JP3163118B2 - ホログラム複製方法及びホログラム複製装置 - Google Patents
ホログラム複製方法及びホログラム複製装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマスタホログラムにレー
ザ光を照射して、コピー乾板上に露光を行うホログラム
複製方法及びその装置に関する。
ザ光を照射して、コピー乾板上に露光を行うホログラム
複製方法及びその装置に関する。
【０００２】近年、ホログラフィに関する技術向上に伴
い、ＰＯＳスキャナ，レーザプリンタ，光ピックアッ
プ，ヘッドアップディスプレイ等の情報入出力装置の光
学系にもホログラムが利用されるようになってきた。ホ
ログラムをこのような光学機器に用いる場合、その製造
コスト低減が強く要望されており、そのためにはホログ
ラムの複製技術が不可欠となっている。
い、ＰＯＳスキャナ，レーザプリンタ，光ピックアッ
プ，ヘッドアップディスプレイ等の情報入出力装置の光
学系にもホログラムが利用されるようになってきた。ホ
ログラムをこのような光学機器に用いる場合、その製造
コスト低減が強く要望されており、そのためにはホログ
ラムの複製技術が不可欠となっている。
【０００３】ホログラムの複製方法には、ホログラムの
形態に応じていくつかの種類がある。表面凹凸型ホログ
ラムの複製は、一般にスタンパによって行われ、堆積型
ホログラムの複製には、露光法が用いられている。露光
法はさらに、紫外線ランプ等によるインコヒーレント・
コピー法と、レーザ光によるコヒーレント・コピー法と
に分類される。本発明は、上記のうち、コヒーレント・
コピー法に関するものである。
形態に応じていくつかの種類がある。表面凹凸型ホログ
ラムの複製は、一般にスタンパによって行われ、堆積型
ホログラムの複製には、露光法が用いられている。露光
法はさらに、紫外線ランプ等によるインコヒーレント・
コピー法と、レーザ光によるコヒーレント・コピー法と
に分類される。本発明は、上記のうち、コヒーレント・
コピー法に関するものである。
【０００４】
【従来の技術】コヒーレント・コピー法は、製造性が高
いだけではなく、その他にもホログラム複製に関して優
れた特徴を備えている。例えば、コピー露光を行う際
に、レーザ光 (コピー光) の方向を変えることによっ
て、ブラッグ角を制御することができ、この技術は既に
周知となっている。ここで、図１０〜図１５を用いて、
従来のコヒーレント・コピー法によるホログラム複製方
法について説明する。
いだけではなく、その他にもホログラム複製に関して優
れた特徴を備えている。例えば、コピー露光を行う際
に、レーザ光 (コピー光) の方向を変えることによっ
て、ブラッグ角を制御することができ、この技術は既に
周知となっている。ここで、図１０〜図１５を用いて、
従来のコヒーレント・コピー法によるホログラム複製方
法について説明する。
【０００５】図１０はマスタホログラム作成系を示す図
である。マスタホログラム１は、参照光２と物体光３の
２光束を干渉させ、その干渉光を露光して作成される。
図１１はコピー露光系を示す図である。マスタホログラ
ム１は、コピー乾板 (コピーホログラム) ４の上に近接
して重ねられる。そのマスタホログラム１上に、点光源
５Ａから出射されたコピー光５が走査されて照射され、
その結果、コピー乾板４上に、マスタホログラム１の干
渉縞がコピー露光される。
である。マスタホログラム１は、参照光２と物体光３の
２光束を干渉させ、その干渉光を露光して作成される。
図１１はコピー露光系を示す図である。マスタホログラ
ム１は、コピー乾板 (コピーホログラム) ４の上に近接
して重ねられる。そのマスタホログラム１上に、点光源
５Ａから出射されたコピー光５が走査されて照射され、
その結果、コピー乾板４上に、マスタホログラム１の干
渉縞がコピー露光される。
【０００６】図１２はコピー露光系の説明図である。マ
スタホログラム１に照射されたコピー光５は、マスタホ
ログラム１の回折作用によって、０次透過光５１と回折
光５２に分離し、コピー乾板４に入射する。このコピー
乾板４への入射光５１及び５２は、コピー乾板４上で干
渉し、新たにホログラムを形成することになる。コピー
乾板４の表面４ａの干渉縞パターンは、マスタホログラ
ム１と同一の干渉縞パターンとなる。一方、コピー乾板
４の厚み方向の干渉縞 (ブラッグ面) ６Ｃの傾きは、コ
ピー光５の入射角θinによって変化する。図１２の場
合、マスタホログラム１のブラッグ面６Ｍの傾きはθM
であるが、コピー乾板４のブラッグ面６Ｃの傾きはθｃ
に変わっている。このように、コピー光５の入射角θin
を変えると、ブラッグ面６Ｃの傾きθｃを変えることが
でき、このときの表面４ａの干渉縞パターンは、コピー
光５の入射角θinに依らず不変である。このことは、表
面の干渉縞とブラッグ面の傾き角の制御をそれぞれ独立
に行うことができることを意味している。したがって、
この技術を活用すると、コピー露光系の設計をマスタホ
ログラム作成系の設計とは別個に行うことができ、ホロ
グラムの高品質化，高効率化等を図る上で非常に有効な
手段となる。
スタホログラム１に照射されたコピー光５は、マスタホ
ログラム１の回折作用によって、０次透過光５１と回折
光５２に分離し、コピー乾板４に入射する。このコピー
乾板４への入射光５１及び５２は、コピー乾板４上で干
渉し、新たにホログラムを形成することになる。コピー
乾板４の表面４ａの干渉縞パターンは、マスタホログラ
ム１と同一の干渉縞パターンとなる。一方、コピー乾板
