JP2550572B2 - 回折格子露光方法 - Google Patents
回折格子露光方法Info
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
- G03H1/268—Holographic stereogram
-
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は二光束もしくは多光束による微小な干渉縞
をそのピッチを変化させ，必要に応じてさらに方向，お
よび光強度を変化させて感光材料に次々に露光する露光
方法に関するものであり、露光後フィルムを現像処理す
ることにより回折格子によるパターンが得られるもので
ある。
をそのピッチを変化させ，必要に応じてさらに方向，お
よび光強度を変化させて感光材料に次々に露光する露光
方法に関するものであり、露光後フィルムを現像処理す
ることにより回折格子によるパターンが得られるもので
ある。
従来、光ビーム同士を固定的に精密に位置合わせする
のは容易であるのに反して、互いのビームの交わる角度
を変化させながらなおかつ精密な位置あわせを保つのは
難しく、例えば特開昭59−4159号、特開昭58−41946号
等の公報の提示している露光ヘッドには位置あわせのフ
ィードバック機構がないため，十分な性能を発揮するこ
とができない。
のは容易であるのに反して、互いのビームの交わる角度
を変化させながらなおかつ精密な位置あわせを保つのは
難しく、例えば特開昭59−4159号、特開昭58−41946号
等の公報の提示している露光ヘッドには位置あわせのフ
ィードバック機構がないため，十分な性能を発揮するこ
とができない。
本発明はかかる従来技術の欠点を解消するもので、光
ビーム同士の精密な位置合わせを容易に実現するもので
ある。
ビーム同士の精密な位置合わせを容易に実現するもので
ある。
即ち本発明では、レーザー平面波を入射すると実像と
して微小平面領域に回折光を集光するホログラムヘッド
に、複数個の穴のあいたマスクを付加し、これにコヒー
レントな平行光を入射し、このマスクの光通過部分を通
った光のみ微小平面領域に回折させ、この光が形成する
干渉縞をそのピッチを変化させて（空間周波数を変化さ
せて）感光材料上に次々に露光させることを特徴とする
回折格子露光方法に関するものであり、露光後に前記感
光材料を現像処理することにより回折格子を得ることを
特徴とする回折格子露光方法である。
して微小平面領域に回折光を集光するホログラムヘッド
に、複数個の穴のあいたマスクを付加し、これにコヒー
レントな平行光を入射し、このマスクの光通過部分を通
った光のみ微小平面領域に回折させ、この光が形成する
干渉縞をそのピッチを変化させて（空間周波数を変化さ
せて）感光材料上に次々に露光させることを特徴とする
回折格子露光方法に関するものであり、露光後に前記感
光材料を現像処理することにより回折格子を得ることを
特徴とする回折格子露光方法である。
本発明においては、ホログラム上に二つあるいは二つ
以上穴のあいたマスクを置き，同様に平面波を入射させ
ると，穴の部分を通過する入射光がこのホログラムヘッ
ドで回折され，その回折光は微小領域にはさみ角をもっ
て入射し重なるので，ここに感光性フィルム等の感光材
料があればそこに干渉縞を生じさせることができるので
ある。
以上穴のあいたマスクを置き，同様に平面波を入射させ
ると，穴の部分を通過する入射光がこのホログラムヘッ
ドで回折され，その回折光は微小領域にはさみ角をもっ
て入射し重なるので，ここに感光性フィルム等の感光材
料があればそこに干渉縞を生じさせることができるので
ある。
以下概略図を参照しながら本発明を説明する。第２図
はこのホログラムヘッドを作成する為の計算の背景を示
す説明図である。第２図において一辺が0.1mm程度の大
きさの微小領域11を想定して，この空間中の平面領域を
可視光の波長程度の大きさに分割して，これらのひとつ
ひとつの要素から発する球面波12を数式として与える。
一方この球面波と同波長の平面波13を考え、想像上の感
光乾板14上で球面波群12と平面波13が干渉し乾板14上に
干渉縞を感光させるかのように考え、この干渉縞の２次
元的模様の強度分布を計算する。この結果を電子ビーム
露光装置，あるいはレーザービーム露光装置，あるいは
フォトリソグラフィの手法を用いて，第３図のレリーフ
型のホログラムヘッド21を作成する。このホログラムヘ
ッド21に裏側から上述の波長と同波長のレーザー平面波
22を入射すると，このホログラムヘッド21の回折像23は
先の想像上の微小平面の考えられていた位置と等しい空
間的位置に集光する。このとき第３図中24で示した光は
回折しないでそのまま透過する０次の回折光である。こ
のような入射平行光を回折して微小領域内に集光させる
ホログラムヘッドの設計は上述の方法に限定されるわけ
