JP2008197246A - Hologram creating method and hologram creating apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a hologram creating method and a hologram creating apparatus where an image free from unevenness can be subjected to interlace recording at a high speed, and to achieve the increase of the productivity and the increase of the image in a hologram. <P>SOLUTION: An object beam Ob is expanded by a beam size expanding means BE, information for hologram recording is given to the object beam Ob by a spatial light modulator SLM10 performing division display in a plurality of image display areas, the object beam Ob is made into diffuse beams per divided image region by a diffusion screen D10 and a partition member, the diffusion beam per divided image area is emitted onto a recording medium Med for a hologram by a lens array L12 corresponding to each divided area as an object beam Ob with fixed spacing, a reference beam Rb is emitted from the back face of the recording medium Med for a hologram, so as to record the interference between the same and the object beam Ob with fixed spacing, the fixed spacing of the object beam Ob on the recording medium Med for a hologram is divided into a plurality of pitches, and, in accordance with the pitches, the recording medium Med for a hologram is moved, and interlace exposure in interference conditions is performed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、物体光と参照光に分割されたホログラム記録用情報をレーザー光によってホログラム用記録媒体に干渉記録するホログラム作成方法及びホログラム作成装置に関する。   The present invention relates to a hologram creating method and a hologram creating apparatus for performing interference recording of hologram recording information divided into object light and reference light on a hologram recording medium with laser light.

ホログラム作成装置の中で、物体からの反射または透過光を利用するのではなく、意図的に作り出した画像により擬似的立体像とする装置がある。このようなホログラム作成装置の構成としては、物体光用の光束を照射して画像の一部を表示する空間光変調素子(SLM:spatial light modulator)と、この空間光変調素子と記録媒体との相対的な位置関係を変更するための位置変更手段とを備えている。位置変更手段によって空間光変調素子と記録媒体との相対的な位置関係を変更しながら、空間光変調素子によって記録媒体の一部に対する干渉パターンの一部(画像の一部)を表示し、複数の記録用光束を照射して、干渉パターンの一部を記録媒体上へ記録する動作を複数回行うことによりホログラムを作成する。   Among hologram creation apparatuses, there is an apparatus that makes a pseudo-stereoscopic image based on an intentionally created image instead of using reflected or transmitted light from an object. As a configuration of such a hologram creating device, a spatial light modulator (SLM) that displays a part of an image by irradiating a light beam for object light, and a spatial light modulator and a recording medium Position changing means for changing the relative positional relationship. While changing the relative positional relationship between the spatial light modulation element and the recording medium by the position changing means, a part of the interference pattern (part of the image) with respect to a part of the recording medium is displayed by the spatial light modulation element. The hologram is created by irradiating the recording light beam and performing the operation of recording a part of the interference pattern on the recording medium a plurality of times.

この種のホログラム作成装置には従来より例えば特許文献1に開示される基本的なドット方式のホログラムプリンタが知られている。このプリンタをはじめとする微小な要素ホログラムを縦横に沿って記録するステレオグラムは、露光を一つの要素ホログラムで行い、縦視差と横視差を有し、且つホログラムと観察点の距離を変えても縦倍率と横倍率が一致するので、再生像に歪が生じないという優れた特徴を有するが、記録する要素ホログラムの数が膨大となるため、多大の作成時間を要するという欠点を有する。すなわち、1ドット露光毎に、移動停止、露光、移動、停止を、順次繰り返し、要素ホログラムを露光することから、例えば、A4サイズ(210×297mm)を、要素ホログラムサイズ1mmで露光する場合には、62370回(=(210mm×297mm)÷(1mm×1mm))、約6万回の露光が必要であり、1回の露光に、振動低下待ち時間を含めて0.5秒間を要する場合には、8.7時間(=62370回÷60秒/分÷60分/時×0.5秒/回)もかかる計算となる。   Conventionally, for example, a basic dot type hologram printer disclosed in Patent Document 1 is known as this type of hologram creating apparatus. Stereograms that record minute element holograms such as this printer along the vertical and horizontal directions are exposed with one element hologram, have vertical and horizontal parallaxes, and even if the distance between the hologram and the observation point is changed. Since the vertical magnification and the horizontal magnification coincide with each other, there is an excellent feature that the reproduced image is not distorted. However, since the number of element holograms to be recorded becomes enormous, there is a disadvantage that it takes a lot of preparation time. That is, for each dot exposure, movement stop, exposure, movement and stop are sequentially repeated to expose the element hologram. For example, when exposing an A4 size (210 × 297 mm) at an element hologram size of 1 mm. , 62370 times (= (210 mm × 297 mm) ÷ (1 mm × 1 mm)), approximately 60,000 exposures are required, and one exposure requires 0.5 seconds including vibration reduction waiting time Is calculated as 8.7 hours (= 62370 times ÷ 60 seconds / minute ÷ 60 minutes / hour × 0.5 seconds / time).

これに対し、特許文献2は、縮小光学系を省いて一度に多数の要素ホログラムを記録するホログラム作成方法を開示している。このホログラム作成方法では、図18に示す空間光変調素子である液晶パネル1により部分画像として3×4個の画像を表示し、この液晶パネル1の通過時にレーザ光に変調を与える。液晶パネル1の画像情報を含むレーザ光は3×4個の不図示の凸レンズによるレンズアレイを通過する。凸レンズアレイの後側焦点面に要素ホログラムの大きさを決定するマスク3と感光材料5を配置し、間隔が表示画像の間隔に等しく、大きさがマスク3の開口7に等しい要素ホログラムを一度に12個記録することができる。この方法では、感光材料全面に記録するためにマスク開口7の大きさだけ感光材料5をずらして次の露光を行っている。なお、図18中、9はレーザ光源、11は液晶シャッター、13はハーフミラー、15は拡散スクリーン、17,19は平面反射鏡群を示す。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a hologram creation method in which a large number of element holograms are recorded at once without a reduction optical system. In this hologram production method, 3 × 4 images are displayed as partial images by the liquid crystal panel 1 which is a spatial light modulation element shown in FIG. 18, and the laser light is modulated when passing through the liquid crystal panel 1. Laser light including image information of the liquid crystal panel 1 passes through a lens array of 3 × 4 convex lenses (not shown). The mask 3 for determining the size of the element hologram and the photosensitive material 5 are arranged on the rear focal plane of the convex lens array, and the element hologram having the same interval as the display image interval and the same size as the opening 7 of the mask 3 is formed at a time. Twelve can be recorded. In this method, the next exposure is performed by shifting the photosensitive material 5 by the size of the mask opening 7 in order to record on the entire surface of the photosensitive material. In FIG. 18, 9 is a laser light source, 11 is a liquid crystal shutter, 13 is a half mirror, 15 is a diffusing screen, and 17 and 19 are flat reflector groups.

また、非特許文献1は、12個の要素ホログラムを一度に記録するホログラム作成方法を開示している。この文献においては、図19に示す液晶パネル1に視点を変えた3×4個の画像を表示し、この液晶パネル1を通過したレーザ光に変調を与える。液晶パネル1の画像情報を含むレーザ光が3×4個の凹レンズによるレンズアレイ21を通過する。それぞれの凹レンズを通過した光は2つの凸レンズ23,25が組み合わされたアフォーカル縮小光学系によって感光材料5上に縮小投影される。ここで、凹レンズ25の前側焦点位置と感光材料面とは縮小光学系の結像関係を構成している。この作成方法では、感光材料全面に記録するために要素ホログラムの3倍或いは4倍の距離だけ感光材料5をずらして次の露光を行っている。なお、図19中、27はレンズとピンホールの組み合わせからなるスペイシャルフィルタを示す。   Non-Patent Document 1 discloses a hologram creation method for recording 12 element holograms at a time. In this document, 3 × 4 images with different viewpoints are displayed on the liquid crystal panel 1 shown in FIG. 19, and the laser light that has passed through the liquid crystal panel 1 is modulated. Laser light including image information of the liquid crystal panel 1 passes through the lens array 21 made up of 3 × 4 concave lenses. The light passing through each concave lens is reduced and projected onto the photosensitive material 5 by an afocal reduction optical system in which two convex lenses 23 and 25 are combined. Here, the front focal position of the concave lens 25 and the photosensitive material surface form an imaging relationship of the reduction optical system. In this preparation method, in order to record on the entire surface of the photosensitive material, the photosensitive material 5 is shifted by a distance three or four times that of the element hologram, and the next exposure is performed. In FIG. 19, reference numeral 27 denotes a spatial filter composed of a combination of a lens and a pinhole.

さらに、特許文献3は、液晶パネルとレンズアレイ間に仕切り板を設置し、従来のマルチ要素ホログラムの問題点であった最終ホログラムでのノイズ低減を図ったホログラム作成方法を開示している。すなわち、このホログラム作成方法においては、図20に示す空間光変調素子1に表示される複数の画像を物体光とし、物体光に含まれる個々の画像に対応して配置される複数のレンズからなるレンズアレイ21及びレンズアレイ21から出射された物体光を縮小する縮小光学系23,25を介して、物体光を参照光と共に記録面5上に照射し、この記録面5に物体光と前記参照光との干渉光を記録する。空間光変調素子1とレンズアレイ21との間に個々の画像を互いに隔離する仕切体27が設けられている。仕切体27は、少なくとも空間光変調素子1とレンズアレイ21による集光像の間の当該集光像がお互いに重ならないように設けられる。これにより、ノイズが低減される。なお、図20中、29は拡散板、31は縮小光学系の前側焦点面、33は空間フィルタ、35はマスク、37はアフォーカルレンズ光学系を示す。   Furthermore, Patent Document 3 discloses a hologram creation method in which a partition plate is installed between a liquid crystal panel and a lens array, and noise reduction in the final hologram, which has been a problem of the conventional multi-element hologram, is achieved. That is, in this hologram production method, a plurality of images displayed on the spatial light modulation element 1 shown in FIG. 20 are used as object light, and the plurality of lenses are arranged corresponding to individual images included in the object light. The object light is irradiated onto the recording surface 5 together with the reference light through the lens array 21 and the reduction optical systems 23 and 25 for reducing the object light emitted from the lens array 21, and the object light and the reference are applied to the recording surface 5. Record the interference light with the light. A partition 27 that separates individual images from each other is provided between the spatial light modulator 1 and the lens array 21. The partition 27 is provided so that at least the collected images between the collected images of the spatial light modulator 1 and the lens array 21 do not overlap each other. Thereby, noise is reduced. In FIG. 20, 29 is a diffuser plate, 31 is a front focal plane of the reduction optical system, 33 is a spatial filter, 35 is a mask, and 37 is an afocal lens optical system.

特開平3−249686号公報JP-A-3-249686 特開2001−183962号公報JP 2001-183962 A 特開2003−167500号公報JP 2003-167500 A 「High-speed recording offull-parallax holographic stereograms by a parallel exposure system」(刊行物名:Optical Engineering 35巻,6号,1556−1559頁,June 1996))"High-speed recording of full-parallax holographic stereograms by a parallel exposure system" (Publication name: Optical Engineering, Vol. 35, No. 6, pp. 1556-1559, June 1996))

しかしながら、特許文献2や非特許文献1のように同時に複数の要素ホログラムを記録するマルチ要素ホログラムは、12ドット(4×3ドットマトリックス/ヘッド)ヘッドで、露光時間は、1/12になるが、それでも、一つのホログラム作成に0.7時間(=8.7時間÷12)もかかってしまう。にも拘わらず、画像解像度が1mm程度であるため、相当粗い画像となってしまう。例えばA4サイズのホログラムの場合、観賞距離としては約50cm程度まで近づくのは普通であり、その場合、1mmの粗さが目立って見えてしまう。
また、特許文献2に開示されるホログラム作成方法は、液晶パネルの分割像を大きく拡散板に拡大投影し、各々の分割像を、複数の点状の穴を有したマスクを介しホログラム用記録媒体に記録することから、隙間ができ、隙間を生める記録を必要とするため、画像にノイズが入り易い不利があった。これに加え、拡大系なので、材料上のドットサイズが大きくなりがちで、最終のホログラムが低解像度の低画質になってしまう。また、長コヒーレント長のレーザ光源が必要になる。
また、非特許文献に開示されるホログラム作成方法では、要素ホログラムに記録されるものが、凹レンズの前側焦点に位置する光源の縮小像と画像のスペクトルの畳み込み積分像であるが、この積分像の大きさは要素ホログラムの間隔に比較して微小なものとなるため、感光材料のダイナミックレンジを考慮して適正露光を行った場合、隙間が存在し、再生像の画質を劣化させる原因となる。
さらに、特許文献3に開示されるホログラム作成方法は、集光レンズアレイから出射された物体光(複数の画像)が、レンズからなる縮小光学系の前側焦点面31において略一様な光強度で拡散され、縮小光学系で縮小された後、感光材料5の前面に入射するとあるが、レンズ系を使用しているため、前側焦点面31の各分割域では、仕切体27の影響で均一にはならず、仕切り付近が暗くなるなどして、最終のホログラムが低画質になってしまう。
However, as in Patent Document 2 and Non-Patent Document 1, a multi-element hologram that records a plurality of element holograms simultaneously is a 12-dot (4 × 3 dot matrix / head) head, and the exposure time is 1/12. Even so, it takes 0.7 hours (= 8.7 hours ÷ 12) to create one hologram. Nevertheless, since the image resolution is about 1 mm, the image is considerably rough. For example, in the case of an A4 size hologram, the viewing distance is usually close to about 50 cm. In that case, a roughness of 1 mm is noticeable.
In addition, the hologram production method disclosed in Patent Document 2 is a method for magnifying and projecting a large divided image of a liquid crystal panel onto a diffuser plate, and recording each divided image on a hologram recording medium through a mask having a plurality of dotted holes. Since recording is performed on the recording medium, there is a disadvantage that a gap is formed and recording that creates a gap is required, and thus noise tends to enter the image. In addition, because of the enlargement system, the dot size on the material tends to be large, and the final hologram has low resolution and low image quality. In addition, a long coherent laser light source is required.
Further, in the hologram creation method disclosed in the non-patent literature, what is recorded in the element hologram is a reduced image of the light source located at the front focal point of the concave lens and a convolution integral image of the spectrum of the image. Since the size is very small compared to the interval of the element holograms, when appropriate exposure is performed in consideration of the dynamic range of the photosensitive material, a gap exists, which causes the quality of the reproduced image to deteriorate.
Furthermore, in the hologram creating method disclosed in Patent Document 3, the object light (a plurality of images) emitted from the condenser lens array has a substantially uniform light intensity on the front focal plane 31 of the reduction optical system composed of lenses. After being diffused and reduced by the reduction optical system, it is incident on the front surface of the photosensitive material 5. However, since the lens system is used, each divided area of the front focal plane 31 is uniformly affected by the partition 27. The final hologram has low image quality because the vicinity of the partition becomes dark.

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、高速でムラの無い画像がインターレース記録できるホログラム作成方法及びホログラム作成装置を提供し、もって、ホログラムの高生産性及び高画質化を図ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and provides a hologram creating method and a hologram creating apparatus capable of interlace recording an image without unevenness at a high speed, and thereby to achieve high productivity and high image quality of the hologram. And

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) レーザー光源を物体光と参照光に分割して干渉記録するホログラム作成方法であって、
前記物体光をビーム径拡大手段で拡大し、ホログラム記録用画像を複数の画像表示領域で分割表示する空間光変調素子によりビーム径拡大された前記物体光にホログラム記録用情報を与え、
ホログラム記録用情報を与えられた前記物体光を拡散スクリーン及び仕切り部材によって前記分割画像領域毎の拡散光とし、
前記分割画像領域毎の拡散光を各分割領域に対応した複数のレンズからなるレンズアレイによりホログラム用記録媒体上で一定間隔を持つ物体光として照射し、
前記参照光をホログラム用記録媒体の背面から照射して一定間隔を持つ前記物体光との干渉を記録し、
前記ホログラム用記録媒体上の物体光の一定間隔を複数ピッチに分割してそのピッチに従って前記ホログラム用記録媒体との相対位置を移動して干渉状態の記録を繰り返すインターレース露光を実施するホログラム作成方法。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) A method for creating a hologram in which a laser light source is divided into object light and reference light to perform interference recording,
The object light is enlarged by a beam diameter enlarging means, and hologram recording information is given to the object light whose beam diameter is enlarged by a spatial light modulation element that divides and displays a hologram recording image in a plurality of image display areas,
The object light given the information for hologram recording is diffused for each of the divided image areas by a diffusion screen and a partition member,
Irradiating diffused light for each of the divided image areas as object light having a constant interval on the hologram recording medium by a lens array composed of a plurality of lenses corresponding to each divided area,
Irradiating the reference light from the back of the hologram recording medium to record interference with the object light having a certain interval;
A hologram creation method for performing interlaced exposure in which a predetermined interval of object light on the hologram recording medium is divided into a plurality of pitches, and a relative position with respect to the hologram recording medium is moved according to the pitches to repeatedly record an interference state.

