a variable angle between injected and outgoing light, and a light source. With equal optical distance from to the focal point.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係るホログラムを作製する装置の一実施形態を示す概
略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an apparatus for producing a hologram according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2、20 焦点 4 放物面鏡 8 光ファイバ 14 ビーム偏光部材 18 放物面鏡 22 感光層 34 光変調器 38、40 レンズ 2, 20 focus 4 parabolic mirror 8 optical fiber 14 beam polarizing member 18 parabolic mirror 22 photosensitive layer 34 light modulator 38, 40 lens

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書 【提出日】平成12年8月29日(2000.8.29) 【手続補正1】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】特許請求の範囲 【補正方法】変更 【補正内容】 【特許請求の範囲】 【手続補正2】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】発明の詳細な説明 【補正方法】変更 【補正内容】 【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】 本発明は、少なくとも第1の光線束が形成されて変調される2つの光線束が感
光層で干渉し合う、ホログラムを作製する方法に関する。さらに本発明はこの方
法を実施する装置も対象とする。 【0002】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】 ホログラムとは、物体による影響を受ける第1の光線束と、影響を受けない参
照光線束とが重ね合わされることによって生じる干渉縞である。この干渉縞がす
べての物体点の情報を記録できるようにするには、これらの物体点から来るすべ
ての光線が、参照光線束と同時に干渉し合わなくてはならない。光線はひとつな
がりの形成物ではなくて多数の波連で構成されていることを考慮するならば、個
々の物体点と干渉点の間の光学距離が異なっている場合であっても物体から来る
すべての光線の波連が干渉点で同時に重なり合わなくてはならないという意味で
、前述の条件は先鋭化する。物体点から来たある波連が干渉点に当たったときに
、他の物体点の波連がすでに干渉点から離れていれば、物体点はホログラムには
ならない。それぞれの波連のつながりをコヒーレンスと呼び、つながりの度合い
をコヒーレンス長と呼ぶ。 【0003】 古典的なホログラムでは、物体光が物体そのものによって影響を受ける。その
結果として一連の欠点が生じる。すなわち使用する装置が大がかりで光学的に不
安定になり、レーザにはエネルギーとコヒーレンス長に関して高い要求が課せら
れ、物体の光学的な前処理には十分な経験が必要である。 【0004】 そこで、物体ないし物体点に対する別々の視角を代表している二次元の図像を
生成させ、物体光を変調することによってこれらの図像を感光層の異なる領域に
順次サブホログラムとしてホログラフィックに結像させることが提案されている
。このようにすれば常に狭い面積を露光するだけでよく、そのためには比較的低
いレーザエネルギーしか必要なくなる。二次元の図像は、たとえば立体撮影を作
製することによって写真で得ることができ、もしくは異なる視角を計算して各々
をマトリクスとして出力することによって計算機で形成した物体から導き出すこ
とができる。さらに、この両方のバリエーションの組合せも可能である。サブホ
ログラムから合成されたホログラムは、垂直方向の視差をもつことができる。も
しそうでなければ、物体を横からは観察できるが上方や下方からは観察できない
。ホログラムを作製する公知の装置(欧州特許出願第0814387号公開公報
,国際特許出願公開第96/02873号公報)は、レーザと、物体光と参照光
にレーザ光を分割するためのビームスプリッタと、物体の画像を表示するための
スクリーンであってこれによって物体光が変調可能であるものと、物体光と干渉
する参照光を形成するためのレンズ系とを包含している。レンズ系は制約された
受光角を備えており、球面収差と色収差とを有していて、物体光線束の光線相互
の長さ比率に影響を及ぼす。レンズ系の受光角が制約されていると、ホログラム
も制約された視角からしか見ることができない。レンズ系が球面収差を有してい
ると、歪んだホログラムが生じる。色収差があると、品質要求が高い場合には色
ごとに別個のレンズ系が必要になる可能性がある。最後に、たとえば外側の光線
が内側の光線よりも長い距離を進むことによって、光源から感光層までの間で物
体光線束の光線相互の長さ比率が変わる場合、すべての物体点のホログラフィッ
ク結像を得られるように全部の光線ないしそのつながった波連が同時に干渉し合
えるようにするために、相応に大きなコヒーレンス長を選択しなければならない
。ところが大きなコヒーレンス長は高価なレーザを使わないと実現することがで
きない。 【0005】 欧州特許出願第0849649号公開公報にはホログラムを作製する装置が記
載されており、この装置では同じように感光層で2つの光線束が干渉し合う。一
方の光線束の光路には軸外れ放物面鏡があり、この軸外れ放物面鏡が平行なビー
ムを生成し、このビームによって物体(この場合にはディフューザ板)が最終的
に照明される。この場合には放物面鏡の平行化を行う性質が活用されているもの
の、このことは、ここで適用されている光学的配置では必ずしも必要なことでは
ない。なぜなら平行な光が結局はディフューザによって発散光に変えられてから
写真材料に当たるからである。この光学的配置のさらに別の欠点は、放物面鏡が
少なくとも照明されるべきディフューザと同じ大きさを有していなくてはならな
い点である。しかし同明細書に記載されているサイズの軸外れ放物面鏡を製造す
ることは、比較的困難であるとともに高価である。 【0006】 本発明の課題は、ホログラムを作製するための本分野に属する方法および本分
野に属する装置であって、より少ないコストで優れたホログラムを供給するもの