４の厚み方向の干渉縞 (ブラッグ面) ６Ｃの傾きは、コ
ピー光５の入射角θinによって変化する。図１２の場
合、マスタホログラム１のブラッグ面６Ｍの傾きはθM
であるが、コピー乾板４のブラッグ面６Ｃの傾きはθｃ
に変わっている。このように、コピー光５の入射角θin
を変えると、ブラッグ面６Ｃの傾きθｃを変えることが
でき、このときの表面４ａの干渉縞パターンは、コピー
光５の入射角θinに依らず不変である。このことは、表
面の干渉縞とブラッグ面の傾き角の制御をそれぞれ独立
に行うことができることを意味している。したがって、
この技術を活用すると、コピー露光系の設計をマスタホ
ログラム作成系の設計とは別個に行うことができ、ホロ
グラムの高品質化，高効率化等を図る上で非常に有効な
手段となる。
【０００７】図１３はブラッグ面の傾き角の分布制御の
説明図であり、図１３（Ａ）は点光源とマスタホログラ
ムとの距離が近い場合を、図１３（Ｂ）は離れている場
合をそれぞれ示す。（Ａ）の系でコピーすると、点光源
５Ａとマスタホログラム１との距離が近いために、ブラ
ッグ面６ｃの傾き角θｃの変化は急な分布を示し、
（Ｂ）の系でコピーすると、点光源５Ａとマスタホログ
ラム１との距離が離れているために、傾き角θｃの変化
は緩やかな分布を示す（但し、表面の干渉縞が等間隔の
格子である場合には上記分布を示すが、表面の干渉縞分
布によっては、逆の分布を示す場合もある）。このよう
に、点光源５Ａとマスタホログラム１との距離や、コピ
ー光５の方向によって、ブラッグ面６Ｃの傾き角θｃの
分布を制御することができる。
説明図であり、図１３（Ａ）は点光源とマスタホログラ
ムとの距離が近い場合を、図１３（Ｂ）は離れている場
合をそれぞれ示す。（Ａ）の系でコピーすると、点光源
５Ａとマスタホログラム１との距離が近いために、ブラ
ッグ面６ｃの傾き角θｃの変化は急な分布を示し、
（Ｂ）の系でコピーすると、点光源５Ａとマスタホログ
ラム１との距離が離れているために、傾き角θｃの変化
は緩やかな分布を示す（但し、表面の干渉縞が等間隔の
格子である場合には上記分布を示すが、表面の干渉縞分
布によっては、逆の分布を示す場合もある）。このよう
に、点光源５Ａとマスタホログラム１との距離や、コピ
ー光５の方向によって、ブラッグ面６Ｃの傾き角θｃの
分布を制御することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のコピー
露光系では、点光源５Ａとマスタホログラム１との距離
は一定に保たれており、ホログラム全面にわたって、ブ
ラッグ面６ｃの傾き角θｃを任意に制御することはでき
なかった。例えば、ホログラムの左半分を図１３（Ａ）
に示す分布とし、右半分を図１３（Ｂ）に示す分布とし
たい場合でも、そのような制御を行うことができず、所
望の最適な分布を得ることができなかった。
露光系では、点光源５Ａとマスタホログラム１との距離
は一定に保たれており、ホログラム全面にわたって、ブ
ラッグ面６ｃの傾き角θｃを任意に制御することはでき
なかった。例えば、ホログラムの左半分を図１３（Ａ）
に示す分布とし、右半分を図１３（Ｂ）に示す分布とし
たい場合でも、そのような制御を行うことができず、所
望の最適な分布を得ることができなかった。
【０００９】図１４はブラッグ面の傾き角のホログラム
面内分布の一例を示す図である。図において、基板７上
のホログラム層８には、その全面にわたって干渉縞８ａ
及びブラッグ面８ｂが形成されている。このように、ホ
ログラム層８の全面にブラッグ面８ｂが形成される場
合、その全面にわたって所望のブラッグ面の傾き角分布
を得ようとすると、その傾き角制御は上記の場合よりさ
らに困難となる。
面内分布の一例を示す図である。図において、基板７上
のホログラム層８には、その全面にわたって干渉縞８ａ
及びブラッグ面８ｂが形成されている。このように、ホ
ログラム層８の全面にブラッグ面８ｂが形成される場
合、その全面にわたって所望のブラッグ面の傾き角分布
を得ようとすると、その傾き角制御は上記の場合よりさ
らに困難となる。
【００１０】図１５はホログラムの再生入射角と回折効
率の関係を示す図であり、図１５（Ａ）はブラッグ条件
適合時を、図１５（Ｂ）はブラッグ条件非適合時をそれ
ぞれ示す。ここで、再生入射角 (再生照明光の入射角)
θｉを２０°に設定し、ホログラムのブラッグ面の傾き
角を制御して２０°入射にブラッグ条件が合うようにす
ると、（Ａ）に示すように回折効率ηは最大となり、ホ
ログラムの回折光の強度が向上する。一方、例えば、ブ
ラッグ面の傾き角を制御して３０°入射にブラッグ条件
が合うようにすると、２０°入射に対しては、（Ｂ）に
示すように回折効率ηは低くなり、ホログラムの回折光
の強度は低下する。このように、ブラッグ面の傾き角制
御は、回折効率等に大きな影響を与えるものであるが、
従来技術では、上述したように、傾き角を的確に制御す
ることができなかった。
率の関係を示す図であり、図１５（Ａ）はブラッグ条件
適合時を、図１５（Ｂ）はブラッグ条件非適合時をそれ
ぞれ示す。ここで、再生入射角 (再生照明光の入射角)
θｉを２０°に設定し、ホログラムのブラッグ面の傾き
角を制御して２０°入射にブラッグ条件が合うようにす
ると、（Ａ）に示すように回折効率ηは最大となり、ホ
ログラムの回折光の強度が向上する。一方、例えば、ブ
ラッグ面の傾き角を制御して３０°入射にブラッグ条件
が合うようにすると、２０°入射に対しては、（Ｂ）に
示すように回折効率ηは低くなり、ホログラムの回折光
の強度は低下する。このように、ブラッグ面の傾き角制
