JP3072909B2 - ホログラムの回折効率測定方法およびその装置 - Google Patents
ホログラムの回折効率測定方法およびその装置Info
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- JP3072909B2 JP3072909B2 JP02268694A JP26869490A JP3072909B2 JP 3072909 B2 JP3072909 B2 JP 3072909B2 JP 02268694 A JP02268694 A JP 02268694A JP 26869490 A JP26869490 A JP 26869490A JP 3072909 B2 JP3072909 B2 JP 3072909B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報読取り装置、例えばバーコード読取り
装置に使用されるホログラムの性能の一つである回折効
率を測定する方法およびその装置に関するものである。
装置に使用されるホログラムの性能の一つである回折効
率を測定する方法およびその装置に関するものである。
ホログラムの回折効率を測定する方法として、一般的
にレーザビームを用いる方法が知られている。レーザビ
ームを用いる方法とはホログラムにレーザビームを入射
した際の、ホログラムに記録されている干渉縞によって
回折された１次回折光の光強度とホログラムに入射する
前のレーザビームの光強度との比からホログラムのレー
ザビーム入射点における回折効率を得るものである。
にレーザビームを用いる方法が知られている。レーザビ
ームを用いる方法とはホログラムにレーザビームを入射
した際の、ホログラムに記録されている干渉縞によって
回折された１次回折光の光強度とホログラムに入射する
前のレーザビームの光強度との比からホログラムのレー
ザビーム入射点における回折効率を得るものである。
上記の方法は、ある一点における回折効率を測定する
方法であるため、ホログラム全体に渡る回折効率分布を
測定することができないという問題がある。
方法であるため、ホログラム全体に渡る回折効率分布を
測定することができないという問題がある。
本発明の目的は上記問題を解決し、ホログラム面全体
の回折効率を測定可能とすることである。
の回折効率を測定可能とすることである。
上記の目的を達成するために、本発明は予め設定され
た波長を有するレーザー光を干渉縞が記録されたホログ
ラムの全体に照射して該ホログラムを直進して透過する
透過光の強度（I0）を測定すること、 前記ホログラムに入射する前記レーザー光の入射光の
強度（Ii）を測定すること、 前記ホログラムの特定部位に入射する前記レーザー光
の入射光の強度（IiA）を測定すること、 前記ホログラムの特定部位のノイズ光の強度（InA）
を測定すること、 前記４つの強度に基づいて下記式により前記ホログラ
ムの回折効率（η）を求めること、 η＝（１−I0/Ii−InA/IiA）×100％ という技術的手段を採用したものである。
た波長を有するレーザー光を干渉縞が記録されたホログ
ラムの全体に照射して該ホログラムを直進して透過する
透過光の強度（I0）を測定すること、 前記ホログラムに入射する前記レーザー光の入射光の
強度（Ii）を測定すること、 前記ホログラムの特定部位に入射する前記レーザー光
の入射光の強度（IiA）を測定すること、 前記ホログラムの特定部位のノイズ光の強度（InA）
を測定すること、 前記４つの強度に基づいて下記式により前記ホログラ
ムの回折効率（η）を求めること、 η＝（１−I0/Ii−InA/IiA）×100％ という技術的手段を採用したものである。
上記式中のInA/IiAは下記の式によりもとめることが
できる。
できる。
InA/IiA＝１−η′Ａ−I0A/IiA η′Ａ＝Ｉ′1A/I′iA 但し、I0Aは前記特定部位において前記ホログラムを直
進して透過する透過光の強度であり、IiAおよびＩ′iA
は前記特定部位にに入射する前記レーザー光の入射光の
強度であり、Ｉ′1Aは前記特定部位における前記ホログ
ラムの一次回折光の強度である。
進して透過する透過光の強度であり、IiAおよびＩ′iA
は前記特定部位にに入射する前記レーザー光の入射光の
強度であり、Ｉ′1Aは前記特定部位における前記ホログ
ラムの一次回折光の強度である。
また、上記において、ノイズ光の強度はホログラムの
特定部位のノイズ光の強度（InA）を測定することによ
り、ホログラムの回折効率を測定したが、このノイズ光
の強度（InA）は、予め設定された値であってもよい。
特定部位のノイズ光の強度（InA）を測定することによ
り、ホログラムの回折効率を測定したが、このノイズ光
の強度（InA）は、予め設定された値であってもよい。
上記レーザー光の波長は、前記ホログラムの前記干渉
縞を作成する際に用いたレーザー光の波長と同一であっ
てもよい。
縞を作成する際に用いたレーザー光の波長と同一であっ
てもよい。
また、上記各工程を順次行ってもよい。