を提供することである。 【0007】 【課題を解決するための手段】 この課題は方法の面では請求項1の構成要件によって解決される。第1の光線
束の形成を、光線相互の長さ比率を維持しながら行うことによって、感光層の厚
さのオーダーの範囲内であってよいとともに安価なレーザで実現可能な非常に短
いコヒーレンス長の場合でも、参照光の光学距離が物体光の光学距離と等しけれ
ば、第1の光線束の変調が完全にホログラムになる。長さ比率を維持したままの
形成を少なくとも一対の放物面鏡で行い、このとき第1の放物面鏡が光線束を広
げて第2の放物面鏡が光線束を感光層に集束させれば、より大きな受光角が可能
になるとともに球面収差や色収差がなくなり、このことは上述した理由からホロ
グラム品質のいっそうの向上と、方法のいっそうの低価格化につながる。このよ
うな利点は、特に、合成されたホログラムを生成するための光線束が順次、感光
層の異なる領域に集束させられる場合に有効である。 【0008】 装置の面では、上述した課題は請求項7の構成要件によって解決される。第1
の光学系がレンズの代わりに少なくとも1つの第1の放物面鏡を包含し、この放
物面鏡によって第1の光線束が感光層に集束されることによって、より大きな受
光角が可能になるとともに球面収差も色収差もなくなる。 【0009】 第1の光学系が第2の放物面鏡を含んでいて、この放物面鏡によって第1の光
線束を、その焦点に位置する光源から生成可能であれば、この光線束のすべての
光線は光源から感光層に至るまで等しい光学距離を進むことになるので、コヒー
レンス長を実質的に感光層の厚さに制限することができる。1つの有利な光源は
、特にパルスダイオードレーザであるレーザの光が中を通っている光ファイバの
出口である。両方の放物面鏡の間にビーム偏向部材があり、このときビーム偏向
が有利には90度であれば、光源が感光層とは別の平面上に位置することができ
る。 【00010】 光源と、隣接する第1または第2の放物面鏡との間、またはこれらの放物面鏡
の間、または第1の放物面鏡と感光層との間には光変調器が配置されており、こ
の光変調器は有利には光透過性を制御可能な平坦なスクリーンとして構成され、
たとえば液晶表示器として構成される。ただしいくつかのケースでは、光変調器
をダイヤスコープとして交換可能に構成すれば十分である。 【0011】 感光層の十分に広い範囲の露光を保証するため、第1の放物面鏡と光変調器の
間、または光変調器と感光層の間に光散乱部材が配置されていてよい。 【0012】 放物線鏡は、同一の放物線分をもつ軸外れ放物線鏡である。 【0013】 第2の光線束を形成するため、放物面鏡系の代わりにレンズ系を含んでいてよ
い第2の光学系が設けられている。感光層のそれぞれの側に第2の光学系が配属
されていると、透過ホログラムの作製用にも反射ホログラムの作製用にも本装置
を容易に設定することができる。さらに切換装置が設けられていて、この切換装
置によって第2の光線束を感光層の両方の面のうちの一方へ誘導することができ
ると、上述の設定が簡単になる。 【0014】 本装置と感光層が互いに相対的に変位可能であれば、特に、それぞれサブホロ
グラムを表している感光層の異なる領域を順次露光することが可能である。最後
に、赤、緑、青の各々の色に同一の装置を割り当てて、これらの色を一緒に感光
層に対して相対的に移動させることが意図される。 【0015】 【発明の実施の形態】 次に、実施形態を参照しながら本発明について詳しく説明する。付属の模式的
な図面は本発明による装置を示している。 【0016】 放物面鏡4の焦点2に光導波路8の出口6が置かれており、この光導波路の内
部には特にパルスレーザダイオードである図示しないレーザのコヒーレントな光
が通っている。放物面鏡4とその焦点2の間には焦点光線10が延びている。そ
の誘導光線12の光路には平面鏡14が配置されており、この平面鏡は同時に放
物面鏡18の誘導光線16の光路内にも位置している。誘導光線12および16
は互いに垂直である。平面鏡14に対するこれらの誘導光線の傾斜はそれぞれ4
5度である。放物面鏡4と同じ放物線分を有している放物面鏡18の焦点20に
、両側を絞り24および26で保護された感光層22がある。放物面鏡18とそ
の焦点20との間には焦点光線32が延びている。その光路には誘導光線16と
平行に、放物面鏡側に液晶表示器34、層側にディフューザ36がそれぞれ配置
されている。上に略述した光路は、レーザ光がオンにされると区域L1からL4
を含む物体光線束Lを通過する。この光路はホログラムを製作するために参照光
線束Rと干渉し合わなくてはならないので、感光層の両側にはコリメータレンズ
38および40があり、その光学軸42および44は放物面鏡18の焦点20を
通って延びるとともに、これらのコリメータレンズの焦点46および48は光導
波路54および56の出口50および52に位置している。 【0017】 作用形式は次のとおりである: 【0018】 光導波路8の出口6は点状の光源として作用し、この光源は強度分布が回転対
称である光円錐L1を発し、この光円錐は焦点光線10に追随するとともに放物
面鏡4によって、断面が不均一な強度分布をもつ平行なビームL2として反射さ
れ、このビームは誘導光線12に追随する。次いで、この広げられたビームL2
は、90度の偏向を行う平面鏡14によってビームL3として誘導光線16に沿
って放物面鏡18に向かうように導かれ、この放物面鏡は前記ビームをビームL
4として焦点光線32に沿って感光層22に向けて集束させ、その際に不均一な
強度分布を再び解消させる。 【0019】 光導波路8の出口6から感光層22に位置する焦点20に至るまでの、ビーム
L1からL4の光線の推移をたどってみると容易にわかるように、ビームL1か
らL4のすべての光線は等しい距離を進んで、同時に焦点20に入っている。し
たがって、つながった波連の必要な長さ、つまりコヒーレンス長はほぼ感光層の
厚さにしか左右されないので、非常に安価なレーザを利用することができる。ビ
ームL1からL4を形成するのに平面鏡と放物面鏡しか使用しないので、球面収
差が生じることがなく、このことは特に受光角が大きく焦点距離が短い系の場合
に重要であり、さらには色収差が起こることも予想されないので、焦点がどの色
についても同一の地点に生じることになる。 【0020】 こうしたことはすべて、物体特性をもつ広げられたビームL1からL4を変調
するための好都合な前提条件である。この変調は、強度変調器としての液晶表示
器34をビームL4が通過するときに行われるとともに、使用する放物面鏡18
および4のパラメータに依存する光円錐L4の幾何学寸法に応じて、感光層22
の所定の領域を、変調に従って設定される強度でさまざまな方向から露光するこ
