JPH0619381A - Method and device for hologram formation - Google Patents
Method and device for hologram formationInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はホログラム作成方法及び
作成装置に係り、特に非球面波を記録するホログラム作
成方法及び作成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hologram producing method and an producing apparatus, and more particularly to a hologram producing method and an producing apparatus for recording an aspherical wave.
【０００２】ホログラムは、レーザ走査光学系やホログ
ラムレンズ等の光学素子に用いることができる。近年、
ホログラム光学素子においては、複雑な非球面波を記録
する要求が大きくなってきている。ホログラム作成方
法、及び作成装置においては、この複雑な非球面波を記
録したホログラムを、高精度に、短時間で作成できるこ
とが必要とされている。Holograms can be used in optical elements such as laser scanning optical systems and hologram lenses. recent years,
In hologram optical elements, there is an increasing demand for recording complex aspherical waves. In the hologram creating method and the hologram creating apparatus, it is necessary to create a hologram in which this complicated aspherical wave is recorded with high accuracy and in a short time.
【０００３】[0003]
【従来の技術】従来、複雑な非球面波をホログラムに記
録するには、ホログラムの干渉縞を計算で求め、電子ビ
ーム等でこの干渉縞を直接描きホログラムを作成する方
法等が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to record a complicated aspherical wave on a hologram, a method is known in which the interference fringes of the hologram are calculated, and the interference fringes are directly drawn with an electron beam or the like to form a hologram. .
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の、ホ
ログラムの干渉縞を計算で求め、電子ビーム等でこの干
渉縞を直接描きホログラムを作成する方法では、複雑な
干渉縞を高精度に描くことが難しく、また、時間がかか
るという問題点があった。However, in the conventional method for obtaining hologram interference fringes by calculation and directly drawing the interference fringes with an electron beam or the like to create a hologram, complicated interference fringes are drawn with high accuracy. It was difficult and time consuming.
【０００５】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、複雑な非球面波を記録したホログラムを、高精度
に、短時間で作成できるホログラム作成方法及び作成装
置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a hologram producing method and an producing apparatus capable of producing a hologram in which a complex aspherical wave is recorded with high accuracy and in a short time. And
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、ホログラム記
録材に２つの作成波を照射してホログラムを作成するホ
ログラム作成方法において、一方の作成波を点光源より
出射される球面波とし、他方の作成波をミラーマトリク
ス群により位相を変調した非球面波とする。According to the present invention, in a hologram producing method for producing a hologram by irradiating a hologram recording material with two producing waves, one of the producing waves is a spherical wave emitted from a point light source, and the other is The created wave of is an aspherical wave whose phase is modulated by a mirror matrix group.
【０００７】[0007]
【作用】本発明では、ホログラム記録材に２つの作成波
を照射してホログラムを作成するホログラム作成方法に
おいて、一方の作成波を球面波とし、他方の作成波を、
ミラーマトリクス群により位相を変調した非球面波とす
るため、複雑な非球面波を高精度に記録することを可能
にできる。また、作成波である球面波と非球面波の設定
が短時間で行えるため、ホログラムの作成を短時間で行
うことを可能にできる。According to the present invention, in the hologram producing method for producing a hologram by irradiating a hologram recording material with two producing waves, one producing wave is a spherical wave and the other producing wave is
Since an aspherical wave whose phase is modulated by the mirror matrix group is used, it is possible to record a complicated aspherical wave with high accuracy. Further, since the spherical wave and the aspherical wave, which are creation waves, can be set in a short time, it is possible to create a hologram in a short time.