御は、回折効率等に大きな影響を与えるものであるが、
従来技術では、上述したように、傾き角を的確に制御す
ることができなかった。
【００１１】以上のように、従来のコピー露光系では、
ホログラム全面にわたって、所望のブラッグ面の傾き分
布を得ることが困難であるという問題点があった。本発
明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ホログ
ラムを複製する際に、ホログラム全面にわたってブラッ
グ面の傾きを制御することができるホログラム複製方法
及びホログラム複製装置を提供することを目的とする。
ホログラム全面にわたって、所望のブラッグ面の傾き分
布を得ることが困難であるという問題点があった。本発
明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ホログ
ラムを複製する際に、ホログラム全面にわたってブラッ
グ面の傾きを制御することができるホログラム複製方法
及びホログラム複製装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。回転ミラー部１０は、回転軸１１及びその回
転軸１１から所定距離離れた位置に設けられたミラー１
２から成る。回転ミラー部１０は、回転軸１１を中心に
して回転する。回転ミラー制御部２０は、回転軸１１を
回転させ、ミラー１２の角度を制御する。ミラー１２に
入射したレーザ光５は、ミラー１２の走査支点 (反射
点)１３で反射し、コピー光５０としてマスタホログラ
ムに照射される。コピー光５０は、ミラー１２が１２
Ａ，１２Ｂと回転するに応じて、マスタホログラム上に
走査線を描くとともに、その走査支点１３の位置は１３
Ａ，１３Ｂと順次変化していく。
図である。回転ミラー部１０は、回転軸１１及びその回
転軸１１から所定距離離れた位置に設けられたミラー１
２から成る。回転ミラー部１０は、回転軸１１を中心に
して回転する。回転ミラー制御部２０は、回転軸１１を
回転させ、ミラー１２の角度を制御する。ミラー１２に
入射したレーザ光５は、ミラー１２の走査支点 (反射
点)１３で反射し、コピー光５０としてマスタホログラ
ムに照射される。コピー光５０は、ミラー１２が１２
Ａ，１２Ｂと回転するに応じて、マスタホログラム上に
走査線を描くとともに、その走査支点１３の位置は１３
Ａ，１３Ｂと順次変化していく。
【００１３】
【作用】回転ミラー制御部２０の指令に応じて、回転ミ
ラー部１０が回転し、ミラー１２の位置が、例えば１２
Ａ，１２Ｂと回転移動する。このため、レーザ光５は、
ミラー１２，１２Ａ，１２Ｂによって反射され、コピー
光５０，５０Ａ，５０Ｂとして、マスタホログラム上に
走査される。このコピー光５０の走査によってマスタホ
ログラムの干渉縞がコピー乾板上にコピー露光される。
その際に、ミラー１２上の走査支点１３の位置も変化す
る。すなわち、ミラー１２が１２Ｂの方向へ回転移動す
ると、走査支点１３の位置も１３Ｂまで移動し、その高
さも変化する。従来のコピー露光系では走査支点が固定
され、コピー光の入射角はその走査支点の位置によって
決定されていたのに対し、走査支点の位置を変化させる
ことができ、それによってコピー光の入射角を制御する
ことができる。一方、コピー乾板に形成されるブラッグ
面の傾きは、コピー光の入射角によって決定される。し
たがって、走査支点の位置を制御することによってブラ
ッグ面の傾きを制御することができ、ホログラム全面に
わたって、所望のブラッグ面の傾きを得ることができ
る。
ラー部１０が回転し、ミラー１２の位置が、例えば１２
Ａ，１２Ｂと回転移動する。このため、レーザ光５は、
ミラー１２，１２Ａ，１２Ｂによって反射され、コピー
光５０，５０Ａ，５０Ｂとして、マスタホログラム上に
走査される。このコピー光５０の走査によってマスタホ
ログラムの干渉縞がコピー乾板上にコピー露光される。
その際に、ミラー１２上の走査支点１３の位置も変化す
る。すなわち、ミラー１２が１２Ｂの方向へ回転移動す
ると、走査支点１３の位置も１３Ｂまで移動し、その高
さも変化する。従来のコピー露光系では走査支点が固定
され、コピー光の入射角はその走査支点の位置によって
決定されていたのに対し、走査支点の位置を変化させる
ことができ、それによってコピー光の入射角を制御する
ことができる。一方、コピー乾板に形成されるブラッグ
面の傾きは、コピー光の入射角によって決定される。し
たがって、走査支点の位置を制御することによってブラ
ッグ面の傾きを制御することができ、ホログラム全面に
わたって、所望のブラッグ面の傾きを得ることができ
る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は本発明によるコピー露光系の全体構成を
概略的に示す図である。回転ミラー部１０は、回転軸１
１及びその回転軸１１から所定距離離れた位置に設けら
れたミラー１２から成る。回転ミラー部１０は、回転軸
１１を中心にして回転する。回転ミラー制御部２０は、
回転軸１１を回転させ、ミラー１２の角度を制御する。
ミラー１２に入射したレーザビーム (レーザ光) ５は、
ミラー１２の走査支点１３で反射し、コピー光５０とし
てマスタホログラム１に照射される。ミラー１２の位置
が、回転ミラー制御部２０からの指令に応じて、例えば
１２Ａ，１２Ｂと回転移動すると、レーザビーム５は、
ミラー１２，１２Ａ，１２Ｂによって反射され、コピー
光５０，５０Ａ，５０Ｂとして、マスタホログラム上に
走査される。このコピー光５０の走査によってマスタホ