とにつながる。感光層22の事前設定された領域を完全に照明するのに、液晶表
示器34の個々のピクセルでの回折が十分でないときは、ビームL4が変調の後
でさらにディフューザ36を通過して、回折された光をこのディフューザが事前
設定された領域全体に分配する。 【0021】 この領域へさらに平行な参照ビームRを当てると干渉縞が発生し、この干渉縞
はサブホログラムとして、このサブホログラムに関連する物体点から発して実像
または虚像としてサブホログラムを貫通するビームL4で設定される空間方向の
すべての光を表しており、あるいはブロック組織化されたホログラフィックメモ
リのメモリブロックを表している。コリメータレンズ38が参照ビームRを、感
光層22の、物体ビームL4によって照射される側に導くと、透過サブホログラ
ムが生じる。参照ビームRが、感光層22のこれと対向する側に配置されたコリ
メータレンズ40から発せられると、反射ホログラムが生じる。参照ビームRは
そのために切換可能に2つの光路に分割され、所望のホログラム種類に応じて接
続される。 【0022】 上述したやり方で感光層22の異なる領域を順次露光すると、多数のサブホロ
グラムから合成されたホログラムが生じ、このホログラムをさらに現像したり定
着させることができる。連続する露光のため、感光層22が段階的に第1の方向
xへ、そしてその他の装置が段階的にこれと垂直な第2の方向yへ、それぞれ可
動であってよい。カラーホログラムを作製するには、赤、緑、青の各色にそれぞ
れ1つの装置を割り当てて、各々の領域を順次それぞれの色で露光することにな
る。この場合にはすべての装置が、感光層22に関して可動な印刷ヘッドの中に
統合されていてよい。 【0023】 本発明のさらに別の構成は、たとえばビームL4を焦線に集束させたり、ビー
ムL1,L2またはL3の光路の中に光変調器を配置したり、ビームL3の光路
に光散乱部材を配置したり、あるいは偏向角を変えることによって得られる。 【0024】 全体として2つの放物面鏡と1つの平面鏡のコンパクトな構造が、最善の焦点
と、大きな受光角と、注入される光と出ていく光との間の可変な角度と、光源か
ら焦点までの等しい光学距離とを可能にする。
[Procedure amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty [Date of submission] August 29, 2000 (2000.8.29) [Procedure amendment 1] [Document name to be amended] Description [Amendment] Item name] Claims [Correction method] Change [Content of amendment] [Claims] [Procedure amendment 2] [Document name to be amended] Description [Item name to be amended] Detailed description of the invention [Correction method] Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light-emitting device in which at least two light beams that are formed and modulated by a first light beam interfere with each other in a photosensitive layer. A method of making a matching hologram. The invention is also directed to an apparatus for performing the method. 2. Description of the Related Art A hologram is an interference fringe generated by superimposing a first light beam affected by an object and a reference light beam not affected by an object. is there. In order for this interference fringe to be able to record information for all object points, all rays coming from these object points must simultaneously interfere with the reference ray bundle. Rays come from objects, even if the optical distances between the individual object points and the interference points are different, considering that the rays are not a series of formations but composed of multiple wave trains The above conditions are sharpened in the sense that the wave trains of all the rays must simultaneously overlap at the point of interference. When a wave train coming from an object point hits an interference point and the wave train of another object point is already separated from the interference point, the object point does not become a hologram. The connection of each wave train is called coherence, and the degree of connection is called coherence length. In a classic hologram, object light is affected by the object itself. This results in a series of disadvantages. That is, the equipment used is large and optically unstable, lasers have