【０００８】[0008]
【実施例】図１は本発明の第１実施例を適用したホログ
ラム作成装置の構成図を示す。同図中、１０は光源であ
るレーザ、１１はレーザ光を２つの作成波に分けるため
のビームスプリッタ、１２、１４は反射鏡、１３はレー
ザ光を収束して球面波に変換するためのレンズ、６は点
光源位置を調整するためのピンホールを示す。また、１
５はレーザ光を広げるビームエクスパンダ、１６はハー
フミラーを示す。７はミラーマトリクス群（Ｄｅｆｏｒ
ｍａｂｌｅ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：ＤＭＤ）を
示す。ＤＭＤ７は微小なミラーをマトリクス状に配置し
ており、圧電素子を用いて各ミラーの高さ位置を可変す
ることにより、反射光の位相を変調することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of a hologram creating apparatus to which a first embodiment of the present invention is applied. In the figure, 10 is a laser as a light source, 11 is a beam splitter for splitting the laser light into two creation waves, 12 and 14 are reflecting mirrors, and 13 is a lens for converging the laser light and converting it into a spherical wave. , 6 are pinholes for adjusting the position of the point light source. Also, 1
Reference numeral 5 denotes a beam expander for expanding the laser light, and 16 denotes a half mirror. 7 is a mirror matrix group (Defor)
(Mable Mirror Device: DMD). The DMD 7 has minute mirrors arranged in a matrix, and the phase of reflected light can be modulated by changing the height position of each mirror using a piezoelectric element.
【０００９】１はホログラム記録材、２はホログラム記
録材１を分割したセル、８はセル２のみに作成波を照射
するためのマスク、３は作成波の球面波、４は作成波の
非球面波を示す。Reference numeral 1 is a hologram recording material, 2 is a cell obtained by dividing the hologram recording material 1, 8 is a mask for irradiating only the cell 2 with the creation wave, 3 is a spherical wave of the creation wave, and 4 is an aspherical surface of the creation wave. Showing waves.
【００１０】９はホログラム記録材１のセル２をマスク
８に合わせるために、ホログラム記録材１を移動するス
テージである。１７は制御回路で、ステージ９のＸ、Ｙ
方向の位置、ＤＭＤ７の微小な各ミラーの高さ位置を制
御する。また、ピンホール駆動回路１８を介してピンホ
ール６の光軸方向（Ａ1 、Ａ2 方向）の位置を制御す
る。 光源１０から出射されたレーザ光は、ビームスプ
リッタ１１を通り、反射鏡１２により反射され、レンズ
１３によりピンホール６の位置に収束され、点光源５か
ら出射する球面波３に変換される。一方、ビームスプリ
ッタ１１により反射された光は、反射鏡１４で反射さ
れ、ビームエクスパンダー１５により所定の大きさに広
げられた平面波にされる。この平面波はハーフミラー１
６により反射され、ＤＭＤ７に入射される。ＤＭＤ７に
入射された平面波は、ＤＭＤ７の微小な各ミラーにより
位相を変調されて、非球面波４に変換される。ホログラ
ム記録材１のセル２のホログラムは、前記の球面波３と
非球面波４とにより作成される。Reference numeral 9 is a stage for moving the hologram recording material 1 in order to align the cell 2 of the hologram recording material 1 with the mask 8. Reference numeral 17 is a control circuit for the X and Y of the stage 9.
The position in the direction and the height position of each minute mirror of the DMD 7 are controlled. Further, the position of the pinhole 6 in the optical axis direction (A 1 , A 2 direction) is controlled via the pinhole drive circuit 18. The laser light emitted from the light source 10 passes through the beam splitter 11, is reflected by the reflecting mirror 12, is converged at the position of the pinhole 6 by the lens 13, and is converted into the spherical wave 3 emitted from the point light source 5. On the other hand, the light reflected by the beam splitter 11 is reflected by the reflecting mirror 14 and converted into a plane wave expanded by the beam expander 15 to a predetermined size. This plane wave is half mirror 1
It is reflected by 6 and is incident on the DMD 7. The plane wave incident on the DMD 7 has its phase modulated by each minute mirror of the DMD 7, and is converted into an aspherical wave 4. The hologram of the cell 2 of the hologram recording material 1 is created by the spherical wave 3 and the aspherical wave 4.