ログラム１の干渉縞がコピー乾板４上にコピー露光され
る。
明する。図２は本発明によるコピー露光系の全体構成を
概略的に示す図である。回転ミラー部１０は、回転軸１
１及びその回転軸１１から所定距離離れた位置に設けら
れたミラー１２から成る。回転ミラー部１０は、回転軸
１１を中心にして回転する。回転ミラー制御部２０は、
回転軸１１を回転させ、ミラー１２の角度を制御する。
ミラー１２に入射したレーザビーム (レーザ光) ５は、
ミラー１２の走査支点１３で反射し、コピー光５０とし
てマスタホログラム１に照射される。ミラー１２の位置
が、回転ミラー制御部２０からの指令に応じて、例えば
１２Ａ，１２Ｂと回転移動すると、レーザビーム５は、
ミラー１２，１２Ａ，１２Ｂによって反射され、コピー
光５０，５０Ａ，５０Ｂとして、マスタホログラム上に
走査される。このコピー光５０の走査によってマスタホ
ログラム１の干渉縞がコピー乾板４上にコピー露光され
る。
【００１５】その際に、ミラー１２上の走査支点１３の
位置も変化する。すなわち、ミラー１２が１２Ｂの方向
へ回転移動すると、走査支点１３の位置も１３Ｂまで移
動し、その高さも順次変化する。一方、コピー乾板４に
形成されるブラッグ面の傾きは、コピー光５０の入射角
θinによって決定される。したがって、走査支点１３の
位置を制御することによって、ホログラム (コピー乾
板) ４全面にわたってブラッグ面の傾きを制御すること
ができる。
位置も変化する。すなわち、ミラー１２が１２Ｂの方向
へ回転移動すると、走査支点１３の位置も１３Ｂまで移
動し、その高さも順次変化する。一方、コピー乾板４に
形成されるブラッグ面の傾きは、コピー光５０の入射角
θinによって決定される。したがって、走査支点１３の
位置を制御することによって、ホログラム (コピー乾
板) ４全面にわたってブラッグ面の傾きを制御すること
ができる。
【００１６】この場合、ミラー１２の反射面の形状をも
設計するようにすれば、コピー光５０の入射角θinをよ
り高精度で制御することができ、コピー乾板４の各点に
対して所望の傾き角をもったブラッグ面を形成すること
ができる。
設計するようにすれば、コピー光５０の入射角θinをよ
り高精度で制御することができ、コピー乾板４の各点に
対して所望の傾き角をもったブラッグ面を形成すること
ができる。
【００１７】図３は本発明の他の実施例を示す図であ
る。回転ミラー部３０は、Ｙ軸を中心にして回転する回
転軸３１、及びその回転軸３１から所定距離離れた位置
に設けられたミラー３２から成る。ミラー３２は回転ミ
ラー制御部（図示せず）によってその角度が制御され
る。回転ミラー部４０は、回転ミラー部３０と同様に、
回転軸４１及びミラー４２から成り、回転軸４１はＸ軸
を中心にして回転する。ミラー４２は回転ミラー制御部
（図示せず）によってその角度が制御される。
る。回転ミラー部３０は、Ｙ軸を中心にして回転する回
転軸３１、及びその回転軸３１から所定距離離れた位置
に設けられたミラー３２から成る。ミラー３２は回転ミ
ラー制御部（図示せず）によってその角度が制御され
る。回転ミラー部４０は、回転ミラー部３０と同様に、
回転軸４１及びミラー４２から成り、回転軸４１はＸ軸
を中心にして回転する。ミラー４２は回転ミラー制御部
（図示せず）によってその角度が制御される。
【００１８】レーザビーム５がミラー３２に入射する
と、ミラー３２の回転に応じて、レーザビーム５が３
３，３４，３５の順で矢印３６の方向に走査され、ミラ
ー４２上でＸ軸に平行な走査線４３を描く。ミラー４２
はこの走査ビーム３３〜３５を反射し、コピー用走査ビ
ーム (コピー光) ４４，４５，４６としてマスタホログ
ラム（図示せず）上に照射し、走査線６０に沿ってコピ
ー乾板（図示せず）にコピー露光を行う。さらに、ミラ
ー４２の回転によって、コピー用走査ビームは矢印４７
の方向に走査され、走査線６０，６１，６２の順でホロ
グラム全面にわたってコピー露光を行う。ミラー３２及
び４２は、連動して連続的にゆっくりと回転移動する。
あるいは、ミラー３２，４２ともにステッピングモータ
によって回転角制御を行うこととし、ミラー３２が走査
ビーム３３〜３５を走査する間は、ミラー４２を静止さ
せ、走査線６０を描き終わった段階で、すなわち、走査
線６０に沿ったコピー露光が終了した段階で、ミラー４
２を所定角度だけ回転させるという方法でもよい。いず
れの場合も、コピー光がマスタホログラム上を移動する
時間は、ホログラムの露光感度とコピー光 (レーザビー
ム) の強度によって決定される。
と、ミラー３２の回転に応じて、レーザビーム５が３
３，３４，３５の順で矢印３６の方向に走査され、ミラ
ー４２上でＸ軸に平行な走査線４３を描く。ミラー４２
はこの走査ビーム３３〜３５を反射し、コピー用走査ビ
ーム (コピー光) ４４，４５，４６としてマスタホログ
ラム（図示せず）上に照射し、走査線６０に沿ってコピ
ー乾板（図示せず）にコピー露光を行う。さらに、ミラ
ー４２の回転によって、コピー用走査ビームは矢印４７
の方向に走査され、走査線６０，６１，６２の順でホロ
グラム全面にわたってコピー露光を行う。ミラー３２及
び４２は、連動して連続的にゆっくりと回転移動する。
あるいは、ミラー３２，４２ともにステッピングモータ
によって回転角制御を行うこととし、ミラー３２が走査
ビーム３３〜３５を走査する間は、ミラー４２を静止さ
せ、走査線６０を描き終わった段階で、すなわち、走査
線６０に沿ったコピー露光が終了した段階で、ミラー４
２を所定角度だけ回転させるという方法でもよい。いず
れの場合も、コピー光がマスタホログラム上を移動する