このホログラム作成方法によれば、ホログラム用記録媒体上に照射される物体光が、拡散スクリーンにより均一に拡散され且つ仕切り部材と複数のレンズからなるレンズアレイによって所定領域で集光像を形成する。また、一定間隔の領域毎で分割されている複数の点在物体光群が同時に移動されインターレース露光されるので、多数ドットで高速且つムラの抑制された露光が行われる。   According to this hologram creating method, the object light irradiated on the hologram recording medium is uniformly diffused by the diffusion screen, and a condensed image is formed in a predetermined region by the lens array including the partition member and the plurality of lenses. In addition, since a plurality of scattered object light groups divided at regular intervals are simultaneously moved and subjected to interlaced exposure, high-speed and uneven exposure is performed with a large number of dots.

(2) 前記ホログラム用記録媒体上に配置されたマスクにより前記レンズアレイの焦点位置の物体光以外を遮断する上記(1)に記載のホログラム作成方法。 (2) The hologram production method according to (1), wherein a mask arranged on the hologram recording medium is used to block light other than the object light at the focal position of the lens array.

このホログラム作成方法によれば、拡散スクリーンによって拡散された光がレンズアレイを介した後にマスクを透過し、要素ホログラムを記録する点在物体光同士の相互混入が防止される。これにより、ホログラム用記録媒体上でのつなぎ目や境界の発生が抑止され、各要素ホログラム位置での不要な光の入射による回折効率の低下も抑制される。   According to this hologram creating method, the light diffused by the diffusing screen passes through the mask after passing through the lens array, thereby preventing the intermixing of the scattered object lights that record the element holograms. Thereby, the generation of joints and boundaries on the hologram recording medium is suppressed, and a decrease in diffraction efficiency due to the incidence of unnecessary light at each element hologram position is also suppressed.

(3) 前記参照光がレンズアレイとコリメータレンズにより一定間隔を持つ前記物体光の照射位置のみに照射される上記(1)又は(2)に記載のホログラム作成方法。 (3) The hologram creating method according to (1) or (2), wherein the reference light is irradiated only to the irradiation position of the object light having a constant interval by a lens array and a collimator lens.

このホログラム作成方法によれば、参照光がレンズアレイとコリメータレンズにより物体光露光エリア全域のみに照射される平行光となり、光利用効率が高められる。   According to this hologram creation method, the reference light becomes parallel light that is irradiated only to the entire area of the object light exposure area by the lens array and the collimator lens, and the light use efficiency is improved.

(4) 前記参照光側に配置された参照光マスクにより物体光用前記マスクで制限された物体光が照射される位置にのみ照射制限する上記(2)又は(3)に記載のホログラム作成方法。 (4) The hologram production method according to (2) or (3), wherein irradiation is limited only to a position where the object light limited by the mask for object light is irradiated by the reference light mask arranged on the reference light side. .

このホログラム作成方法によれば、コリメータレンズにより物体光露光エリア全域のみに照射された参照光が、マスクによって円形や四角形にカットされる。これにより、参照光サイズが最適化され、隣接参照光の混入が防止されて、カブリが抑止され、回折効率の低下も抑制される。   According to this hologram creation method, the reference light irradiated only on the entire object light exposure area by the collimator lens is cut into a circle or a rectangle by the mask. As a result, the reference light size is optimized, mixing of adjacent reference light is prevented, fogging is suppressed, and a decrease in diffraction efficiency is also suppressed.

(5) 前記インターレース露光による物体光の表示領域分割数と物体光の一定間隔の分割ピッチの関係が
(X,Y)=(aXn+1,bXn+1)(nは1以上の整数)
物体光の表示領域分割数:(X,Y)
物体光の一定間隔の分割ピッチ:a(X方向),b(Y方向)
である上記(1)〜(4)のいずれか1項に記載のホログラム作成方法。
(5) The relationship between the number of divisions of the object light display area by the interlace exposure and the division pitch of the object light at regular intervals is (X, Y) = (aXn + 1, bXn + 1) (n is an integer of 1 or more)
Number of display areas of object light: (X, Y)
Division pitch of object light at regular intervals: a (X direction), b (Y direction)
The hologram production method according to any one of (1) to (4), wherein:

このホログラム作成方法によれば、物体光の表示領域分割数がX,Yであるとき、要素ホログラムのX方向とY方向それぞれが、(要素ホログラム間送り数)×n+1となる。具体的には、Y方向で例えば、7×1+1=8、7×2+1=15、7×3+1=22・・・・となる。要素ホログラムが例えばX,Y=16,8である場合、X方向の1列,Y方向の1列を使わず、X,Y=15,7となる。このようなインターレース露光では、記録媒体全面に対して、X,Y=15,7マトリクス状の要素ホログラムの記録が一定間隔で移動でき、最も効率的で装置駆動にも負担のかからない処理を実施することができる。
そして、X方向で見ると要素ホログラムの個数が16から15へ減ることに伴い、一つの要素ホログラムで使用する画素数の増加が可能となる。また、画素数は増やさず、その分要素ホログラム間の境界部に使用しても良い。その場合、X方向15個の要素ホログラム間に、所定pixelの割り当てが可能となるので、仕切り部材の設計の自由度や、組み立て誤差への許容が広くなるなどの利点が生じる。
According to this hologram creation method, when the number of display areas of the object light is X and Y, the X direction and the Y direction of the element hologram are each (number of inter-element hologram feeds) × n + 1. Specifically, for example, 7 × 1 + 1 = 8, 7 × 2 + 1 = 15, 7 × 3 + 1 = 22... In the Y direction. If the element hologram is, for example, X, Y = 16, 8, X, Y = 15, 7 without using one column in the X direction and one column in the Y direction. In such interlaced exposure, the recording of the element holograms in the form of X, Y = 15,7 matrix can be moved at regular intervals over the entire surface of the recording medium, and the most efficient process that does not burden the apparatus is performed. be able to.
As the number of element holograms decreases from 16 to 15 when viewed in the X direction, the number of pixels used in one element hologram can be increased. Further, the number of pixels is not increased, and it may be used at the boundary between element holograms accordingly. In that case, since a predetermined pixel can be allocated among 15 element holograms in the X direction, there are advantages such as freedom in designing the partition member and wider tolerance for assembly errors.

(6) レーザー光源を物体光と参照光に分割してホログラム用記録媒体に干渉記録するホログラム作成装置であって、
前記物体光のビーム径を拡大するビーム径拡大手段と、
ホログラム記録用画像を複数の画像表示領域で分割表示して前記物体光にホログラム記録用情報を与える空間光変調素子と、
前記空間光変調素子からの物体光を前記分割画像領域毎の拡散光とする拡散及び仕切り部材と、
前記各分割領城に対応した複数のレンズからなり前記分割画像領域毎の拡散光をホログラム用記録媒体上に一定間隔を持つ物体光として照射するレンズアレイと、
前記参照光をホログラム用記録媒体の背面から照射して一定間隔を持つ前記物体光と干渉させる参照光光学系と、
前記ホログラム用記録媒体上の物体光の一定間隔を複数ピッチに分割してそのピッチに従って前記ホログラム用記録媒体との相対位置を移動露光処理するインターレース露光手段とを備えるホログラム作成装置。
(6) A hologram creating apparatus that divides a laser light source into object light and reference light and performs interference recording on a hologram recording medium,
Beam diameter expanding means for expanding the beam diameter of the object light;
A spatial light modulation element that divides and displays a hologram recording image in a plurality of image display areas and gives hologram recording information to the object light;
A diffusion and partition member that converts the object light from the spatial light modulator into diffused light for each of the divided image regions;
A lens array comprising a plurality of lenses corresponding to each divided castle and irradiating diffused light for each divided image region as object light having a fixed interval on a hologram recording medium,
A reference light optical system that irradiates the reference light from the back surface of the hologram recording medium and interferes with the object light having a constant interval;
A hologram production apparatus comprising: an interlace exposure unit that divides a predetermined interval of object light on the hologram recording medium into a plurality of pitches and performs a moving exposure process on a relative position with respect to the hologram recording medium according to the pitches.

このホログラム作成装置によれば、透過型の空間光変調素子では透過した物体光が、拡散板で均一に拡散され且つ仕切り部材によって所定領域で集光像を形成する。また、インターレース露光手段によって、一定間隔の領域毎で分割されている複数の点在物体光群が同時に移動され、多数ドットで高速且つムラの抑制された露光が行われる。   According to this hologram creating apparatus, the transmitted object light is uniformly diffused by the diffusion plate in the transmissive spatial light modulation element, and a condensed image is formed in a predetermined region by the partition member. In addition, the interlaced exposure means simultaneously moves a plurality of scattered object light groups that are divided at regular intervals, and performs exposure with a large number of dots at high speed and with reduced unevenness.

(7) 前記ホログラム用記録媒体上に配置されて前記レンズアレイの焦点位置の物体光用の開口を有するマスクを備える上記(6)に記載のホログラム作成装置。 (7) The hologram production apparatus according to (6), further including a mask disposed on the hologram recording medium and having an opening for object light at a focal position of the lens array.

このホログラム作成装置によれば、拡散スクリーンによって拡散された光がレンズアレイを介してマスクを透過し、不要な拡散光がマスク孔の通過時にカットされ、要素ホログラムを記録する点在物体光同士の相互混入が防止される。これにより、ホログラム用記録媒体上でのつなぎ目や境界の発生が抑止され、各要素ホログラム位置での不要な光の入射による回折効率の低下も抑制される。   According to this hologram creating apparatus, the light diffused by the diffusing screen is transmitted through the mask through the lens array, and unnecessary diffused light is cut when passing through the mask hole, and the scattered object light for recording the element hologram Mutual contamination is prevented. Thereby, the generation of joints and boundaries on the hologram recording medium is suppressed, and a decrease in diffraction efficiency due to the incidence of unnecessary light at each element hologram position is also suppressed.

(8) 前記参照光光学系が前記参照光を一定間隔を持つ前記物体光の照射位置のみに照射するレンズアレイとコリメータレンズからなる上記(6)又は(7)に記載のホログラム作成装置。 (8) The hologram creating apparatus according to (6) or (7), wherein the reference light optical system includes a lens array and a collimator lens that irradiates only the irradiation position of the object light having a predetermined interval.

このホログラム作成装置によれば、参照光がレンズアレイとコリメータレンズにより物体光露光エリア全域のみに照射される平行光となり、光利用効率が高められる。   According to this hologram creating apparatus, the reference light becomes parallel light that is irradiated only to the entire area of the object light exposure area by the lens array and the collimator lens, and the light use efficiency is improved.

(9) 前記参照光光学系が物体光用前記マスクで制限された物体光の照射される位置に前記参照光を照射する開口の形成された参照光マスクを備える上記(7)又は(8)に記載のホログラム作成装置。 (9) The above (7) or (8), wherein the reference light optical system includes a reference light mask having an opening for irradiating the reference light at a position irradiated with the object light limited by the object light mask. The hologram production apparatus described in 1.

このホログラム作成装置によれば、コリメータレンズにより物体光露光エリア全域のみに照射された参照光が、マスクによって円形や四角形にカットされる。これにより、参照光サイズが最適化され、隣接参照光の混入によって発生するカブリが抑止される。   According to this hologram creating apparatus, the reference light irradiated only on the entire object light exposure area by the collimator lens is cut into a circle or a rectangle by the mask. As a result, the reference light size is optimized, and fogging caused by mixing of adjacent reference light is suppressed.

本発明に係るホログラム作成方法によれば、ホログラム記録用情報の与えられた物体光を拡散スクリーン及び仕切り部材によって分割画像領域毎の拡散光とし、分割画像領域毎の拡散光を一定間隔を持つ物体光として照射するとともに、この物体光の一定間隔を複数ピッチに分割してそのピッチに従ってホログラム用記録媒体を移動して干渉状態の記録を繰り返すインターレース露光を実施するので、ホログラム用記録媒体上に照射される物体光が、均一に拡散され且つ仕切り部材によって所定領域で集光像を形成し、集光像に隙間や重なりが生じない。また、一定間隔の領域毎で分割されている複数の点在物体光群が同時に移動するので、多数ドットで高速な露光を行うことができる。この結果、高速でムラの無い画像がインターレース記録でき、ホログラムの高生産性及び高画質化を図ることができる。   According to the hologram creating method of the present invention, the object light to which the hologram recording information is given is diffused for each divided image area by the diffusion screen and the partition member, and the diffused light for each divided image area is an object having a constant interval. In addition to irradiating as a light, the interlaced exposure is performed in which a certain interval of the object light is divided into a plurality of pitches, the hologram recording medium is moved according to the pitches, and the interference state recording is repeated. The object light to be diffused uniformly forms a condensed image in a predetermined area by the partition member, and no gap or overlap occurs in the condensed image. In addition, since a plurality of scattered object light groups divided at regular intervals move simultaneously, high-speed exposure can be performed with a large number of dots. As a result, high-speed and non-uniform images can be recorded in an interlaced manner, and high productivity and high image quality of the hologram can be achieved.

本発明に係るホログラム作成装置によれば、物体光を拡大するビーム径拡大手段と、ホログラム記録用画像を複数の画像表示領域で分割表示する空間光変調素子と、空間光変調素子からの物体光を分割画像領域毎の拡散光とする拡散及び仕切り部材と、ホログラム用記録媒体上の物体光の一定間隔を複数ピッチに分割してそのピッチに従ってホログラム用記録媒体を移動露光処理するインターレース露光手段とを備えたので、透過型の空間光変調素子では透過した物体光が、拡散板で均一に拡散され且つ仕切り部材によって所定領域で集光像を形成し、集光像に隙間や、重なりが生じない。また、インターレース露光手段によって、一定間隔の領域毎で分割されている複数の点在物体光群が同時に移動するので、多数ドットで高速な露光を行うことができる。この結果、高速でムラの無い画像がインターレース記録でき、ホログラムの高生産性及び高画質化を図ることができる。   According to the hologram creating apparatus of the present invention, the beam diameter enlarging means for enlarging the object light, the spatial light modulation element for dividing and displaying the hologram recording image in a plurality of image display areas, and the object light from the spatial light modulation element A diffusing and partitioning member for diffusing light for each divided image area, and an interlace exposure means for dividing a predetermined interval of object light on the hologram recording medium into a plurality of pitches and moving and exposing the hologram recording medium according to the pitches In the transmissive spatial light modulator, the transmitted object light is uniformly diffused by the diffusion plate, and a condensed image is formed in a predetermined area by the partition member, and a gap or an overlap occurs in the condensed image. Absent. In addition, since a plurality of scattered object light groups divided at regular intervals move simultaneously by the interlace exposure means, high-speed exposure can be performed with a large number of dots. As a result, high-speed and non-uniform images can be recorded in an interlaced manner, and high productivity and high image quality of the hologram can be achieved.

以下、本発明に係るホログラム作成方法及びホログラム作成装置の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施の形態に係るホログラム作成装置の構成図である。なお、以下の各図において同一の部材には同一の符号を付し重複する説明は流用する。また、本明細書中、光の伝搬方向を前側と称し、その逆方向を後側と称する。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a hologram creating method and a hologram creating apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a hologram creating apparatus according to an embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same member in each following figure, and the overlapping description is diverted. In this specification, the light propagation direction is referred to as the front side, and the opposite direction is referred to as the rear side.