【００１１】図１において、Ｘ軸、Ｙ軸の原点は、マス
ク８の中心とし、Ｙ軸は原点から図１の左方向、Ｘ軸は
原点から図１の紙面の表から裏に向かう方向とする。In FIG. 1, the origins of the X-axis and the Y-axis are the center of the mask 8, the Y-axis is the direction from the origin to the left in FIG. 1, and the X-axis is the direction from the origin to the front side to the back side of the paper surface of FIG. To do.
【００１２】次に本実施例のホログラム作成方法につい
て説明する。作成したいホログラムの波面の位相φ
（Ｘ，Ｙ）は、与えられているものとする。ホログラム
は、この与えられた波面の位相φ（Ｘ，Ｙ）を、球面波
３の位相で近似することで作成する。位相φ（Ｘ，Ｙ）
を球面波３の位相で近似できるように、ホログラム記録
材１をマスク８の寸法で定まる所定寸法のセル２に分割
し、分割したセル２ごとにホログラムを作成する。Next, the hologram forming method of this embodiment will be described. Phase φ of the wavefront of the hologram you want to create
(X, Y) is given. The hologram is created by approximating the given phase φ (X, Y) of the wavefront with the phase of the spherical wave 3. Phase φ (X, Y)
Is approximated by the phase of the spherical wave 3, the hologram recording material 1 is divided into cells 2 having a predetermined size determined by the size of the mask 8, and a hologram is created for each divided cell 2.
【００１３】図２はホログラム記録材１の分割の説明図
を示す。図２では、ホログラム記録材１を縦横共に８等
分して６４個のセル２に分割した場合を示しているが、
セル２の縦横の各寸法は１００μｍ程度で、ホログラム
記録材１の寸法に応じて分割数は変わる。FIG. 2 is an explanatory view of division of the hologram recording material 1. In FIG. 2, the hologram recording material 1 is divided into 64 cells 2 by dividing it into eight equal parts vertically and horizontally.
The vertical and horizontal dimensions of the cell 2 are about 100 μm, and the number of divisions changes depending on the dimension of the hologram recording material 1.
【００１４】先ず、ステージ９を動かして、ホログラム
を作成するセル２をマスク８に合わせる。ここで、この
セル２を、ホログラム記録材１を分割した内のｎ番目の
セル２とする。図３はホログラム記録材１のセル２の説
明図を示す。同図では、セル２をマスク８に合わせて、
セル２の中心を、Ｘ軸、Ｙ軸の原点に置いたときの様子
を示している。同図に示されるセル２の区画３２は、後
に述べるように、ＤＭＤ７の微小な各ミラーに対応して
おり、作成波の一方の平面波がＤＭＤ７により位相変調
を受けるときの単位領域を示している。また、図４はセ
ル２における、作成したいホログラムの干渉縞３１の分
布の一例を示す。First, the stage 9 is moved to align the cell 2 for forming a hologram with the mask 8. Here, this cell 2 is an n-th cell 2 in the hologram recording material 1 divided. FIG. 3 shows an explanatory view of the cell 2 of the hologram recording material 1. In the figure, the cell 2 is aligned with the mask 8,
It shows a state in which the center of the cell 2 is placed at the origins of the X axis and the Y axis. As will be described later, the partition 32 of the cell 2 shown in the same drawing corresponds to each minute mirror of the DMD 7, and shows a unit area when one plane wave of the created wave undergoes phase modulation by the DMD 7. . Further, FIG. 4 shows an example of the distribution of the interference fringes 31 of the hologram to be created in the cell 2.