high demands on energy and coherence length, and optical pretreatment of objects requires sufficient experience. Therefore, two-dimensional images representing different viewing angles with respect to an object or an object point are generated, and these images are holographically converted into sub-holograms sequentially in different regions of the photosensitive layer by modulating the object light. It has been proposed to image. In this way, it is only necessary to always expose a small area, which requires relatively low laser energy. Two-dimensional images can be obtained photographically, for example by making stereoscopic images, or derived from computer-generated objects by calculating different viewing angles and outputting each as a matrix. Further, a combination of both variations is also possible. Holograms synthesized from sub-holograms can have vertical parallax. If not, the object can be viewed from the side but not from above or below. A known apparatus for producing a hologram (European Patent Application No. 0814387, International Patent Application Publication No. 96/02873) includes a laser, a beam splitter for splitting a laser light into object light and reference light, It includes a screen for displaying an image of the object, by which the object light can be modulated, and a lens system for forming reference light that interferes with the object light. The lens system has a limited acceptance angle, has spherical aberration and chromatic aberration, and affects the mutual length ratio of the object light beam. If the light receiving angle of the lens system is restricted, the hologram can be viewed only from the restricted viewing angle. If the lens system has spherical aberration, a distorted hologram will result. Chromatic aberrations may require a separate lens system for each color if quality requirements are high. Finally, the holographic formation of all object points can occur if, for example, the outer ray travels a longer distance than the inner ray, changing the ray-to-length ratio of the object ray bundle from the light source to the photosensitive layer. A correspondingly large coherence length must be selected so that all rays or their connected wave trains can simultaneously interfere so that an image can be obtained. However, a large coherence length cannot be realized without using an expensive laser. [0005] European patent application device for producing a hologram to the 0,849,649 Patent publication is serial
In this device, two light beams interfere with each other in the photosensitive layer in the same manner. one
There is an off-axis parabolic mirror in the optical path of the other ray bundle, and this off-axis parabolic mirror has a parallel beam.
Beam, which ultimately causes the object (in this case, the diffuser plate) to
Is illuminated. In this case, the parabolic mirror is used to make it parallel.
However, this is not necessary with the optical arrangement applied here.