本実施の形態によるホログラム作成装置100は、レーザー光源LS、シャッタS1,S2,S3、光減衰器ND1,ND2,ND3、λ/2波長板λ/2−1,λ/2−2,λ/2−2、光分割手段PBS1,PBS2,PBS3、合波手段DM1,DM2,DM3,DM4、ミラーM1,M2,M3,M4、ビームエキスパンダBE、空間光変調素子SLM10、拡散板D10、隔壁PA、マスクMS、マイクロレンズアレイL12等を主要な部材として、インターレース露光手段110が構成されている。   The hologram creating apparatus 100 according to this embodiment includes a laser light source LS, shutters S1, S2, and S3, optical attenuators ND1, ND2, and ND3, λ / 2 wavelength plates λ / 2-1, λ / 2-2, and λ /. 2-2, light splitting means PBS1, PBS2, PBS3, multiplexing means DM1, DM2, DM3, DM4, mirrors M1, M2, M3, M4, beam expander BE, spatial light modulator SLM10, diffusion plate D10, partition wall PA The interlace exposure means 110 is configured with the mask MS, the microlens array L12 and the like as main members.

このレーザー光源LSとして、複数色のRレーザーLS1、GレーザーLS2、BレーザーLS3を備える。レーザー光源LSから出射された物体光Obは後述するが、その光学系の概要としては、まず、ビームエキスパンダBEによって拡大され、空間光変調素子SLM10、拡散板D10、仕切り部材(隔壁)PA、マイクロレンズアレイL12、マスクMSを順次通り、ホログラム用記録媒体Med上に照射される。また、参照光Rbは、参照光光学系によって拡大され、ホログラム用記録媒体Medの裏面に照射される。   As the laser light source LS, a plurality of colors of R laser LS1, G laser LS2, and B laser LS3 are provided. The object light Ob emitted from the laser light source LS will be described later. As an outline of the optical system, first, the optical system is enlarged by the beam expander BE, the spatial light modulation element SLM10, the diffusion plate D10, the partition member (partition wall) PA, The light passes through the microlens array L12 and the mask MS in order, and is irradiated onto the hologram recording medium Med. Further, the reference light Rb is enlarged by the reference light optical system and irradiated on the back surface of the hologram recording medium Med.

ここで、光源LSは複数光源として設定され、可干渉性を有する380〜700nmの可視域のレーザ光源が適用される。なお、可干渉性を有していない光源であっても、エタロン等の狭帯域化処置を実施することで、可干渉性の改善は可能となる。レーザの種類としては、半導体レーザ、半導体励起を含む固体レーザ(DPSS)、その他の固体レーザ、アルゴンレーザ等の気体レーザ、色素レーザなどの液体レーザを用いることができる。また、これらレーザに高調波発生装置(SHGやTHGなど)を組み入れたレーザであってもよい。   Here, the light source LS is set as a plurality of light sources, and a laser light source in the visible range of 380 to 700 nm having coherence is applied. Even if the light source does not have coherence, the coherence can be improved by performing a band narrowing treatment such as etalon. As the type of laser, a semiconductor laser, a solid-state laser including semiconductor excitation (DPSS), another solid-state laser, a gas laser such as an argon laser, or a liquid laser such as a dye laser can be used. Further, a laser in which a harmonic generator (SHG, THG, etc.) is incorporated in these lasers may be used.

レーザー光源LSの波長の種類CWとしては以下のものが挙げられる。
[半導体] 405、408、622、635、650、670
[He−Cd] 442
[DPSS] 447、457、473、491、514、527、532、561、671
[Ar] 488、515
[He−Ne] 633
[クリプトン] 413、407、647、676
[ルビー(固体)] 690
本実施の形態では、473、532、647nmが使用される。
Examples of the wavelength type CW of the laser light source LS include the following.
[Semiconductor] 405, 408, 622, 635, 650, 670
[He-Cd] 442
[DPSS] 447, 457, 473, 491, 514, 527, 532, 561, 671
[Ar] 488, 515
[He-Ne] 633
[Krypton] 413, 407, 647, 676
[Ruby (solid)] 690
In this embodiment, 473, 532, and 647 nm are used.

レーザー光源LSの波長は、以下の種類、パルスが挙げられる。
[Zebra社製]
1.ダイオードポンプ固体レーザ、ストロボポンプ固体レーザ、色素レーザ
2.ルビー、サファイヤ、ガーネット、アレキサンドライト、Titaniumサファイヤ(Ti:サファイヤ)、Neodimium:Yttrium Aluminumガーネット(Nd:YAG)、Neodimium:Yttrium Lithium Fluoride(Nd:YLF)
3.光パラメトリック発振器(OPOs)は、Nd:YAGレーザの3倍波である355nmから、410〜690nmをチューニング。
4.898nmと1256nmのOPOから、SHGを通し(2倍波)449nmと628nm
The wavelength of the laser light source LS includes the following types and pulses.
[Zebra made]
1. 1. Diode pump solid state laser, strobe pump solid state laser, dye laser Ruby, Sapphire, Garnet, Alexandrite, Titanium Sapphire (Ti: Sapphire), Neodium: Yttrium Aluminum Garnet (Nd: YAG), Neodium: Yttrium Lithium Fluoride (Nd: YLF)
3. Optical parametric oscillators (OPOs) tune from 410 to 690 nm from 355 nm, which is the third harmonic of Nd: YAG laser.
From 4.898nm and 1256nm OPO through SHG (2nd harmonic) 449nm and 628nm

[Geola社製]
1. Nd:YLF1313nm、SHG656.3nm、THG437.7nm
R・Bとして主に用いられる。
2. Nd:YLF1047.1nm、SHG523.6nm
Gとして主に用いられる。
3. Nd:YLF1053nm、SHG526.5m
4. Nd:YAG1064.2nm、SHG532.1nm
5. Nd:YAG1318.8nm、SHG659.4nm、THG439.6nm
6. Nd:YAG1338nm、SHG669nm、THG446nm
7. Nd:YAP1064.3nm、SHG532.2nm
8. Nd:YAP1079.6nm、SHG539.8nm
9. Nd:YAP1099nm、SHG549.5nm
10. Nd:YAP1341.4nm、SHG670.7nm、THG447.1nm
11. Nd:BEL1070nm、SHG535nm
12. Nd:BEL1351nm、SHG675.5nm、THG450.3nm
13. 532 :DPSS
14. 690 :ルビー(固体)
15. 628nmと443nm
[Geola]
1. Nd: YLF 1313 nm, SHG 656.3 nm, THG 437.7 nm
Mainly used as RB.
2. Nd: YLF1047.1nm, SHG523.6nm
Mainly used as G.
3. Nd: YLF1053nm, SHG526.5m
4). Nd: YAG1064.2nm, SHG532.1nm
5. Nd: YAG1318.8nm, SHG659.4nm, THG439.6nm
6). Nd: YAG 1338nm, SHG669nm, THG446nm
7). Nd: YAP1064.3nm, SHG532.2nm
8). Nd: YAP1079.6nm, SHG539.8nm
9. Nd: YAP 1099 nm, SHG 549.5 nm
10. Nd: YAP 1341.4 nm, SHG 670.7 nm, THG 447.1 nm
11. Nd: BEL 1070nm, SHG535nm
12 Nd: BEL1351nm, SHG675.5nm, THG450.3nm
13. 532: DPSS
14 690: Ruby (solid)
15. 628nm and 443nm

さて、物体光Obが提供される光学系において、レーザLS1,LS2,LS3からの出射光はシャッタS1,S2,S3に入射される。シャッタS1,S2,S3は、メカ式に限らず、透過光の[通過]/[遮断]を制御できれば良く、音響光学素子(AOM、AOD)や液晶シャッタのようなもので良い。シャッタS1,S2,S3は、各レーザLS1,LS2,LS3毎に設置することが望ましい。安定発振のため、レーザLS1,LS2,LS3は常時ON駆動とすることが好ましい。従って、シャッタS1,S2,S3の開閉で、レーザLS1,LS2,LS3からの透過光を[通過]/[遮断]制御する。   Now, in the optical system provided with the object light Ob, the light emitted from the lasers LS1, LS2, and LS3 enters the shutters S1, S2, and S3. The shutters S1, S2, and S3 are not limited to the mechanical type, and may be any one such as an acoustooptic device (AOM, AOD) or a liquid crystal shutter as long as it can control [passing] / [blocking] of transmitted light. The shutters S1, S2, and S3 are desirably installed for each laser LS1, LS2, and LS3. For stable oscillation, the lasers LS1, LS2, and LS3 are preferably always driven to be ON. Therefore, the transmission light from the lasers LS1, LS2, and LS3 is [passed] / [blocked] controlled by opening and closing the shutters S1, S2, and S3.

シャッタS1,S2,S3の光進行方向位置には光減衰器ND1,ND2,ND3が設けられる。なお、光分割手段PBS1,PBS2,PBS3は、レーザー光源LSで、出力を調整可能な場合には、必ずしも必要ではない。パワー調整機能の無いレーザー光源LSもあるので、各レーザLS1,LS2,LS3のパワーを調整可能にし、例えばホログラムの色バランスを微調整するために使用することができる。   Optical attenuators ND1, ND2, and ND3 are provided at the light traveling direction positions of the shutters S1, S2, and S3. The light splitting means PBS1, PBS2, and PBS3 are not necessarily required when the output can be adjusted by the laser light source LS. Since there is a laser light source LS without a power adjustment function, the power of each laser LS1, LS2, LS3 can be adjusted, and can be used, for example, to finely adjust the color balance of the hologram.

光減衰器ND1,ND2,ND3の光進行方向位置には半波長板(λ/2波長板)λ/2−1,λ/2−2,λ/2−2が設けられている。λ/2波長板λ/2−1,λ/2−2,λ/2−2は、入射した光波の直交する直線偏光成分間に2分の1波長の光路差(180°の位相差)を与える。   Half-wave plates (λ / 2 wavelength plates) λ / 2-1, λ / 2-2, and λ / 2-2 are provided at the light traveling direction positions of the optical attenuators ND1, ND2, and ND3. The λ / 2 wavelength plates λ / 2-1, λ / 2-2, and λ / 2-2 have a half-wavelength optical path difference (180 ° phase difference) between orthogonal linearly polarized light components of incident light waves. give.

λ/2波長板λ/2−1,λ/2−2,λ/2−2から出射された直線偏光成分は、光分割手段PBS1,PBS2,PBS3に入射する。本実施の形態では、この光分割手段PBS1,PBS2,PBS3として、偏光ビームスプリッタが使用される。偏光ビームスプリッタによれば、光損失を少なくし、効率よく直線偏光成分を物体光Obと参照光Rbとに分けることができる。なお、偏光ビームスプリッタは、前段のλ/2波長板との組み合わせで、分光比を任意に変更可能となる。また、光分割手段PBS1,PBS2,PBS3としては、ハーフミラーを使用しても良い。このほかにも、金属膜蒸着したクサビガラスが用いられてもよい。この場合、金属幕の種類や厚さを変えることで、分割比を変えることができる。   The linearly polarized light components emitted from the λ / 2 wave plates λ / 2-1, λ / 2-2, and λ / 2-2 enter the light splitting means PBS1, PBS2, and PBS3. In the present embodiment, a polarization beam splitter is used as the light splitting means PBS1, PBS2, PBS3. According to the polarization beam splitter, light loss can be reduced, and the linearly polarized light component can be efficiently divided into the object light Ob and the reference light Rb. The polarization beam splitter can be arbitrarily changed in spectral ratio by combining with the preceding λ / 2 wavelength plate. Further, as the light splitting means PBS1, PBS2, PBS3, half mirrors may be used. In addition, a wedge glass on which a metal film is deposited may be used. In this case, the division ratio can be changed by changing the type and thickness of the metal curtain.

光分割手段PBS1,PBS2,PBS3によって分割された物体光Obと参照光Rbは、各波長の光軸を合わせるための合波手段DM1,DM2,DM3,DM4に入射する。ここでは、合波手段DM1,DM2,DM3,DM4として、ダイクロイックミラー(キューブ)が使用される。ダイクロイックミラーは、光損失が少なく、効率よく光軸を重ねることが可能である。また、合波手段DM1,DM2,DM3,DM4としては、ハーフミラーや、その他の光学作用膜付光学部材も使用可能である。   The object light Ob and the reference light Rb split by the light splitting means PBS1, PBS2 and PBS3 enter the multiplexing means DM1, DM2, DM3 and DM4 for aligning the optical axes of the respective wavelengths. Here, a dichroic mirror (cube) is used as the multiplexing means DM1, DM2, DM3, DM4. The dichroic mirror has little optical loss and can efficiently overlap the optical axes. Further, as the multiplexing means DM1, DM2, DM3, DM4, a half mirror or other optical member with an optical action film can be used.

光分割手段PBS1,PBS2,PBS3によって分割された光は、ミラーM1,M2,M3,M4によって合波手段DM1,DM2,DM3,DM4へ導入され、物体光Obと参照光Rbとのそれぞれの光軸に合わせれる。   The light split by the light splitting means PBS1, PBS2, PBS3 is introduced into the multiplexing means DM1, DM2, DM3, DM4 by the mirrors M1, M2, M3, M4, and the respective lights of the object light Ob and the reference light Rb. It can be adjusted to the axis.

物体光Obの合波手段DM2の光進行方向位置にはビーム径を広げるビーム径拡大手段(ビームエキスパンダ)BEが設けられる。ビームエキスパンダBEは、第1レンズL10、ピンホールP10、第2レンズL11から構成される。通常、レーザ光源から出射されるレーザビームの直径は、0.1〜5mm程度である。これを後の空間光変調素子SLM10の全域に照射されるよう、ビームエキスパンダBEによってビーム径を拡大する。   A beam diameter expanding means (beam expander) BE for expanding the beam diameter is provided at a position in the light traveling direction of the multiplexing means DM2 for the object light Ob. The beam expander BE includes a first lens L10, a pinhole P10, and a second lens L11. Usually, the diameter of the laser beam emitted from the laser light source is about 0.1 to 5 mm. The beam expander BE expands the beam diameter so that this is irradiated to the entire area of the later spatial light modulator SLM10.

第1レンズL10は、通常、プラスのパワーを持つレンズを使用し、一度焦点を結び、その後、発散する光を使用する。通常、この第1レンズL10には、顕微鏡等で使用される一般的な対物レンズが使用される。短い光軸方向距離でビームを広げるために比較的高倍率の対物レンズが使用されるが、ここでは、40〜50倍のレンズを好適に用いることができる。また、アクロマティックレンズのような、波長が異なっても焦点位置の変化が小さい(色収差が小さい)レンズを使用するのが好ましい。   As the first lens L10, a lens having a positive power is normally used, and light that is focused once and then diverges is used. Normally, a general objective lens used in a microscope or the like is used for the first lens L10. A comparatively high magnification objective lens is used to expand the beam at a short distance in the optical axis direction. Here, a lens with a magnification of 40 to 50 times can be preferably used. Further, it is preferable to use a lens such as an achromatic lens that has a small focal position change (small chromatic aberration) even when the wavelength is different.

ピンホールP10は、通常のビームエキスパンダBEには使用されないが、本実施の形態では、後の光干渉に使用するため、ビーム品質を綺麗にしておく必要がある。このため、第1レンズL10の焦点位置にφ20〜50μmの円形ピンホールを設置する。これら、第1レンズL10とピンホールP10の組み合わせを、特に、スペイシャルフィルタSFと呼ぶ。スペイシャルフィルタSFは、レーザビームの強度分布から不規則な変動を取り除くための有効な手段となる。   The pinhole P10 is not used in the normal beam expander BE, but in this embodiment, since it is used for later optical interference, it is necessary to clean the beam quality. For this purpose, a circular pinhole of φ20 to 50 μm is installed at the focal position of the first lens L10. These combinations of the first lens L10 and the pinhole P10 are particularly referred to as a spatial filter SF. The spatial filter SF is an effective means for removing irregular fluctuations from the intensity distribution of the laser beam.

レーザビームの強度には、光学部品の微細な欠陥や空気中の微小粒子などによる散乱からばらつきが生じる。これは、カード上にレーザビームを拡大することによって確認できる(スペックルが一様に分布した理想的なパターンの一部欠落、或いはパターン上に生じる渦状パターンやリングなどが空間ノイズである。)。コリメートされた理想的なコヒーレント・レーザビームは、距離の離れた点光源から発したかのような特性を示す。空間フィルタリングを行う場合は、ビームをフォーカシングし、ビーム外周部に光学経路上のすべての欠陥をデフォーカスした状態で「光源」の像を生成する必要があるが、これら外周部のノイズは、そのほとんどがピンホールP10によって遮断される。   The intensity of the laser beam varies due to scattering caused by minute defects in the optical components or minute particles in the air. This can be confirmed by enlarging the laser beam on the card (a part of an ideal pattern in which speckles are uniformly distributed, or a spiral pattern or ring generated on the pattern is spatial noise). . A collimated ideal coherent laser beam exhibits characteristics as if emitted from a point light source at a distance. When performing spatial filtering, it is necessary to focus the beam and generate a “light source” image with all defects on the optical path defocused on the beam periphery. Most are blocked by the pinhole P10.