【００１５】次に、作成したいホログラムの波面の位相
と、近似する球面波３の位相の差が最小になるように、
点光源５の位置を定める。ｎ番目のセル２の作成したい
ホログラムの波面の位相をφn （Ｘ，Ｙ）とし、φ
n （Ｘ，Ｙ）を近似する作成波である球面波３の位相を
φR n （Ｘ，Ｙ）とする。点光源５のセル２に対する位
置を、図１のＦn 、Ｈn で規定すると、φR n （Ｘ，
Ｙ）は、φR n （Ｘ，Ｙ）＝Ｋ√（Ｆn 2 ＋Ｘ2 ＋（Ｈ
n −Ｙ）2 ）で表せる。ここで、作成したいホログラム
の位相φn （Ｘ，Ｙ）と球面波３の位相φR n （Ｘ，
Ｙ）の差をできるだけ小さくする必要がある。このため
には、下式で示される、作成したいホログラムの位相φ
n （Ｘ，Ｙ）と球面波３の位相φR n （Ｘ，Ｙ）の差の
自乗平均Ｅが最小となるＦn とＨn の値を算出する。Next, in order to minimize the difference between the phase of the wavefront of the hologram to be created and the phase of the approximate spherical wave 3,
The position of the point light source 5 is determined. Let φ n (X, Y) be the phase of the wavefront of the hologram to be created in the nth cell 2, and φ
Let φ R n (X, Y) be the phase of the spherical wave 3 that is a created wave that approximates n (X, Y). When the position of the point light source 5 with respect to the cell 2 is defined by F n and H n in FIG. 1, φ R n (X,
Y) is φ R n (X, Y) = K√ (F n 2 + X 2 + (H
n- Y) 2 ). Here, the phase φ n (X, Y) of the hologram to be created and the phase φ R n (X,
It is necessary to make the difference of Y) as small as possible. To do this, the phase φ of the hologram you want to create
The values of F n and H n that minimize the root mean square E of the difference between n (X, Y) and the phase φ R n (X, Y) of the spherical wave 3 are calculated.
【００１６】 Ｅ＝∬（φn （Ｘ，Ｙ）−φR n （Ｘ，Ｙ））2 dX dY 上式より算出した、Ｅが最小となるＦn とＨn の値を、
それぞれＦnm、Ｈnmとする。ピンホール６を制御回路１
７によりピンホール駆動回路１８を介して移動すること
で、Ｆn とＨn を、算出したＦnmとＨnmの値に設定す
る。これにより、ｎ番目のセル２における点光源５の位
置が定まる。ピンホール６の移動は、制御回路１７とピ
ンホール駆動回路１８により短時間で行うことができ
る。E = ∬ (φ n (X, Y) −φ R n (X, Y)) 2 dX dY The values of F n and H n that minimize E are calculated by the above equation,
Let F nm and H nm , respectively. Control circuit 1 with pinhole 6
By moving through the pinhole drive circuit 18 by 7, the F n and H n are set to the calculated values of F nm and H nm . As a result, the position of the point light source 5 in the nth cell 2 is determined. The movement of the pinhole 6 can be performed in a short time by the control circuit 17 and the pinhole drive circuit 18.
【００１７】次に、ＤＭＤ７の微小な各ミラーに対応す
るセル２の分割した各区画３２における、作成したい波
面と実際の波面との差を無くすように、ＤＭＤ７の各ミ
ラーの高さ位置を定める。Next, the height position of each mirror of the DMD 7 is determined so as to eliminate the difference between the wavefront to be created and the actual wavefront in each divided section 32 of the cell 2 corresponding to each minute mirror of the DMD 7. .
【００１８】図５はＤＭＤの説明図を示す。図５（Ａ）
はＤＭＤ７を横から見た図を示し、図５（Ｂ）はＤＭＤ
７を下から見た図を示す。同図に示すように、ＤＭＤ７
は微小なミラーが５μｍ程度のピッチでマトリクス状に
配置されており、各ミラーは高さ位置（図５（Ａ）で上
下方向）が微小な単位で可変できるようになっている。FIG. 5 shows an explanatory view of the DMD. Figure 5 (A)
Shows a side view of the DMD 7, and FIG. 5B shows the DMD.
The figure which looked at 7 from the bottom is shown. As shown in the figure, DMD7
The minute mirrors are arranged in a matrix at a pitch of about 5 μm, and the height position (vertical direction in FIG. 5A) of each mirror can be changed in minute units.