更に、本発明では、 レーザー光源と、 該レーザー光源から出射されるレーザービームを拡大
する手段と、 該手段により拡大されたレーザービームがその全体に
入射され、干渉縞が記録されたホログラムと、 前記ホログラムに入射する前記レーザー光の入射光
（Ii）および前記ホログラムを直進して透過する透過光
（I0）が入力される撮像機と、 前記ホログラムの特定部位に入射する前記レーザー光
の入射光の強度（Ｉ′iA）、該特定部位にの前記ホログ
ラムの一次回折光の強度（Ｉ′1A）、および該特定部位
の前記ホログラムを直進して透過する透過光の強度（I
0A）を測定する点効率測定手段と、 前記撮像機からの前記光の強度および前記点効率測定
手段からの前記光の強度を基に下記式に基づいて前記ホ
ログラムの前記回折効率を測定する回折効率計算手段
と、 を具備する η＝（１−I0/Ii−InA/IiA）×100％ InA/IiA＝１−η′Ａ−I0A/IiA η′Ａ＝Ｉ′1A/I′iA という技術的手段を採用してもよい。
する手段と、 該手段により拡大されたレーザービームがその全体に
入射され、干渉縞が記録されたホログラムと、 前記ホログラムに入射する前記レーザー光の入射光
（Ii）および前記ホログラムを直進して透過する透過光
（I0）が入力される撮像機と、 前記ホログラムの特定部位に入射する前記レーザー光
の入射光の強度（Ｉ′iA）、該特定部位にの前記ホログ
ラムの一次回折光の強度（Ｉ′1A）、および該特定部位
の前記ホログラムを直進して透過する透過光の強度（I
0A）を測定する点効率測定手段と、 前記撮像機からの前記光の強度および前記点効率測定
手段からの前記光の強度を基に下記式に基づいて前記ホ
ログラムの前記回折効率を測定する回折効率計算手段
と、 を具備する η＝（１−I0/Ii−InA/IiA）×100％ InA/IiA＝１−η′Ａ−I0A/IiA η′Ａ＝Ｉ′1A/I′iA という技術的手段を採用してもよい。
なお、撮像機はCCDカメラにより構成するとよい。
ホログラムのある一点における回折効率を測定するの
ではなく、ホログラム全体に渡る回折効率を測定するこ
とができる。
ではなく、ホログラム全体に渡る回折効率を測定するこ
とができる。
本発明によれば、ホログラム全体に渡る回折効率を測
定することができる。従って、一点のみの回折効率を測
定する場合に比べて精度のよい測定が期待できる。
定することができる。従って、一点のみの回折効率を測
定する場合に比べて精度のよい測定が期待できる。
第１図はホログラム回折効率測定装置の平面図であ
る。
る。
光学レール21は横断面×字状の形状を有し、キャリア
22aとベースプレート23とを用いボルト24によってベー
ス20に固定されている。以下に述べるすべての構成部品
は光学レール21にかみ合わされたキャリア22b上に配置
されており、光学レール21上を、レール21の軸線方向に
移動可能である。
22aとベースプレート23とを用いボルト24によってベー
ス20に固定されている。以下に述べるすべての構成部品
は光学レール21にかみ合わされたキャリア22b上に配置
されており、光学レール21上を、レール21の軸線方向に
移動可能である。
レーザ光源１は図示せぬコレットスタンド、ロッド、
及びレーザホルダによって支持され、レーザ光源１から
出射されたレーザビーム２の高さ及び出射方向（以後光
軸と呼ぶ）を調整可能となっている。NDフィルタ25及び
可変式NDフィルタ26はレーザビーム２を必要な明るさに
調節するフィルタであり、各フィルタはそれぞれホルダ
25a及び26bにて支持されている。NDフィルタ25は通常第
１図に描かれている位置にあるが、後で述べる点効率測
定時にのみホルダ25aをレーザビーム２がNDフィルタ26
に直接入射可能となる位置まで横方向に移動可能な構成
としてある。可変式NDフィルタ26は、CCDカメラ10に取
り込まれる収束光９の光強度がCCDカメラ10のダイナミ
ックレンジ内に収まる明るさに調節するものである。各
NDフィルタ25及び26を通過したレーザビーム２は、光軸
に対し45度傾けて配置されたハーフミラー27によって直
進するレーザビーム2aと、光軸に対し90度の方向に反射
されたレーザビーム2bとに分割される。直進するレーザ
ビーム2aは、ハーフミラー27と同様に光軸に対し45度傾
けて配置されたミラー29によって光軸に対し90度の方向
に反射される。反射されたレーザビーム2cは、その進行
方向に配置されたミラー30によってレーザビーム2cの進
行方向に対し90度回転した方向、すなわちレーザビーム
2aの進行方向と逆向きのレーザビーム2dとなる。レーザ
ビーム2dは、ディスク面に多数の径の異なる穴を有し、
ディスクの回転によりその穴を選択できる可変ピンホー
ル31を通過しスペーシャルフィルタ３に入射される。ス
ペーシャルフィルタ３は、対物レンズ3aと図示せぬ心出
し機構及びピンホールとから成り、レーザビーム2dは対
物レンズ3aによって収束され対物レンズ固有の焦点距離
の位置においてレーザビーム2dのビーム径が最小となり
以後は発散光2eとなる。上記の焦点位置とピンホールの