時間は、ホログラムの露光感度とコピー光 (レーザビー
ム) の強度によって決定される。
【００１９】このように、ミラー３２をＹ軸回りに回転
させ、ミラー４２をＸ軸回りに回転させるように構成し
たので、ミラー３２の回転移動に応じて、Ｘ方向におけ
るブラッグ面の傾き角制御が可能となり、ミラー４２の
回転移動に応じて、Ｙ方向におけるブラッグ面の傾き角
制御が可能となる。さらに、ミラー３２を回転させて走
査ビーム３３〜３５をミラー４２に入射し、２次元走査
を行うようにしたので、コピー露光をホログラム全面に
わたって効率良く行うことができる。
させ、ミラー４２をＸ軸回りに回転させるように構成し
たので、ミラー３２の回転移動に応じて、Ｘ方向におけ
るブラッグ面の傾き角制御が可能となり、ミラー４２の
回転移動に応じて、Ｙ方向におけるブラッグ面の傾き角
制御が可能となる。さらに、ミラー３２を回転させて走
査ビーム３３〜３５をミラー４２に入射し、２次元走査
を行うようにしたので、コピー露光をホログラム全面に
わたって効率良く行うことができる。
【００２０】図４はシリンドリカルレンズを用いた場合
を示す図である。レーザビーム５をシリンドリカルレン
ズ３７に入射すると円筒波３８が形成される。このシリ
ンドリカルレンズ３７を図３の回転ミラー部３０の代わ
りに使用し、シリンドリカルレンズ３７の母線がＹ軸に
平行となるように設置すると、円筒波３８がミラー４２
に入射する。ミラー４２によって反射された円筒波３８
は、ミラー４２の回転移動とともに、矢印４７の方向に
走査され、コピー用走査ビームとしてホログラム全面に
わたってコピー露光を行う。この場合、Ｘ方向のブラッ
グ面の傾き角は、従来のコピー露光系における球面波露
光と同等の効果しか得られないが、Ｙ方向については、
本発明のブラッグ面の傾き角制御の効果が得られる。さ
らに、ミラー３２の回転制御が不要となり、系の構成が
簡単になるという効果が得られる。
を示す図である。レーザビーム５をシリンドリカルレン
ズ３７に入射すると円筒波３８が形成される。このシリ
ンドリカルレンズ３７を図３の回転ミラー部３０の代わ
りに使用し、シリンドリカルレンズ３７の母線がＹ軸に
平行となるように設置すると、円筒波３８がミラー４２
に入射する。ミラー４２によって反射された円筒波３８
は、ミラー４２の回転移動とともに、矢印４７の方向に
走査され、コピー用走査ビームとしてホログラム全面に
わたってコピー露光を行う。この場合、Ｘ方向のブラッ
グ面の傾き角は、従来のコピー露光系における球面波露
光と同等の効果しか得られないが、Ｙ方向については、
本発明のブラッグ面の傾き角制御の効果が得られる。さ
らに、ミラー３２の回転制御が不要となり、系の構成が
簡単になるという効果が得られる。
【００２１】図５はミラー形状の例を示す図であり、図
５（Ａ）は凹凸のある曲面の場合を、図５（Ｂ）は凹面
の場合をそれぞれ示す。ミラー３２，４２の反射面の形
状を図３では平面としたが、設計段階において様々の形
状をとるようにすることができる。例えば、（Ａ）に示
すような、凹から凸に滑らかにに変化するような曲面４
２Ａ (３２Ａ) としたり、（Ｂ）に示すような凹面４２
Ｂ (３２Ｂ) とすることができる。このような形状とす
ることによって、ブラッグ面の傾き角制御の自由度が増
えるため、走査支点の位置変化によるブラッグ面の傾き
角制御をより高精度で行うことができる。その結果、ホ
ログラム全面にわたって所望のブラッグ面の傾き角分布
を得ることができる。
５（Ａ）は凹凸のある曲面の場合を、図５（Ｂ）は凹面
の場合をそれぞれ示す。ミラー３２，４２の反射面の形
状を図３では平面としたが、設計段階において様々の形
状をとるようにすることができる。例えば、（Ａ）に示
すような、凹から凸に滑らかにに変化するような曲面４
２Ａ (３２Ａ) としたり、（Ｂ）に示すような凹面４２
Ｂ (３２Ｂ) とすることができる。このような形状とす
ることによって、ブラッグ面の傾き角制御の自由度が増
えるため、走査支点の位置変化によるブラッグ面の傾き
角制御をより高精度で行うことができる。その結果、ホ
ログラム全面にわたって所望のブラッグ面の傾き角分布
を得ることができる。
【００２２】図６及び図７は本発明の他の実施例による
コピー露光系を示す図であり、図６は側面図を、図７は
下面図をそれぞれ示す。コピー露光系は、Ｙステージ７
０，Ｘステージ７１，回転ステージ７２及び回転ミラー
７３から構成される。Ｙステージ７０はテーブル７４上
に設置され、Ｙ方向に移動可能である。Ｘステージ７２
はＹステージ７０上に設置され、Ｘ方向に移動可能であ
る。回転ステージ７２はＸステージ７１に回転可能に設
置されている。すなわち、Ｘステージ７１上のステッピ
ングモータ７５に取り付けられたウォームギヤ７６は、
回転ステージ７２の外周面には設けられたギヤ７７に噛
み合っており、ステッピングモータ７５の回転に応じて
回転ステージ７２が回転する。この回転ステージ７２上
にはステッピングモータ７８が設けられている。さら
に、そのステッピングモータ７８の回転軸には回転ミラ
ー７３が取り付けられ、ステッピングモータ７８によっ
て回転ミラー７３の回転角度が制御される。また、Ｙス
テージ７０上にはミラー７９が設置されている。レーザ
ビーム５はミラー７９及び回転ミラー７３によって反射
され、コピー光５０としてマスタホログラム１に照射さ
れる。その結果、コピー乾板４にコピー露光が行われ
る。
コピー露光系を示す図であり、図６は側面図を、図７は
下面図をそれぞれ示す。コピー露光系は、Ｙステージ７