ではなく、様々な方法が考えられるがこれについては後
述する。
はこのホログラムヘッドを作成する為の計算の背景を示
す説明図である。第２図において一辺が0.1mm程度の大
きさの微小領域11を想定して，この空間中の平面領域を
可視光の波長程度の大きさに分割して，これらのひとつ
ひとつの要素から発する球面波12を数式として与える。
一方この球面波と同波長の平面波13を考え、想像上の感
光乾板14上で球面波群12と平面波13が干渉し乾板14上に
干渉縞を感光させるかのように考え、この干渉縞の２次
元的模様の強度分布を計算する。この結果を電子ビーム
露光装置，あるいはレーザービーム露光装置，あるいは
フォトリソグラフィの手法を用いて，第３図のレリーフ
型のホログラムヘッド21を作成する。このホログラムヘ
ッド21に裏側から上述の波長と同波長のレーザー平面波
22を入射すると，このホログラムヘッド21の回折像23は
先の想像上の微小平面の考えられていた位置と等しい空
間的位置に集光する。このとき第３図中24で示した光は
回折しないでそのまま透過する０次の回折光である。こ
のような入射平行光を回折して微小領域内に集光させる
ホログラムヘッドの設計は上述の方法に限定されるわけ
ではなく、様々な方法が考えられるがこれについては後
述する。
第１図はこのホログラムヘッド34にマスク33をほどこ
した時の説明図である。コヒーレントな平行光31がマス
ク38に入射すると、マスクに開けた穴32を通過する光が
ホログラムヘッド34により回折され、回折光35を微小領
域36に導く。37は感光材料であり、この感光材料37上に
スポット36が照射され干渉縞が記録される。ここでマス
ク33の穴がマスク上のいかなる位置にあっても，又穴の
形状がいかなる形であっても、又穴の個数が幾つであっ
ても、回折光35は微小領域36に集光し、かつその集光光
のパターンは変化しない。加えて第１図中の穴同士の間
隔１を変えることにより感光材料37上に生ずるグレーテ
ィングの空間周波数を変える即ちピッチを変えることが
できるので，このピッチを変えながら感光材料上に次々
と露光することによりカラフルな画像の回折格子を得る
ことができる。
した時の説明図である。コヒーレントな平行光31がマス
ク38に入射すると、マスクに開けた穴32を通過する光が
ホログラムヘッド34により回折され、回折光35を微小領
域36に導く。37は感光材料であり、この感光材料37上に
スポット36が照射され干渉縞が記録される。ここでマス
ク33の穴がマスク上のいかなる位置にあっても，又穴の
形状がいかなる形であっても、又穴の個数が幾つであっ
ても、回折光35は微小領域36に集光し、かつその集光光
のパターンは変化しない。加えて第１図中の穴同士の間
隔１を変えることにより感光材料37上に生ずるグレーテ
ィングの空間周波数を変える即ちピッチを変えることが
できるので，このピッチを変えながら感光材料上に次々
と露光することによりカラフルな画像の回折格子を得る
ことができる。
さらに第４図に示すように、マスク43に横長の穴41を
開け、もうひとつの穴42を穴41と直角方向に開ける。こ
のようなマスクによって露光されたスポット46は第５図
に示すように入射光51を広い広がり角を持った回折光52
にして返す。従って両眼にてスポット46からの光を見る
ことができる。このときこの２つの穴の位置の距離を変
えると空間周波数も変わり両眼で見えるカラフルな画像
を形成できる。
開け、もうひとつの穴42を穴41と直角方向に開ける。こ
のようなマスクによって露光されたスポット46は第５図
に示すように入射光51を広い広がり角を持った回折光52
にして返す。従って両眼にてスポット46からの光を見る
ことができる。このときこの２つの穴の位置の距離を変
えると空間周波数も変わり両眼で見えるカラフルな画像
を形成できる。
さらにこの横長の穴を第６図のように２つに分けて、
左目用マスク61と右目用マスク62とし、同じ感光材料上
の同一位置63に二回露光すると、各々の露光の際の露光
時間および第６図中の距離l1,l2を適宜変えてやること
により左右両眼に入る光を異ならせることができるの
で、この方法を用いるとステレオ写真的効果により立体
的な視覚効果を持たせた画像を形成することができるの
である。
左目用マスク61と右目用マスク62とし、同じ感光材料上
の同一位置63に二回露光すると、各々の露光の際の露光
時間および第６図中の距離l1,l2を適宜変えてやること
により左右両眼に入る光を異ならせることができるの
で、この方法を用いるとステレオ写真的効果により立体
的な視覚効果を持たせた画像を形成することができるの
である。
上述の如く、このホログラムを用いることにより，広
い視野を持ったカラフルな微小グレーティングを容易に
作成することができ、このグレーティングを多重露光す
ることによって立体画像をも生成することができる。