ピンホールP10の光進行方向位置には第2レンズL11が設けられる。第2レンズL11は、発散した光を平行光にする焦点距離fのコリメータレンズである。この第2レンズL11としては、プラスのパワーを持つレンズが用いられる。また、アクロマティックレンズのような、波長が異なっても焦点位置の変化が小さい(色収差が小さい)レンズを使用するのが好ましい。   A second lens L11 is provided at the position of the pinhole P10 in the light traveling direction. The second lens L11 is a collimator lens having a focal length f that converts divergent light into parallel light. A lens having a positive power is used as the second lens L11. Further, it is preferable to use a lens such as an achromatic lens that has a small focal position change (small chromatic aberration) even when the wavelength is different.

広げられた物体光にホログラムとなる画像情報を乗せる透過型空間光変調素子SLM10がビームエキスパンダBEの光進行方向位置に設けられる。この空間光変調素子SLM10は、例えば電気アドレス型の空間光変調器であり、液晶ディスプレイ等で構成されており、広げられた物体光である入射する平面波の光強度(振幅)を画素毎に変調して画像情報を乗せて透過させる。空間光変調素子SLM10の表示画像、すなわち、空間光変調素子SLM10からの出力光像は、各画素の透過率を変化させることによって変化させることができる。これにより、露光位置に応じた、画像処理を行う。
空間光変調素子SLM10の表示は、同一形状が連接配置したマトリクス状に分割表示され、複数の画像表示領域としてそれぞれ別々に表示される。本実施形態の場合、このマトリクスの例として、X方向34.816mm(=16個×2.176mm)、Y方向17.408mm(=8個×2.176mm)などとなっている。
A transmissive spatial light modulation element SLM10 for placing image information as a hologram on the spread object light is provided at a position in the light traveling direction of the beam expander BE. This spatial light modulation element SLM10 is, for example, an electrical address type spatial light modulator, which is composed of a liquid crystal display or the like, and modulates the light intensity (amplitude) of the incident plane wave, which is the spread object light, for each pixel. Then, the image information is carried and transmitted. The display image of the spatial light modulation element SLM10, that is, the output light image from the spatial light modulation element SLM10 can be changed by changing the transmittance of each pixel. Thereby, image processing according to the exposure position is performed.
The display of the spatial light modulator SLM10 is divided and displayed in the form of a matrix in which the same shape is continuously arranged, and is displayed separately as a plurality of image display areas. In the case of the present embodiment, as an example of this matrix, the X direction is 34.816 mm (= 16 × 2.176 mm), the Y direction is 17.408 mm (= 8 × 2.176 mm), and the like.

ここで、図2は空間光変調素子から記録媒体までの間の構成を示した拡大構成図である。
空間光変調素子SLM10の光進行方向位置には画像情報を含む像を投影するためのスクリーンの役目を果たす拡散スクリーン(拡散板)D10が設けられる。拡散板D10としては、可視光領域の光を透過または反射し、光を拡散するものなら使用可能となる。好ましくは、プラスチックやガラス等の板材の表面がすりガラス状に粗いものが良い。より好ましくは、光偏光特性の少ない光学ガラス製で、片面のみがすりガラス状のものが良い。すりガラスの程度は、砂番#240〜#3000のものが適宜用いられる。透過率は、10〜95%のものが適宜用いられる。拡散板D10から出射された光はレンズアレイL12へ入射される。
特に透過型空間光変調素子SLM10の場合、拡散板D10をこの空間光変調素子SLM10に直付けするのが最も簡単で、低コストとなる。
Here, FIG. 2 is an enlarged configuration diagram showing the configuration from the spatial light modulator to the recording medium.
A diffusion screen (diffusion plate) D10 serving as a screen for projecting an image including image information is provided at a position in the light traveling direction of the spatial light modulator SLM10. As the diffusing plate D10, any material that transmits or reflects light in the visible light region and diffuses light can be used. Preferably, the surface of a plate material such as plastic or glass is rough in a ground glass shape. More preferably, it is made of optical glass having a small light polarization property, and only one surface is ground glass. As for the degree of frosted glass, those having sand numbers # 240 to # 3000 are appropriately used. A transmittance of 10 to 95% is appropriately used. The light emitted from the diffusing plate D10 enters the lens array L12.
In particular, in the case of the transmissive spatial light modulator SLM10, it is simplest and low cost to directly attach the diffusion plate D10 to the spatial light modulator SLM10.

拡散スクリーン(拡散板)D10の光進行方向位置にはレンズアレイL12が設けられる。レンズアレイL12は、空間光変調素子SLM10の分割された画像表示領域それぞれに対応する複数のレンズからなり、正のレンズパワーを持つ焦点距離f2のレンズ群から構成されている。それぞれのレンズは、後述する要素プログラム1つ1つへの記録に携わることとなる。一括成型又は、接着方式などにより製造される。光学倍率1倍の場合、空間光変調素子SLM10との対応からもピッチは約2.176mm(=256pixel*8.5um)が適当となる。NAは大きくなるほど、最終的に作成されたホログラムの視野角が広くなる効果があり、ホログラムとしての品質が向上する。また、焦点距離f2としては具体的にはF=1〜5mmが適当で、好ましくはF=1〜3mmがより良い。   A lens array L12 is provided at a position in the light traveling direction of the diffusion screen (diffusion plate) D10. The lens array L12 includes a plurality of lenses corresponding to each of the divided image display areas of the spatial light modulator SLM10, and includes a lens group having a focal length f2 having a positive lens power. Each lens is involved in recording in each element program described later. Manufactured by batch molding or adhesive method. In the case of an optical magnification of 1 time, a pitch of about 2.176 mm (= 256 pixels * 8.5 μm) is appropriate from the correspondence with the spatial light modulator SLM10. The larger the NA, the wider the viewing angle of the finally created hologram, and the higher the quality of the hologram. Further, as the focal length f2, specifically, F = 1 to 5 mm is appropriate, and preferably F = 1 to 3 mm.

拡散板D10の光進行方向位置でレンズアレイL12の手前には仕切り部材(隔壁)PAが光軸に平行に設けられる。隔壁PAは、前述のように空間光変調素子SLM10で複数の画像表示領域に分割表示されたそれぞれの画像情報が、他の分割区域へ向かわないようにする遮光の役目のために配置され、各画像表示領域の境界に対応して設けられる。
隔壁PAの厚さは、強度の点で、少なくとも50μm、好ましくは100μm以上が好ましい。最大は、光学倍率「1」の場合、例えば、後述のSONY製の空間光変調素子SLM上では256pixelの内、56pixelが使われないこととなるが、製造誤差等で有効画素の200pixelが遮光される恐れがあるので、好ましくは、300μm以下程度が適切である(強度の点でも同様)。
A partition member (partition wall) PA is provided in parallel with the optical axis in front of the lens array L12 at the position in the light traveling direction of the diffusion plate D10. As described above, the partition wall PA is disposed for the purpose of shielding light so that the image information divided and displayed in the plurality of image display areas by the spatial light modulation element SLM10 does not go to other divided areas. It is provided corresponding to the boundary of the image display area.
The thickness of the partition wall PA is at least 50 μm, preferably 100 μm or more in terms of strength. When the optical magnification is “1”, for example, 56 pixels out of 256 pixels are not used on the spatial light modulation element SLM made by SONY, which will be described later. However, 200 pixels of effective pixels are shielded from light due to a manufacturing error or the like. Therefore, about 300 μm or less is preferable (same in terms of strength).

隔壁PAの遮光性能は、可視光領域における、垂直方向光減衰量が1/10以下、好ましくは1/100以下とする。レンズ側先端形状は、レンズアレイL12の凹部形状にフィットした形状が好ましい。レンズアレイL12は、各々の分割領域の中央部が凸で、各々の分割領域の境界部が凹部となっている。この、凹部にフィットした形状とするのが好ましい。これにより、構造的に強固となって振動に強くなり、光学系内での振動発生時の制振のための待ち時間が短くなり、プリントをより短くすることが可能となる。隔壁PAの長さは、拡散板D10とレンズアレイL12間に設けるため、レンズアレイL12のバックフォーカス値に合致した長さの隔壁L12の場合、光軸方向の位置調整無しに、突き当て(挟み)法で、拡散板D10とレンズアレイL12を組み立てることができる。この場合、光学系の剛性アップにもなる。また、多重反射防止の目的で、黒色が望ましい。   The light shielding performance of the partition wall PA is such that the light attenuation in the vertical direction in the visible light region is 1/10 or less, preferably 1/100 or less. The lens-side tip shape is preferably a shape fitted to the concave shape of the lens array L12. In the lens array L12, a central portion of each divided region is convex, and a boundary portion of each divided region is a concave portion. A shape that fits into the recess is preferable. As a result, it is structurally strong and resistant to vibration, the waiting time for vibration suppression when vibration occurs in the optical system is shortened, and printing can be made shorter. Since the length of the partition wall PA is provided between the diffuser plate D10 and the lens array L12, the partition wall L12 having a length matching the back focus value of the lens array L12 is abutted (pinched) without adjusting the position in the optical axis direction. ) Method, the diffusion plate D10 and the lens array L12 can be assembled. In this case, the rigidity of the optical system is also increased. Also, black is desirable for the purpose of preventing multiple reflections.

マイクロレンズアレイL12と記録媒体Medとの間、すなわち、記録媒体Medに近接且つ非接触位置にマスクMSが設けられる。マスクMSは、レンズアレイL12の焦点位置に位置され、各レンズに対応する物体光用の開口孔hoを有する。この各焦点位置のピッチは、空間光変調素子SLM10及びレンズアレイL12との対応からも約2.176mm(=256pixel*8.5um)のピッチが適当となる。
この遮光マスクMSは、レンズアレイL12の焦点位置を過ぎた後の、焦点位置近傍に設置することが好ましい。これは、拡散板D10によって拡散された光の一部を透過させるためである。このマスクMSの孔hoのサイズw1は、要素ホログラムサイズw2(≒露光ピッチ)以下のサイズが好ましい。孔hoの形状は、要素ホログラムと同形状が望ましく、通常は長方形となる。或いは、ホログラム上でのつなぎ目や境界を認識しづらくし、ムラを防ぐため、形状を平行四辺形や、ひし形が望ましい。
A mask MS is provided between the microlens array L12 and the recording medium Med, that is, in the vicinity of the recording medium Med and at a non-contact position. The mask MS is located at the focal position of the lens array L12, and has an aperture hole ho for object light corresponding to each lens. A pitch of about 2.176 mm (= 256 pixels * 8.5 um) is appropriate as the pitch of each focal position from the correspondence with the spatial light modulator SLM10 and the lens array L12.
The light shielding mask MS is preferably installed in the vicinity of the focal position after the focal position of the lens array L12. This is for transmitting a part of the light diffused by the diffusion plate D10. The size w1 of the hole ho of the mask MS is preferably smaller than the element hologram size w2 (≈exposure pitch). The shape of the hole ho is preferably the same as that of the element hologram, and is usually rectangular. Alternatively, in order to make it difficult to recognize joints and boundaries on the hologram and prevent unevenness, a parallelogram or rhombus is desirable.

マスクMSとホログラム用記録媒体Medとの間には所定のギャップDisを空け、非接触となるように構成する。これは、ホログラム記録時に、マスクMSと記録媒体Medとの位置関係が相対的に移動していくこととなり、記録媒体Medの膜面は通常マスクMS側であるため、移動時に接触して膜に傷がつくのを回避するためである。しかしながら、このギャップDisを空けすぎると、ボケが大きくなり好ましくないため、ギャップDisの適切な値は、0.1〜2mmであるが、より好ましくは、0.2〜0.5mmとなる。   A predetermined gap Dis is provided between the mask MS and the hologram recording medium Med so as to be non-contact. This is because the positional relationship between the mask MS and the recording medium Med relatively moves during hologram recording, and since the film surface of the recording medium Med is normally on the mask MS side, the film contacts the film when moving. This is to avoid scratches. However, if this gap Dis is too large, blurring is undesirably increased, so an appropriate value for the gap Dis is 0.1 to 2 mm, and more preferably 0.2 to 0.5 mm.

図2に示した構成から分かるように、拡散板D10によって拡散された光は、レンズアレイL12を介してマスクMSを透過し、不要な拡散光がマスク孔hoの通過時にカットされ、要素ホログラムを記録する点在物体光同士の相互混入が防止される。これにより、ホログラム用記録媒体Med上でのつなぎ目や境界の発生が抑止される。   As can be seen from the configuration shown in FIG. 2, the light diffused by the diffusing plate D10 passes through the mask MS through the lens array L12, and unnecessary diffused light is cut when passing through the mask hole ho. Mutual mixing of scattered object lights to be recorded is prevented. As a result, the generation of joints and boundaries on the hologram recording medium Med is suppressed.

上記のように構成されたホログラム作成装置100によれば、透過型の空間光変調素子SLM10では透過した物体光が、拡散板D10で均一に拡散され且つ隔壁PAによって所定領域で集光像を形成する。また、インターレース露光手段110によって、一定間隔の領域毎で分割されている複数の点在物体光群が記録媒体Medとの相対位置を同時に移し、後述するインターレース露光を行って多数ドットによる高速な露光を実施し、次に説明する参照光との干渉を発生させることでホログラムを作成する。
なお、記録媒体Medは、記録膜面がマスクMS側となるように配置する。これは、マスクMSを透過した物体光が記録媒体Medの透明支持体を透過してから記録膜に到達する場合、透明支持体の偏光依存特性などの影響を受けた光が、膜に達することとなり、画像ムラ等の欠陥をきたす可能性があるためである。
According to the hologram creating apparatus 100 configured as described above, the object light transmitted through the transmissive spatial light modulator SLM10 is uniformly diffused by the diffusion plate D10 and a condensed image is formed in a predetermined region by the partition wall PA. To do. Further, the interlaced exposure means 110 simultaneously shifts the relative positions of the plurality of scattered object light groups divided at regular intervals from the recording medium Med, and performs interlaced exposure, which will be described later, to perform high-speed exposure with a large number of dots. And a hologram is created by generating interference with reference light described below.
The recording medium Med is arranged so that the recording film surface is on the mask MS side. This is because when the object light transmitted through the mask MS reaches the recording film after passing through the transparent support of the recording medium Med, the light affected by the polarization-dependent characteristics of the transparent support reaches the film. This is because defects such as image unevenness may occur.

次に参照光の光学系を説明する。
前述の参照光Rb用の合波手段DM4の光進行方向位置には参照光用ミラーM20が設けられている。更に、参照光用ミラーM20の光進行方向位置には、レンズL20、ピンホールP20、レンズL21の順次配置により参照光用ビームエキスパンダとして構成される。
Next, an optical system for reference light will be described.
A reference light mirror M20 is provided at the light traveling direction position of the above-mentioned combining means DM4 for the reference light Rb. Further, the reference light mirror M20 is configured as a reference light beam expander by sequentially arranging a lens L20, a pinhole P20, and a lens L21 at a position in the light traveling direction.

参照光用ミラーM20としては、光の偏光状態に影響を与えないようなミラーが良い。表面処理は、特定波長における強い反射防止膜を形成せず、可視光域の広い範囲において、良好な反射防止機能を有する反射防止幕を形成するのが好ましい。そして、レンズL20は物体光用第1レンズL10と対応し、アパーチャ(ピンホール)P20は物体光用アパーチャ(ピンホールP10)と対応し、レンズL21は物体光用第2レンズL11と対応して、物体光用のビームエキスパンダBEと同様の作用を有する。   The reference light mirror M20 is preferably a mirror that does not affect the polarization state of light. The surface treatment preferably forms an antireflection curtain having a good antireflection function in a wide range of visible light without forming a strong antireflection film at a specific wavelength. The lens L20 corresponds to the first object light lens L10, the aperture (pinhole) P20 corresponds to the object light aperture (pinhole P10), and the lens L21 corresponds to the second object light lens L11. This has the same function as the beam expander BE for object light.