０，Ｘステージ７１，回転ステージ７２及び回転ミラー
７３から構成される。Ｙステージ７０はテーブル７４上
に設置され、Ｙ方向に移動可能である。Ｘステージ７２
はＹステージ７０上に設置され、Ｘ方向に移動可能であ
る。回転ステージ７２はＸステージ７１に回転可能に設
置されている。すなわち、Ｘステージ７１上のステッピ
ングモータ７５に取り付けられたウォームギヤ７６は、
回転ステージ７２の外周面には設けられたギヤ７７に噛
み合っており、ステッピングモータ７５の回転に応じて
回転ステージ７２が回転する。この回転ステージ７２上
にはステッピングモータ７８が設けられている。さら
に、そのステッピングモータ７８の回転軸には回転ミラ
ー７３が取り付けられ、ステッピングモータ７８によっ
て回転ミラー７３の回転角度が制御される。また、Ｙス
テージ７０上にはミラー７９が設置されている。レーザ
ビーム５はミラー７９及び回転ミラー７３によって反射
され、コピー光５０としてマスタホログラム１に照射さ
れる。その結果、コピー乾板４にコピー露光が行われ
る。
【００２３】上記構成のコピー露光系において、コピー
露光は次のようにして行われる。すなわち、マスタホロ
グラム１上の一点、正確にはレーザビーム径に応じたあ
る小さな面積において、コピー乾板４上への露光が完了
したら、隣接点の露光を行う。その際に、Ｙステージ７
０の位置，Ｘステージ７１の位置，回転ステージ７２の
回転角，及び回転ミラー７３の回転角をそれぞれ制御す
ることによって、各露光点におけるコピー光５０の入射
角を任意に制御することができる。このようにすれば、
コピー乾板４上の全面一点一点に対し、所望のブラッグ
面の傾き角を形成することができる。なお、レーザビー
ム５の光路中には、一点の露光が完了して次の露光が始
まるまでの各ステージ７０〜７２及び回転ミラー７３の
移動時間の間、レーザビーム５を遮断するためのシャッ
タ（図示せず）が設けられる。シャッタの代わりに、レ
ーザビーム５の光源側の電源回路をオンオフさせるよう
にしてもよい。
露光は次のようにして行われる。すなわち、マスタホロ
グラム１上の一点、正確にはレーザビーム径に応じたあ
る小さな面積において、コピー乾板４上への露光が完了
したら、隣接点の露光を行う。その際に、Ｙステージ７
０の位置，Ｘステージ７１の位置，回転ステージ７２の
回転角，及び回転ミラー７３の回転角をそれぞれ制御す
ることによって、各露光点におけるコピー光５０の入射
角を任意に制御することができる。このようにすれば、
コピー乾板４上の全面一点一点に対し、所望のブラッグ
面の傾き角を形成することができる。なお、レーザビー
ム５の光路中には、一点の露光が完了して次の露光が始
まるまでの各ステージ７０〜７２及び回転ミラー７３の
移動時間の間、レーザビーム５を遮断するためのシャッ
タ（図示せず）が設けられる。シャッタの代わりに、レ
ーザビーム５の光源側の電源回路をオンオフさせるよう
にしてもよい。
【００２４】図８は半導体レーザモジュールを用いた場
合を示す図である。回転ステージ７２上のステッピング
モータ８０には、図７の回転ミラー７３の代わりに半導
体レーザモジュール８１が取り付けられる。半導体レー
ザモジュール８１はドライバ回路８３によって励起され
てレーザビーム (コピー光) ５０を出射し、そのレーザ
ビーム５０はコリメートレンズ８２を経由してマスタホ
ログラム１に照射される。
合を示す図である。回転ステージ７２上のステッピング
モータ８０には、図７の回転ミラー７３の代わりに半導
体レーザモジュール８１が取り付けられる。半導体レー
ザモジュール８１はドライバ回路８３によって励起され
てレーザビーム (コピー光) ５０を出射し、そのレーザ
ビーム５０はコリメートレンズ８２を経由してマスタホ
ログラム１に照射される。
【００２５】図９は光ファイバを用いた場合を示す図で
ある。光ファイバ８７の一端はアルゴンレーザ８６に接
続され、他端は回転ステージ７２上のステッピングモー
タ８４に接続されている。アルゴンレーザ８６から出射
されたレーザビームは光ファイバ８７によって回転ステ
ージ７２まで導かれ、コリメートレンズ８５を経由し
て、コピー光５０としてマスタホログラム１に照射され
る。
ある。光ファイバ８７の一端はアルゴンレーザ８６に接
続され、他端は回転ステージ７２上のステッピングモー
タ８４に接続されている。アルゴンレーザ８６から出射
されたレーザビームは光ファイバ８７によって回転ステ
ージ７２まで導かれ、コリメートレンズ８５を経由し
て、コピー光５０としてマスタホログラム１に照射され
る。
【００２６】このように、回転ステージ７２上におい
て、回転ミラー７３の代わりに半導体レーザモジュール
８１または光ファイバ８７を用いることにより、レーザ
ビーム５を光軸に沿って導く系を省略することができ、
コピー露光系の構成を小型化することができる。さら
に、光軸調整も不要となる。また、光ファイバ８７を用
いることによって、アルゴンレーザ８６のような比較的
大きなレーザから出射されたレーザビームをも、直接回
転ステージ７２まで導くことができる。
て、回転ミラー７３の代わりに半導体レーザモジュール
８１または光ファイバ８７を用いることにより、レーザ
ビーム５を光軸に沿って導く系を省略することができ、
コピー露光系の構成を小型化することができる。さら
に、光軸調整も不要となる。また、光ファイバ８７を用
いることによって、アルゴンレーザ８６のような比較的
大きなレーザから出射されたレーザビームをも、直接回
転ステージ７２まで導くことができる。
【００２７】上記の説明では、各ステージを用いること