【００１９】図５に示すようにＤＭＤ７の各ミラーを区
分する番号を、Ｘ軸方向の区分番号をｐ、Ｙ軸方向の区
分番号をｑとし（図５の例では、ｐ、ｑは、１〜１０の
整数）、Ｘ軸方向の区分番号がｐ、Ｙ軸方向の区分番号
がｑのミラーを、ミラー（ｐ，ｑ）とする。As shown in FIG. 5, the number for partitioning each mirror of the DMD 7 is defined as p in the X-axis direction and q in the Y-axis direction (in the example of FIG. 5, p and q are 1 A mirror having an X-axis direction division number p and a Y-axis direction division number q is a mirror (p, q).
【００２０】セル２を図３に示すように、ＤＭＤ７の各
ミラーに対応する区画３２に区分して、Ｘ軸方向、Ｙ軸
方向の区分の番号をそれぞれ、ｐ、ｑ（図３の例では、
ｐ、ｑは、１〜１０の整数）とし、Ｘ軸方向の区分番号
がｐ、Ｙ軸方向の区分番号がｑの区画３２を区画（ｐ，
ｑ）とし、この座標を（Ｘp ，Ｙq ）とする。As shown in FIG. 3, the cell 2 is divided into sections 32 corresponding to the mirrors of the DMD 7, and the numbers of the sections in the X-axis direction and the Y-axis direction are p and q (in the example of FIG. 3, respectively). ,
p and q are integers from 1 to 10), and a partition 32 having a partition number p in the X-axis direction and a partition number q in the Y-axis direction is partitioned (p,
q) and the coordinates are (X p , Y q ).
【００２１】ｎ番目のセル２における作成したいホログ
ラムの波面の位相φn （Ｘ，Ｙ）と、近似する球面波３
の位相φR n （Ｘ，Ｙ）の位相差、即ち作成したいホロ
グラムの非球面成分をφA n （Ｘ，Ｙ）とすると、下記
式が成り立つ。The phase φ n (X, Y) of the wavefront of the hologram to be created in the nth cell 2 and the approximate spherical wave 3
If the phase difference of the phase φ R n (X, Y), that is, the aspherical component of the hologram to be created is φ A n (X, Y), the following formula is established.
【００２２】 φA n （Ｘ，Ｙ）＝−（φn （Ｘ，Ｙ）−φR n （Ｘ，Ｙ）） −− 従って、（Ｘp ，Ｙq ）においては、 φA n （Ｘp ，Ｙq ）＝ −（φn （Ｘp ，Ｙq ）−φR n （Ｘp ，Ｙq ）） −− の式が成り立つ。式の右辺より、セル２の各区画
（ｐ，ｑ）における作成したいホログラムの波面と球面
波３の位相差が求められる。この位相差を、ＤＭＤ７の
各ミラー（ｐ，ｑ）における位相差に換算し、換算した
位相差に対応する各ミラー（ｐ，ｑ）の高さ位置を算出
する。Φ A n (X, Y) = − (φ n (X, Y) −φ R n (X, Y)) −− Therefore, in (X p , Y q ), φ A n (X The equation of p , Y q ) = − (φ n (X p , Y q ) −φ R n (X p , Y q )) −− holds. From the right side of the equation, the phase difference between the wavefront of the hologram to be created and the spherical wave 3 in each section (p, q) of the cell 2 can be obtained. This phase difference is converted into a phase difference in each mirror (p, q) of the DMD 7, and the height position of each mirror (p, q) corresponding to the converted phase difference is calculated.
【００２３】各ミラー（ｐ，ｑ）の高さ位置を算出した
後、制御回路１７により、ＤＭＤ７の各ミラーを駆動す
る圧電素子に電圧を印加して、各ミラー（ｐ，ｑ）の高
さ位置を、この算出した値に設定する。各ミラー（ｐ，
ｑ）の高さ位置の設定は、制御回路１７により短時間で
行うことができる。After calculating the height position of each mirror (p, q), the control circuit 17 applies a voltage to the piezoelectric element that drives each mirror of the DMD 7, and the height of each mirror (p, q). Set the position to this calculated value. Each mirror (p,
The height position of q) can be set by the control circuit 17 in a short time.
