JP3324141B2 - Hologram manufacturing method - Google Patents
Hologram manufacturing methodInfo
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- JP3324141B2 JP3324141B2 JP14586192A JP14586192A JP3324141B2 JP 3324141 B2 JP3324141 B2 JP 3324141B2 JP 14586192 A JP14586192 A JP 14586192A JP 14586192 A JP14586192 A JP 14586192A JP 3324141 B2 JP3324141 B2 JP 3324141B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はホログラム製造方法、
詳しくはバーコード読み取り用ホログラムをマスタホロ
グラムからコピーして製造するホログラム製造方法に関
する。The present invention relates to a hologram manufacturing method,
More specifically, the present invention relates to a hologram manufacturing method for manufacturing by copying a hologram for reading a barcode from a master hologram.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、バーコード読み取り装置は、特
開昭63−150777号公報等に記載されるように、
多焦点、多回折角ホログラムを組み込んだホログラム・
ディスクを再生用レーザー・ビームで照射して回折光
(走査ビーム)を得、この走査ビームでバーコード・ラ
ベルを走査し、その反射光を受光してバーコードを判別
するようにしている。2. Description of the Related Art Generally, a bar code reader is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-150777.
Holograms incorporating multifocal, multi-diffraction angle holograms
The disk is irradiated with a reproducing laser beam to obtain diffracted light (scanning beam), and the scanning beam scans a barcode label, and receives the reflected light to determine the barcode.
【0003】そして、当該ホログラムはマスタホログラ
ムからコピーして製造されるのが一般的であり、その製
造にあたり、物体光及び参照光として共に発散光を用い
て撮影したマスタホログラムからコピーする場合、コピ
ーホログラム乾板に重合した当該マスタホログラムに対
し、参照光として発散光を照射することにより、コピー
ホログラムを製造するようにしている。[0003] The hologram is generally manufactured by copying from a master hologram. In manufacturing the hologram, when copying from a master hologram photographed using divergent light as both object light and reference light, copy is performed. By irradiating divergent light as reference light to the master hologram superimposed on the hologram dry plate, a copy hologram is manufactured.
【0004】そして、この種のコピーホログラムを撮影
する光学系は、一般に、図18に概念的に示すように、
アルゴン・レーザー発振器3、衡立22、4個のミラー
23,24,25,26及び2個のスペーシャルフィル
タ27,28等からなる。撮影にあたっては、まず、2
個のミラー23,24と1個のスペーシャルフィルタ2
7とを使用してコピーホログラム乾板2の上部(上下方
向は図に基づいて定める。)に対する撮影を行う。次
に、今度は、残りの2個のミラー25,26と残りの1
個のスペーシャルフィルタ28とを使用してコピーホロ
グラム乾板2の下部に対する撮影を行う。An optical system for photographing a copy hologram of this type generally has a structure as shown in FIG.
It comprises an argon laser oscillator 3, a balance 22, four mirrors 23, 24, 25, 26, two spatial filters 27, 28, and the like. When shooting, first
Mirrors 23 and 24 and one spatial filter 2
7 is used to take an image of the upper portion of the copy hologram dry plate 2 (the vertical direction is determined based on the drawing). Next, the remaining two mirrors 25 and 26 and the remaining 1
The lower part of the copy hologram dry plate 2 is photographed using the spatial filters 28.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
ホログラム製造方法においては、 アルゴン・レーザ
ー発振器3に最も接近したミラー23を除去する作業時
間が長い、 2個のスペーシャルフィルタ27,28
を使用しているため各スペーシャルフィルタごとに調整
作業を必要とし、この2回分の調整作業が煩雑である、
衝立22によるエネルギーロスが大きい、などの問
題があった。However, in the above-described hologram manufacturing method, the two spatial filters 27 and 28 require a long working time to remove the mirror 23 closest to the argon laser oscillator 3.
, Adjustment work is required for each spatial filter, and these two adjustment works are complicated.
There was a problem that energy loss due to the partition 22 was large.
【0006】この発明は上記問題点を解決し、ミラーの
除去作業を省略することができ、またスペーシャルフィ
ルタは1個で済みその煩雑な調整作業を軽減することが
でき、さらに衝立を省略できてこれによるエネルギーロ
スを減少させることができるようなホログラム製造方法
を提供することを課題とする。The present invention solves the above-mentioned problems, and can eliminate the operation of removing the mirror. Further, only one spatial filter is required, and the complicated adjustment operation can be reduced. Further, the screen can be omitted. It is another object of the present invention to provide a hologram manufacturing method capable of reducing energy loss due to this.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、第1の発明に係るホログラム製造方法は、マ
スタホログラムにコピーホログラム乾板を重ね合わせ、
該コピーホログラム乾板に前記マスタホログラムの記録
像をコピーしてホログラムを製造するホログラム製造方
法であって、レーザー発振器と、前記レーザー発振器か
らのレーザー・ビームを発散させるスペーシャルフィル
タと、前記スペーシャルフィルタからの発散光を平行光
へ変化させるレンズと、前記レンズからの平行光を反射
する第1のミラーと、前記第1のミラーからの反射光の
一部を反射させる第2のミラーと、前記第1のミラーか
らの反射光の第2のミラーにより反射されない光の少な
くとも一部を反射させる第3のミラーと、を備え、前記
第2のミラーの反射光により前記マスタホログラムを照
射するとともに、前記第3のミラーの反射光により前記
マスタホログラムを照射することを特徴とする。In order to solve such a problem, a method of manufacturing a hologram according to a first aspect of the present invention is a method of manufacturing a hologram .
Lay the copy hologram plate on the star hologram ,
A hologram manufacturing method for manufacturing a hologram copy the recorded image of the master hologram to the copy hologram dry plate, and the laser oscillator, and Luz page tangential filter caused to diverge the laser beam from the laser oscillator, the space a lens for changing the parallel light divergent light from the tangential filter, a first mirror for reflecting the collimated light from the lens, a second mirror causes reflects part of reflected light from said first mirror , The first mirror
A small amount of light that is not reflected by the second mirror
Ku and also and a third mirror for reflecting a part, the
The master hologram is illuminated by the reflected light of the second mirror.
And reflected light of the third mirror.
Irradiating a master hologram .
【0008】また、第2の発明に係るホログラム製造方
法は、マスタホログラムにコピーホログラム乾板を重ね
合わせ、該コピーホログラム乾板に前記マスタホログラ
ムの記録像をコピーしてホログラムを製造するホログラ
ム製造方法であって、レーザー発振器と、前記レーザー
発振器からのレーザー・ビームを発散させるスペーシャ
ルフィルタと、前記スペーシャルフィルタからの光の一
部を反射する第4のミラーと、前記第4のミラーからの
反射光を反射する第5のミラーと、を備え、前記マスタ
ホログラムは、前記スペーシャルフィルタからの光を直
接照射されるとともに、前記第5のミラーの反射光によ
り照射されることを特徴とする。Further, in the hologram manufacturing method according to the second invention , a copy hologram dry plate is superimposed on the master hologram.
Combined, a hologram manufacturing method by copying the recorded images of the master hologram to the copy hologram dry plate to produce a hologram, a laser oscillator, and Luz page tangential filter caused to diverge the laser beam from the laser oscillator, A fourth mirror that reflects a part of the light from the spatial filter, and a fifth mirror that reflects the light reflected from the fourth mirror, wherein the master
The hologram directs the light from the spatial filter.
And is reflected by the fifth mirror.
Is irradiated .
【0009】[0009]
【発明の作用効果】第1及び第2の発明によると、1回
の撮影でコピーホログラム乾板の上部側及び下部側の両
方を同時に撮影することができるため、ミラーの除去作
業を省略することができる。また、スペーシャルフィル
タは1個のみを用いているため、煩雑な調整作業を軽減
することができる。また、衝立がないため、これによる
エネルギーロスを招かない。According to the first and second aspects of the present invention, it is possible to simultaneously photograph both the upper side and the lower side of the copy hologram dry plate in one photographing, so that the mirror removing operation can be omitted. it can. Further, since only one spatial filter is used, complicated adjustment work can be reduced. Also, since there is no partition, energy loss due to this is not caused.
【0010】[0010]
【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。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0011】図1は、第1実施例に係るホログラム製造
方法を実施するための装置の概念図を示している。FIG. 1 is a conceptual diagram of an apparatus for performing the hologram manufacturing method according to the first embodiment.
【0012】この装置は、マスタホログラム1にコピー
ホログラム乾板2を重合させ、コピーホログラム乾板2
にマスタホログラム1の記録像をコピーしてバーコード
読み取り用ホログラムを製造するための装置である。こ
こで、マスタホログラム1は、後述するように、共に発
散光である物体光及び参照光により撮影されたマスタホ
ログラムである。This apparatus superimposes a copy hologram dry plate 2 on a master hologram 1 and
This is an apparatus for manufacturing a hologram for reading a bar code by copying the recorded image of the master hologram 1 to the hologram. Here, the master hologram 1 is a master hologram photographed by the object light and the reference light, both of which are divergent light, as described later.
【0013】そして、この装置は、アルゴン・レーザー
発振器3と1個のスペーシャルフィルタ4と凸レンズ5
と第1のミラー6と第2のミラー7と第3のミラー8と
を備える。This apparatus comprises an argon laser oscillator 3, one spatial filter 4, and a convex lens 5.
, A first mirror 6, a second mirror 7, and a third mirror 8.
【0014】スペーシャルフィルタ4はレンズと絞りと
の組み合わせからなり、アルゴン・レーザー発振器3か
らのレーザー・ビームを発散させる。The spatial filter 4 is composed of a combination of a lens and an aperture, and diverges a laser beam from the argon laser oscillator 3.
【0015】凸レンズ5はスペーシャルフィルタ4から
の発散光を平行光へ変化させる。The convex lens 5 changes divergent light from the spatial filter 4 into parallel light.
【0016】第1のミラー6は平板ミラーであり、凸レ
ンズ5からの平行光を反射して折曲させる。The first mirror 6 is a flat mirror, and reflects parallel light from the convex lens 5 to bend it.
【0017】第2のミラー7は平板ミラーであり、第1
のミラー6からの反射光の一部を反射して折曲させる。The second mirror 7 is a flat mirror.
A part of the reflected light from the mirror 6 is reflected and bent.
【0018】第3のミラー8は平板ミラーであり、第1
のミラー6からの反射光の残部を反射して折曲させる。The third mirror 8 is a flat mirror.
The remaining part of the light reflected from the mirror 6 is reflected and bent.
【0019】第2のミラー7の平行光である反射光はマ
スタホログラム1の上部側又は下部側のいずれか一方側
(本実施例では上部側。なお上下関係は図に基づいて定
めている。)を、第3のミラー8の平行光である反射光
は他方側(本実施例では下部側)を参照光Lとして照射
する。The reflected light, which is the parallel light of the second mirror 7, is either the upper side or the lower side of the master hologram 1 (the upper side in this embodiment. The vertical relationship is determined based on the drawings. ), And the reflected light, which is the parallel light of the third mirror 8, irradiates the other side (the lower side in this embodiment) as the reference light L.
【0020】上記構成の装置を使用してコピーホログラ
ムを撮影するにあたっては、第1,第2,第3のミラー
6,7,8、凸レンズ5及びスペーシャルフィルタ4を
それぞれ所定位置にセットするとともに、スペーシャル
フィルタ4を所望の発散光を得ることができるよう調整
する。そして、通常の方法と同様、アルゴン・レーザー
発振器3からレーザー・ビームを発射させて撮影を行な
う。In photographing a copy hologram using the apparatus having the above-described configuration, the first, second, and third mirrors 6, 7, 8, the convex lens 5, and the spatial filter 4 are set at predetermined positions, respectively. , The spatial filter 4 is adjusted so that desired divergent light can be obtained. Then, as in the usual method, the laser beam is emitted from the argon laser oscillator 3 to perform photographing.
【0021】本実施例のホログラム製造方法によると、
従来のようなミラーを除去する作業を省略できることか
ら作業時間を短縮することができ、また、スペーシャル
フィルタ4が1個であるためその調整作業が1回で済む
ため煩雑な調整作業に費やされる労力を軽減することが
でき、また、衝立を設けていないためエネルギーロスを
減少させることができるようになる。According to the hologram manufacturing method of this embodiment,
Since the operation of removing the mirror as in the related art can be omitted, the operation time can be shortened, and since only one spatial filter 4 is used, the adjustment operation can be performed only once. Labor can be reduced, and energy loss can be reduced because no screen is provided.
【0022】ところで、共に発散光である物体光及び参
照光により撮影されたマスタホログラム1の記録像を平
行光の参照光Lでコピーホログラム乾板2にコピーする
場合、回折効率が低下するかどうかが問題となる。When the recorded image of the master hologram 1 photographed by the object light and the reference light, both of which are divergent light, is copied onto the copy hologram dry plate 2 by the parallel light reference light L, it is determined whether the diffraction efficiency is reduced. It becomes a problem.
【0023】一般に、撮影光と再生光の波長が異なる場
合、再生光の入射角度を補正する必要がある。このた
め、再生光が発散光である場合、例えば、図2、図3及
び図4に示すように、補正角θ(=6.5°)が位置に
よって5.7°,7.3°,8.0°として示すように
ずれてしまい、回折効率が低下する。In general, when the wavelengths of the photographing light and the reproduction light are different, it is necessary to correct the incident angle of the reproduction light. Therefore, when the reproduction light is divergent light, for example, as shown in FIGS. 2, 3, and 4, the correction angle θ (= 6.5 °) depends on the position, and is 5.7 °, 7.3 °, As shown as 8.0 °, the diffraction efficiency is reduced.
【0024】その点、再生光が平行光である場合、全て
の位置で補正角が一致するため、回折効率の低下を招く
ことはなく、好ましい条件といえる。On the other hand, when the reproduction light is parallel light, since the correction angles coincide at all positions, the diffraction efficiency does not decrease, which is a preferable condition.
【0025】但し、1次光/0次光の比が当初の発散光
における比からずれることになる。しかし、この比が1
付近(0.8〜1.8)の広範囲で高回折効率のホログ
ラムを形成できることから、平行光で露光しても高回折
効率のコピーホログラムを均一かつ高歩留まりで形成す
ることができる。However, the ratio of first-order light / zero-order light deviates from the ratio in the original divergent light. However, this ratio is 1
Since a hologram with a high diffraction efficiency can be formed in a wide range in the vicinity (0.8 to 1.8), a copy hologram with a high diffraction efficiency can be formed uniformly and at a high yield even when exposed to parallel light.
【0026】次に、上記マスタホログラム1を製造する
方法について図5〜図15に基づいて説明する。Next, a method for manufacturing the master hologram 1 will be described with reference to FIGS.
【0027】図5は、このマスタホログラム1を撮影す
る装置の概念図を示している。FIG. 5 is a conceptual diagram of an apparatus for photographing the master hologram 1.
【0028】この撮影装置は、アルゴン・レーザー発振
器3、複数個のスペーシャルフィルタ4、複数個のミラ
ー9、複数個のビーム・スプリッター10、衝立11等
からなり、物体光及び参照光のいずれも発散光を用いる
よう構成している。This photographing apparatus comprises an argon laser oscillator 3, a plurality of spatial filters 4, a plurality of mirrors 9, a plurality of beam splitters 10, a partition 11, and the like. It is configured to use divergent light.
【0029】ここで、物体光及び参照光のいずれも発散
光を用いるようにしたのは以下に述べるような理由に基
づいている。The reason why the diverging light is used for both the object light and the reference light is based on the following reason.
【0030】一般にレーザー発振器は撮影時には感度波
長やパワーの影響から大型のものとなるが、再生時には
小型のものが望ましく、そのため撮影光と再生光の波長
に差が生じる(例えば、撮影用レーザー発振器としてア
ルゴン・レーザー発振器を用いた場合の撮影光の波長は
488nm又は514nmであり、一方再生用レーザー
発振器として半導体レーザー発振器又はHe−Neレー
ザー発振器を用いた場合、再生光の波長は670nm又
は633nmとなる。)。このため、平行光の参照光で
撮影した場合、再生時に非点収差(レーザー・ビームの
縦方向と横方向との焦点距離がずれる現象をいう。)が
生じ、回折光(走査ビーム)のビーム形状が楕円にな
る。走査ビームが楕円になると、図6に示すように、バ
ーコード・ラベル12を斜めに走査した場合、その反射
光(情報光)が不明瞭となり読み取り性能の低下を招
く、換言すると、収束性能の割りに読み取り性能が不十
分となる。Generally, a laser oscillator is large due to the influence of sensitivity wavelength and power at the time of photographing. However, it is desirable that the laser oscillator is small at the time of reproduction, so that there is a difference between the wavelengths of photographing light and reproduction light (for example, a laser oscillator for photographing). The wavelength of the photographing light when using an argon laser oscillator is 488 nm or 514 nm, while the wavelength of the reproducing light is 670 nm or 633 nm when using a semiconductor laser oscillator or a He-Ne laser oscillator as the reproducing laser oscillator. Become.). For this reason, when photographing with parallel reference light, astigmatism (a phenomenon in which the focal length of the laser beam is shifted in the vertical direction and the horizontal direction) occurs during reproduction, and a beam of diffracted light (scanning beam) is generated. The shape becomes elliptical. When the scanning beam becomes elliptical, as shown in FIG. 6, when the barcode label 12 is scanned obliquely, the reflected light (information light) becomes unclear and the reading performance is reduced. In other words, the convergence performance is reduced. Reading performance is insufficient.
【0031】一方、走査ビームが略真円形状であると、
図7に示すように、たとえバーコード・ラベル12を斜
めに走査した場合であっても、読み取り性能は低下せ
ず、十分な収束性能及び読み取り性能を得ることができ
る。On the other hand, if the scanning beam has a substantially perfect circular shape,
As shown in FIG. 7, even when the barcode label 12 is scanned obliquely, the reading performance does not decrease and sufficient convergence performance and reading performance can be obtained.
【0032】そこで、本実施例においては、略真円形状
の走査ビームを得ることができるよう参照光として発散
光を用いることとした。そして、次のような撮影条件の
下で撮影することとした。Therefore, in this embodiment, divergent light is used as reference light so that a scanning beam having a substantially perfect circular shape can be obtained. Then, shooting was performed under the following shooting conditions.
【0033】以下、マスタホログラム1の撮影条件の設
定を図8に基づいて順に説明する。Hereinafter, the setting of the photographing conditions of the master hologram 1 will be described in order with reference to FIG.
【0034】(1)撮影、再生条件設定 レーザー交差角の算出 図9に示すような光学系を設定し、撮影時のレーザー交
差角θ2 (物体光発散点Aからの発散光の光軸とマスタ
ホログラム1乾板の垂直軸との交差角θa から、参照光
発散点Bからの発散光の光軸とマスタホログラム1乾板
の垂直軸との交差角θb を差し引いた角度、即ち、θa
−θb )を算出する。(1) Setting of photographing and reproduction conditions Calculation of laser crossing angle An optical system as shown in FIG. 9 is set, and the laser crossing angle θ 2 at the time of photographing (the optical axis of divergent light from object light divergence point A and from crossing angle theta a to the vertical axis of the master hologram 1 dry plate, the angle obtained by subtracting the crossing angle theta b between the vertical axis and the optical axis of the master hologram 1 dry plate of divergent light from the reference light diverging point B, that is, theta a
−θ b ) is calculated.
【0035】この算出方法は、図10に示すような干渉
縞の間隔△X、レーザー・ビームの波長λ及びレーザー
交差角θの間には、下記式(1) に示すような関係が成立
することから、△X一定下では、再生時のレーザー・ビ
ームの波長λ1 、レーザー交差角θ1 と、撮影時のレー
ザー・ビームの波長λ2 、レーザー交差角θ2 との間に
は、下記式(2) が成立し、この式(2) から、撮影時のレ
ーザー交差角θ2 を決定する。In this calculation method, the relationship shown in the following equation (1) is established between the interference fringe interval ΔX, the laser beam wavelength λ, and the laser crossing angle θ as shown in FIG. Therefore, under the condition of △ X, between the laser beam wavelength λ 1 and the laser crossing angle θ 1 at the time of reproduction and the laser beam wavelength λ 2 and the laser crossing angle θ 2 at the time of shooting, Equation (2) holds, and from this equation (2), the laser crossing angle θ 2 during imaging is determined.
【0036】 △X=λ/[2sin (θ/2)] (1) λ1 /[2sin (θ1 /2)]=λ2 /[2sin (θ2 /2)] (2) 補正角の算出 補正角θb は、厚肉なホログラムにおいてはレーザー・
ビームの波長λによって最大効率入射角が異なるため必
要とされる。[0036] △ X = λ / [2sin ( θ / 2)] (1) λ 1 / [2sin (θ 1/2)] = λ 2 / [2sin (θ 2/2)] (2) correction angle of The calculated correction angle θ b is determined by the laser
This is necessary because the maximum efficiency incidence angle differs depending on the wavelength λ of the beam.
【0037】この補正角θb は、次のようにして算出す
る。即ち、図11に示すような、撮影時の干渉縞の間隔
△X、干渉縞とマスタホログラム1乾板の垂直軸との交
差角θi 、補正角θb 、レーザー交差角θ2 及びレーザ
ー・ビームの波長λ2 の間には、下記式(3) が成立する
とともに、上記式(1) に基づく下記式(4) が成立する。
一方、図12に示すように、再生時に、レーザー・ビー
ムの光軸とマスタホログラム1の垂直軸との交差角即ち
入射角がθd のとき最大効率が得られるとすると、この
入射角θd は、下記式(5) で表わされるブラッグ条件を
満足する必要がある。そこで、下記式(5) に対して、下
記式(3) のθi 及び下記式(4) の△Xをそれぞれ代入す
るとともに、再生時の入射角θd は零であることを考慮
してθd=0を代入し、これによりθb を求める。[0037] The correction angle θ b is calculated as follows. That is, as shown in FIG. 11, the interval ΔX of the interference fringes at the time of photographing, the intersection angle θ i between the interference fringes and the vertical axis of the master hologram 1 dry plate, the correction angle θ b , the laser cross angle θ 2, and the laser beam Between the wavelengths λ 2, the following equation (3) holds, and the following equation (4) based on the above equation (1) holds.
On the other hand, as shown in FIG. 12, assuming that the maximum efficiency can be obtained when the intersection angle between the optical axis of the laser beam and the vertical axis of the master hologram 1, that is, the incident angle is θ d during reproduction, the incident angle θ d Needs to satisfy the Bragg condition expressed by the following equation (5). Therefore, θ i of the following equation (3) and ΔX of the following equation (4) are substituted into the following equation (5), and the incident angle θ d during reproduction is considered to be zero. Substituting θ d = 0, thereby obtaining θ b .
【0038】 θi −θb =θ2 /2 (3) △X=λ2 /[2sin (θ2 /2)] (4) θd −θi =sin-1 [λ1 /(2△X)] (5) 上記レーザー交差角θ2 及び補正角θb から物体光
発散点Aの光軸及び参照光発散点Bの光軸を求め、これ
らの光軸上の任意の点を物体光発散点A及び参照光発散
点として定める。[0038] θ i -θ b = θ 2/ 2 (3) △ X = λ 2 / [2sin (θ 2/2)] (4) θ d -θ i = sin -1 [λ 1 / (2 △ X)] (5) The optical axis of the object light divergence point A and the optical axis of the reference light divergence point B are determined from the laser crossing angle θ 2 and the correction angle θ b, and any point on these optical axes is determined as the object light. The divergence point A and the reference light divergence point are defined.
【0039】 下記のホログラム結像式(6),(7),(8)
から、再生像発散点の座標を求める。The following hologram imaging formulas (6), (7), (8)
Then, the coordinates of the reproduced image divergence point are obtained.
【0040】 (1/λ1 )(x1a/R1a−x1b/R1b) =(1/λ2 )(x2a/R2a−x2b/R2b) (6) (1/λ1 )(y1a/R1a−y1b/R1b) =(1/λ2 )(y2a/R2a−y2b/R2b) (7) (1/λ1 )(1/R1a−1/R1b) =(1/λ2 )(1/R2a−1/R2b) (8) ここで、図示を省略したが、x1a,y1aは再生像発散点
のx,y座標、x1b,y1bは再生光発散点のx,y座
標、R1aは再生像発散点とマスタホログラム1中心点と
の間の距離(即ち、再生時焦点距離)、R1bは再生光発
散点とマスタホログラム1中心点との間の距離を表わし
ている。また、図9に示すように、x2a,y2aは撮影時
の物体光発散点Aのx,y座標、x2b,y2bは撮影時の
参照光発散点Bのx,y座標、R2aは撮影時の物体光発
散点Aとマスタホログラム1乾板中心点Oとの間の距離
(即ち、物体光距離)、R2bは撮影時の参照光発散点B
とマスタホログラム1乾板中心点Oとの間の距離(即
ち、参照光距離)を表わしている。なお、x1b,y1b,
R1bは予め定められている。(1 / λ 1 ) (x 1a / R 1a -x 1b / R 1b ) = (1 / λ 2 ) (x 2a / R 2a -x 2b / R 2b ) (6) (1 / λ 1 ) (y 1a / R 1a -y 1b / R 1b) = (1 / λ 2) (y 2a / R 2a -y 2b / R 2b) (7) (1 / λ 1) (1 / R 1a -1 / R 1b ) = (1 / λ 2 ) (1 / R 2a −1 / R 2b ) (8) Here, although not shown, x 1a and y 1a are the x and y coordinates of the reproduced image divergence point, x 1b and y 1b are the x and y coordinates of the divergence point of the reproduction light, R 1a is the distance between the divergence point of the reproduction image and the center point of the master hologram 1 (that is, the focal length during reproduction), and R 1b is the divergence point of the reproduction light. And the center point of the master hologram 1. As shown in FIG. 9, x 2a and y 2a are the x and y coordinates of the divergence point A of the object light at the time of shooting, x 2b and y 2b are the x and y coordinates of the divergence point B of the reference light at the time of shooting, and R 2a the distance between the object beam divergence point a and the master hologram 1 dry plate center point O at the time of photographing (i.e., object beam distance), R 2b reference beam divergence point of time of photographing B
And the distance between the master hologram 1 and the center point O of the dry plate (that is, the reference light distance). Note that x 1b , y 1b ,
R 1b is predetermined.
【0041】(2) 回折方向計算 上記再生像発散点のx,y座標(x1a,y1a)に基づい
て回折方向を計算する。(2) Calculation of Diffraction Direction The diffraction direction is calculated based on the x and y coordinates (x 1a , y 1a ) of the reproduced image divergence point.
【0042】(3) 評価面距離設定 上記再生像発散点のx,y座標(x1a,y1a)及び上記
回折方向から評価面のマスタホログラム中心点Oからの
距離を計算する。ここで、評価面とは、回折光(走査ビ
ーム)の焦点位置(再生像発散点)に回折光に対して垂
直に設定される面をいう。(3) Evaluation Surface Distance Setting The distance from the master hologram center point O of the evaluation surface is calculated based on the x and y coordinates (x 1a , y 1a ) of the reproduced image divergence point and the diffraction direction. Here, the evaluation surface refers to a surface that is set perpendicular to the focal position (reproduced image divergence point) of the diffracted light (scanning beam) with respect to the diffracted light.
【0043】(4) 評価面の式計算 上記評価面距離及び回折方向から評価面を表わす式を計
算する。(4) Formula Calculation of Evaluation Surface An expression representing the evaluation surface is calculated from the evaluation surface distance and the diffraction direction.
【0044】(5) 入射スポット設定 マスタホログラム1に入射する再生光を光線群からなる
ものと仮定する。(5) Setting of Incident Spot It is assumed that the reproduction light incident on the master hologram 1 is composed of a light beam group.
【0045】(6) 各点の回折方向計算 各光線毎に回折方向を計算する。(6) Calculation of the diffraction direction of each point The diffraction direction is calculated for each ray.
【0046】(7) 評価面との交点座標計算 各光線毎に評価面との交点座標を計算する。全ての光線
群について交点座標を求めることにより評価面における
ビーム形状が判明する。(7) Calculation of intersection coordinates with evaluation plane The coordinates of the intersection with the evaluation plane are calculated for each ray. The beam shape on the evaluation plane is determined by obtaining the intersection coordinates for all the light groups.
【0047】(8) 上記判明したビーム形状から、再生
時焦点距離及びビーム径を計算する。(8) A focal length and a beam diameter at the time of reproduction are calculated from the determined beam shape.
【0048】再生時焦点距離及びビーム径は、下記式
(9)に基づいて定める。The focal length and beam diameter during reproduction are determined based on the following equation (9).
【0049】 D(z) =2W0 [1+(Z−Z0 )2 /(k2 W0 4)]1/2 (9) ここで、D(z) はレンズからzの距離でのビーム直径、
kは波長定数=2π/λ、λは波長、W0 はビームウエ
スト半径、即ち、W0 =r2 /[1+(k2 r 4 )/4
f2 ]、Z0 はビームウエスト位置、即ち、Z0 =f/
[1+4f2 /(k2 r4 )]、rは入射ビーム半径、
fはレンズの焦点距離を表わしている。D (z) = 2W0 [1+ (Z-Z0 )Two / (KTwo W0 Four)]1/2 (9) where D (z) is the beam diameter at a distance of z from the lens,
k is wavelength constant = 2π / λ, λ is wavelength, W0 Is Beamwe
Strike radius, ie, W0 = RTwo / [1+ (kTwo r Four ) / 4
fTwo ], Z0 Is the beam waist position, that is, Z0 = F /
[1 + 4fTwo / (KTwo rFour )], R is the incident beam radius,
f represents the focal length of the lens.
【0050】(9) 上記再生時焦点距離及びビーム径に
基づいて、再び、記録、再生条件設定を行ない、以後、
上記と同様な処理を行ない、最終的には、評価面におい
て略真円形状かつ最小径のビームが得られるような物体
光発散点A及び参照光発散点Bを設定する。(9) Recording and reproduction conditions are set again based on the focal length and beam diameter during reproduction.
The same processing as described above is performed, and finally, an object light divergence point A and a reference light divergence point B are set such that a beam having a substantially circular shape and a minimum diameter is obtained on the evaluation surface.
【0051】以上説明したようにして、物体光発散点A
及び参照光発散点Bを設定し、図5の撮影系をセットし
てマスタホログラム1を撮影する。なお、マスタホログ
ラム1の上部側と下部側とで回折角が異なるよう例えば
45°、48°に設定した場合、物体光距離R2a、参照
光距離R2bと再生時焦点距離R1aとの関係は図13に示
したようになった。As described above, the object light divergence point A
Then, the divergence point B of the reference light is set, and the imaging system shown in FIG. Note that, when the diffraction angle is set differently between the upper side and the lower side of the master hologram 1, for example, at 45 ° and 48 °, the relationship between the object light distance R 2a , the reference light distance R 2b, and the focal length R 1a during reproduction is set. Was as shown in FIG.
【0052】このようにして、非点収差の補正を行なっ
たマスタホログラム1を使用してバーコードの読み取り
を行なった場合、図14に示すような結果がシミュレー
ションにより得ることができた。なお、収差補正をしな
かった場合、図15に示すようになった。また、図示を
省略したが、上述したような収差補正を行なった場合、
読み取り領域及び読み取り深度のいずれも向上すること
が判明した。When the bar code was read using the master hologram 1 in which the astigmatism was corrected in this manner, the result shown in FIG. 14 could be obtained by simulation. When the aberration correction was not performed, the result is as shown in FIG. Although not shown, when the above-described aberration correction is performed,
It has been found that both the reading area and the reading depth are improved.
【0053】なお、上述したようにして撮影されたマス
タホログラム1からその記録像をコピーしてなるコピー
ホログラム13は、図16に示すようなバーコード読み
取り装置に使用される。A copy hologram 13 obtained by copying the recorded image from the master hologram 1 photographed as described above is used in a bar code reader as shown in FIG.
【0054】このバーコード読み取り装置においては、
再生用レーザー発振器14からのレーザー・ビームをミ
ラー15で反射し、この反射光をホログラム・ディスク
16に照射して回折光を5面ミラー17で反射し、バー
コード・ラベル12を走査する。バーコード・ラベル1
2の反射光は、5面ミラー17及びホログラム・ディス
ク16を介して凸レンズ18により集光され受光素子1
9に入光され、図示しない電子回路においてバーコード
が認識される。In this bar code reader,
The laser beam from the reproducing laser oscillator 14 is reflected by the mirror 15, the reflected light is applied to the hologram disk 16, the diffracted light is reflected by the five-sided mirror 17, and the bar code label 12 is scanned. Barcode label 1
The reflected light 2 is condensed by the convex lens 18 via the five-sided mirror 17 and the hologram disc 16 and the light receiving element 1
Light 9 is input, and a bar code is recognized in an electronic circuit (not shown).
【0055】図17は第2実施例に係るホログラム製造
方法を実施するための装置を概念的に示している。FIG. 17 conceptually shows an apparatus for carrying out the hologram manufacturing method according to the second embodiment.
【0056】この第2実施例は、上述した第1実施例の
ようにマスタホログラム1からその記録像をコピーホロ
グラムへコピーする際に平行光を参照光として用いたの
では、0次光/1次光の比が1から比較的大きくはずれ
る場合に好適なホログラム製造方法である。In the second embodiment, the parallel light is used as the reference light when the recorded image is copied from the master hologram 1 to the copy hologram as in the first embodiment described above. This is a hologram manufacturing method suitable for a case where the ratio of the next light deviates from 1 relatively large.
【0057】この装置は、第1実施例と同様、マスタホ
ログラム1にコピーホログラム乾板2を重合させ、コピ
ーホログラム乾板2にマスタホログラム1の記録像をコ
ピーしてバーコード読み取り用ホログラムを製造するた
めの装置である。ここで、マスタホログラム1は、第1
実施例と同様、共に発散光である物体光及び参照光によ
り撮影されたマスタホログラムである。This apparatus is similar to the first embodiment in that the copy hologram plate 2 is superimposed on the master hologram 1 and the recorded image of the master hologram 1 is copied on the copy hologram plate 2 to produce a hologram for reading a bar code. Device. Here, the master hologram 1
Similar to the embodiment, this is a master hologram captured by the object light and the reference light, both of which are divergent light.
【0058】そして、この装置は、アルゴン・レーザー
発振器3と1個のスペーシャルフィルタ4と第4のミラ
ー20と第5のミラー21とを備える。This device includes an argon laser oscillator 3, one spatial filter 4, a fourth mirror 20, and a fifth mirror 21.
【0059】スペーシャルフィルタ4はレーザー発振器
からのレーザー・ビームを発散させる。The spatial filter 4 diverges the laser beam from the laser oscillator.
【0060】第4のミラー20は平板ミラーであり、ス
ペーシャルフィルタ4からの発散光の一部を反射して折
曲させる。The fourth mirror 20 is a flat mirror, and reflects a part of the divergent light from the spatial filter 4 to bend it.
【0061】第5のミラー21は平板ミラーであり、第
4のミラー20からの反射光を反射して折曲させる。The fifth mirror 21 is a flat mirror, and reflects the light reflected from the fourth mirror 20 and bends it.
【0062】スペーシャルフィルタ4からの発散光の残
部は、直接マスタホログラム1の上部側又は下部側のい
ずれか一方側を照射し、第5のミラーの反射光は他方側
を照射する。The remainder of the divergent light from the spatial filter 4 directly irradiates one of the upper side and the lower side of the master hologram 1, and the reflected light of the fifth mirror irradiates the other side.
【0063】上記構成の装置を使用してコピーホログラ
ムを撮影するにあたっては、第4,第5のミラー20,
21、及びスペーシャルフィルタ4をそれぞれ所定位置
にセットするとともに、スペーシャルフィルタ4を所望
の発散光を得ることができるよう調整する。そして、通
常の方法と同様、アルゴン・レーザー発振器3からレー
ザー・ビームを発射させて撮影を行なう。In photographing a copy hologram using the apparatus having the above configuration, the fourth and fifth mirrors 20 and
21 and the spatial filter 4 are respectively set at predetermined positions, and the spatial filter 4 is adjusted so that desired divergent light can be obtained. Then, as in the usual method, the laser beam is emitted from the argon laser oscillator 3 to perform photographing.
【0064】この第2実施例のホログラム製造方法によ
っても、従来のようなミラーを除去する作業を省略でき
ることから作業時間を短縮することができ、また、スペ
ーシャルフィルタ4が1個であるためその調整作業が1
回で済むため煩雑な調整作業に費やされる労力を軽減す
ることができ、また、衝立を設けていないためエネルギ
ーロスを減少させることができるようになる。Also according to the hologram manufacturing method of the second embodiment, the work for removing the mirror as in the conventional case can be omitted, so that the work time can be shortened. Adjustment work is 1
Since the rotation is completed, labor required for complicated adjustment work can be reduced, and energy loss can be reduced because no partition is provided.
【0065】さらに、この第2実施例によると、発散光
を分割することで入射角度のずれは最小限に抑えること
ができる。Further, according to the second embodiment, the deviation of the incident angle can be minimized by dividing the divergent light.
【0066】なお、上記実施例におけるホログラム乾板
はDCG(ダイクロメートゼラチン)、フォトポリマ、
Ag塩乾板のいづれでも良い。The hologram dry plate in the above embodiment is made of DCG (dichromate gelatin), photopolymer,
Any of Ag salt dry plates may be used.
【0067】DCG乾板の製造方法は、30〜50°C
の水にゼラチンを5〜30%添加して1〜4時間かけて
撹拌、溶解した後、重クロム酸アンモニウムを1〜20
%添加した液をスピンコート法によりガラス又は樹脂に
塗布し、20°C、50%RHの中で1〜14日間乾燥
して完成する。ここで、膜厚は5〜10μmである。D
CG乾板は、感度が紫外域で高いため、アルゴン・レー
ザーの波長488nm又は514nmを用いて撮影す
る。The method for producing a DCG dry plate is 30 to 50 ° C.
5-30% of gelatin is added to water and stirred and dissolved for 1 to 4 hours, and then ammonium bichromate is added for 1 to 20 hours.
% Of the solution is applied to glass or resin by spin coating, and dried at 20 ° C. and 50% RH for 1 to 14 days to complete. Here, the film thickness is 5 to 10 μm. D
Since the CG dry plate has a high sensitivity in the ultraviolet region, an image is taken using a wavelength of 488 nm or 514 nm of an argon laser.
【図1】第1実施例を実施するためのコピーホログラム
の撮影系の概念図FIG. 1 is a conceptual diagram of a copy hologram photographing system for implementing a first embodiment.
【図2】マスタホログラムを発散光で再生してコピーホ
ログラムを撮影する場合の問題点を説明するための第1
の説明図FIG. 2 is a first diagram for describing a problem when a copy hologram is photographed by reproducing a master hologram with divergent light.
Illustration of
【図3】同じく第2の説明図FIG. 3 is also a second explanatory view
【図4】同じく第3の説明図FIG. 4 is also a third explanatory view
【図5】第1実施例におけるマスタホログラムの撮影系
の概念図FIG. 5 is a conceptual diagram of an imaging system of a master hologram in the first embodiment.
【図6】収差補正をしない場合の問題点を説明するため
の説明図FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a problem when aberration correction is not performed;
【図7】収差補正をした場合の効果を説明するための説
明図FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an effect when aberration correction is performed.
【図8】マスタホログラム撮影条件を設定する手順を示
すフローチャートFIG. 8 is a flowchart showing a procedure for setting a master hologram photographing condition.
【図9】上記手順を説明するために設定した光学系を示
す図FIG. 9 is a diagram showing an optical system set for explaining the above procedure.
【図10】レーザー交差角の算出方法を説明するための
説明図FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating a laser crossing angle.
【図11】補正角の算出方法を説明するための説明図FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating a correction angle.
【図12】同じく補正角の算出方法を説明するための説
明図FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating a correction angle.
【図13】上記マスタホログラム撮影条件により設定さ
れた参照光距離、物体光距離と再生時焦点距離との関係
を示す図FIG. 13 is a diagram showing a relationship between a reference light distance, an object light distance, and a reproduction focal length set by the master hologram photographing condition.
【図14】収差補正をした場合のビーム直径及び楕円率
を示す図FIG. 14 is a diagram illustrating a beam diameter and an ellipticity when aberration is corrected.
【図15】収差補正をしない場合のビーム直径及び楕円
率を示す図FIG. 15 is a diagram illustrating a beam diameter and an ellipticity when aberration correction is not performed.
【図16】バーコード読み取り装置の概念図FIG. 16 is a conceptual diagram of a barcode reader.
【図17】第2実施例を実施するためのコピーホログラ
ムの撮影系の概念図FIG. 17 is a conceptual diagram of a copy hologram photographing system for implementing the second embodiment.
【図18】従来例のコピーホログラムの撮影系の概念図FIG. 18 is a conceptual diagram of a conventional copy hologram photographing system.
1 マスタホログラム 2 コピーホログラム乾板 3 アルゴン・レーザー発振器 4 スペーシャルフィルタ 6 第1のミラー 7 第2のミラー 8 第3のミラー 20 第4のミラー 21 第5のミラー Reference Signs List 1 master hologram 2 copy hologram dry plate 3 argon laser oscillator 4 spatial filter 6 first mirror 7 second mirror 8 third mirror 20 fourth mirror 21 fifth mirror
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−74086(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03H 1/00 - 1/34 G02B 5/32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-74086 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03H 1/00-1/34 G02B 5 / 32
Claims (5)
板を重ね合わせ、該コピーホログラム乾板に前記マスタ
ホログラムの記録像をコピーしてホログラムを製造する
ホログラム製造方法であって、 レーザー発振器と、 前記レーザー発振器からのレーザー・ビームを発散させ
るスペーシャルフィルタと、 前記スペーシャルフィルタからの発散光を平行光へ変化
させるレンズと、 前記レンズからの平行光を反射する第1のミラーと、 前記第1のミラーからの反射光の一部を反射させる第2
のミラーと、 前記第1のミラーからの反射光の第2のミラーにより反
射されない光の少なくとも一部を反射させる第3のミラ
ーと、 を備え、前記第2のミラーの反射光により前記マスタホログラム
を照射するとともに、前記第3のミラーの反射光により
前記マスタホログラムを照射することを 特徴とするホロ
グラムの製造方法。1. A superposition copy hologram dry plate to the master hologram, a hologram manufacturing method for manufacturing a hologram copy the recorded image of the master hologram to the copy hologram dry plate, a laser oscillator, from the laser oscillator Diverge the laser beam
And Luz page Shall filter, a lens for changing the divergent light from the spatial filter to the parallel light, a first mirror for reflecting the collimated light from the lens, one light reflected from said first mirror The second reflecting part
And mirrors, anti the second mirror of the reflected light from the first mirror
A third mirror that reflects at least a part of the light that is not emitted
And the master hologram is formed by reflected light of the second mirror.
And reflected light of the third mirror
A method for manufacturing a hologram, comprising irradiating the master hologram .
板を重ね合わせ、該コピーホログラム乾板に前記マスタ
ホログラムの記録像をコピーしてホログラムを製造する
ホログラム製造方法であって、 レーザー発振器と、 前記レーザー発振器からのレーザー・ビームを発散させ
るスペーシャルフィルタと、 前記スペーシャルフィルタからの光の一部を反射する第
4のミラーと、 前記第4のミラーからの反射光を反射する第5のミラー
と、 を備え、前記マスタホログラムは、前記スペーシャルフィルタか
らの光を直接照射されるとともに、前記第5のミラーの
反射光により照射されることを 特徴とするホログラムの
製造方法。2. A superimposing a copy hologram dry plate to the master hologram, a hologram manufacturing method for manufacturing a hologram copy the recorded image of the master hologram to the copy hologram dry plate, a laser oscillator, from the laser oscillator Diverge the laser beam
Comprising a Luz page Shall filter, and a fourth mirror for reflecting a portion of light from said spatial filter, and a fifth mirror for reflecting the reflected light from the fourth mirror, the master hologram Is the spatial filter
Of the fifth mirror,
A method for producing a hologram, wherein the hologram is irradiated with reflected light .
とも1項において、前記マスタホログラムは、再生時の
走査ビームが略真円形状のビーム形状となる条件下で撮
影されてなるものであることを特徴とするホログラム製
造方法。3. The method according to claim 1 or 2 ,
2. The hologram manufacturing method according to claim 1, wherein the master hologram is photographed under a condition that a scanning beam at the time of reproduction has a substantially perfect beam shape.
1項において、前記ホログラムは、バーコード読み取り2. The hologram according to claim 1, wherein the hologram is a bar code.
用ホログラムであることを特徴とするホログラム製造方Hologram manufacturing method characterized by being a hologram for use
法。Law.
1項において、前記マスタホログラムは、共に発散光でItem 1. In the item 1, the master holograms are both divergent lights.
ある物体光及び参照光により撮影されていることを特徴Characterized by being photographed with a certain object light and reference light
とするホログラムの製造方法。Hologram manufacturing method.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP14586192A JP3324141B2 (en) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | Hologram manufacturing method |
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JP14586192A JP3324141B2 (en) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | Hologram manufacturing method |
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JPH05341703A JPH05341703A (en) | 1993-12-24 |
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- 1992-06-05 JP JP14586192A patent/JP3324141B2/en not_active Expired - Fee Related
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