中心とが重なるように心出し機構によって対物レンズ3a
及びピンホールの位置を調整させる。発散光2eは、発散
光2eが平行光５となる位置に配置された凸レンズ４によ
って平行光化され、ホログラム６に入射される。ホログ
ラム６は干渉縞が記録された公知の透過型であり、全体
が円板状であって、該ホログラム６はホルダ6aによって
支持されている。ホルダ6aは図示せぬ並進ステージ及び
回転ステージ6b上に配置されている。ホログラム６は上
記並進ステージによって矢印×の方向に移動可能であ
り、また回転ステージ6bによって矢印θの方向に回転可
能である。更に、ホルダ6aは光軸を中心に回転可能な構
造となっておりこれらの動作によってホログラム６の位
置決めを可能としている。
及びレーザホルダによって支持され、レーザ光源１から
出射されたレーザビーム２の高さ及び出射方向（以後光
軸と呼ぶ）を調整可能となっている。NDフィルタ25及び
可変式NDフィルタ26はレーザビーム２を必要な明るさに
調節するフィルタであり、各フィルタはそれぞれホルダ
25a及び26bにて支持されている。NDフィルタ25は通常第
１図に描かれている位置にあるが、後で述べる点効率測
定時にのみホルダ25aをレーザビーム２がNDフィルタ26
に直接入射可能となる位置まで横方向に移動可能な構成
としてある。可変式NDフィルタ26は、CCDカメラ10に取
り込まれる収束光９の光強度がCCDカメラ10のダイナミ
ックレンジ内に収まる明るさに調節するものである。各
NDフィルタ25及び26を通過したレーザビーム２は、光軸
に対し45度傾けて配置されたハーフミラー27によって直
進するレーザビーム2aと、光軸に対し90度の方向に反射
されたレーザビーム2bとに分割される。直進するレーザ
ビーム2aは、ハーフミラー27と同様に光軸に対し45度傾
けて配置されたミラー29によって光軸に対し90度の方向
に反射される。反射されたレーザビーム2cは、その進行
方向に配置されたミラー30によってレーザビーム2cの進
行方向に対し90度回転した方向、すなわちレーザビーム
2aの進行方向と逆向きのレーザビーム2dとなる。レーザ
ビーム2dは、ディスク面に多数の径の異なる穴を有し、
ディスクの回転によりその穴を選択できる可変ピンホー
ル31を通過しスペーシャルフィルタ３に入射される。ス
ペーシャルフィルタ３は、対物レンズ3aと図示せぬ心出
し機構及びピンホールとから成り、レーザビーム2dは対
物レンズ3aによって収束され対物レンズ固有の焦点距離
の位置においてレーザビーム2dのビーム径が最小となり
以後は発散光2eとなる。上記の焦点位置とピンホールの
中心とが重なるように心出し機構によって対物レンズ3a
及びピンホールの位置を調整させる。発散光2eは、発散
光2eが平行光５となる位置に配置された凸レンズ４によ
って平行光化され、ホログラム６に入射される。ホログ
ラム６は干渉縞が記録された公知の透過型であり、全体
が円板状であって、該ホログラム６はホルダ6aによって
支持されている。ホルダ6aは図示せぬ並進ステージ及び
回転ステージ6b上に配置されている。ホログラム６は上
記並進ステージによって矢印×の方向に移動可能であ
り、また回転ステージ6bによって矢印θの方向に回転可
能である。更に、ホルダ6aは光軸を中心に回転可能な構
造となっておりこれらの動作によってホログラム６の位
置決めを可能としている。
ホログラム６に入射される平行光５のうち、ホルダ6a
によって遮断される外輪部分及びホログラム６に記録さ
れている干渉縞によって回折される図示せぬ回折成分を
除いた直進する０次透過光７は、凸レンズ８によって収
束され、その収束光９はCCDカメラ10に取り込まれる。
取り込まれた収束光９は０次透過光強度分布画像データ
として後述する画像メモリ11に記録される。
によって遮断される外輪部分及びホログラム６に記録さ
れている干渉縞によって回折される図示せぬ回折成分を
除いた直進する０次透過光７は、凸レンズ８によって収
束され、その収束光９はCCDカメラ10に取り込まれる。
取り込まれた収束光９は０次透過光強度分布画像データ
として後述する画像メモリ11に記録される。
また、ホログラム６をホルダ6aから取り去った時の収
束光９はホログラム６への入射光となり、入射光強度分
布画像データとして画像メモリ11に記録される。なお、
レーザビームの波長は、ホログラム６の干渉縞記録時の
レーザビームの波長と同一としてあり、例えば670n・ｍ
である。
束光９はホログラム６への入射光となり、入射光強度分
布画像データとして画像メモリ11に記録される。なお、
レーザビームの波長は、ホログラム６の干渉縞記録時の
レーザビームの波長と同一としてあり、例えば670n・ｍ
である。
次に、ホログラムの回折効率の計算方法及びデータ処
理手段について第２図、第４図及び第５図を用いて説明
する。第２図はホログラムへの入射光及び出射光を描い
た図、第４図はデータ処理手段の構成図、第５図は回折
効率判定手段のフローチャートである。
理手段について第２図、第４図及び第５図を用いて説明
する。第２図はホログラムへの入射光及び出射光を描い