【００２４】なお、セル２の各区画（ｐ，ｑ）における
作成したいホログラムの波面と球面波３の位相差の算出
は、下記式を導入して行うのが計算時間等で有利であ
る。以下にこの算出方法について記す。The calculation of the phase difference between the wavefront of the hologram to be created and the spherical wave 3 in each section (p, q) of the cell 2 is advantageously carried out by introducing the following formula in terms of calculation time and the like. The calculation method will be described below.
【００２５】セル２の（Ｘ，Ｙ）での作成したいホログ
ラムの波面と球面波３の位相差、即ち作成したいホログ
ラムの非球面成分φA n （Ｘ，Ｙ）を下記式の級数形
式の式として表す。The phase difference between the wavefront of the hologram to be created at (X, Y) in cell 2 and the spherical wave 3, that is, the aspherical component φ A n (X, Y) of the hologram to be created, is expressed in the following formula. Express as.
【００２６】 φA n （Ｘ，Ｙ）＝ＫΣＣi+j n ・Ｘ i・Ｙ j −− 式と式より、下記式が成り立つ。Φ A n (X, Y) = KΣC i + j n · X i · Y j −− From the formula and the formula, the following formula is established.
【００２７】 −（φn （Ｘ，Ｙ）−φR n （Ｘ，Ｙ）） ＝ＫΣＣi+j n ・Ｘ i・Ｙ j −− この式から、級数の係数Ｃi+j n を適切な近似を行っ
て求める。Ｃi+j n が求められると、セル２の（Ｘ，
Ｙ）での作成したいホログラムの波面と球面波３の位相
差、即ち作成したいホログラムの非球面成分φ
A n （Ｘ，Ｙ）は式から算出できる。従って、セル２
の各区画（ｐ，ｑ）における作成したいホログラムの波
面と球面波３の位相差の算出は、式に（Ｘp ，Ｙq ）
の値を代入することで行える。− (Φ n (X, Y) −φ R n (X, Y)) = KΣC i + j n · X i · Y j −− From this equation, the coefficient C i + j n of the series is appropriate. Approximate to obtain. When C i + j n is calculated, (X,
Y) the phase difference between the wavefront of the hologram to be created and the spherical wave 3, that is, the aspherical component φ of the hologram to be created
A n (X, Y) can be calculated from the formula. Therefore, cell 2
Each compartment (p, q) calculating the phase difference of the wavefront and the spherical wave 3 of the hologram to be created in the formula in (X p, Y q)
It can be done by substituting the value of.
【００２８】以上により、点光源５の位置と、ＤＭＤ７
の各ミラーの高さ位置が設定でき、作成するｎ番目のセ
ル２の作成波である、球面波３と非球面波４の位相が定
められる。この状態で、光源１０よりレーザ光を射出
し、上記のように位相を定められた球面波３と非球面波
４を照射して、ｎ番目のセル２のホログラムを作成する
ことができる。From the above, the position of the point light source 5 and the DMD 7
The height position of each mirror can be set, and the phases of the spherical wave 3 and the aspherical wave 4, which are the created waves of the nth cell 2 to be created, are determined. In this state, laser light is emitted from the light source 10 and the spherical wave 3 and the aspherical wave 4 whose phases have been determined as described above are irradiated, so that the hologram of the nth cell 2 can be created.