レンズL21の光進行方向位置には参照光用最終ミラーM21が配置される。この参照光用最終ミラーM21は、参照光を記録媒体に所定の角度で偏向(向ける)するミラーである。通常45度で参照光Rbが記録媒体Medに照射するようにする。又は、記録媒体Medの法線に対し、最も反射が少ないブリュースター角度である58度(55から60度)で、照射するのが最も好ましい。例えば、屈折率が1.5のガラスに屈折率1の空気中から入射する可視光のブリュースター角は約56度である。屈折率は波長で変わるが、その変化はそれほど大きくない。例えば紫外光と赤外光でその差は0.01ぐらいである。   A reference light final mirror M21 is disposed at the position of the lens L21 in the light traveling direction. The reference light final mirror M21 is a mirror that deflects (directs) the reference light toward the recording medium at a predetermined angle. Usually, the reference light Rb is irradiated onto the recording medium Med at 45 degrees. Alternatively, it is most preferable to irradiate at a Brewster angle of 58 degrees (55 to 60 degrees) with the least reflection with respect to the normal line of the recording medium Med. For example, the Brewster angle of visible light incident on glass having a refractive index of 1.5 from the air having a refractive index of 1 is about 56 degrees. The refractive index changes with wavelength, but the change is not so great. For example, the difference between ultraviolet light and infrared light is about 0.01.

参照光用最終ミラーM21で反射される参照光Rbは、そのサイズがホログラム用記録媒体Medの物体光露光エリア全域に均一照度に照射されることが望ましい。光量の有効利用とカブリ防止のため、物体光露光エリア全域に照射されるようなサイズのビーム径を、レンズL21で作り出して光量を有効利用し、その後、マスク等を設置することで、レンズL21からの参照光用最終ミラーM21へ届く光束断面を円形から四角形にカットしてもよく、このような構成でカブリを防止することができる。   It is desirable that the size of the reference light Rb reflected by the reference light final mirror M21 is irradiated with uniform illuminance over the entire area of the object light exposure area of the hologram recording medium Med. In order to effectively use the light amount and prevent fogging, the lens L21 creates a beam diameter of a size that can be irradiated on the entire area of the object light exposure area, effectively uses the light amount, and then installs a mask or the like, thereby providing the lens L21. The cross section of the light beam reaching the final mirror for reference light M21 from may be cut from a circle to a quadrangle, and fogging can be prevented with such a configuration.

次に、この参照光は、全域に渡って均一照度とする以外に、参照光Rbの焦点付近のみを照射する構成とすることができる。
図3はマルチ参照光とする場合の構成図、図4は図3の要部拡大図である。
参照光用最終ミラーM21の光進行方向位置にはコリメータレンズ(参照光用レンズアレイ)L22,L23が配置される。このコリメータレンズ(参照光用レンズアレイ)L22,L23は、物体光用光学系におけるマイクロレンズアレイL12のピッチに対応するように各レンズが配置される。ホログラム用記録媒体Medへの入射角度は干渉状態を引き出すため予め決められており、本実施形態の場合、材料直前参照光光軸に対しX方向とY方向のピッチを変える必要がある。具体的には、θ=58傾斜の場合、X方向は約2.176mmで変わらないが、Y方向は、1.185mm(=2.176×cos57度)と、約半分とする。
Next, the reference light can be configured to irradiate only the vicinity of the focal point of the reference light Rb, in addition to the uniform illuminance over the entire area.
FIG. 3 is a configuration diagram in the case of multi-reference light, and FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG.
Collimator lenses (reference light lens arrays) L22 and L23 are arranged in the light traveling direction position of the reference light final mirror M21. The collimator lenses (reference light lens arrays) L22 and L23 are arranged so as to correspond to the pitch of the microlens array L12 in the object light optical system. The incident angle to the hologram recording medium Med is determined in advance in order to extract the interference state. In the case of this embodiment, it is necessary to change the pitches in the X direction and the Y direction with respect to the optical axis immediately before the material. Specifically, in the case of θ = 58 inclination, the X direction is about 2.176 mm and does not change, but the Y direction is 1.185 mm (= 2.176 × cos 57 degrees), which is about half.

更に、参照光サイズについても、X方向は約0.4〜1.0好ましくは0.4〜0.6mmで変わらないが、Y方向は、0.22〜0.55mm好ましくは0.22〜0.33(=Xサイズ×cos57度)と、約半分とする長方形が良い。また、この参照光Rbは、平行光が好ましい。その方法の一つとして、2段目のレンズアレイL23の設計において、X方向よりY方向のレンズパワーと焦点距離の何れか一方または両方を変えることで可能とする。   Further, the reference light size also does not change in the X direction of about 0.4 to 1.0, preferably 0.4 to 0.6 mm, but the Y direction is 0.22 to 0.55 mm, preferably 0.22 to 0.26 mm. A rectangle that is approximately half, such as 0.33 (= X size × cos 57 degrees), is preferable. The reference light Rb is preferably parallel light. As one of the methods, in the design of the second-stage lens array L23, it is possible to change either or both of the lens power and the focal length in the Y direction from the X direction.

このように、参照光Rbは一様露光とするより、複数の物体光焦点位置での露光位置へ向けるのが効率的である。これは、ホログラム用記録媒体Med上の物体光Obが照射される以外の領域に参照光Rbが照射されると、その領域のホログラム用記録媒体Medが露光することとなり、カブリなどの原因となり、肝心の干渉用の光量が少なくなるからである。   As described above, it is more efficient to direct the reference light Rb to the exposure positions at a plurality of object light focal positions rather than uniform exposure. This is because when the reference light Rb is irradiated on a region other than the object light Ob on the hologram recording medium Med, the hologram recording medium Med in that region is exposed, which causes fogging, This is because the amount of light for essential interference is reduced.

しかも、このような複数の物体光焦点位置での露光では、物体光Obが照射される以外の領域の光をなるべく物体光Obが照射される領域に導いて光ロスを少なくし、物体光Obの照射境界付近での露光バランスを崩さない為にも平行光とすることが好ましい。さらに、一つの物体光サイズより若干大きなサイズの参照光Rbにしておくことで、多少の位置ずれがあっても、各々の物体光をカバーすることができる。本実施の形態では、物体光サイズが、0.3mmなので、各々の参照光サイズは0.4〜1.0mmが好ましい。より好ましくは、0.4〜0.6mmが良い。   In addition, in such exposure at a plurality of object light focal positions, light in a region other than that irradiated with the object light Ob is guided to the region irradiated with the object light Ob as much as possible to reduce light loss, and the object light Ob. In order to maintain the exposure balance near the irradiation boundary, it is preferable to use parallel light. Further, by setting the reference light Rb having a size slightly larger than one object light size, each object light can be covered even if there is a slight positional deviation. In the present embodiment, since the object light size is 0.3 mm, each reference light size is preferably 0.4 to 1.0 mm. More preferably, 0.4 to 0.6 mm is good.

また、前述のように、参照光用レンズアレイL23への参照光サイズを、最小、X方向34.816mm(=16個×2.176mm)、Y方向17.408mm(=8個×2.176mm)、ではなく、Y方向を、9.481mm(=17.408×cos57度)にすると、より、効率的にエネルギを使用することができる。具体的には、レンズL20の適宜選択や、お互いに焦点距離の異なるX方向にのみ屈折パワーを持つシリンドリカルレンズと、Y方向にのみ屈折パワーを持つシリンドリカルレンズとを適宜選択することで可能となる。レンズアレイL23の1分割分の正面の断面形状を長方形としても良い。   Further, as described above, the reference light size to the reference light lens array L23 is the minimum, X direction 34.816 mm (= 16 × 2.176 mm), Y direction 17.408 mm (= 8 × 2.176 mm). ), But if the Y direction is set to 9.481 mm (= 17.408 × cos 57 degrees), energy can be used more efficiently. Specifically, this can be achieved by appropriately selecting the lens L20, or by appropriately selecting a cylindrical lens having refractive power only in the X direction having a different focal length and a cylindrical lens having refractive power only in the Y direction. . The front sectional shape of the lens array L23 for one division may be a rectangle.

次に、本発明に係るホログラム作成方法及びホログラム作成装置の光学系の他の実施形態として、反射型SLMを用いる形態がある。
図5は反射型SLMを用いたホログラム作成用光学系の例を示す構成図である。
本実施形態に係るホログラム作成装置100は、図1に示した透過型空間光変調素子SLM10の代わりに、反射型空間光変調素子SLM11が用いられている。一般に反射型の場合、高速応答となることが重要な要素となる。このような高速応答の反射型空間光変調素子SLM11としては、例えばvictor社製、反射型LCOS、4K2KD−ILA、4096×2160pixelを用いることができる。
Next, as another embodiment of the optical system of the hologram creating method and the hologram creating apparatus according to the present invention, there is a form using a reflective SLM.
FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of an optical system for creating a hologram using a reflective SLM.
The hologram creating apparatus 100 according to the present embodiment uses a reflective spatial light modulator SLM11 instead of the transmissive spatial light modulator SLM10 shown in FIG. In general, in the case of a reflective type, it is an important factor that a high-speed response is achieved. As such a reflective spatial light modulator SLM11 having a high response speed, for example, a reflective LCOS, 4K2KD-ILA, 4096 × 2160 pixel manufactured by Victor Corporation can be used.

構成としては、まず、図1に示した実施形態の光学系のレーザー光源LSからビームエキスパンダBEの第2レンズL11までの構成は同じである。そして、この第2レンズL11の光進行方向位置に光分割手段PBS4が配置され、光分割手段PBS1,PBS2,PBS3によって偏光分割された物体光Obが反射される。この光分割手段PBS4の一方の出射面に配置された反射型SLM11で物体光Obが反射され、その際にホログラムとしての情報が書き込まれ、再び光分割手段PBS4に入射し、偏光方向は揃えられたままなので、そのまま透過する。   As the configuration, first, the configuration from the laser light source LS of the optical system of the embodiment shown in FIG. 1 to the second lens L11 of the beam expander BE is the same. Then, the light splitting means PBS4 is disposed at the position of the second lens L11 in the light traveling direction, and the object light Ob polarized by the light splitting means PBS1, PBS2, PBS3 is reflected. The object light Ob is reflected by the reflective SLM 11 disposed on one exit surface of the light splitting means PBS4, and information as a hologram is written at that time, and is incident on the light splitting means PBS4 again, and the polarization direction is aligned. As it is, it passes through as it is.

反射型SLM11の対向位置で、光分割手段PBS4からの光進行方向位置には第2レンズL11と同じ焦点距離f1の第3レンズL13が設けられる。焦点距離f1は次のような値を取るのが好ましい。
焦点距離f1=f1a+f1b
f1a:第2レンズL11から光分割手段PBS4の光軸反射位置までの距離
f1b:光分割手段PBS4の光軸反射位置から反射型SLM11までの距離
この第3レンズL13から焦点距離f1の2倍の位置に拡散板D10が配置され、これ以降の光進行方向位置には図1と同様の厚生でレンズアレイL12と仕切り部材(隔壁)PAとが記録媒体に近接して配置される。このように、1:1で結像する光学系が最もシンプルであり、設定が容易となる。
A third lens L13 having the same focal length f1 as that of the second lens L11 is provided at a position facing the reflective SLM 11 and in the light traveling direction from the light splitting means PBS4. The focal length f1 preferably takes the following values.
Focal length f1 = f1a + f1b
f1a: distance from the second lens L11 to the optical axis reflection position of the light splitting means PBS4
f1b: Distance from the optical axis reflection position of the light splitting means PBS4 to the reflection type SLM11 A diffusing plate D10 is disposed at a position twice the focal length f1 from the third lens L13, and the light traveling direction positions thereafter are shown in FIG. 1 and the lens array L12 and the partition member (partition wall) PA are arranged close to the recording medium. As described above, an optical system that forms an image at 1: 1 is the simplest and can be easily set.

次に、本発明に係る上記反射型SLMを用いるホログラム作成方法及びホログラム作成装置に関し、1:1の光学系ではなく、縮小光学系を備える構成を次に説明する。
図6は図5の変形形態であり、縮小光学系を用いた構成図である。
図5に構成を示した光分割手段PBS4と反射型SLM11位置に対して反射型SLM11の対向位置で、光分割手段PBS4からの光進行方向位置には、第2レンズL11の焦点距離f1より長い焦点距離f5の第3レンズL15が設けられる。更に、第3レンズL15の光進行方向位置には焦点距離f5より短い焦点距離f6の第4レンズL16とが設けられる。この第4レンズL16は焦点距離f6と焦点距離f5とを加えた位置に配置され、縮小光学系を形成する。
Next, regarding a hologram creating method and a hologram creating apparatus using the reflective SLM according to the present invention, a configuration including a reduction optical system instead of a 1: 1 optical system will be described.
FIG. 6 is a modification of FIG. 5 and is a configuration diagram using a reduction optical system.
5 is longer than the focal length f1 of the second lens L11 at the position in the light traveling direction from the light splitting means PBS4 at the position facing the reflective SLM11 with respect to the position of the light splitting means PBS4 and the reflective SLM11 shown in FIG. A third lens L15 having a focal length f5 is provided. Further, a fourth lens L16 having a focal length f6 shorter than the focal length f5 is provided at the position of the third lens L15 in the light traveling direction. The fourth lens L16 is disposed at a position obtained by adding the focal length f6 and the focal length f5, and forms a reduction optical system.

これ以降の光進行方向位置には図1と同様の構成でレンズアレイL12と仕切り部材(隔壁)PAとが記録媒体に近接して配置される。
このように、縮小/拡大系を任意に設定できる構成とすることで、光進行方向位置のレンズアレイL12や駆動系への設計に制約を少なくすることが可能となる。
The lens array L12 and the partition member (partition wall) PA are arranged in the vicinity of the recording medium with the same configuration as in FIG.
In this way, by adopting a configuration in which the reduction / enlargement system can be arbitrarily set, it is possible to reduce restrictions on the design of the lens array L12 and the drive system in the light traveling direction position.

なお、反射型空間光変調素子SLM11としては、上記以外にも、SONY社製でシリコン駆動素子を用いた反射型液晶デバイスLCOS(Liquid Crystal on Silicon)であるSXRDデバイス、4K SXRDを好適に用いることができる。以下に、その仕様を挙げる。
表示サイズ 角1.55型
画素数 885万画素 (4096H × 2160V)
画素ピッチ 8.5μm
画素間スペース 0.35μm
液晶モード 垂直配向液晶
液晶セル厚 2μm以下 (1.5〜2μm)
配向膜 無機配向膜
デバイスコントラスト 4000 : 1
応答速度 (τ on + τ off) 5ミリ秒以下
反射率 (550nm ± 35nm) 72%
バックプレーンプロセス 0.35μm (部分的に0.25μm) MOSプロセス
As the reflective spatial light modulator SLM11, in addition to the above, an SXRD device, 4K SXRD, which is a reflective liquid crystal device LCOS (Liquid Crystal on Silicon) using a silicon driving element manufactured by Sony, is preferably used. Can do. The specifications are listed below.
Display size Square 1.55 type Number of pixels 8.85 million pixels (4096H x 2160V)
Pixel pitch 8.5μm
Space between pixels 0.35μm
Liquid crystal mode Vertical alignment liquid crystal cell thickness 2μm or less (1.5-2μm)
Alignment film Inorganic alignment film Device contrast 4000: 1
Response speed (τ on + τ off) Less than 5 ms Reflectance (550 nm ± 35 nm) 72%
Backplane process 0.35μm (partially 0.25μm) MOS process

ここで、ホログラムに必要な視差は、左右方向に約200視差であり、この場合に、滑らかな視差画像を観察可能である。本構成では上下方向にも視差を持たせるホログラム(フルパララックスのホログラム)をも作製可能なので、上下方向も200視差と設定する。ひとつの視差には、少なくとも1つのSLM上の画素が対応すればよい。つまり、ひとつの要素ホログラムとして、SLMに必要な画素数は、X方向200pixel、Y方向200pixelの、計40000個のピクセルである。   Here, the parallax required for the hologram is about 200 parallaxes in the left-right direction, and in this case, a smooth parallax image can be observed. In this configuration, a hologram (full parallax hologram) having a parallax also in the vertical direction can be produced, so the vertical direction is also set to 200 parallaxes. It is sufficient that at least one pixel on the SLM corresponds to one parallax. In other words, as one element hologram, the number of pixels required for the SLM is a total of 40000 pixels of 200 pixels in the X direction and 200 pixels in the Y direction.