Absent. Because the parallel light is eventually turned into divergent light by the diffuser
This is because it is a photographic material. Yet another disadvantage of this optical arrangement is that parabolic mirrors
Must have at least the same size as the diffuser to be illuminated
It is a point. However, an off-axis parabolic mirror of the size described in
It is relatively difficult and expensive. It is an object of the present invention to provide a method and a device for producing a hologram in the field, which supplies an excellent hologram at a lower cost. This problem is solved in terms of method by the features of claim 1. By forming the first beam bundle while maintaining the length ratio between the beams, a very short coherence length which can be in the order of the thickness of the photosensitive layer and which can be realized with inexpensive lasers In this case, if the optical distance of the reference light is equal to the optical distance of the object light, the modulation of the first light beam completely becomes a hologram. The formation while maintaining the length ratio is performed by at least one pair of parabolic mirrors, where the first parabolic mirror spreads the light beam and the second parabolic mirror focuses the light beam on the photosensitive layer. By doing so, a larger light receiving angle becomes possible and spherical aberration and chromatic aberration are eliminated, which leads to further improvement of the hologram quality and further lowering of the cost of the method for the reasons described above. Such an advantage is particularly effective when light beams for generating a combined hologram are sequentially focused on different regions of the photosensitive layer. [0008] In terms of equipment, the above-mentioned problem is solved by the features of claim 7. First
Includes at least one first parabolic mirror instead of a lens, which allows a larger light acceptance angle by focusing the first light beam onto the photosensitive layer. At the same time, spherical aberration and chromatic aberration disappear. If the first optical system includes a second parabolic mirror and the parabolic mirror can generate a first ray bundle from a light source located at its focal point, this ray bundle Since all light rays travel the same optical distance from the light source to the photosensitive layer, the coherence length can be substantially limited to the thickness of the photosensitive layer. One advantageous light source is the exit of an optical fiber through which the light of a laser, especially a pulsed diode laser, passes. There is a beam deflecting element between the two parabolic mirrors, so that if the beam deflection is advantageously 90 degrees, the light source can be located on a different plane from the photosensitive layer. Light modulation between the light source and the adjacent first or second parabolic mirror, or between these parabolic mirrors, or between the first parabolic mirror and the photosensitive layer The light modulator is advantageously configured as a flat screen with controllable light transmission,
For example, it is configured as a liquid crystal display. However, in some cases, it is sufficient to make the optical modulator interchangeable as a diamond scope. [0011] To ensure a sufficiently wide exposure of the photosensitive layer, a light scattering member may be arranged between the first parabolic mirror and the light modulator or between the light modulator and the photosensitive layer. . A parabolic mirror is an off-axis parabolic mirror having the same parabolic segment. In order to form the second light beam, a second optical system is provided which may include a lens system instead of a parabolic mirror system. If the second optical system is assigned to each side of the photosensitive layer, the present apparatus can be easily set for producing a transmission hologram and for producing a reflection hologram. The setting described above is simplified if a switching device is provided, by means of which the second light beam can be guided to one of the two surfaces of the photosensitive layer. If the device and the photosensitive layer are displaceable relative to each other, it is possible, in particular, to sequentially expose different areas of the photosensitive layer, each representing a sub-hologram. Finally, it is intended to assign the same device to each of the colors red, green and blue and to move these colors together relative to the photosensitive layer. Next, the present invention will be described in detail with reference to embodiments. The accompanying schematic drawings show an apparatus according to the invention. The exit 6 of the optical waveguide 8 is located at the focal point 2 of the parabolic mirror 4, and coherent light of a laser (not shown), which is a pulse laser diode, passes through the optical waveguide. A focal ray 10 extends between the parabolic mirror 4 and its focal point 2. A plane mirror 14 is arranged in the optical path of the guide beam 12, which is also located in the optical path of the guide beam 16 of the parabolic mirror 18. Guiding rays 12 and 16
Are perpendicular to each other. The inclination of each of these guided rays with respect to the plane mirror 14 is 4
5 degrees. At the focal point 20 of the parabolic mirror 18 having the same parabolic segment as the parabolic mirror 4, there is a photosensitive layer 22 protected on both sides by apertures 24 and 26. A focal ray 32 extends between the parabolic mirror 18 and its focal point 20. In the optical path, a liquid crystal display 34 is arranged on the parabolic mirror side and a diffuser 36 is arranged on the layer side in parallel with the guide light 16. The optical paths outlined above are defined as areas L1 to L4 when the laser light is turned on.