た図、第４図はデータ処理手段の構成図、第５図は回折
効率判定手段のフローチャートである。
第２図において、レーザ光源１によりホログラム６に
入射される入射光Iiは（第１図の平行光５）は様々な方
向へ分岐して出射する。出射光には、ホログラム６に記
録された干渉縞により回折された１次回折光I1とホログ
ラム６に直進して透過した０次透過光I0との他に、次な
る出射光成分がある。即ち、１次回折光I1の回折角θ１
よりも大きな回折角で回折するＮ次回折光In（Ｎ＝1,2,
…）、光軸に関して上記Ｎ次回折光Inと対称な位置に回
折されるマイナスＮ次回折光In′（Ｎ′＝−1,−2,
…）、入射光Iiのホログラム６上の入射点に関して上記
In及びIn′と対称な方向へ反転される反射光IR及び
IR′、更にホログラム６の内部で散乱される図示せぬ散
乱光ISなどがある。
入射される入射光Iiは（第１図の平行光５）は様々な方
向へ分岐して出射する。出射光には、ホログラム６に記
録された干渉縞により回折された１次回折光I1とホログ
ラム６に直進して透過した０次透過光I0との他に、次な
る出射光成分がある。即ち、１次回折光I1の回折角θ１
よりも大きな回折角で回折するＮ次回折光In（Ｎ＝1,2,
…）、光軸に関して上記Ｎ次回折光Inと対称な位置に回
折されるマイナスＮ次回折光In′（Ｎ′＝−1,−2,
…）、入射光Iiのホログラム６上の入射点に関して上記
In及びIn′と対称な方向へ反転される反射光IR及び
IR′、更にホログラム６の内部で散乱される図示せぬ散
乱光ISなどがある。
上記出射光のうち、１次回折光I1及び０次透過光I0以
外の光を本発明においては総じてノイズ光INと呼ぶ。そ
して、入射光Iiと各出射光との関係は次式で表される。
外の光を本発明においては総じてノイズ光INと呼ぶ。そ
して、入射光Iiと各出射光との関係は次式で表される。
Ii＝I1＋I0＋In …（１） ホログラム６の回折効率ηはホログラム６への入射光
強度Iiに対する１次回折光強度I1の比で与えられる。
強度Iiに対する１次回折光強度I1の比で与えられる。
η＝I1/Ii …（２） （２）式を（１）式に代入すれば、本発明における回
折効率ηの計算式が求まる。
折効率ηの計算式が求まる。
ここで、ノイズ光Inは前述した通り実測不可能な散乱
成分を含んでいるため正確な値を直接知ることはできな
い。しかし、従来の回折効率測定法を用いればノイズ光
Inを間接的に求めることが可能となる。
成分を含んでいるため正確な値を直接知ることはできな
い。しかし、従来の回折効率測定法を用いればノイズ光
Inを間接的に求めることが可能となる。
以下にノイズ光Inを計算式を用いて導出する。ホログ
ラム６内お特定部位の点Ａにおける回折効率η′Ａは
（２）式より次の様になる。
ラム６内お特定部位の点Ａにおける回折効率η′Ａは
（２）式より次の様になる。
η′Ａ＝Ｉ′1A/I′iA …（４） Ｉ′1A,I′iAはそれぞれホログラム６上の点Ａにおけ
る１次回折光及び入射光の強度である。
る１次回折光及び入射光の強度である。
一方、同じ点Ａにおける本発明により回折効率ηＡは
（３）式を用いて次の様になる。
（３）式を用いて次の様になる。
I0A,IiAは０次透過光及び入射光の面分布上の点Ａに
おける光強度である。
おける光強度である。
上記（４）式と（５）式で計算される回折効率が互い
に等しいとすると、 上式を変形し、 上式がホログラム内の点Ａにおけるノイズ光成分とな
る。上式（６）で計算されたノイズ光をホログラム６の
ノイズ光の代表値とすれば、本発明による、ホログラム
６の任意の点における回折効率ηは（３）式に（６）式
を代入した次式で与えられる。
に等しいとすると、 上式を変形し、 上式がホログラム内の点Ａにおけるノイズ光成分とな
る。上式（６）で計算されたノイズ光をホログラム６の
ノイズ光の代表値とすれば、本発明による、ホログラム
６の任意の点における回折効率ηは（３）式に（６）式
を代入した次式で与えられる。
次に、ホログラム６上のある点Ａにおける回折効率を
求めるための光学系を第１図及び第３図を用いて説明す
る。ハーフミラー27によって光軸に対し90度の方向に反
射されたレーザビーム2bはミラー28によって90度反射さ
れ、ホログラム６に垂直に入射される。第３図はレーザ
ビームの経路を示した図である。ミラー28がＮの位置に
あるときレーザビーム2bはホログラム６内の点ａに入射
し、ホログラム６によって回折された１次回折光Ｉ′1a
が光センサ34（光パワーメータ）に入射される。また、
ミラー28がＭの位置にあるときはレーザビーム2bはホロ
グラム６には入射せずに直接センサ34に入射する。この
ビームはホログラム６へ入射する前のビームと同じなの
で、このビームを入射光Ｉ′iAとすると、Ｉ′1aとから
点ａにおける回折効率ηａは次の式で求められる。
求めるための光学系を第１図及び第３図を用いて説明す
る。ハーフミラー27によって光軸に対し90度の方向に反
射されたレーザビーム2bはミラー28によって90度反射さ
れ、ホログラム６に垂直に入射される。第３図はレーザ