によって、コピー光の出射位置や出射角度を制御するよ
うにしたが、多関節アームを持つロボットが、半導体レ
ーザモジュールや光ファイバを掴み、それらから出射さ
れるコピー光の出射位置や出射角度を制御するように構
成することもできる。
によって、コピー光の出射位置や出射角度を制御するよ
うにしたが、多関節アームを持つロボットが、半導体レ
ーザモジュールや光ファイバを掴み、それらから出射さ
れるコピー光の出射位置や出射角度を制御するように構
成することもできる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、走査支
点の位置を変化させてコピー用のレーザ光の入射角を制
御し、それによってブラッグ面の傾き角を制御するよう
に構成した。したがって、ホログラム全面にわたって、
所望のブラッグ面の傾きを得ることができる。
点の位置を変化させてコピー用のレーザ光の入射角を制
御し、それによってブラッグ面の傾き角を制御するよう
に構成した。したがって、ホログラム全面にわたって、
所望のブラッグ面の傾きを得ることができる。
【００２９】また、コピー用のレーザ光がミラーに反射
する際のその反射面を設計段階において必要に応じて曲
面になるように構成したので、ブラッグ面の傾き角制御
をより高精度で行うことができる。
する際のその反射面を設計段階において必要に応じて曲
面になるように構成したので、ブラッグ面の傾き角制御
をより高精度で行うことができる。
【００３０】さらに、各ステージや回転ミラー等を用い
てコピー用のレーザ光の出射位置や出射角度を任意に制
御するようにしたので、ホログラム上の全面一点一点に
対し、所望のブラッグ面の傾き角を形成することができ
る。
てコピー用のレーザ光の出射位置や出射角度を任意に制
御するようにしたので、ホログラム上の全面一点一点に
対し、所望のブラッグ面の傾き角を形成することができ
る。
【００３１】また、回転ステージ上に直接レーザ光源を
設けるようにしたので、光軸に沿ってレーザ光を導くた
めの系を省略することができ、コピー露光系全体の構成
を小型化することができる。また、光軸調整が不要とな
る。
設けるようにしたので、光軸に沿ってレーザ光を導くた
めの系を省略することができ、コピー露光系全体の構成
を小型化することができる。また、光軸調整が不要とな
る。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明によるコピー露光系の全体構成を概略的
に示す図である。
に示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す図である。
【図４】シリンドリカルレンズを用いた場合を示す図で
ある。
ある。
【図５】ミラー形状の例を示す図であり、図５（Ａ）は
凹凸のある曲面の場合を、図５（Ｂ）は凹面の場合をそ
れぞれ示す。
凹凸のある曲面の場合を、図５（Ｂ）は凹面の場合をそ
れぞれ示す。
【図６】本発明の他の実施例によるコピー露光系を示す
図であり、側面側からみた場合を示す。
図であり、側面側からみた場合を示す。
【図７】本発明の他の実施例によるコピー露光系を示す
図であり、下面側からみた場合を示す。
図であり、下面側からみた場合を示す。
【図８】半導体レーザモジュールを用いた場合を示す図
である。
である。
【図９】光ファイバを用いた場合を示す図である。
【図１０】マスタホログラム作成系を示す図である。
【図１１】コピー露光系を示す図である。
【図１２】コピー露光系の説明図である。
【図１３】ブラッグ面の傾き角の分布制御の説明図であ
り、図１３（Ａ）は点光源とマスタホログラムとの距離
が近い場合を、図１３（Ｂ）は離れている場合をそれぞ
れ示す。
り、図１３（Ａ）は点光源とマスタホログラムとの距離
が近い場合を、図１３（Ｂ）は離れている場合をそれぞ
れ示す。
【図１４】ブラッグ面の傾き角のホログラム面内分布の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図１５】ホログラムの再生入射角と回折効率の関係を
示す図であり、図１５（Ａ）はブラッグ条件適合時を、
図１５（Ｂ）はブラッグ条件非適合時をそれぞれ示す。
示す図であり、図１５（Ａ）はブラッグ条件適合時を、
図１５（Ｂ）はブラッグ条件非適合時をそれぞれ示す。
１ マスタホログラム ４ コピー乾板 ５ レーザビーム (レーザ光) １０，３０，４０ 回転ミラー部 １１，３１，４１ 回転軸 １２，３２，４２ ミラー １３ 走査支点 ２０ 回転ミラー制御部 ７０ Ｙステージ ７１ Ｘステージ ７２ 回転ステージ ７３ 回転ミラー ８１ 半導体レーザモジュール ８７ 光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 浩寧 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 山岸 文雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−207288（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−256086（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−204089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭46−38380（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03H 1/20