Pass through the object light beam L including. Since this optical path must interfere with the reference beam bundle R to produce the hologram, there are collimator lenses 38 and 40 on both sides of the photosensitive layer, the optical axes 42 and 44 of which are Extending through focal point 20, focal points 46 and 48 of these collimator lenses are located at exits 50 and 52 of light guides 54 and 56. The mode of operation is as follows: The outlet 6 of the light guide 8 acts as a point-like light source, which emits a light cone L 1 whose intensity distribution is rotationally symmetric, Following the focal ray 10 and reflected by the parabolic mirror 4 as a parallel beam L2 having a non-uniform intensity distribution in cross section, this beam follows the guiding ray 12. Then, this expanded beam L2
Is guided by a plane mirror 14 deflecting 90 degrees as a beam L3 along a stimulating ray 16 to a parabolic mirror 18, which converts the beam into a beam L3.
As 4, the light is focused toward the photosensitive layer 22 along the focal ray 32, and the non-uniform intensity distribution is eliminated again. As can be easily understood by following the transition of the light beams of the beams L1 to L4 from the exit 6 of the optical waveguide 8 to the focal point 20 located on the photosensitive layer 22, all the light beams of the beams L1 to L4 are easily understood. Have traveled an equal distance and are simultaneously in focus 20. Therefore, the required length of the connected wave train, that is, the coherence length is almost determined only by the thickness of the photosensitive layer, so that a very inexpensive laser can be used. Since only a plane mirror and a parabolic mirror are used to form the beams L1 to L4, no spherical aberration occurs, which is particularly important for a system having a large receiving angle and a short focal length. Since no chromatic aberration is expected, the focus will be at the same point for any color. All of these are favorable prerequisites for modulating the expanded beams L1 to L4 with object properties. This modulation is performed when the beam L4 passes through the liquid crystal display 34 as an intensity modulator, and the parabolic mirror 18 to be used is used.
Depending on the geometric dimensions of the light cone L4, which depends on the parameters of
Is exposed from various directions at an intensity set according to the modulation. If the diffraction at the individual pixels of the liquid crystal display 34 is not enough to fully illuminate the preset area of the photosensitive layer 22, the beam L4 will pass through the diffuser 36 further after modulation and be diffracted. The diffused light is distributed by the diffuser over a preset area. When a parallel reference beam R is applied to this region, an interference fringe is generated. This interference fringe is a beam emitted from an object point related to the sub-hologram and penetrating the sub-hologram as a real image or a virtual image. It represents all light in the spatial direction set by L4, or represents a memory block of a holographic memory organized in a block. When the collimator lens 38 directs the reference beam R to the side of the photosensitive layer 22 that is irradiated by the object beam L4, a transmission sub-hologram occurs. When the reference beam R is emitted from the collimator lens 40 arranged on the opposite side of the photosensitive layer 22, a reflection hologram occurs. For this purpose, the reference beam R is switchably split into two optical paths and connected according to the desired hologram type. Exposure of different areas of the photosensitive layer 22 sequentially in the manner described above results in a hologram synthesized from a number of sub-holograms, which can be further developed or fixed. For successive exposures, the photosensitive layer 22 may be movable stepwise in a first direction x and other devices may be stepwise movable in a second direction y perpendicular thereto. In order to produce a color hologram, one device is assigned to each of the red, green, and blue colors, and each region is sequentially exposed to each color. In this case, all devices may be integrated into a print head that is movable with respect to the photosensitive layer 22. Still another configuration of the present invention includes, for example, focusing the beam L4 on a focal line, disposing an optical modulator in the optical path of the beam L1, L2 or L3, or a light scattering member in the optical path of the beam L3. Or by changing the deflection angle. The compact structure of two parabolic mirrors and one plane mirror as a whole provides the best focus, a large acceptance angle, a variable angle between injected and outgoing light, and a light source. With equal optical distance from to the focal point.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB ,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ, DK,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,G M,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE ,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS, LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,M X,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE ,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT, UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZW Fターム(参考) 2K008 BB00 BB04 FF01 FF07 HH06 HH18 HH21 HH23 HH26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY , CA, CH, CN, CU, CZ, DK, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE , KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZWF terms (reference) 2K008 BB00 BB04 FF01 FF07 HH06 HH18 HH21 HH23 HH26

Claims (31)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも第1の光線束(L)が形成されて変調される2
つの光線束(L,R)が感光層(22)で干渉し合う、ホログラムを作製する方
法において、第1の光線束(L)の形成が、光線束(L)の個々の光線の長さを
厳密に同一に維持しながら行われることを特徴とする方法。
At least a first light beam (L) is formed and modulated 2
In a method of making a hologram, wherein two light beams (L, R) interfere with each other in a photosensitive layer (22), the formation of the first light beam (L) is performed by determining the length of each light beam of the light beam (L). Is performed while maintaining exactly the same.