ビームの経路を示した図である。ミラー28がＮの位置に
あるときレーザビーム2bはホログラム６内の点ａに入射
し、ホログラム６によって回折された１次回折光Ｉ′1a
が光センサ34（光パワーメータ）に入射される。また、
ミラー28がＭの位置にあるときはレーザビーム2bはホロ
グラム６には入射せずに直接センサ34に入射する。この
ビームはホログラム６へ入射する前のビームと同じなの
で、このビームを入射光Ｉ′iAとすると、Ｉ′1aとから
点ａにおける回折効率ηａは次の式で求められる。
ηａ＝Ｉ′1a/I′iA …（８） 次に第４図を用いてデータ処理手段の構成について述
べる。まず、ホログラム６への入射光Iiの面分布はCCD
カメラ10によって撮影され上記Iiは入射光面分布画像Pi
として画像メモリ11に送られ、CPU12内のメモリ12aにて
保管される。同時に、CRT等の画像表示手段13によって
面分布画像が表示される。一方、０次透過光I0もCCDカ
メラ10によって撮影され、０次透過光面分布画像P0とし
て画像メモリ11に送られ、画像表示手段13に表示され
る。Pi及びP0は回折効率計算手段12bに送られ、前述の
（７）式を用いて回折効率面分布Efを計算する。Efは画
像メモリ11に記憶され画像表示手段13に表示される。ま
たEfは回折効率判定手段12cに送られる。回折効率判定
手段12cは公知の画像処理手法であるｎ値化処理を行う
手段であり、ｎ−１個のしきい値を与えて回折効率面分
布Efをｎ段階に区切ったｎ値回折効率分布Enは画像メモ
リ11に記憶されるとともに、基準を満足するかどうかの
合否判定を行い画像表示手段13に表示される。なお、画
像メモリ11のP0は後述のホログラム６の特定部位Ａ点の
０次透過光も含むものである。
べる。まず、ホログラム６への入射光Iiの面分布はCCD
カメラ10によって撮影され上記Iiは入射光面分布画像Pi
として画像メモリ11に送られ、CPU12内のメモリ12aにて
保管される。同時に、CRT等の画像表示手段13によって
面分布画像が表示される。一方、０次透過光I0もCCDカ
メラ10によって撮影され、０次透過光面分布画像P0とし
て画像メモリ11に送られ、画像表示手段13に表示され
る。Pi及びP0は回折効率計算手段12bに送られ、前述の
（７）式を用いて回折効率面分布Efを計算する。Efは画
像メモリ11に記憶され画像表示手段13に表示される。ま
たEfは回折効率判定手段12cに送られる。回折効率判定
手段12cは公知の画像処理手法であるｎ値化処理を行う
手段であり、ｎ−１個のしきい値を与えて回折効率面分
布Efをｎ段階に区切ったｎ値回折効率分布Enは画像メモ
リ11に記憶されるとともに、基準を満足するかどうかの
合否判定を行い画像表示手段13に表示される。なお、画
像メモリ11のP0は後述のホログラム６の特定部位Ａ点の
０次透過光も含むものである。
以下、本発明の作動を第５図のプログラムフローチャ
ートで説明する。
ートで説明する。
ステップ101でメモリ等の初期化を行った後、ステッ
プ102で入射光であることを確認し、ステップ103で入射
光を画像メモリ11を取込む。次に、ステップ104におい
て、０次透過光であることを確認し、ステップ105にて
後述の点効率測定を行いステップ106で０次透過光を取
込む。この際、先に取り込んだ入射光はCPU12内のメモ
リ12aに退避させておく。
プ102で入射光であることを確認し、ステップ103で入射
光を画像メモリ11を取込む。次に、ステップ104におい
て、０次透過光であることを確認し、ステップ105にて
後述の点効率測定を行いステップ106で０次透過光を取
込む。この際、先に取り込んだ入射光はCPU12内のメモ
リ12aに退避させておく。
点効率測定ルーチン105は以下の通りである。まずス
テップ201においてホログラム６の特定部位Ａ点に入射
されたレーザビームの入射位置（第３図のＡ点）を、直
進する透過光がCCDカメラ10内のCCD素子に入射した位置
として検出し、この位置に対応するステップ103,106に
おいて各々取り込まれた入射光および透過光における位
置の強度IiA,Ii0を回折効率計算手段12bに送る。一方、
ステップ202において、前述の操作に基づき、ホログラ
ム６内のある点Ａにおける入射ビーム及び１次回折ビー
ムの強度を測定（前記（４）式におけるＩ′1A,I′i0）
し、ステップ203でビーム入射点Ａにおける回折効率
（前記（４）式）を計算し、ステップ204で前記η′A,
I′1A,I0Aを用いて前記（６）式によりノイズ光成分を
計算する。ステップ103及び106において取込んだ画像を
もとにステップ107においてホログラム６の回折効率
（前述の（７）式）を計算する。ステップ107の計算結
果を用いてステップ108で前述したｎ値化処理を行い。
ステップ109で処理結果を画像表示手段13を用いて表示
する。次に、ステップ110で、先のステップ107で求めた
回折効率結果の合否の判定を行い、ステップ111にて判
定結果を画像表示手段13に表示する。ステップ112で終
了となる。
テップ201においてホログラム６の特定部位Ａ点に入射