【００２９】上記のように、第１実施例の方法によれ
ば、作成したいホログラムの波面の位相を球面波３の位
相で近似し、かつ、ＤＭＤ７により非球面成分を補正す
る非球面波４を生成するため、複雑な非球面波を記録し
たホログラムを、高精度で作成することができる。ま
た、点光源５の位置の設定、ＤＭＤ７の各ミラーの高さ
位置の設定が短時間で行えるため、ホログラムを短時間
で作成できる。As described above, according to the method of the first embodiment, the phase of the wavefront of the hologram to be created is approximated by the phase of the spherical wave 3, and the aspherical wave 4 for correcting the aspherical component by the DMD 7 is used. Since it is generated, a hologram in which a complicated aspherical wave is recorded can be created with high accuracy. Further, since the position of the point light source 5 and the height position of each mirror of the DMD 7 can be set in a short time, a hologram can be created in a short time.
【００３０】図６は本発明の第２実施例を適用したホロ
グラム作成装置の構成図を示す。同図において、図１と
同一構成部分には同一符号を付し、適宜説明を省略す
る。同図の第２実施例では、ホログラム記録材１とＤＭ
Ｄ７の間に望遠鏡系２１を配置している。図の、ＤＭＤ
７とレンズ系２２の距離Ｌ1 と、ホログラム記録材１と
レンズ系２２の距離Ｌ2 を等しく設定すると、この望遠
鏡系２１（倍率１：１）により、ホログラム記録材１の
セル２での非球面波４の位相と、ＤＭＤ７のミラーにお
ける非球面波４の位相が等しくなる。このため、セル２
の各区画（ｐ，ｑ）における位相からＤＭＤ７の各ミラ
ー（ｐ，ｑ）の高さ位置への換算を、極めて容易とする
ことができる。FIG. 6 is a block diagram of a hologram creating apparatus to which the second embodiment of the present invention is applied. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted. In the second embodiment of the same drawing, the hologram recording material 1 and DM
The telescope system 21 is arranged between D7. DMD of the figure
7 and the distance L 1 between the lens system 22 and the distance L 2 between the hologram recording material 1 and the lens system 22 are set equal, the telescope system 21 (magnification: 1: 1) allows the hologram recording material 1 to move to the non-position in the cell 2. The phase of the spherical wave 4 and the phase of the aspherical wave 4 on the mirror of the DMD 7 become equal. Therefore, cell 2
The conversion from the phase in each section (p, q) to the height position of each mirror (p, q) of the DMD 7 can be extremely facilitated.
【００３１】また、この望遠鏡系２１は、ＤＭＤ７の寸
法とセル２の寸法に差がある場合、倍率を変えて、この
寸法比の変換を行う機能を持たせることも可能である。
例えば、セル２の寸法がＤＭＤ７より小さい場合、望遠
鏡系の倍率を１より小さくすることで、倍率が１のとき
よりも微細なパターンのホログラムを、セル２に作成す
ることができる。Further, the telescope system 21 can be provided with the function of changing the size ratio by changing the magnification when the size of the DMD 7 and the size of the cell 2 are different.
For example, when the size of the cell 2 is smaller than the DMD 7, the magnification of the telescope system is set to be smaller than 1, so that a hologram having a finer pattern than that when the magnification is 1 can be created in the cell 2.
【００３２】第２実施例の方法でも、第１実施例の方法
と同様に、複雑な非球面波を記録したホログラムを、高
精度で、また、短時間で作成することができる。In the method of the second embodiment, as in the method of the first embodiment, it is possible to form a hologram in which a complicated aspherical wave is recorded with high accuracy and in a short time.
【００３３】[0033]
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、ホログラ
ムの一方の作成波を球面波とし、他方の作成波を、ミラ
ーマトリクス群により位相を変調した非球面波とするた
め、複雑な非球面波を記録したホログラムを高精度に作
成でき、また、作成波である球面波と非球面波の設定が
短時間で行えるため、ホログラムの作成を短時間で行う
ことができる等の特長を有する。As described above, according to the present invention, one creation wave of the hologram is a spherical wave, and the other creation wave is an aspherical wave whose phase is modulated by the mirror matrix group. A hologram with spherical waves recorded can be created with high accuracy, and the creation of spherical waves and aspherical waves can be done in a short time, so holograms can be created in a short time. .