【請求項2】 前記形成が少なくとも一対の放射面鏡(4,18)によっ
て行われる、請求項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the shaping is performed by at least one pair of emitting mirrors.
【請求項3】 第1の光線束(L)が第1の放物面鏡(4)で広げられて
第2の放物面鏡(18)で感光層(22)に集束させられる、請求項2記載の方
法。
3. A first light beam bundle (L) is expanded by a first parabolic mirror (4) and focused on a photosensitive layer (22) by a second parabolic mirror (18). Item 3. The method according to Item 2.
【請求項4】 第1の光線束(L)が焦点(20)または焦線で集束させ
られる、請求項3記載の方法。
4. The method according to claim 3, wherein the first light bundle is focused at a focal point or a focal line.
【請求項5】 第1の光線束(L)が感光層(22)の異なる領域に順次
集束させられる、請求項3または請求項4のいずれかに記載の方法。
5. The method according to claim 3, wherein the first light flux (L) is sequentially focused on different areas of the photosensitive layer (22).
【請求項6】 露光されて現像される領域がサブホログラムを表している
、請求項5記載の方法。
6. The method according to claim 5, wherein the exposed and developed areas represent sub-holograms.
【請求項7】 感光層(22)で干渉し合う2つの光線束(L,R)と、
少なくとも第1の光線束(L)を形成する少なくとも1つの第1の光学系とを備
えた、特に請求項1から請求項6までのいずれか1項記載の方法を実施するため
のホログラムを作製する装置において、第1の光学系が少なくとも1つの第1の
放物面鏡(18)を含んでいることを特徴とする装置。
7. Two light beams (L, R) that interfere with each other in the photosensitive layer (22);
Producing a hologram, particularly for performing the method according to any one of claims 1 to 6, comprising at least one first optical system forming at least a first light beam (L). Apparatus, wherein the first optical system includes at least one first parabolic mirror (18).
【請求項8】 第1の光線束(L)が第1の放物面鏡(18)で感光層(
22)に集束可能である、請求項7記載の装置。
8. A first light beam (L) is applied by a first parabolic mirror (18) to a photosensitive layer (L).
Apparatus according to claim 7, wherein the apparatus can be focused on (22).
【請求項9】 第1の光線束(L)が焦点(20)または焦線で集束可能
である、請求項8記載の装置。
9. The device according to claim 8, wherein the first light bundle is focusable at a focal point or a focal line.
【請求項10】 第1の光学系が第2の放物面鏡(4)を含んでおり、こ
の放物面鏡によって第1の光線束(L)をその焦点(2)に位置する光源から生
成可能である、請求項7から請求項10までのいずれか1項記載の装置。
10. A light source whose first optical system includes a second parabolic mirror (4) by which a first ray bundle (L) is located at its focal point (2). The device according to any one of claims 7 to 10, wherein the device can be generated from:
【請求項11】 光源が、レーザ光を通す光ファイバ(8)の出口(6)
である、請求項10項記載の装置。
11. An optical fiber according to claim 11, wherein the light source is an outlet of an optical fiber through which the laser beam passes.
11. The device of claim 10, wherein
【請求項12】 光ファイバ(8)の内部にパルスレーザの光が通ってい
る、請求項11項記載の装置。
12. The device according to claim 11, wherein the light of the pulse laser passes through the optical fiber.
【請求項13】 両方の放物面鏡(4,18)の間にビーム偏向部材(1
4)が配置されている、請求項10から請求項12までのいずれか1項記載の装
置。
13. A beam deflecting member (1) between both parabolic mirrors (4, 18).
13. The device according to claim 10, wherein (4) is arranged.
【請求項14】 前記ビーム偏向が90度である、請求項13記載の装置
14. The apparatus of claim 13, wherein said beam deflection is 90 degrees.
【請求項15】 光源(6)と、隣接する第1の放物面鏡(18)または
第2の放物面鏡(4)との間に、またはこれらの放物面鏡の間に、または第1の
放物面鏡(18)と感光層(22)の間に光変調器(34)が配置されている、
請求項10から請求項14までのいずれか1項記載の装置。
15. Between the light source (6) and an adjacent first parabolic mirror (18) or a second parabolic mirror (4), or between these parabolic mirrors. Or an optical modulator (34) is arranged between the first parabolic mirror (18) and the photosensitive layer (22),
Apparatus according to any one of claims 10 to 14.
【請求項16】 光変調器(34)が、光透過性の異なる領域をもつ平坦
なスクリーンである、請求項15記載の装置。
16. The device according to claim 15, wherein the light modulator is a flat screen with areas of different light transmission.