前述のレンズアレイの分割1個の有効サイズを80%とすれば、ひとつの要素ホログラムの対応するレンズのサイズは、250(=200÷0.8)pixelとなる。デジタルで制御のし易さを考えれば、256画素単位で分割するのが好ましい。上記、4096×2048pixelの反射型空間光変調素子SLM11を、256×256pixelに分割すれば、16×8=128個の要素ホログラムに分割することができる(従来は4×3の12個)。これにより、バリアブルな光学系を構成可能にで、レンズアレイL12の全体的な寸法違いに対応可能となる。   If the effective size of one divided lens array is 80%, the size of the lens corresponding to one element hologram is 250 (= 200 ÷ 0.8) pixel. Considering the ease of control digitally, it is preferable to divide in units of 256 pixels. If the reflection type spatial light modulation element SLM11 of 4096 × 2048 pixels is divided into 256 × 256 pixels, it can be divided into 16 × 8 = 128 element holograms (previously, 4 × 3 12 pieces). As a result, a variable optical system can be configured, and it becomes possible to cope with the overall dimensional difference of the lens array L12.

なお、参照光光学系では、図6に示すように、レンズL21の光進行方向位置にマスクMSを設け、マスクMS部の像を追加の光学系で結像させてもよい。これにより縮小光学系で縮小された物体光の照射範囲に正確な結像が可能となるとともに、視野角を広げることができる。   In the reference light optical system, as shown in FIG. 6, a mask MS may be provided at the position of the lens L21 in the light traveling direction, and an image of the mask MS portion may be formed by an additional optical system. As a result, accurate imaging can be performed in the irradiation range of the object light reduced by the reduction optical system, and the viewing angle can be widened.

次に、上記実施形態のホログラム作成装置100を用いたホログラム作成方法について説明する。
図7は空間光変調素子とレンズアレイとにより基本的に決定される分割要素ホログラムの基本配列を表した模式図である。
このホログラム作成方法では、隙間の出ない露光方法が実施される。すなわち、本発明の実施形態の構成では、空間光変調素子とレンズアレイとにより0.3mm幅の物体光が、ピッチ2.176mmで、X方向に16個、Y方向に8個、合計128個の物体光が隙間を空けて点在して分割要素ホログラム群を構成している。
Next, a hologram creation method using the hologram creation apparatus 100 of the above embodiment will be described.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a basic arrangement of divided element holograms basically determined by a spatial light modulation element and a lens array.
In this hologram production method, an exposure method without gaps is performed. That is, in the configuration of the embodiment of the present invention, object light having a width of 0.3 mm is 16 in the X direction, 8 in the Y direction, and 128 in total in the Y direction by the spatial light modulation element and the lens array. The object light beams are scattered with a gap therebetween to form a divided element hologram group.

この点在物体光(スポット)を使って、隙間無く露光する必要がある。しかも、一定の送りピッチで行うことがベストとなる(すなわち、記録媒体Medの送りが、行ったり来たりし、送り速度が脈打ったりしないことが好ましい)。   It is necessary to perform exposure without gaps using the scattered object light (spot). Moreover, it is best to perform the feeding at a constant feeding pitch (that is, it is preferable that the recording medium Med is fed back and forth so that the feeding speed does not pulsate).

前述のように分割要素ホログラム群は、X,Y=16列,8行の分割要素ホログラムからなる。
要素ホログラムX方向サイズ :0.3mm
分割要素ホログラムX方向ピッチ :2.176mm
分割要素ホログラムY方向ピッチ :2.176mm
分割要素ホログラム[群]X方向ピッチ :34.816(=2.176×16)
分割要素ホログラム[群]Y方向ピッチ :17.408(=2.176×8)となる。
As described above, the segmented element hologram group is composed of segmented element holograms of X, Y = 16 columns and 8 rows.
Element hologram X-direction size: 0.3 mm
Dividing element hologram X-direction pitch: 2.176 mm
Dividing element hologram Y-direction pitch: 2.176 mm
Dividing element hologram [group] Pitch in X direction: 34.816 (= 2.176 × 16)
Dividing element hologram [group] Y-direction pitch: 17.408 (= 2.176 × 8).

図8は図7に示した基本配列の点在物体光をX方向へ移動して隙間無く露光した状況を表す模式図である。
本実施形態では、図1〜図6に示した光学系の空間光変調素子とレンズアレイにより作り出された上記の基本配列を有する分割要素ホログラムを基に、前記分割要素ホログラムX方向ピッチ及びY方向ピッチに従って、ホログラム用記録媒体Medとの相対位置を移動させ、ホログラム用記録媒体Med上に干渉状態の記録を繰り返す。この時、露光時には、サブミクロンオーダのピッチの干渉縞のズレを回避するため、移動動作を停止する。そして、各々の露光のたびに、空間光変調素子SLM10上の画像を変更することとなる。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a situation where the scattered object light having the basic arrangement shown in FIG. 7 is moved in the X direction and exposed without a gap.
In the present embodiment, the split element hologram X-direction pitch and the Y direction are based on the split element hologram having the above basic arrangement created by the spatial light modulation element and the lens array of the optical system shown in FIGS. The relative position with respect to the hologram recording medium Med is moved according to the pitch, and the recording in the interference state is repeated on the hologram recording medium Med. At this time, at the time of exposure, the moving operation is stopped in order to avoid the deviation of the interference fringes having a pitch of submicron order. The image on the spatial light modulation element SLM10 is changed for each exposure.

、実際に基本配列の点在物体光をX方向へ移動して隙間無く露光した状況では、以下のようになる。
基本形−X方向移動 :略要素ホログラムサイズ
X方向送り数(分割要素ホログラム[群]内の送り数であり、以下、便宜上(小)とする)
:7回≒2.176/0.3 (整数)
X方向送りピッチ(小)
:0.311mm≒2.176mm/7回
実際には、多少の隙間ができるため、要素ホログラムX方向サイズを0.32mmにしたり、X方向送り数(小)を1回、多目の8回にし、0.272mm(=2.176mm/8回)としても良い。
In a situation where the scattered object light of the basic array is actually moved in the X direction and exposed without gaps, the following occurs.
Basic form-X-direction movement: Substantially element hologram size X-direction feed number (the number of feeds in the divided element hologram [group], hereinafter referred to as (small) for convenience)
: 7 times ≒ 2.176 / 0.3 (integer)
X direction feed pitch (small)
: 0.311 mm ≒ 2.176 mm / 7 times Actually, since there is a slight gap, the element hologram X direction size is set to 0.32 mm, the X direction feed number (small) is 1 time, and many times 8 times Or 0.272 mm (= 2.176 mm / 8 times).

X方向移動の工程の代表として、座標(1,1)の移動のようすを説明する。
光学部又は、記録媒体Medが相対的に移動。
1. 1)〜2)へX方向に、X方向送りピッチ(小)(0.311mm)移動
2. 2)〜3)へX方向に、X方向送りピッチ(小)(0.311mm)移動
3. 3)〜4)へX方向に、X方向送りピッチ(小)(0.311mm)移動
4. 4)〜5)へX方向に、X方向送りピッチ(小)(0.311mm)移動
5. 5)〜6)へX方向に、X方向送りピッチ(小)(0.311mm)移動
6. 6)〜7)へX方向に、X方向送りピッチ(小)(0.311mm)移動
7. 7)〜8)へX方向に、X方向送りピッチ(大)(32.950mm
=34.816mm − 6回*0.311mm)移動
これらを繰り返すことで、X方向に隙間無く露光することが可能となる。
所望の露光幅を露光終了した後、座標(1,1)は、X方向のみ、元の座標(1,1)の位置へ戻る。
そして次に、Y方向に隙間があるので、次の露光を繰り返す。
The movement of the coordinates (1, 1) will be described as a representative of the X-direction movement process.
The optical unit or the recording medium Med moves relatively.
1.1) Move in the X direction from 1) to 2), move in the X direction feed pitch (small) (0.311 mm) Move in the X direction from 2) to 3) move in the X direction feed pitch (small) (0.311 mm) 3.3 Move from 3) to 4) in the X direction, move in the X direction feed pitch (small) (0.311 mm) Move to the X direction from 4.4) to 5) move in the X direction feed pitch (small) (0.311 mm) 5.5) Move to X) in the X direction, X direction feed pitch (small) (0.311 mm) move to 6.6) to 7) Move in the X direction to X direction feed pitch (small) (0.311 mm) 7.7) to 8) in the X direction, X direction feed pitch (large) (32.950 mm)
= 34.816 mm−6 times * 0.311 mm) Movement By repeating these steps, exposure can be performed without gaps in the X direction.
After the exposure of the desired exposure width is completed, the coordinates (1, 1) return to the position of the original coordinates (1, 1) only in the X direction.
Next, since there is a gap in the Y direction, the next exposure is repeated.

図9は図8に示した露光をY方向へ展開した模式図である。
基本形-Y方向移動 :略要素ホログラムサイズ
Y方向送り数(小) :7回≒2.176/0.3 (整数)
Y方向送りピッチ(小) :0.311mm≒2.176mm/7回
FIG. 9 is a schematic diagram in which the exposure shown in FIG. 8 is developed in the Y direction.
Basic form-Y-direction movement: Approximately element hologram size Y-direction feed number (small): 7 times ≒ 2.176 / 0.3 (integer)
Y direction feed pitch (small): 0.311 mm ≒ 2.176 mm / 7 times

Y方向移動の工程として、座標(1,1)の移動のようすを説明する。
光学部又は、記録媒体Medが相対的に移動。
1. 1)〜2)へY方向に、Y方向送りピッチ(小)(0.311mm)移動
X方向移動の工程実施
2. 2)〜3)へY方向に、Y方向送りピッチ(小)(0.311mm)移動
X方向移動の工程実施
3. 3)〜4)へY方向に、Y方向送りピッチ(小)(0.311mm)移動
X方向移動の工程実施
4. 4)〜5)へY方向に、Y方向送りピッチ(小)(0.311mm)移動
X方向移動の工程実施
5. 5)〜6)へY方向に、Y方向送りピッチ(小)(0.311mm)移動
X方向移動の工程実施
6. 6)〜7)へY方向に、Y方向送りピッチ(小)(0.311mm)移動
X方向移動の工程実施
これらを繰り返すことで、X方向・Y方向共に隙間無く露光することができ、分割要素ホログラム[群]とX,Y方向送り数(小)だけのX,Y方向送りピッチ(小)の占める面積に対する露光が完了される。
The movement of the coordinates (1, 1) will be described as the Y-direction movement process.
The optical unit or the recording medium Med moves relatively.
1.1) To 2) Y direction, Y direction feed pitch (small) (0.311 mm) Move X direction move process 2.2) to 3) Y direction, Y direction feed pitch (small) (0.311mm) Movement X direction movement process implementation 3.3) to 4) Y direction, Y direction feed pitch (small) (0.311mm) Movement X direction movement process implementation 4.4) to 5) Move to Y direction, Y direction feed pitch (small) (0.311 mm) move X direction move step 5.5) to 6) Move to Y direction, Y direction feed pitch (small) (0.311 mm) move X Execute directional movement process 6.6) to 7) In Y direction, Y direction feed pitch (small) (0.311mm) Execute X direction movement process By repeating these, there is no gap in both X direction and Y direction X, Y that can be exposed and only divided element hologram [group] and X, Y direction feed number (small) The exposure for the area occupied by the direction feed pitch (small) is completed.

次いで、帯間Y方向移動として、分割要素ホログラム[群]の座標(1,1)の位置を、7)→8)へY方向に、Y方向送りピッチ(分割要素ホログラム[群]そのものの送り数であり、以下、便宜上(大)とする)(15.542mm =17.408mm−6回×0.311mm)移動を実施し、これらを繰り返すことで、記録媒体Medの一面に、X方向・Y方向共に隙間無く露光することが可能となる。   Next, as the movement in the Y direction between the bands, the position of the coordinates (1, 1) of the divided element hologram [group] is changed from 7) to 8) in the Y direction, and the Y direction feed pitch (feed of the divided element hologram [group] itself is sent. (15.542 mm = 17.408 mm-6 times x 0.311 mm) by carrying out the movement and repeating these, one side of the recording medium Med is placed in the X direction. It is possible to perform exposure without a gap in the Y direction.

なお、ホログラム作成方法の上記実施形態の場合、X方向・Y方向共に、バンディング(帯状ムラ)が形成される可能性を否めない。そこで、以下に示す他の実施形態を適用可能である。   In the case of the above-described embodiment of the hologram creation method, there is a possibility that banding (band-like unevenness) is formed in both the X direction and the Y direction. Therefore, other embodiments described below can be applied.

図10は分割要素ホログラム[群]の基本配列を傾斜させた構成の概念図、図11は図7に示した基本配列を傾斜させた露光の状況を表す模式図、図12は傾斜させた基本配列の点在物体光をX方向へ移動した露光の状況を表す模式図である。
マルチドット露光においては、図10に示すようにスポット配列を主走査方向(図例ではY方向)に傾斜させ、露光することができる。この場合、図11に示すように、Y方向2.176mmの間に、分割要素ホログラムが16個あり、Y方向の露光ピッチが0.136mmとなる。
FIG. 10 is a conceptual diagram of a configuration in which the basic array of divided element holograms [group] is tilted, FIG. 11 is a schematic diagram showing an exposure situation in which the basic array shown in FIG. 7 is tilted, and FIG. It is a schematic diagram showing the situation of exposure which moved the scattered object light of the arrangement in the X direction.
In multi-dot exposure, as shown in FIG. 10, exposure can be performed by tilting the spot array in the main scanning direction (Y direction in the figure). In this case, as shown in FIG. 11, there are 16 division element holograms in the Y direction of 2.176 mm, and the exposure pitch in the Y direction is 0.136 mm.

Y方向要素ホログラムサイズが0.136mmより小さい場合、インターレース記録を実施する。また、Y方向要素ホログラムサイズが0.136mmより若干大きい場合は、そのまま使うか、傾斜角度を大きくし、X方向の要素ホログラム数を、16個より少なくすれば良い。   When the Y-direction element hologram size is smaller than 0.136 mm, interlace recording is performed. When the Y-direction element hologram size is slightly larger than 0.136 mm, the Y-direction element hologram size may be used as it is, or the tilt angle may be increased, and the number of element holograms in the X direction may be less than 16.

このような基本配列傾斜露光方法を行った場合でも、図12に示すように、X方向・Y方向共に、バンディング(帯状ムラ)が形成される可能性がある。ただし、Y方向に、インターレース記録を採用することで、Y方向のバンディングを軽減することは可能となる。なお、各々の要素ホログラムは、少なくとも水平方向に視差を持ち、空間光変調素子SLM10で表示されたX方向やY方向の方向性のある画像を露光するため、要素ホログラムの基本配列を傾斜させた場合、視差方向が若干傾斜し、空間光変調素子に表示される画像をこれに対応して微調整しないと、ホログラムとして観察すると傾斜方向分歪んだ画像となる。   Even when such a basic array tilt exposure method is performed, banding (band-like unevenness) may be formed in both the X direction and the Y direction, as shown in FIG. However, it is possible to reduce banding in the Y direction by employing interlaced recording in the Y direction. Each element hologram has parallax at least in the horizontal direction, and the basic array of the element holograms is tilted in order to expose images with directionality in the X direction and Y direction displayed by the spatial light modulator SLM10. In this case, if the parallax direction is slightly inclined and the image displayed on the spatial light modulation element is not finely adjusted correspondingly, the image is distorted by the inclination direction when viewed as a hologram.