い視野を持ったカラフルな微小グレーティングを容易に
作成することができ、このグレーティングを多重露光す
ることによって立体画像をも生成することができる。
第７図，第８図はこのようなホログラムヘッドを組み
こんだ回折格子の露光装置の説明図である。レーザー光
71が穴72を通って回折格子露光操置73に入射する。この
レーザー光は凸レンズ81およびピンホール82により広げ
られて拡散光83となり、コリメータレンズ84により平行
光85になる。マスク及びマスクの交換機能を持つ装置86
は平行光85のうち一部の光のみをホログラムヘッド87に
送り、ホログラムヘッドはこれからの光を回折し回折光
88はシャッター89を通過した後，スポツト810の地点で
干渉し、ここに表面に感光剤を塗布した乾板もしくは感
光フィルム等の感光材料74が設置されている。この乾板
もしくはフィルムはステージ75の上に密着固定されてい
て，ステージ75は二次元的に動くものである。又シャッ
ター89の開いている露光時間の大小により干渉縞の回折
効率を変化させることができる。従って原画をスキャナ
ーにより色分解した信号あるいは計算機によって作製し
た画像の情報によりステージが位置を決め、適切なマス
クと露光時間により空間周波数を変えながら干渉縞が次
々と露光されるのである。ここでホログラムヘッド87と
スポット810との距離は計算機ホログラムの初期設定で
決まる。
こんだ回折格子の露光装置の説明図である。レーザー光
71が穴72を通って回折格子露光操置73に入射する。この
レーザー光は凸レンズ81およびピンホール82により広げ
られて拡散光83となり、コリメータレンズ84により平行
光85になる。マスク及びマスクの交換機能を持つ装置86
は平行光85のうち一部の光のみをホログラムヘッド87に
送り、ホログラムヘッドはこれからの光を回折し回折光
88はシャッター89を通過した後，スポツト810の地点で
干渉し、ここに表面に感光剤を塗布した乾板もしくは感
光フィルム等の感光材料74が設置されている。この乾板
もしくはフィルムはステージ75の上に密着固定されてい
て，ステージ75は二次元的に動くものである。又シャッ
ター89の開いている露光時間の大小により干渉縞の回折
効率を変化させることができる。従って原画をスキャナ
ーにより色分解した信号あるいは計算機によって作製し
た画像の情報によりステージが位置を決め、適切なマス
クと露光時間により空間周波数を変えながら干渉縞が次
々と露光されるのである。ここでホログラムヘッド87と
スポット810との距離は計算機ホログラムの初期設定で
決まる。
このように非常に簡単な装置で回折格子を形成でき、
かつ位置合わせのフィードバック機構が原理的に必要と
されない点にこのホログラムヘッドの大きな特徴があ
る。
かつ位置合わせのフィードバック機構が原理的に必要と
されない点にこのホログラムヘッドの大きな特徴があ
る。
ホログラムヘッドの作製については前述のような方法
の他に次のような方法もある。すなわちホログラムヘッ
ドはレンズの一種であると考え、当該ホログラムヘッド
の焦点距離と等しい焦点距離を有するフレネルレンズの
そのレリーフを考え、これを細かく領域区分した後、ラ
ンダムな配置変えを行う。ランダムに再構成されたフレ
ネルレンズの焦点面は広がるので、前述ホログラムヘッ
ドと同様の効果が生ずる。あるいは当該ホログラムヘッ
ドを実際の撮影によって作製することも考えられる。こ
の場合第２図と同様の光学系を用い、微小領域11の位置
に拡散板を設置し、これに後光より光を照射せしめ乾板
14にこの拡散板のホログラムを作製するものである。
の他に次のような方法もある。すなわちホログラムヘッ
ドはレンズの一種であると考え、当該ホログラムヘッド
の焦点距離と等しい焦点距離を有するフレネルレンズの
そのレリーフを考え、これを細かく領域区分した後、ラ
ンダムな配置変えを行う。ランダムに再構成されたフレ
ネルレンズの焦点面は広がるので、前述ホログラムヘッ
ドと同様の効果が生ずる。あるいは当該ホログラムヘッ
ドを実際の撮影によって作製することも考えられる。こ
の場合第２図と同様の光学系を用い、微小領域11の位置
に拡散板を設置し、これに後光より光を照射せしめ乾板
14にこの拡散板のホログラムを作製するものである。
以上をまとめると、この発明によりフィードバック機
構を用いることなく、しかも回折格子の空間周波数を自
由に変えながら視野の広い立体的な絵を回折格子により
描くことが可能となり、ディスプレイの分野で利用でき
産業上有効である。
構を用いることなく、しかも回折格子の空間周波数を自
由に変えながら視野の広い立体的な絵を回折格子により
描くことが可能となり、ディスプレイの分野で利用でき
産業上有効である。
第１図はマスクを示すホログラムヘッドに置いて、その
回折光を感光乾板に記録することを示す説明図、第２図
は計算機ホログラムヘッドを作成する為の概念を示す説