【請求項17】 光変調器が交換可能である、請求項16記載の装置。17. The apparatus of claim 16, wherein the light modulator is replaceable. 【請求項18】 光透過性が制御可能である、請求項16または請求項1
7記載のいずれかの装置。
18. The method according to claim 16, wherein the light transmittance is controllable.
8. The apparatus according to claim 7, wherein
【請求項19】 光変調器が液晶表示器である、請求項18記載の装置。19. The device according to claim 18, wherein the light modulator is a liquid crystal display. 【請求項20】 第1の放物面鏡(18)と光変調器(34)の間に、ま
たは光変調器と感光層(22)の間に光散乱部材(36)が配置されている、請
求項15から請求項19までのいずれか1項記載の装置。
20. A light scattering member (36) is arranged between the first parabolic mirror (18) and the light modulator (34) or between the light modulator and the photosensitive layer (22). Apparatus according to any one of claims 15 to 19.
【請求項21】 放物面鏡(18,4)が軸外れ放物面鏡である、請求項
7から請求項20までのいずれか1項記載の装置。
21. Apparatus according to claim 7, wherein the parabolic mirror is an off-axis parabolic mirror.
【請求項22】 放物面鏡(18,4)が同一の放物線分を有している、
請求項7から請求項21までのいずれか1項記載の装置。
22. Parabolic mirrors (18, 4) having the same parabolic segment,
Apparatus according to any one of claims 7 to 21.
【請求項23】 少なくとも1つの第2の光学系が設けられており、この
光学系によって第2の光線束(R)を形成可能である、請求項7から請求項22
までのいずれか1項記載の装置。
23. At least one second optical system is provided, with which a second light beam (R) can be formed.
The device according to any one of the preceding claims.
【請求項24】 第2の光学系が少なくとも1つのレンズ(38,40)
を含んでいる、請求項23記載の装置。
24. The second optical system comprising at least one lens (38, 40).
24. The device of claim 23, comprising:
【請求項25】 感光層(22)のそれぞれの側に第2の光学系が割り当
てられている、請求項23または請求項24のいずれかに記載の装置。
25. Apparatus according to claim 23 or claim 24, wherein a second optical system is assigned to each side of the photosensitive layer (22).
【請求項26】 切換装置が設けられており、この切換装置によって第2
の光線束(R)を選択的に、第1の光線束(L)から照射される感光層(22)
の側へ、またはこれと対向する側へ誘導可能である、請求項23から請求項25
までのいずれか1項記載の装置。
26. A switching device is provided, wherein the second switching device is provided.
Layer (22) which is selectively irradiated from the first light beam (L) with the light beam (R)
26. The device according to claim 23, wherein the device can be guided to the side of the vehicle or to the side opposite thereto.
The device according to any one of the preceding claims.
【請求項27】 感光層(22)の異なる領域が順次、露光可能である、
請求項7から請求項26までのいずれか1項記載の装置。
27. Different areas of the photosensitive layer (22) can be sequentially exposed.
The device according to any one of claims 7 to 26.
【請求項28】 露光されて現像される領域がサブホログラムを表してい
る、請求項27記載の装置。
28. The apparatus according to claim 27, wherein the exposed and developed areas represent sub-holograms.
【請求項29】 少なくとも形成、偏向、および変調を行う装置部材(4
,14,18,34,36,38,40)と、感光層(22)とが互いに相対的
に可動である、請求項7から請求項28までのいずれか1項記載の装置。
29. A device member (4) for performing at least forming, deflecting and modulating.
29. Apparatus according to any one of claims 7 to 28, wherein the photosensitive layer (22) is movable relative to one another.
【請求項30】 形成、偏向、および変調を行う装置部材(4,14,1
8,34,36,38,40)が第1の方向(y)に可動であり、感光層(22
)が第1の方向(y)に対して垂直な第2の方向(x)に可動である、請求項2
9記載の装置。
30. A device member for forming, deflecting and modulating (4, 14, 1)
8, 34, 36, 38, 40) are movable in a first direction (y), and the photosensitive layer (22) is movable.
3) is movable in a second direction (x) perpendicular to the first direction (y).
An apparatus according to claim 9.
【請求項31】 形成、偏向、および変調を行う装置部材(4,14,1
8,34,36,38,40)が赤、緑、青の各色ごとに設けられている、請求
項7から請求項30までのいずれか1項記載の装置。
31. A member for forming, deflecting, and modulating (4, 14, 1)
31. Apparatus according to any one of claims 7 to 30, wherein (8, 34, 36, 38, 40) are provided for each of the colors red, green and blue.
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