従って、次に、本発明のホログラム作成方法に拘わる更に他の実施形態を示す。
図13はX方向要素ホログラムの数を15に減らした基本配列の模式図である。
まず、本実施形態では、要素ホログラムの基本配列に傾斜は加えず、以下の様な構成である。
基本形−基本配列
X,Y=15列,7行=105個
つまり、X方向・Y方向共に、要素ホログラムのX方向とY方向を次のようにする。
[要素ホログラム間送り数]×n+1(nは1以上の整数)
具体的には
1. 7×1+1=8
2. 7×2+1=15
3. 7×3+1=22


Therefore, still another embodiment relating to the hologram production method of the present invention will be described below.
FIG. 13 is a schematic diagram of a basic array in which the number of X-direction element holograms is reduced to 15.
First, in the present embodiment, the basic arrangement of element holograms is not inclined but has the following configuration.
Basic form-basic arrangement X, Y = 15 columns, 7 rows = 105 In other words, the X direction and the Y direction of the element hologram are set as follows in both the X direction and the Y direction.
[Number of feeds between element holograms] × n + 1 (n is an integer of 1 or more)
Specifically, 1.7 × 1 + 1 = 8
2. 7 × 2 + 1 = 15
3. 7 × 3 + 1 = 22


本実施形態では、要素ホログラムは、X,Y=16,8であるので、X、Y方向の1列を使わず、X,Y=15,7とするのが、最も無駄の無い好ましい例となる。もちろん、X,Y=8,8としても良いが、十分な効果が発揮されない。
要素ホログラムの個数を16→15へ減らすことに伴い、一つの要素ホログラムで使用する画素数(256×256pixel)を増やしても良い(この場合、露光ピッチが変わるので、注意が必要となる)。画素数は増やさず、その分要素ホログラム間の境界部に使用しても良い。その場合、X方向15個の要素ホログラム間に、256pixelを割り当てるので、1箇所の境界部分あたりに、17pixelを割り当てることができ、隔壁PAの設計の自由度や、組み立て誤差への許容が広くなるなどの利点がある。
In the present embodiment, since the element hologram is X, Y = 16, 8, it is preferable to use X, Y = 15, 7 without using one column in the X and Y directions. Become. Of course, X, Y = 8,8 may be used, but sufficient effects are not exhibited.
As the number of element holograms is reduced from 16 to 15, the number of pixels (256 × 256 pixels) used in one element hologram may be increased (in this case, the exposure pitch changes, so caution is required). The number of pixels may not be increased and may be used at the boundary between element holograms accordingly. In that case, since 256 pixels are allocated between 15 element holograms in the X direction, 17 pixels can be allocated per boundary portion, and the degree of freedom in designing the partition wall PA and the tolerance to assembly errors are widened. There are advantages such as.

以降の説明では、特にそのような工夫をしない状態での説明をする。
要素ホログラムX方向サイズ :0.3mm
分割要素ホログラムX方向ピッチ :2.176mm
分割要素ホログラムY方向ピッチ :2.176mm
分割要素ホログラム[群]X方向ピッチ :32.640 (=2.176×15)
分割要素ホログラム[群]Y方向ピッチ :15.232 (=2.176×7)
In the following description, a description will be given in a state where no such device is used.
Element hologram X-direction size: 0.3 mm
Dividing element hologram X-direction pitch: 2.176 mm
Dividing element hologram Y-direction pitch: 2.176 mm
Dividing element hologram [group] Pitch in X direction: 32.640 (= 2.176 × 15)
Dividing element hologram [group] Y-direction pitch: 15.232 (= 2.176 × 7)

基本形-X方向移動 :略要素ホログラムサイズ
X方向要素ホログラム間送り数 :7回≒2.176/0.3 (整数)
X方向最小送り分解能 :0.311mm≒2.176mm/7回
多少隙間ができるので、実際には、要素ホログラムX方向サイズを0.32mmにしたりして、隙間を埋める。
Basic form-X-direction movement: Approximately element hologram size Number of feeds between X-direction element holograms: 7 times ≈ 2.176 / 0.3 (integer)
X-direction minimum feed resolution: 0.311 mm≈2.176 mm / 7 times Since there is a slight gap, actually, the element hologram X-direction size is set to 0.32 mm to fill the gap.

図14は図13に示した基本配列の点在物体光に対するX方向への最も効率の良い移動量を見つけるためのシミュレーションを示す模式図である。
X方向高効率移動の設定の検討:
(前提)
・解りやすくするため、基本配列の1行目の15個の分割要素ホログラムについてのみ説明する。
・横方向には、X方向最小位置番号を示す。
・左端の点在物体光を1番目とする。
・2番目点在物体光は、X方向最小送り分解能である、0.311mmに位置することになる。
・分割要素ホログラム[群]X方向ピッチ32.640内には、105(=32.640mm/0.311mm)個のX方向最小送り分解能の位置がある。
・106番目の位置には、分割要素ホログラム[群]X方向ピッチの2順目が位置する。
・相対的な移動として、要素ホログラム[群]はX方向右側に移動する。
・この移動ピッチを画像全体を記録する唯一の移動ピッチとして、X方向最小送り分解能の(a)1倍〜(p)17倍まで変えた例を示す。
・X方向へ配列された分割要素ホログラムを、X方向に移動したときのようすをそのまま図示すると分かりづらいので、移動のようすは、図では、縦方向(実際には縦方向にずれていないので、Y方向とは表現しない)に1ピッチずらして示す。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a simulation for finding the most efficient movement amount in the X direction with respect to the scattered object light of the basic array shown in FIG.
Examination of setting of high efficiency movement in X direction:
(Assumption)
In order to facilitate understanding, only the 15 divided element holograms in the first row of the basic array will be described.
In the horizontal direction, the minimum position number in the X direction is indicated.
-The leftmost scattered object light is the first.
The second scattered object light is positioned at 0.311 mm, which is the minimum X-direction transmission resolution.
Dividing element hologram [group] Within the X-direction pitch 32.640, there are 105 (= 32.640 mm / 0.311 mm) X-direction minimum feed resolution positions.
The second order of the divided element hologram [group] X-direction pitch is located at the 106th position.
As a relative movement, the element hologram [group] moves to the right in the X direction.
An example is shown in which this movement pitch is changed from (a) 1 to (p) 17 times the minimum feed resolution in the X direction as the only movement pitch for recording the entire image.
Since it is difficult to understand the situation when the divided element holograms arranged in the X direction are moved in the X direction as they are, the movement is not shown in the figure in the vertical direction (in fact, it is not shifted in the vertical direction. (It is not expressed as the Y direction).

(a)送り量が1倍の時、
X方向に隙間無く露光できる様子が分かる。少なくとも、0回目の分割要素ホログラム(2,1)と、7回目の移動の分割要素ホログラム(1,1)が、X方向に重なっていることがわかる。従って、多重露光になり、画像ムラとなってしまう。
(A) When the feed amount is 1 time,
It can be seen that exposure can be performed without gaps in the X direction. It can be seen that at least the divided element hologram (2, 1) of the 0th time and the divided element hologram (1, 1) of the 7th movement overlap in the X direction. Therefore, multiple exposure is performed, resulting in image unevenness.

(b)X方向送り量が2倍の時、
X方向に、X方向最小位置番号7以降、隙間無く露光できるようすが分かる。少なくとも、0回目の分割要素ホログラム(3,1)と、7回目の移動の分割要素ホログラム(1,1)が、X方向に重なっていることがわかる。従って、多重露光になり、画像ムラとなってしまう。
(B) When the feed amount in the X direction is double
From the X direction minimum position number 7 onward, it can be seen that exposure can be performed without a gap. It can be seen that at least the divided element hologram (3, 1) of the zeroth time and the divided element hologram (1, 1) of the seventh movement overlap in the X direction. Therefore, multiple exposure is performed, resulting in image unevenness.

(c)X方向送り量が3倍の時、
X方向に、X方向最小位置番号13以降、隙間無く露光できるようすが分かる。少なくとも、0回目の分割要素ホログラム(4,1)と、7回目の移動の分割要素ホログラム(1,1)が、X方向に重なっていることがわかる。従って、多重露光になり、画像ムラとなってしまう。
(C) When the feed amount in the X direction is 3 times
From the X direction minimum position number 13 onward, it can be seen that exposure can be performed without a gap. It can be seen that at least the divided element hologram (4, 1) of the zeroth time and the divided element hologram (1, 1) of the seventh movement overlap in the X direction. Therefore, multiple exposure is performed, resulting in image unevenness.

(d)〜(f)X方向送り量が4〜6倍の時、(h)〜(m)8〜13倍の時、
上記(a),(b),(c)と同様に多重露光となる部分があり、画像ムラとなってしまう。
(D) to (f) When the feed amount in the X direction is 4 to 6 times, (h) to (m) 8 to 13 times,
Similar to the above (a), (b), and (c), there are portions that are subjected to multiple exposure, resulting in image unevenness.

(g)X方向送り量が7倍、(n)X方向送り量が14倍の時、
全ての移動において、X方向に、分割要素ホログラムの存在の有無が、周期的になる。
(G) When X direction feed amount is 7 times, (n) X direction feed amount is 14 times,
In every movement, the presence / absence of the split element hologram is periodically in the X direction.

(p)X方向送り量が16倍以上の時、
2順目のX方向最小位置番号106以降において、隙間ができてしまう。このような、X方向走査を、2回以上実施することで、回避することはできるが、シーケンスがより複雑で、走査時間も多くなってしまい、高生産性という本目的に反する。
(P) When the X-direction feed amount is 16 times or more,
A gap is formed after the second lowest X-direction position number 106 in the second order. Such an X-direction scan can be avoided by performing the scan twice or more, but the sequence is more complicated and the scan time increases, which is contrary to the main purpose of high productivity.

(o)X方向送り量が15倍の時、
X方向最小位置番号85以降において、隙間無く露光できる様子が分かり、画像全体を記録する移動ピッチを一定のピッチとして、このX方向最小送り分解能の15倍が最も適切であることが分かる。この数値は、分割要素ホログラムX方向個数と一致している。なお、X方向最小位置番号84以前に、データが送信されないような処置をすることで、横方向にギザギザな画像とさせずに、均一な露光が可能となる。
(O) When the feed amount in the X direction is 15 times
It can be seen that exposure can be performed without a gap after the minimum position number 85 in the X direction, and it is understood that 15 times the minimum feed resolution in the X direction is the most appropriate, with the movement pitch for recording the entire image being a constant pitch. This numerical value coincides with the number of divided element holograms in the X direction. It should be noted that uniform exposure can be performed without forming a jagged image in the horizontal direction by performing a procedure so that data is not transmitted before the X-direction minimum position number 84.

図15は図13に示した基本配列の点在物体光をX方向へ15倍の分解能で10回移動した露光の状況を表す模式図である。
図15から分かるように、基本配列が、X方向に、X方向最小送り分解能の15倍で、10回移動(図中かっこ内は移動の回数を示している)を示している。X方向に関しては移動の6回目から隙間なく且つ重複なく記録が為されているのが分かる。所望の露光幅を露光終了した後、座標(1,1)は、X方向のみ、元の座標(1,1)の位置へ戻る。
FIG. 15 is a schematic diagram showing an exposure situation in which the scattered object light of the basic arrangement shown in FIG. 13 is moved 10 times in the X direction with a resolution of 15 times.
As can be seen from FIG. 15, the basic array shows 10 movements in the X direction (15 times the minimum feed resolution in the X direction). With respect to the X direction, it can be seen that recording has been performed without gaps and without duplication since the sixth movement. After the exposure of the desired exposure width is completed, the coordinates (1, 1) return to the position of the original coordinates (1, 1) only in the X direction.

次に、Y方向に隙間があるので、次の露光を繰り返す。
図16は図13に示した基本配列の点在物体光をY方向へ移動した露光の状況を表す模式図である。
Y方向高効率移動の設定の検討:
(前提)
・解りやすくするため、基本配列の1列目の分割要素ホログラムについて、且つ、送り量が8倍についてのみ説明する。
・縦方向には、Y方向最小位置番号を示す。
・上端点在物体光を1番目とする。
・点在物体光2番目は、Y方向最小送り分解能である0.311mmに位置することになる。
・分割要素ホログラム[群]のY方向ピッチ17.408内には、56(=17.408mm/0.311mm)個のY方向最小送り分解能の位置がある。
・57番目の位置には、分割要素ホログラム[群]のY方向ピッチの2順目が位置する。
・相対的な移動として、要素ホログラム[群]はY方向下側に移動する。
・この移動ピッチを画像全体を記録する唯一の移動ピッチとして、送り量が8倍の時を示す。
・Y方向へ配列された分割要素ホログラムを、Y方向に移動したときのようすをそのまま図示すると分かりづらいので、移動のようすは、図では、横方向(実際には横方向にずれていないので、X方向とは表現しない)に1ピッチずらして示す。
Next, since there is a gap in the Y direction, the next exposure is repeated.
FIG. 16 is a schematic diagram showing an exposure situation in which the scattered object light having the basic arrangement shown in FIG. 13 is moved in the Y direction.
Examination of setting of high-efficiency movement in Y direction:
(Assumption)
In order to facilitate understanding, only the divided element hologram in the first column of the basic array and the feed amount of 8 times will be described.
In the vertical direction, the minimum position number in the Y direction is indicated.
・ The top spotted object beam is the first.
The second scattered object light is located at 0.311 mm which is the minimum Y-direction transmission resolution.
There are 56 (= 17.408 mm / 0.311 mm) Y-direction minimum feed resolution positions in the Y-direction pitch 17.408 of the divided element hologram [group].
The second order of the pitch in the Y direction of the divided element hologram [group] is located at the 57th position.
As a relative movement, the element hologram [group] moves downward in the Y direction.
-This movement pitch is the only movement pitch for recording the entire image, and shows when the feed amount is 8 times.
Since it is difficult to understand when the divided element holograms arranged in the Y direction are moved in the Y direction as they are, it is difficult to understand the movement in the figure in the horizontal direction (in fact, it is not shifted in the horizontal direction. (It is not expressed in the X direction).

図16からも分かるように、移動送り量が8倍の時、Y方向最小位置番号43以降において、隙間無く露光できる。このY方向最小送り分解能の8倍、と言う数値は、分割要素ホログラムY方向個数と一致する。Y方向最小位置番号42以前に、データが送信されないような処置をすることで、横方向をギザギザさせずに、均一な露光が可能となる。   As can be seen from FIG. 16, when the moving feed amount is 8 times, exposure can be performed without a gap after the minimum position number 43 in the Y direction. The numerical value of 8 times the Y-direction minimum feed resolution matches the number of divided element holograms in the Y direction. By performing a procedure so that data is not transmitted before the Y-direction minimum position number 42, uniform exposure can be performed without causing the lateral direction to be jagged.

図17は図13に示した基本配列の点在物体光をX方向へ10回、Y方向へ8回移動した露光の状況の一部を表す模式図である。
次の(1),(2),(3)の3つの工程を順次10回繰り返した後の状態を示している。
(1)基本配列が、X方向移動量がX方向最小送り分解能の15倍で、10回移動と露光を実施する工程。
(2)基本配列が、X方向移動量がX方向最小送り分解能の15倍で10回分の移動量距離を一気に戻る工程。
(3)基本配列が、Y方向移動量がY方向最小送り分解能の8倍で、1回移動する工程。
FIG. 17 is a schematic diagram showing a part of the exposure situation in which the scattered object light of the basic arrangement shown in FIG. 13 is moved 10 times in the X direction and 8 times in the Y direction.
A state after the following three steps (1), (2), and (3) are sequentially repeated 10 times is shown.
(1) A process in which the basic array is moved 10 times and exposed with an X-direction movement amount 15 times the X-direction minimum feed resolution.
(2) A step in which the basic arrangement returns the movement distance for 10 times at once with the X-direction movement amount being 15 times the X-direction minimum feed resolution.
(3) A step in which the basic array moves once with the Y-direction movement amount being 8 times the Y-direction minimum feed resolution.

これらの露光/移動を繰り返すことで、露光動作中は等速移動で、隙間無く埋め尽くすことができる。各走査後半部分の露光時、画像信号を送信しない等の処置により、所望の位置で露光しないよう(まっすぐ)できる。   By repeating these exposures / movements, the exposure operation can be filled at a constant speed without gaps. During exposure of the second half of each scan, it is possible to prevent (straighten) exposure at a desired position by measures such as not transmitting an image signal.