明図、第３図は計算機ホログラムヘッドの回折光を示す
説明図、第４図はマスクの穴を広くして露光する説明
図、第５図は第４図のようにして露光された回折格子の
回折光を示す説明図、第６図は左右の目に別々の回折光
が入射するような回折格子を露光することを示す説明
図、第７図は本発明の実施例を示す概略図、第８図は本
発明の露光装置の内部を示した説明図である。 11……微小領域 12……球面波 13……平面波 14……乾板 21,34,87……ホログラムヘッド 22……平面波 23……回折実像 24……０次の回折光 31……レーザー平行平面波 32,42……マスクに開けた穴 33,43,61,62……マスク 36,46,63,810……スポツト微小領域 37,74……感光材料 41……マスクに開けた横長の穴 35,44,45,88……回折光 51,71……平行ビーム光 52……反射回折光 72……穴 73……回折格子露光装置 75……ステージ 81……凸レンズ 82……ピンホール 83……拡散光 84……レンズ 85……平行光 86……マスク交換器 89……シャッター
回折光を感光乾板に記録することを示す説明図、第２図
は計算機ホログラムヘッドを作成する為の概念を示す説
明図、第３図は計算機ホログラムヘッドの回折光を示す
説明図、第４図はマスクの穴を広くして露光する説明
図、第５図は第４図のようにして露光された回折格子の
回折光を示す説明図、第６図は左右の目に別々の回折光
が入射するような回折格子を露光することを示す説明
図、第７図は本発明の実施例を示す概略図、第８図は本
発明の露光装置の内部を示した説明図である。 11……微小領域 12……球面波 13……平面波 14……乾板 21,34,87……ホログラムヘッド 22……平面波 23……回折実像 24……０次の回折光 31……レーザー平行平面波 32,42……マスクに開けた穴 33,43,61,62……マスク 36,46,63,810……スポツト微小領域 37,74……感光材料 41……マスクに開けた横長の穴 35,44,45,88……回折光 51,71……平行ビーム光 52……反射回折光 72……穴 73……回折格子露光装置 75……ステージ 81……凸レンズ 82……ピンホール 83……拡散光 84……レンズ 85……平行光 86……マスク交換器 89……シャッター
Claims (2)
- 【請求項１】レーザー平面波を入射すると実像として微
小平面領域に回折光を集光するホログラムヘッドに、複
数個の穴のあいたマスクを付加し、これに平行光を入射
し、マスクの光通過部分を通った光のみ微小平面領域に
回折させ、この光が形成する干渉縞をそのピッチを変化
させて感光材料上に次々に露光させることを特徴とする
回折格子露光方法。 - 【請求項２】上記ホログラムヘッドに付加するマスクに
すくなくとも一つの横長の穴を設け、感光材料上に作成
する回折格子の性質を制御することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の回折格子露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10228387A JP2550572B2 (ja) | 1987-04-25 | 1987-04-25 | 回折格子露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10228387A JP2550572B2 (ja) | 1987-04-25 | 1987-04-25 | 回折格子露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63267990A JPS63267990A (ja) | 1988-11-04 |
| JP2550572B2 true JP2550572B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=14323281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10228387A Expired - Fee Related JP2550572B2 (ja) | 1987-04-25 | 1987-04-25 | 回折格子露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2550572B2 (ja) |
-
1987
- 1987-04-25 JP JP10228387A patent/JP2550572B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63267990A (ja) | 1988-11-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |