JPH03504053A - マルチ・ホログラフ・レンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 マルチ・ホログラフ・レンズの製造方法本発明はマルチ・ホログラフ・レンズ（ ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ　１ｅｎｓ）に係り、特に　コヒー レント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズの製造方法に関するものであ る。

マルチ・ホログラフ・レンズを上　　光学マツチド・フィルター相関器において 、マツチド・フィルターの列（ａｒｒａｙ）による入力像の並列処理を可能にす るものとして使用されている。マツチド・フィルターの列は相関器の格納された メモリを表現し、このマツチド・フィルターの列には、対象となる特定の物体に 関する大きさや方向等の外観の相違についての情報が含まれている。光学相関器 システムは、マツチド・フィルター内に格納された特定の物体についての１以上 の像と風景内の多数の物体との合致を検出することで、風景や視野内におけるこ の物体の存在を検出する。この光学相関器の操作時においては、平行光線が入力 風景により空間的に変調さね　マルチ・ホログラフ・レンズを通過するように向 けられる。このマルチ・ホログラフ・レンズの出力）上　それぞれが入力風景に より空間的に変調された互いに独立な光線の行列（ｍａ　ｔ　ｒ　ｉｘ）である 、これら光線は全て収束されて各マツチド・フィルターを通過さね　格納された メモリの列による平行処理が行われる。前述したように像がたメモリの列による 平行処理が行われる。前述したように像が合致すれば、マツチド・フィルターか らの出方は光感受性を有する検出器上に明瞭な光点を形成するのに十分な出力を 有しており、この検出器は前記特定の物体の存在を示す信号を生成する。

従来、マルチ・ホログラフ・レンズは、既知の物体により繰り返し形成するよう な手法が取られていた。平行な参照光（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅａｍ　）　と 点光源による物体光（ｏｂｊｅｃｔ　ｂｅａｍ）とが、周知のホログラム記録手 法により記録媒体上に重ねられる。露光時に、参照光と物体光との干渉パターン が記録されて記録媒体上にホログラフ・レンズの要素を形成する。第１回の露光 後に、この記録媒体はＸ又はＹ方向に微小距離だけ移動され、参照光と物体光と が重ねられた光線により第２回の露光が行われる。この工程は、複数の露光によ る所望のパターンが得られるまで、記録媒体を並進させながら何回も繰り返し行 われる。１つのホログラフ・レンズの要素は、１回の露光によりそれぞれ形成さ れる。以上の手法により形成され、互いに独立に記録された要素からなる列を有 するマルチ・ホログラフ・レンズは、非コヒーレント的に（ｉｎｃｏｈｅｒｅｎ ｔｌｙ）　ｊ！光されたマルチ・ホログラフ・レンズとして知られている。

非コヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズには、その操作性能 にいくらかの不足が存在する。第１に、この非コヒーレントのレンズに記録され た光の総強度は、それぞれのレンズ要素からの寄与の総和である。記録媒体は有 限なコントラストの範囲を持っているので、各露光時における参照光と貨体光と の強度は、露光オーバーとならない範囲に制限される。しかしながら、このよう な記録光の強度の制限は、出力光の強度にも制限を与える結果となる。第２に、 レンズ要素の列の回折効率（ＤＥ）は、この列内のレンズ要素の数（Ｍ）の増加 に伴って減少し、おおよそＤＥ＝１／　（ＭＸＭ）の式に従う。

この特徴は、記録強度の付加的な性質や記録媒体の有するコントラストの有限範 囲の結果である。第３に、列内の各レンズ要素の回折効率（ＤＥ）は必ずしも等 しくない。このような不均一性は、記録媒体の非線形的な特性に起因するもので ある。

本発明と同一の出願人による米国特許第４，４２１，３７９号は、最終的なホロ グラム記録を単一の露光で行うことを特徴とする２ステツプからなるマルチ・ホ ログラフ・レンズの製造方法を開示している。第１のステップでは、最終レンズ に記録される全ての露光は、前述の繰り返し手法の変形により独立に記録される 。この繰り返し手法の変形においては、マスクが感光板の上に配置され、各レン ズ要素の露光範囲の重複を阻止している。第２のステップでは、最初のマルチ・ レンズに光が照射されることで反射光が生成され、第２の感光板上で第２の光線 と干渉されて最終的なマルチ・ホログラフ・レンズが製造される。この方法によ れば、各レンズ要素の干渉パターンが重複するときに生じるクロス乗積（ｃｒｏ ｓｓ　ｐｒｏｄｕｃｔ）の損失を除去することにより回折効率を向上させること ができるものの、一方では、感光板の小部分はその不均一性に対してさらに敏感 であるので、この不均一性により最初のホログラムの記録が被害を被ることにな る。加えて、最終的なマルチ・ホログラフ・レンズの有効領域は、最初のホログ ラフ・レンズの製造に要求される高いｆ−ナンバーにより制限される。

本発明は、コヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズを製造する 方法であって、第１のステップは、ホログラフ・レンズ要素の列を有する非コヒ ーレント的に露光されたマスター用のマルチ・ホログラフ・レンズを製作する工 程を含む。

前記レンズ要素のそれぞれは、前記感光板の全領域を実質的にカバーする感光板 上に、互いに重なり合う干渉パターンを記録することにより形成される。このマ スター用のマルチ・ホログラフ・レンズは、次いでコヒーレント光源からの第１ の光線により照らされ、前記レンズ要素と同一数の反射光が複数生成される。ホ ログラフ記録媒体は、この記録媒体上の領域が前記複数の反射光のそれぞれによ り照らされるように配置される。反射光波又は波面は、前記記録媒体に向かって 拡散するコヒーレント光の列の形をしている。前記コヒーレント光源からの第２ の光線は、前記複数の反射光により照らされたホログラフ記録媒体の前記領域へ と向けられる。前記ホログラフ記録媒体は、次いで前記第２の光線と前記複数の 反射光により前記ホログラフ記録媒体が一度に露光され、これら第２の光線と反 射光との干渉パターンがコヒーレント的に記録される。そして、前記ホログラフ 記録媒体が現像され、コヒーレント的に露光された最終的なマルチ・ホログラフ ・レンズが形成される。

本発明の製造方法によれば、従来のマルチ・ホログラフ・レンズにおける欠点を 避けることができる。コヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズ は、レンズ要素が増加してもコントラストが悪化するという事態を避けることが できる。

これは、記録媒体上に同時に結合された列内の全ての点光源が光を発する結果で ある。これに従い、レンズ要素のコヒーレントな列のために干渉縞パターンを得 ることは、光の強度よりも光の振幅のほうが付加的である。従って、本発明によ るコヒーされた光の総強度は、非コヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラ フ・レンズの場合のような、各レンズ要素からの光強度の寄与の平方根の和とい うよりも、反射光の波面の振幅の総和の平方根に等しい。

本発明の他の実施例によれば、結像レンズが前記マスター用のマルチ・ホログラ フ・レンズと前記記録媒体との間に配置され、この結像レンズは前記複数の反射 光を受光して、これを記録媒体へと向は直す。この結像レンズは、前記各レンズ 要素のそれぞれから放射された反射光の波面中の光の大部分により、前記ホログ ラフ記録手段の領域を一度に完全に照らす。この結像レンズは、レンズ下流にあ る反射光の重なり合う領域を大きくし、この結果、コヒーレント拡散光が前記記 録媒体上で大きく重なり合う。単一の結像レンズを使うと、コヒーレント的に露 光されたマルチ・ホログラフ・レンズの再生時に位相歪みを生ずる。本発明のま た他の実施例では、第１の結像レンズと平行な第２の結像レンズが、記録媒体と マスター用のマルチ・ホログラフ・レンズとの間に配置されている。この第２の 結像レンズは、反射光の波面が記録媒体に到達する前に再度その方向を直すこと で、位相歪みを少なくしている。