されたレーザビームの入射位置（第３図のＡ点）を、直
進する透過光がCCDカメラ10内のCCD素子に入射した位置
として検出し、この位置に対応するステップ103,106に
おいて各々取り込まれた入射光および透過光における位
置の強度IiA,Ii0を回折効率計算手段12bに送る。一方、
ステップ202において、前述の操作に基づき、ホログラ
ム６内のある点Ａにおける入射ビーム及び１次回折ビー
ムの強度を測定（前記（４）式におけるＩ′1A,I′i0）
し、ステップ203でビーム入射点Ａにおける回折効率
（前記（４）式）を計算し、ステップ204で前記η′A,
I′1A,I0Aを用いて前記（６）式によりノイズ光成分を
計算する。ステップ103及び106において取込んだ画像を
もとにステップ107においてホログラム６の回折効率
（前述の（７）式）を計算する。ステップ107の計算結
果を用いてステップ108で前述したｎ値化処理を行い。
ステップ109で処理結果を画像表示手段13を用いて表示
する。次に、ステップ110で、先のステップ107で求めた
回折効率結果の合否の判定を行い、ステップ111にて判
定結果を画像表示手段13に表示する。ステップ112で終
了となる。
なお、本実施例によれば、上述のごとく、各種光成分
HCCDカメラ10、画像メモリ11に取込まれるため、これら
の画素像が多ければ、ホログラム面の単位面積当りの分
解能が向上し、ホログラム面の傷、気泡等の欠陥の検出
を容易に行うことができる。
HCCDカメラ10、画像メモリ11に取込まれるため、これら
の画素像が多ければ、ホログラム面の単位面積当りの分
解能が向上し、ホログラム面の傷、気泡等の欠陥の検出
を容易に行うことができる。
本発明は、上記実施例に限らず、次のごとき変形が可
能である。
能である。
（１）上記実施例の（７）式において、測定するホログ
ラム毎にノイズ光成分を（６）式から計算するのではな
く、例えば１個のホログラムのノイズ光成分を求め、こ
れを代表値として（７）式に直接代入することにより、
測定対象の多数のホログラム毎のノイズ光成分を測定す
る必要がなくなる。これは、第１図のミラー27及び28,
第３図におけるセンサ34,更に第５図における点効率測
定ルーチン105がすべて不要となるため、上記実施例に
比べ簡単に回折効率を測定することが可能となる。
ラム毎にノイズ光成分を（６）式から計算するのではな
く、例えば１個のホログラムのノイズ光成分を求め、こ
れを代表値として（７）式に直接代入することにより、
測定対象の多数のホログラム毎のノイズ光成分を測定す
る必要がなくなる。これは、第１図のミラー27及び28,
第３図におけるセンサ34,更に第５図における点効率測
定ルーチン105がすべて不要となるため、上記実施例に
比べ簡単に回折効率を測定することが可能となる。
（２）ホログラムは透過型に限らず、リップマン型ホロ
グラム等の反射型ホログラム６であってもよい。
グラム等の反射型ホログラム６であってもよい。
（３）ホログラムの全体に入射させるレーザー光の波長
は、ホログラムに干渉縞を記録させるレーザー光の波長
と同一にする必要はない。
は、ホログラムに干渉縞を記録させるレーザー光の波長
と同一にする必要はない。
（４）第３図における光パワーメータ34はフォトダイオ
ードで代用しても勿論よい。
ードで代用しても勿論よい。
（５）ホログラム６の特定部位（第３図のＡ点）におけ
る透過光強度を求めるために、該特定部位の後方側に第
３図の光パワーメータ34を配置し、部特定部位における
透過光の強度を直接に求めるようにしても勿論よい。
る透過光強度を求めるために、該特定部位の後方側に第
３図の光パワーメータ34を配置し、部特定部位における
透過光の強度を直接に求めるようにしても勿論よい。
（６）本発明は、ヘッドアップディスプレイに用いられ
るホログラムの回折効率測定にも適用できる。
るホログラムの回折効率測定にも適用できる。
第１図はホログラム回折効率測定装置の平面図、第２図
はホログラムへの入射光及び出射光を示す図、第３図は
レーザビームの経路を示す図、第４図はデータ処理手段
の構成を示す図、第５図は回折効率測定のフローチャー
トを示す図である。 １……レーザー光源,6……ホログラム,10……CCDカメ
ラ,11……画像メモリ,12……CPU,12a……メモリ,12b…
…回折効率計算手段,12c……回折効率判定手段,27,28,3
4……点効率測定手段をなすミラー，光パワーメータ。
はホログラムへの入射光及び出射光を示す図、第３図は
レーザビームの経路を示す図、第４図はデータ処理手段
の構成を示す図、第５図は回折効率測定のフローチャー
トを示す図である。 １……レーザー光源,6……ホログラム,10……CCDカメ
ラ,11……画像メモリ,12……CPU,12a……メモリ,12b…
…回折効率計算手段,12c……回折効率判定手段,27,28,3
4……点効率測定手段をなすミラー，光パワーメータ。
フロントページの続き (72)発明者 橋川 淳 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 小池 泰彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/02 G02F 1/21 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (8)
- 【請求項１】予め設定された波長を有するレーザー光を
干渉縞が記録されたホログラムの全体に照射して該ホロ
グラムを直進して透過する透過光の強度（I0）を測定す
ること、 前記ホログラムに入射する前記レーザー光の入射光の強
度（Ii）を測定すること、 前記ホログラムの特定部位に入射する前記レーザー光の
入射光の強度（IiA）を測定すること、 前記ホログラムの特定部位のノイズ光の強度（InA）を
測定すること、 前記４つの強度に基づいて下記式により前記ホログラム
の回折効率（η）を求めること、 η＝（１−I0/Ii−InA/IiA）×100％ を特徴とするホログラムの回折効率測定方法。 - 【請求項２】予め設定された波長を有するレーザー光を
干渉縞が記録されたホログラムの全体に照射して該ホロ
グラムを直進して透過する透過光の強度（I0）を測定す
ること、 前記ホログラムに入射する前記レーザー光の入射光の強
度（Ii）を測定すること、 前記ホログラムの特定部位に入射する前記レーザー光の
入射光の強度（IiA）を測定すること、 前記ホログラムの特定部位のノイズ光の強度（InA）を
予め設定すること、 前記４つの強度に基づいて下記式により前記ホログラム
の回折効率（η）を求めること、 η＝（１−I0/Ii−InA/IiA）×100％ を特徴とするホログラムの回折効率測定方法。 - 【請求項３】前記ノイズ光は下記式に求められることを
特徴とする請求項（１）記載のホログラムの回折効率測
定方法。 InA/IiA＝１−η′Ａ−I0A/IiA η′Ａ＝Ｉ′1A/I′iA 但し、I0Aは前記特定部位において前記ホログラムを直
進して透過する透過光の強度であり、IiAおよびＩ′iA
は前記特定部位に入射する前記レーザー光の入射光の強
度であり、Ｉ′1Aは前記特定部位における前記ホログラ
ムの一次回折光の強度である。 - 【請求項４】前記レーザー光の波長は、前記ホログラム
の前記干渉縞を作成する際に用いてレーザー光の波長と
同一であることを特徴とする請求項（１）または（２）
のいづれか１項記載のホログラムの回折効率測定方法。 - 【請求項５】予め設定された波長を有するレーザー光を
干渉縞が記録されたホログラムの全体に照射して該ホロ
グラムを直進して透過する透過光の強度（I0）を測定す
る第１ステップと、 前記ホログラムに入射する前記レーザー光の入射光の強
度（Ii）を測定する第２ステップと、 前記ホログラムの特定部位に入射する前記レーザー光の
入射光の強度（IiA）を測定する第３ステップと、 前記ホログラムの特定部位のノイズ光の強度（InA）を
測定する第４ステップと、 を具備し、 前記第１ステップ〜第４ステップを順次行い、各ステッ
プにより測定した各光の強度に基づいて、 η＝（１−I0/II−InA/IiA）×100％ の式により、前記ホログラムの回折効率（η）を求める
ことを特徴とするホログラムの回折効率測定方法。 - 【請求項６】前記ノイズ光は下記式に求められることを
特徴とする請求項（５）記載のホログラムの回折効率測
定方法。 InA/IiA＝１−η′Ａ−I0A/IiA η′Ａ＝Ｉ′1A/I′iA 但し、I0Aは前記特定部位において前記ホログラムを直
進して透過する透過光の強度であり、IiAおよびＩ′iA
は前記特定部位に入射する前記レーザー光の入射光の強
度であり、Ｉ′1Aは前記特定部位における前記ホログラ
ムの一次回折光の強度である。 - 【請求項７】レーザー光源と、 該レーザー光源から出射されるレーザービームを拡大す
る手段と、 該手段により拡大されたレーザービームがその全体に入
射され、干渉縞が記録されたホログラムと、 前記ホログラムに入射する前記レーザー光の入射光
（Ii）および前記ホログラムを直進して透過する透過光
（I0）が入力される撮像機と、 前記ホログラムの特定部位に入射する前記レーザー光の
入射光の強度（Ｉ′iA）、該特定部位の前記ホログラム
の一次回折光の強度（Ｉ′1A）、およひ該特定部位の前
記ホログラムを直進して透過する透過光の強度（I0A）
を測定する点効率測定手段と、 前記撮像機からの前記光の強度および前記点効率測定手
段からの前記光の強度を基に下記式に基づいて前記ホロ
グラムの前記回折効率を測定する回折効率計算手段と、 を具備する η＝（１−I0/Ii−InA/IiA）×100％ InA/IiA＝１−η′Ａ−I0A/IiA η′Ａ＝Ｉ′1A/I′iA ことを特徴とするホログラムの回折効率測定装置。 - 【請求項８】前記撮像機はCCDカメラより構成されてい
ることを特徴とする請求項（７）記載のホログラムの回