Claims (5)
- 【請求項１】 マスタホログラムにレーザ光(5)を照射
して、コピー乾板上に露光を行うホログラム複製方法に
おいて、レーザ光(5)をミラー(12)に投射し、 前記ミラー(12)を、前記ミラーから所定距離離れた回転
軸を中心に回転させ、前記レーザ光(5)の走査支点(13)
を移動させ、 前記レーザ光(5)の前記ミラー(12)からの反射光をマス
タホログラムに照射し、前記コピー乾板上に露光するこ
とを特徴とするホログラム複製方法。 - 【請求項２】 マスタホログラムにレーザ光(5) を照射
して、コピー乾板上に露光を行うホログラム複製装置に
おいて、 回転軸(11)を中心にして回転し、前記回転軸(11)から所
定距離離れた位置に設けられたミラー(12)を有する回転
ミラー部(10)と、 前記回転ミラー部(10)の回転角度を制御し、前記ミラー
(12)によって反射されたレーザ光(50)を走査させる回転
ミラー制御部(20)と、 を有することを特徴とするホログラム複製装置。 - 【請求項３】 前記ミラー(12)は、反射面が曲面で構成
されていることを特徴とする請求項２記載のホログラム
複製装置。 - 【請求項４】 マスタホログラムにレーザ光を照射し
て、コピー乾板上に露光を行うホログラム複製装置にお
いて、 ２次元平面内を並進する並進ステージと、 前記並進ステージ上に設けられた回転ステージと、 前記回転ステージ上に設けられ、回転軸を中心にして回
転する回転ミラーと、 前記回転ミラーの回転軸を駆動する回転ミラー駆動部
と、 前記並進ステージ、前記回転ステージ及び前記回転ミラ
ー駆動部を制御し、前記回転ミラーの回転角度及び位置
を制御する制御部と、 前記回転ミラーにレーザ光を導くレーザ光導入部と、 を有することを特徴とするホログラム複製装置。 - 【請求項５】 マスタホログラムにレーザ光を照射し
て、コピー乾板上に露光を行うホログラム複製装置にお
いて、 ２次元平面内を並進する並進ステージと、 前記並進ステージ上に設けられた回転ステージと、 前記回転ステージ上に設けられた回転軸に取り付けられ
たレーザ光源部と、 前記レーザ光源部の回転軸を駆動する回転軸駆動部と、 前記並進ステージ、前記回転ステージ及び前記回転軸駆
動部を制御し、前記レーザ光源部の回転角度及び位置を
制御する制御部と、 を有することを特徴とするホログラム複製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17925391A JP3163118B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | ホログラム複製方法及びホログラム複製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17925391A JP3163118B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | ホログラム複製方法及びホログラム複製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0527658A JPH0527658A (ja) | 1993-02-05 |
| JP3163118B2 true JP3163118B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=16062619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17925391A Expired - Fee Related JP3163118B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | ホログラム複製方法及びホログラム複製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3163118B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014217903A (ja) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | トヨタホーム株式会社 | ネジ締め工具 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102469242B1 (ko) * | 2021-12-28 | 2022-11-21 | 재단법인 구미전자정보기술원 | 복제빔의 선형 스캐닝과 기록 매질의 회전을 이용한 홀로그램 복제 방법 및 시스템 |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP17925391A patent/JP3163118B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014217903A (ja) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | トヨタホーム株式会社 | ネジ締め工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0527658A (ja) | 1993-02-05 |
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