本発明の方法によれば、マスター用のマルチ・ホログラフ・レンズの照射により 、レンズ要素の実像を形成する複数の第１の光波及びレンズ要素の虚像を形成す る複数の第２の光波が生成される。本発明の一つの見地からすれば、記録媒体は 実像を記録するように配置される。あるいは、記録媒体は虚像を記録するように 配置されてもよい。

図面の簡単な説明 第１図は、非コヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズを製造す るための構成を示す概略図である。

第２図ａは、本発明によるコヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レ ンズを露光するための一実施例の構成を示す概略図である。

第２図すは、本発明によるコヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レ ンズを再生するための構成を示す概略図である。

＃Ｅ３図は、単一の結像レンズを用いたコヒーレント的に露光されたマルチ・ホ ログラフ・レンズを露光するための他の実施例の構成を示す概略図である。

第４図は、結像レンズの組を用いたコヒーレント的に露光されたマルチ・ホログ ラフ・レンズを露光するための他の実施例の構成を示す概略図である。

第５図は、レンズ要素の虚像を記録するためのコヒーレント的に露光されたマル チ・ホログラフ・レンズを露光するための他の実施例の構成を示す概略図である 。

本発明の方法に従えば、最初のステップは、繰り返し手法により非コヒーレント 的に露光されたマスター用のマルチ・ホログラフ・レンズを作成する工程を含む 。このレンズには複数のレンズ要素が１列に並べられ、このレンズ要素は、感光 乳剤を有するマスター用感光板上に１度に１つずつ記録された物体光と参照光と の干渉パターンが複数偏集まって構成されている。

次いで、このマスター用レンズによるホログラフ像は物体光として用いられ、こ の物体光は、感光乳剤を有するコピー用感光板上で形成される物体光と参照光と による干渉パターンの列を１度に露光・記録するのに用いられる。

マスター用レンズの記録時においては、比較的高い回折効率を得ることに大きな 重要性はない。マスター用レンズの各レンズ要素のそれぞれの焦点における光の 分布の均一性や品質が重要な要素である。各レンズ要素の焦点において光は均一 である必要があり、これにより、マスター用のレンズから放射される複数の光の 全てが均一な強度を有することになる。加えて、品質の高さも歪み量を制限する ために必要である。このような光の均一性や品質を得るために、マスター用の感 光板へのｉ光は、記録媒体が有する特性曲線のダイナミック・レンジのうち比較 的小部分をカバーするように行われる。この部分は、記録媒体の入力強度と出力 強度との間において比較的直線的な関係が成立する領域内で定義される。記録媒 体が露出オーバー状態になると感光板は完全に黒くなり、一方、記録媒体が露出 不足状態になると、コピー用感光板に干渉パターンを記録するのに十分なエネル ギーが出力されない。さらに、マスター用レンズの製作においては、各レンズ要 素の回折効率は、レンズの記録用の露光エネルギーの変動に追従させることがで きる。加えて、露光時間も変化させうる。従って、均一で非コヒーレント的なマ スター用マルチ・ホログラフ・レンズが製作できる。

図面を参照して、マスター用のホログラフ・レンズを製作する繰り返し手法につ いて説明すれば、第１図において、光線ｌＯはレンズ１２を通過するように向け られ、レンズ１２の焦点Ｐへと収束する収束光線１４とされる。拡散光線１６は 焦点Ｐから広がり、フィルム乳剤を有するマスター用記録板１８へと向けられる 。この拡散光線１６は、記録板１８の全体を十分にカバーする領域２０を照らす 。光線１６は、マスター用レンズの製造時においては物体光として作用する。前 記光線ｌＯは、図示されないコヒーレント光源により生成されたものであること が好ましい。典型的な例としては、この光源はし７ザーである。前記レンズ１２ は一般的な球面レンズでも良く、他のタイプの高級レンズであってもよい。加え て、第１図に図示する実施例では光線１０は平行光線とされているが、拡散光線 又は収束光線も使用することが可能である。レンズ１２のｆ−ナンバーは小さい ことが好ましく、これにより、拡散物体光１６が、マスター用の記録板１８上で 可能な限り大きな領域をカバーできるように大きな角度２２を持つことができる 。レンズのｆ−ナンバーは、その口径に対する焦点距離の割合で定義される。

参照光２４はマスター用の記録板１８へと向けられ、物体光１６と同時に前記領 域２０を照らすことで干渉縞パターンを生成する。次いで、記録板１８が露光さ れて干渉縞パターンが記録される。この干渉縞パターンは、現像されると独立の 焦点を有する各レンズ要素を構成する。典型的な例として、参照光２４は光線１ ０を生成するものと同一の光源により生成されたコヒーレント光であり、また、 通常は平行光である。しかしながら、光線２４は光！１０と同一の光源で生成さ れる必要はなく、光線１０と同一の位相及び振幅の性質を有していれば十分であ る。参照光２４と物体光１６との重ね合わせによる最初の露光の後、記録板１８ はＸ及びＹ方向に微小距離だけ繰り返し並進され、所定数の干渉パターンが記録 されるまで複数回の露光が行われる。各干渉パターンは記録板１８の全体に亙っ て重複し、それぞれが互いに独立に方向付けられた焦点を有するレンズ要素とさ れる。干渉縞パターンのそれぞれは互いに独立であり、これは、それぞれ何の関 係もなく１度に１つづつ製作されたからである。記録板１８全体に記録すること で、この記録板１８の小部分に存在する欠陥のそれぞれは弱められる。

レンズ要素のパターンや間隔は任意であり、特定の応用に応じて選択できる。こ れは、同一のパターン及び間隔は最終的なコヒーレント的に露光されたマルチ・ レンズに置換するからである。全ての干渉パターンが露光されたら、記録板１８ は適当な手段により現像され、非コヒーレント的に露光されたマスター用のマル チ・ホログラフ・レンズが製造される。

本発明の次のステップにおいては、マスター用のレンズ１８は、１回の露光によ り最終的なマルチ・ホログラフ・レンズを製造するのに用いられる。第２図ａに 示すように、マスター用マルチ・ホログラフ・レンズ１８は、図示されないコヒ ーレント光源からの再構成光（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｂｅａｍ）　２ ６により照らされる。マスター用のレンズ１８は、このレンズ１８上にあるレン ズ要素と等しい数の光線２８を複数生成する。これら光線２８の列のｆ−ナンバ ーを制限するために、マスター用のマルチ・ホログラフ・レンズ１８上に紋り１ ９を配置してもよい。説明簡略化のため、第２図ａでは複数の光線２８の内３つ だけ図示しである。第１の光線は境界！ａａで挟まれ、第２の光線は境界！ｂｂ で挟まれ、第３の光線は境界線ＣＣで挾まれている。これら複数の光！２８は、 マスター用のマルチ・ホログラフ・レンズ１８後方にある焦点面３２上で収束点 ３０の列を形成する。これら収束点３０は、マスター用のレンズ１８の焦点であ る６列になっている各収束点３０の数、間隔及びパターンは、マスター用のマル チ・ホログラフ・レンズ１８上に記録されたレンズ要素の数、間隔及びパターン と同一である。

列になっている収束点３０は、マスター用のレンズ１８のホログラフの実像を表 している。

複数の拡散光線３４が焦点面３２から広がり、マスター用のホログラフ・レンズ の下流にある領域３５で重なり合う。光感受性な有する乳剤が表面に塗布された 記録板の形で提供されるホログラフ記録媒体３６は、マスター用のマルチ・ホロ グラフ・レンズ１８の下流に配置されている。これにより、記録媒体３６上の領 域３８が前記複数の光線３４により同時に照らされる。

これら複数の光線３４のうち、第２図ａに示す３本の拡散光線は、それぞれａ’ 　　ａ’　、ｂ’　ｂ’　、ｃ’　　ｃ’で定義される。光線３４が領域３５内 で重なり合っているホログラフ記録媒体３６の領域３８は、マスター用レンズ１ ８上の全てのレンズ要素からの光振幅の寄与を同時に示している。

第２の参照光４０が、光線３４の列が領域３５で重なり合っているホログラフ記 録媒体３６の領域３８へと向けられる。次いで、ホログラフ記録媒体３６は、前 記領域３５内の重なり合う光！３４の列及び参照光４０により露光され、この露 光により、マスター用のホログラフ・レンズの各レンズ要素の実像が１回で記録 される。本来、記録板３６はマスター用の記録板１８のコピーとして用いられる ため、この記録板３６をコピー用記録板と称する。次いで、ホログラフ記録媒体 ３６は現像され、コヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズが形 成される。典型例として、マスター用レンズ１８の製造においては、マスター用 再構成光２６及びコピー用参照光４０には、一般にはレーザーで生成されるよう な平行光が用いられる。加えて、これらマスター用再構成光２６及びコピー用参 照光４０は同一のレーザー光源で生成されることが好ましい。

第２図すに示すように、コヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レン ズ３６は、このレンズ３６に再構成光４２が照射されることで、レンズ３６に記 録された波面をホログラフ的に再構成するのに用いられる。複数の光！４４がレ ンズ３６から出射し、マスター用記録板の実像を表す収束点の列４６を形成する 。列になった収束点４６の数、パターン及び間隔は、マスター用レンズ１８のそ れと同一である。複数の光線４４の波面は、非コヒーレント的に露光されたマル チ・ホログラフ・レンズよりも大きい回折効率を有している。列になった各光線 ４４の強度は、各収束点４６に均等に分割されている。

コヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズ３６の焦点距離ｆｃは 、第２１Ｋｂにレンズ３６と収束点４６の列との間の距離として示されている。

この焦点距離は、露光前における記録媒体３６の位置によって定められる。第２ 図ａに示すように、焦点面３２と記録媒体３６との間の焦点圧Ｍｆｃは、第２図 すに示す再生時における焦点距離ｆｃと同一である。

第２図ａに示すマスター用のマルチ・ホログラフ・レンズ１８と焦点面３２との 間の距離は、マスター用レンズ１８の焦点圧＊　ｆ　ｍとして定義される。この 焦点距離ｆｍは、第１図に示す焦点Ｐと記録媒体１８どの間の距離に等しい。従 って、コヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズ３６の焦点距離 は、露出前におけるマスター用マルチ・ホログラフ・レンズ１８とホログラフ記 録媒体３６との間の間隔のセツティングにより適宜選択できる。しかしながら、 レンズ１８と記録媒体３６との間の距離が予め定められているシステムでは、マ スク−用マルチ・ホログラフ・レンズの製造時において焦点距離ｆｍを変化させ ることにより、焦点距離ｆｃを適宜選択できる。