折効率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02268694A JP3072909B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | ホログラムの回折効率測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02268694A JP3072909B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | ホログラムの回折効率測定方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04145341A JPH04145341A (ja) | 1992-05-19 |
| JP3072909B2 true JP3072909B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=17462086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02268694A Expired - Lifetime JP3072909B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | ホログラムの回折効率測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3072909B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101398064B1 (ko) | 2013-01-21 | 2014-05-27 | (주) 한교아이씨 | 홀로그램 기록재료의 회절 효율 측정 방법 |
| KR101512666B1 (ko) * | 2013-11-08 | 2015-04-16 | (주) 한교아이씨 | 홀로그램 기록재료의 회절효율 계측장치 |
| KR101512667B1 (ko) * | 2013-11-08 | 2015-04-16 | (주) 한교아이씨 | 홀로그램 기록재료의 회절효율 계측방법 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5261862B2 (ja) * | 2005-06-03 | 2013-08-14 | 株式会社島津製作所 | 回折格子の迷光測定方法および装置 |
| US7719675B2 (en) | 2006-02-28 | 2010-05-18 | Applied Extrusion Technologies, Inc. | Method for optical characterization and evaluation of optically variable devices and media |
| US7605911B2 (en) | 2007-10-10 | 2009-10-20 | Applied Extrusion Technologies, Inc. | System and method for visual quality characterization of holographic materials |
| JP2012220690A (ja) * | 2011-04-07 | 2012-11-12 | Tdk Corp | ホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法及び記録方法 |
| JP6042213B2 (ja) * | 2013-01-10 | 2016-12-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 凹面光学素子の測定装置及び凹面回折格子の測定装置並びに平面回折格子の測定装置 |
| WO2017081723A1 (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-18 | オリンパス株式会社 | 減光率測定方法および光強度測定装置 |
-
1990
- 1990-10-05 JP JP02268694A patent/JP3072909B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101398064B1 (ko) | 2013-01-21 | 2014-05-27 | (주) 한교아이씨 | 홀로그램 기록재료의 회절 효율 측정 방법 |
| KR101512666B1 (ko) * | 2013-11-08 | 2015-04-16 | (주) 한교아이씨 | 홀로그램 기록재료의 회절효율 계측장치 |
| KR101512667B1 (ko) * | 2013-11-08 | 2015-04-16 | (주) 한교아이씨 | 홀로그램 기록재료의 회절효율 계측방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04145341A (ja) | 1992-05-19 |
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