上記のこのホログラム作成方法によれば、物体光の表示領域分割数がX,Yであるとき、X方向、Y方向共に、要素ホログラムのX方向とY方向が、要素ホログラム間送り数×n+1となる。具体的には、7×1+1=8、7×2+1=15、 7×3+1=22・・・・となる。要素ホログラムが例えばX,Y=16,8である場合、X方向の1列を使わず、X,Y=15,8となる。要素ホログラムの個数が16から15へ減ることに伴い、一つの要素ホログラムで使用する画素数の増加が可能となる。また、画素数は増やさず、その分要素ホログラム間の境界部に使用しても良い。その場合、X方向15個の要素ホログラム間に、所定pixelの割り当てが可能となるので、仕切り部材の設計の自由度や、組み立て誤差への許容が広くなるなどの利点が生じる。   According to the above hologram creation method, when the number of display areas of the object light is X and Y, the X direction and the Y direction of the element hologram in both the X direction and the Y direction are the inter-element hologram feed number × n + 1. Become. Specifically, 7 × 1 + 1 = 8, 7 × 2 + 1 = 15, 7 × 3 + 1 = 22. When the element hologram is, for example, X, Y = 16,8, X, Y = 15, 8 without using one column in the X direction. As the number of element holograms decreases from 16 to 15, the number of pixels used in one element hologram can be increased. Further, the number of pixels is not increased, and it may be used at the boundary between element holograms accordingly. In that case, since a predetermined pixel can be allocated among 15 element holograms in the X direction, there are advantages such as freedom in designing the partition member and wider tolerance for assembly errors.

(実施例)
露光時間例1
i.A4サイズ210×297mm
ii.要素ホログラムサイズ 0.3mm
iii.露光時間/回 0.25秒
iv. ドット数120ドット
v. 露光時間計算
(210×297mm)÷(0.3×0.3mm)×0.25秒/120ドット=1443.75秒
以上のように、露光時間約24分と短く、振動待ち時間も短くなった。且つ、要素ホログラムサイズが0.3mmで高画質化が可能である。
(Example)
Exposure time example 1
i.A4 size 210 × 297mm
ii. Element hologram size 0.3mm
iii. Exposure time / time 0.25 seconds
iv. 120 dots
v. Exposure time calculation (210 × 297 mm) ÷ (0.3 × 0.3 mm) × 0.25 seconds / 120 dots = 1443.75 seconds As described above, the exposure time is as short as about 24 minutes and the vibration waiting time is also long. Shortened. In addition, an element hologram size of 0.3 mm can achieve high image quality.

露光時間例2
i. パルスレーザを用いることで、振動待ち時間をゼロ近くまで短くすることができ、ステージ移動も停止することなく連続移動できるので、SLMの周波数限界120Hzと、ステージ速度や露光時間が迅速となる。
ii. 振動待ち時間 0秒
iii. ステージ移動速度 =60mm/秒
iv. 露光エリア/ヘッド 32.640×17.408mm
v. 露光時間計算
X方向移動時間
移動距離
1.=210mm+32.64
2.=242.64mm
X方向移動時間
1.=242.64/60mm/s
2.=4.044s
露光時加速時間・減速時間
1.共に1s
戻り時間 (同速度)
1.2s
戻り時加速時間・減速時間
1.共に0.5s
=4.044+1+1+2+0.5+0.5
≒9
Y方向移動回数
Y方向移動距離
1.297+17.408×2mm
2.=331.816mm
Y方向移動ピッチ
1.0.311mm(最小分解能)×8ピッチ
2.=2.488mm
Y方向移動の加速時間・減速時間
1.共に0.3s
=(9+0.3+0.3s)×(331.816/2.488)
=1280秒
約21分であった。
Exposure time example 2
i. By using a pulse laser, the vibration waiting time can be shortened to near zero, and the stage can be moved continuously without stopping, so the SLM frequency limit is 120 Hz, and the stage speed and exposure time become rapid. .
ii. Vibration waiting time 0 seconds
iii. Stage moving speed = 60 mm / sec
iv. Exposure area / head 32.640 × 17.408mm
v. Exposure time calculation X-direction movement time Movement distance = 210 mm + 32.64
2. = 242.64mm
X direction travel time = 242.64 / 60 mm / s
2. = 4.044s
Acceleration / deceleration time during exposure 1s both
Return time (same speed)
1.2s
Acceleration time and deceleration time when returning Both 0.5s
= 4.044 + 1 + 1 + 2 + 0.5 + 0.5
≒ 9
Number of movements in the Y direction Movement distance in the Y direction 1.297 + 17.408 × 2mm
2. = 331.816 mm
Y direction moving pitch 1.0.311 mm (minimum resolution) × 8 pitches = 2.488 mm
Acceleration / deceleration time for Y-direction movement Both 0.3s
= (9 + 0.3 + 0.3s) × (331.816 / 2.488)
= 1280 seconds About 21 minutes.

基本配列を傾斜させずに、X方向Y方向共にインターレース記録した実施例
i.基本配列を90度回転
ii.X,Y=8列,15行=120個
iii.こうすると、一度のX方向走査で、8〜15行を一度に露光できるので、もっと早く露光できた。
Example of interlace recording in both the X and Y directions without tilting the basic array
i. Rotate basic array 90 degrees
ii. X, Y = 8 columns, 15 rows = 120
iii. In this way, 8 to 15 lines can be exposed at one time by scanning once in the X direction, so that exposure was possible earlier.

基本配列を傾斜させずに、X方向Y方向共にインターレース記録した実施例
i.当然だが、片道だけでなく、X方向復路も露光すれば、更に早く露光可能。
Example of interlace recording in both the X and Y directions without tilting the basic array
i. Naturally, exposure is possible even faster by exposing not only one-way but also the X-direction return path.

なお、レンズアレイL12の製造中心位置精度については、表示画素位置を変更することで対応可能。予め、レンズアレイL12の中心位置を測定しておく必要はある。また、その他の実施例としては、4種類以上のレーザを使用し、色再現性を向上させることができる。また、カラーマッチングさせることにより、再生像の品質を高めることができる。   The manufacturing center position accuracy of the lens array L12 can be dealt with by changing the display pixel position. It is necessary to measure the center position of the lens array L12 in advance. As another example, four or more types of lasers can be used to improve color reproducibility. In addition, the quality of the reproduced image can be improved by color matching.

本発明の実施の形態に係るホログラム作成装置の構成図である。It is a block diagram of the hologram production apparatus which concerns on embodiment of this invention. は空間光変調素子から記録媒体までの間の構成を示した拡大構成図である。FIG. 3 is an enlarged configuration diagram showing a configuration between a spatial light modulation element and a recording medium. マルチ参照光とする場合の構成図である。It is a block diagram in the case of using multi-reference light. 図3の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. 反射型SLMを用いたホログラム作成用光学系の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the example of the optical system for hologram creation using reflection type SLM. 図5の変形形態であり、縮小光学系を用いた構成図である。FIG. 6 is a modification of FIG. 5 and is a configuration diagram using a reduction optical system. 空間光変調素子とレンズアレイとにより基本的に決定される分割要素ホログラムの基本配列を表した模式図である。It is the schematic diagram showing the basic arrangement of the division element hologram fundamentally determined by a spatial light modulation element and a lens array. 図7に示した基本配列の点在物体光をX方向へ移動して隙間無く露光した状況を表す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a situation where the scattered object light of the basic array illustrated in FIG. 7 is moved in the X direction and exposed without a gap. 図8に示した露光をY方向へ展開した模式図である。It is the schematic diagram which expand | deployed the exposure shown in FIG. 8 to the Y direction. 図10は分割要素ホログラム[群]の基本配列を傾斜させた構成の概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram of a configuration in which the basic array of divided element holograms [group] is tilted. 図7に示した基本配列を傾斜させた露光の状況を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the condition of the exposure which inclined the basic arrangement | sequence shown in FIG. 傾斜させた基本配列の点在物体光をX方向へ移動した露光の状況を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the condition of the exposure which moved the scattered scattered object light of the basic arrangement in the X direction. X方向要素ホログラムの数を15に減らした基本配列の模式図である。It is a schematic diagram of the basic arrangement in which the number of X-direction element holograms is reduced to 15. 図13に示した基本配列の点在物体光に対するX方向への最も効率の良い移動量を見つけるためのシミュレーションを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the simulation for finding the most efficient movement amount to the X direction with respect to the scattered object light of the basic arrangement | sequence shown in FIG. 図13に示した基本配列の点在物体光をX方向へ15倍の分解能で10回移動した露光の状況を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the situation of exposure which moved the scattered object light of the basic arrangement shown in FIG. 13 ten times with a resolution of 15 times in the X direction. 図13に示した基本配列の点在物体光をY方向へ移動した露光の状況を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the condition of the exposure which moved the scattered object light of the basic arrangement shown in FIG. 13 in the Y direction. 図13に示した基本配列の点在物体光をX方向へ10回、Y方向へ8回移動した露光の状況の一部を表す模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram showing a part of an exposure situation in which the scattered object light of the basic arrangement shown in FIG. 13 is moved 10 times in the X direction and 8 times in the Y direction. SLMの分解像を拡散板に拡大投影する従来のホログラム作成装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional hologram production apparatus which expands and projects the decomposition | disassembly image of SLM on a diffusion plate. アフォーカル縮小光学系によって12個の要素ホログラムを一度に記録するホログラム作成装置の構成図である。It is a block diagram of the hologram production apparatus which records 12 element holograms at once by an afocal reduction optical system. 液晶パネルとレンズアレイ間に仕切り板を設置したホログラム作成装置の構成図である。It is a block diagram of the hologram production apparatus which installed the partition plate between the liquid crystal panel and the lens array.

符号の説明Explanation of symbols

100…ホログラム作成装置
110…インターレース露光手段
BE…ビームエキスパンダ(ビーム径拡大手段)
D10…拡散板(拡散スクリーン)
L10…第1レンズ
L11…第2レンズ
L12…レンズアレイ
L22,L23…参照光用レンズアレイ(コリメータレンズ)
LS…レーザー光源
MS…マスク,参照光マスク
Med…ホログラム用記録媒体
Ob…物体光
PA…隔壁(仕切り部材)
Rb…参照光
SLM10…透過型空間光変調素子
SLM11…反射型空間光変調素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Hologram production apparatus 110 ... Interlace exposure means BE ... Beam expander (beam diameter expansion means)
D10 ... Diffusion plate (diffusion screen)
L10: First lens L11: Second lens L12: Lens array L22, L23: Reference light lens array (collimator lens)
LS ... Laser light source MS ... Mask, reference light mask Med ... Hologram recording medium Ob ... Object light PA ... Partition wall (partition member)
Rb: Reference light SLM10: Transmission type spatial light modulation element SLM11: Reflection type spatial light modulation element

Claims (9)

レーザー光源を物体光と参照光に分割して干渉記録するホログラム作成方法であって、
前記物体光をビーム径拡大手段で拡大し、ホログラム記録用画像を複数の画像表示領域で分割表示する空間光変調素子によりビーム径拡大された前記物体光にホログラム記録用情報を与え、
ホログラム記録用情報を与えられた前記物体光を拡散スクリーン及び仕切り部材によって前記分割画像領域毎の拡散光とし、
前記分割画像領域毎の拡散光を各分割領域に対応した複数のレンズからなるレンズアレイによりホログラム用記録媒体上で一定間隔を持つ物体光として照射し、
前記参照光をホログラム用記録媒体の背面から照射して一定間隔を持つ前記物体光との干渉を記録し、
前記ホログラム用記録媒体上の物体光の一定間隔を複数ピッチに分割してそのピッチに従って前記ホログラム用記録媒体との相対位置を移動して干渉状態の記録を繰り返すインターレース露光を実施するホログラム作成方法。
A hologram creating method for performing interference recording by dividing a laser light source into object light and reference light,
The object light is enlarged by a beam diameter enlarging means, and hologram recording information is given to the object light whose beam diameter is enlarged by a spatial light modulation element that divides and displays a hologram recording image in a plurality of image display areas,
The object light given the information for hologram recording is diffused for each of the divided image areas by a diffusion screen and a partition member,
Irradiating diffused light for each of the divided image areas as object light having a constant interval on the hologram recording medium by a lens array composed of a plurality of lenses corresponding to each divided area,
Irradiating the reference light from the back of the hologram recording medium to record interference with the object light having a certain interval;
A hologram creation method for performing interlaced exposure in which a predetermined interval of object light on the hologram recording medium is divided into a plurality of pitches, and a relative position with respect to the hologram recording medium is moved according to the pitches to repeatedly record an interference state.
前記ホログラム用記録媒体上に配置されたマスクにより前記レンズアレイの焦点位置の物体光以外を遮断する請求項1に記載のホログラム作成方法。   The hologram production method according to claim 1, wherein a mask disposed on the hologram recording medium blocks light other than object light at a focal position of the lens array. 前記参照光がレンズアレイとコリメータレンズにより一定間隔を持つ前記物体光の照射位置のみに照射される請求項1又は請求項2に記載のホログラム作成方法。   The hologram creating method according to claim 1, wherein the reference light is irradiated only to the irradiation position of the object light having a constant interval by a lens array and a collimator lens. 前記参照光側に配置された参照光マスクにより物体光用前記マスクで制限された物体光が照射される位置にのみ照射制限する請求項2又は請求項3に記載のホログラム作成方法。   The hologram production method according to claim 2, wherein irradiation is limited only to a position where the object light limited by the object light mask is irradiated by the reference light mask arranged on the reference light side. 前記インターレース露光による物体光の表示領域分割数と物体光の一定間隔の分割ピッチの関係が
(X,Y)=(aXn+1,bXn+1)(nは1以上の整数)
物体光の表示領域分割数:(X,Y)
物体光の一定間隔の分割ピッチ:a(X方向),b(Y方向)
である請求項1〜4のいずれか1項に記載のホログラム作成方法。
(X, Y) = (aXn + 1, bXn + 1) (n is an integer equal to or greater than 1).
Number of display areas of object light: (X, Y)
Division pitch of object light at regular intervals: a (X direction), b (Y direction)
The method for producing a hologram according to any one of claims 1 to 4.
レーザー光源を物体光と参照光に分割してホログラム用記録媒体に干渉記録するホログラム作成装置であって、
前記物体光のビーム径を拡大するビーム径拡大手段と、
ホログラム記録用画像を複数の画像表示領域で分割表示して前記物体光にホログラム記録用情報を与える空間光変調素子と、
前記空間光変調素子からの物体光を前記分割画像領域毎の拡散光とする拡散及び仕切り部材と、
前記各分割領城に対応した複数のレンズからなり前記分割画像領域毎の拡散光をホログラム用記録媒体上に一定間隔を持つ物体光として照射するレンズアレイと、
前記参照光をホログラム用記録媒体の背面から照射して一定間隔を持つ前記物体光と干渉させる参照光光学系と、
前記ホログラム用記録媒体上の物体光の一定間隔を複数ピッチに分割してそのピッチに従って前記ホログラム用記録媒体との相対位置を移動露光処理するインターレース露光手段とを備えるホログラム作成装置。
A hologram creating apparatus that divides a laser light source into an object beam and a reference beam and performs interference recording on a hologram recording medium,
Beam diameter expanding means for expanding the beam diameter of the object light;
A spatial light modulation element that divides and displays a hologram recording image in a plurality of image display areas and gives hologram recording information to the object light;
A diffusion and partition member that converts the object light from the spatial light modulator into diffused light for each of the divided image regions;
A lens array comprising a plurality of lenses corresponding to each divided castle and irradiating diffused light for each divided image region as object light having a fixed interval on a hologram recording medium,
A reference light optical system that irradiates the reference light from the back surface of the hologram recording medium and interferes with the object light having a constant interval;
A hologram production apparatus comprising: an interlace exposure unit that divides a predetermined interval of object light on the hologram recording medium into a plurality of pitches and performs a moving exposure process on a relative position with respect to the hologram recording medium according to the pitches.
前記ホログラム用記録媒体上に配置されて前記レンズアレイの焦点位置の物体光用の開口を有するマスクを備える請求項6に記載のホログラム作成装置。   The hologram creating apparatus according to claim 6, further comprising a mask disposed on the hologram recording medium and having an aperture for object light at a focal position of the lens array. 前記参照光光学系が前記参照光を一定間隔を持つ前記物体光の照射位置のみに照射するレンズアレイとコリメータレンズからなる請求項6又は請求項7に記載のホログラム作成装置。   The hologram creating apparatus according to claim 6 or 7, wherein the reference light optical system includes a lens array and a collimator lens that irradiates only the irradiation position of the object light having a predetermined interval. 前記参照光光学系が物体光用前記マスクで制限された物体光の照射される位置に前記参照光を照射する開口の形成された参照光マスクを備える請求項7又は請求項8に記載のホログラム作成装置。   The hologram according to claim 7 or 8, wherein the reference light optical system includes a reference light mask having an opening for irradiating the reference light at a position irradiated with the object light limited by the mask for object light. Creation device.
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