また、第１図に示すレンズ１２の焦点距離を適宜選択して、焦点Ｐと記録媒体１ ８との間の距離を所定距離とすることでも同様のことが実現できる。

第３図は本発明の他の実施例を示し、この実施例では、ホログラフの実像が、１ 回の露光によりレンズ要素をホログラフ的に記録するための物体光として再度利 用される。この実施例では、結像レンズ４８がマスター用°のホログラフ・レン ズ１８と記録媒体５２との間に配置され、このコピー用記録板５２上での重ね合 わせ領域が大きく確保される。結像レンズ４８は複数の波面３４を受光し、その 方向を向は直して拡散光線５０とする。このコヒーレント光！５０は、列になっ た収束点３０のそれぞれから発散する波面３４から得られ、レンズ４８で集光さ れた全ての光を含んでいる。このコヒーレント拡散光線５０は、一度にホログラ フ記録媒体５２の領域５４を十分に照らす。レンズ４８は、記録媒体５２上にお いて、第２図ａで示す実施例の場合よりも大きな領域にコヒーレント拡散光線５ ０を重ね合わせる。ホログラフ・レンズ５２の再生は第２図すに示すような手法 で行われ、再構成光がホログラフ・レンズ５２を照らすことで収束点の列が生成 される。ホログラフ・レンズ５２と収束点の列との間の距離、すなわちレンズ５ ２の焦点距離は、収束点３０の列とレンズ４８との位置関係、及び記録媒体５２ の位置により定められる。

重ね合わせの領域５４が大きくなればなるほど、再生時において最終的なレンズ ５２内の各レンズ要素から放射される光線の列の強度分布はより均一になる。し かしながら、コヒーレント的に露出されたマルチ・ホログラフ・レンズ５２の焦 点距離はマスター用の記録板１８と同一である必要はない。加えて、再生時にお ける収束点の列の間の識別は、レンズ１８のそれとは異なる。これは、レンズ４ ８の焦点距離の選択や記録板１８．５２間のレンズ４８の配置に起因するもので ある。従って、収束点３０の列は、これら列になった収束点３０のそれぞれから 放射される球面波の波面を向は直すレンズ４８の焦点距離の内側に存在する。こ のような波面の向は直しにより、前記列から放射される波面は、記録媒体５２に おいてより完全に重ね合わされる。

コヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズ５２の焦点距離の変更 に加えて、レンズ４８は、光束５０の配列にわずかな位相歪みをもたらし、これ によって再生中において品質のポテンシャル低下をもたらす。第３図に示す実施 例の変更例は第４図に示されている。この変形例は、記録板１８．５２の中間部 で互いに平行に配置された一対の結像レンズ５６．５８を有している。単純化の ために、各結像レンズ５６．５８の焦点距離はｆに設定されている。結像レンズ ５６は、レンズ４８と同様に複数の光波３４を集光するとともに方向を変更して 結像レンズ５８側へ送る。方向変更された光波列６０は、結像レンズ５８によっ て集光され、そこで再び方向変更されて波面６２となる。この波面６２は、記録 板５２の表面で完全に重なり合う前段階において独自の相関係を有する。こうし て、一般的な２つのレンズによるシステムによって、光波列６０は配列５４内で 相歪みがないように入射させられる。しかしながら、倍率と、レンズ５２上のレ ンズ要素の間隔及び焦点距離とは、マスター用記録板１８のそれと変更される。

もしマスター用記録板１８と記録板５２との間で一対一の関係が求められるので あれば、結像レンズ５６．５８は、それらの焦点距離が等しく、かつ、マスター 用ホログラフ・レンズ１８とコピー用ホログラフ・レンズ５２どうしの間隔が上 記焦点距離の４倍でなければならない。このような配列において、レンズ間の間 隔は、第４図に示すように、記録板１８とレンズ５６との間隔がレンズ５６．５ ８の焦点距離ｆに等しくなるように設定されなければならない。また、レンズ５ ６．５８どうしの間隔は２ｆ、レンズ５８．５２どうしの間隔はｆでなければな らない。そして、これによって、マスター用記録板１８の実際の全体像が記録媒 体５２上に転写されることになる。さらに、最終レンズ５２は、同じ焦点距離及 びｆ−ナンバー並びにマスター用記録板１８と同じレンズ要素どうしの間隔を有 する。

次に、第２図に示すものの変形例を第５図に示す。この変形例では、マスター用 マルチ・ホログラフ・レンズ１８による虚像がコヒーレント的に露光されたマル チ・ホログラフ・レンズを構成するために利用される。どのようなホログラフ的 な再生においても、実像と虚像という２つの像が映し出される。実像の配列は第 ２図ａに示されている。また、第５図には、虚像の結像点の配列６６が示されて いる。この虚像の配列６６は、マスター用マルチ・ホログラフ・レンズ１８の左 側に配置される。

記録媒体６４は、マスター用レンズ１８のレンズ要素による虚像を記録し得るよ うに、重複した領域６８に位置させられている。複数の虚像の波面７０が重ね合 わされた領域６８は、記録媒体６４の位置をある程度動かせるように比較的広く 設定されている。重複する光線の干渉縞パターンを記録板トロ４上に記録するた めに参照光７２が利用される。最終的なコヒーレント的露光のためのマルチ・ホ ログラフ・レンズ６４の焦点距離ｆ′は、虚像列６６と記録媒体６４との間隔と して示されている。

このように、レンズ６４の焦点距離は、マスター用レンズ１８と記録媒体６４と の離間距離よりも大きい。第５図に図示された実施例では、再編成されたマスタ ー光線２６がマスター用レンズ１８へ向けられ、マスター用レンズ１８の平面に 対して鋭角で入射する状態が示されている。これによって、虚像列と重複領域は 図示のようにに照射される。

以上のように、本発明の本質的事項の好適な実施例を説明したが、請求の範囲に よって確定される本発明の技術的思想から逸脱しない限りにおい適宜変更し得る ことは勿論である。

ＦＩＧ、５ 国際調査報告 ’−１−ヂＩＩＩ訃Ｏ−畠ＩＭ炉−ｔｌｌ＝−Ｎ６ＰＣＴ／ＵＳｌ！９１０４１ ６０

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）コヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズを製造する方法 であって、 ａ）感光板上にホログラフ・レンズ要素の列を有する非コヒーレント的に露光さ れたマスター用のマルチ・ホログラフ・レンズを製作するステップであって、前 記レンズ要素のそれぞれは、前記感光板の全領域を実質的にカバーし、互いに重 なり合う干渉バクーンから形成されるステップと、ｂ）コヒーレント光源からの 第１の光線で前記マスター用のマルチ・ホログラフ・レンズを照らすことで、前 記レンズ要素と同一数の反射光を複数生成するステップと、ｃ）ホログラフ記録 媒体を、この記録媒体上の領域が前記複数の反射光のそれぞれにより照らされる ように配置するステップと、 ｄ）前記コヒーレント光源からの第２の光線を、前記複数の反射光により照らさ れたホログラフ記録媒体の前記領域へと向けるステップと、 ｅ）前記第２の光線と前記複数の反射光により前記ホログラフ記録媒体を一度に 露光するステップと、ｆ）前記ホログラフ記録媒体を現像してコヒーレント的に 露光されたマルチ・ホログラフ・レンズを形成するステップとを備えたことを特 徴とするコヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズの製造方法。
2. （２）請求項１に記載の製造方法において、前記コヒーレント的に露光されたマ ルチ・ホログラフ・レンズの所望の焦点距離は、露光前における前記マスター用 のマルチ・ホログラフ・レンズと前記ホログラフ記録媒体との間の距離のセッデ ィングにより選択されることを特徴とするコヒーレント的に露光されたマルチ・ ホログラフ・レンズの製造方法。
3. （３）請求項２に記載の製造方法において、この製造方法は、前記複数の反射光 を受光してこれを向け直す結像レンズ手段を配置することで、前記複数の反射光 のそれぞれから放射され、当該結像レンズ手段により集光された光線の全てによ り前記ホログラフ記録手段の領域を完全に照らすようなステップを備えたことを 特徴とするコヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズの製造方法 。
4. （４）請求項３に記載の製造方法において、前記結像レンズ手段を配置するステ ップは、単一の結像レンズ又は間隔をおいて平行に配置された結像レンズの組を 配置する工程を含むことを特徴とするコヒーレント的に露光されたマルチ・ホロ グラフ・レンズの製造方法。
5. （５）請求項４に記載の製造方法において、コヒーレント的に露光されたマルチ ・ホログラフ・レンズの所望の焦点距離は、露光前におけるマスター用のマルチ ・ホログラフ・レンズ及び記録媒体に対する、前記単一の結像レンズの焦点距離 及び位置関係を選択することにより選択でき、当該単一の結像レンズは、前記マ スター用のレンズの焦点距離のほうが単一の結像レンズの焦点距離より短いよう に配置されていることを特徴とするコヒーレント的に露光されたマルチ・ホログ ラフ・レンズの製造方法。
6. （６）請求項４に記載の製造方法において、コヒーレント的に露光されたマルチ ・ホログラフ・レンズの所望の焦点距離は、露光前におけるマスター用のマルチ ・ホログラフ・レンズ及び記録媒体に対する、前記組にされた結像レンズのそれ ぞれの焦点距離及び位置関係を選択することにより選択でき、当該組にされた結 像レンズのそれぞれの焦点距離は等しく、かつ、前記第１及び第２のマルチ・ホ ログラフ・レンズ間の距離は前記結像レンズの焦点距離の４倍に等しいことを特 徴とするコヒーレント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズの製造方法。
7. （７）請求項１に記載の製造方法において、マスター用のマルチ・ホログラフ・ レンズを照射するステップにより第１及び第２の反射光が複数生成され、これら 複数の第１及び第２の反射光のそれぞれの数は前記レンズ要素の数と同一であり 、複数の第１の反射光は前記レンズ要素のホログラム実像を生成し、複数の第２ の反射光は前記レンズ要素のホログラム虚像を生成することを特徴とするコヒー レント的に露光されたマルチ・ホログラフ・レンズの製造方法。
8. （８）請求項７に記載の製造方法において、前記記録媒体は実像を記録するよう に配置されていることを特徴とするコヒーレント的に露光されたマルチ・ホログ ラフ・レンズの製造方法。
9. （９）請求項７に記載の製造方法において、前記記録媒体は虚像を記録するよう に配置されていることを特徴とするコヒーレント的に露光されたマルチ・ホログ ラフ・レンズの製造方法。
10. （１０）請求項１に記載の製造方法において、前記マスター用レンズは、 ａ）所望の焦点距離及びｆ−ナンバーを有する収束レンズを選択するステップと 、 ｂ）コヒーレント光源から得られた第３の光線が前記収束レンズを通過するよう に方向付けるステップと、ｃ）前記収束レンズの下流に第２のホログラフ記録媒 体を配置することで、前記第３の光線によりこの記録媒体上の第１の領域を照ら すステップと、 ｄ）前記コヒーレント光源から得られた第４の光線を、前記第３の光線により照 らされた第２のホログラフ記録媒体の前記領域へと向けるステップと、 ｅ）前記第２のホログラフ記録媒体を前記第３及び第４の光線で同時に露光する ことで、第１の焦点を有する干渉パターンをホログラフ的に記録するステップと 、ｆ）前記第１の領域と重なり合う第２の領域が前記第３及び第４の光線により 同時に照らされるように、前記第２のホログラフ記録媒体を配置するステップと 、 ｇ）前記第２のホログラフ記録媒体を前記第３及び第４の光線で同時に露光する ことで、前記第１の焦点から距離をおいた第２の焦点を有する干渉パターンをホ ログラフ的に記録するステップと、 ｈ）互いに距離をおいた所望数の焦点を有する所望数の干渉パターンが得られる まで、ホログラフ記録媒体配置及び露光のステップを繰り返すステップと、 ｉ）前記第２のホログラフ記録媒体を現像することで、所望数の干渉パターンに 対応するレンズ要素の列を備えた非コヒーレント的に露光されたマルチ・ホログ ラフ・レンズを得るステップと を備えた方法により製造されることを特徴とするコヒーレント的に露光されたマ ルチ・ホログラフ・レンズの製造方法。