【図１】本発明の第１実施例を適用したホログラム作成
装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a hologram creating apparatus to which a first embodiment of the present invention is applied.
【図２】ホログラムの分割の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of hologram division.
【図３】ホログラムのセルの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of cells of a hologram.
【図４】セルの干渉縞分布の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of an interference fringe distribution of a cell.
【図５】ＤＭＤの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a DMD.
【図６】本発明の第２実施例を適用したホログラム作成
装置の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a hologram creating apparatus to which a second embodiment of the present invention is applied.
１ ホログラム記録材 ２ セル ３ 球面波 ４ 非球面波 ５ 点光源 ６ ピンホール ７ ＤＭＤ ８ マスク ９ ステージ １０ 光源 １１ ビームスプリッタ １２、１４ 反射鏡 １３ レンズ １５ ビームエクスパンダ １６ ハーフミラー １７ 制御回路 １８ ピンホール駆動回路 ２１ 望遠鏡系 ２２、２３ レンズ系 ３１ 干渉縞 ３２ 区画 1 Holographic Recording Material 2 Cell 3 Spherical Wave 4 Aspherical Wave 5 Point Light Source 6 Pinhole 7 DMD 8 Mask 9 Stage 10 Light Source 11 Beam Splitter 12, 14 Reflector 13 Lens 15 Beam Expander 16 Half Mirror 17 Control Circuit 18 Pinhole Drive circuit 21 Telescope system 22, 23 Lens system 31 Interference fringes 32 sections
Claims (4)
を照射してホログラムを作成するホログラム作成方法に
おいて、 一方の作成波を点光源（５）より出射される球面波
（３）とし、他方の作成波をミラーマトリクス群（７）
により位相を変調した非球面波（４）とすることを特徴
とするホログラム作成方法。1. A hologram producing method for producing a hologram by irradiating a hologram recording material (1) with two producing waves, wherein one producing wave is a spherical wave (3) emitted from a point light source (5), The other created wave is mirror matrix group (7)
The method for producing a hologram is characterized in that an aspherical wave (4) whose phase is modulated by the method is used.
すべきホログラムの位相と前記球面波（３）の位相の差
の自乗平均が最小となる該球面波（３）の最小誤差位相
を算出し、該最小誤差位相となるように該ホログラム記
録材（１）に対する点光源（５）の位置を移動させるこ
とを特徴とする請求項１記載のホログラム作成方法。2. A minimum error phase of the spherical wave (3) on which the root mean square of the difference between the phase of the hologram to be created and the phase of the spherical wave (3) is minimized on the hologram recording material (1). The hologram producing method according to claim 1, wherein the position of the point light source (5) with respect to the hologram recording material (1) is calculated and moved so as to obtain the minimum error phase.
１）を通して前記ホログラム記録材（１）に照射される
ことを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム作成
方法。3. The aspherical wave (4) is a telescope system (2).
3. The hologram production method according to claim 1, wherein the hologram recording material (1) is irradiated through 1).
割手段（１１）により分割し、該分割した２つのレーザ
光をステージ（９）上のホログラム記録材（１）に照射
してホログラムを作成するホログラム作成装置におい
て、 前記分割したレーザ光の一方を球面波に変換するピンホ
ール（６）と、 該ピンホール（６）の位置を可変するピンホール駆動手
段（１８）と、 該分割したレーザ光の他方の位相を変調して非球面波と
するミラーマトリクス群（７）と、 ピンホール駆動手段（１８）、及びミラーマトリクス群
（７）の駆動を制御する制御回路（１７）とを有する構
成としたことを特徴とするホログラム作成装置。4. A laser beam from a light source (10) is split by a beam splitting means (11), and the split two laser beams are applied to a hologram recording material (1) on a stage (9) to form a hologram. In a hologram creating apparatus to be created, a pinhole (6) for converting one of the divided laser beams into a spherical wave, a pinhole driving means (18) for changing the position of the pinhole (6), and the divided A mirror matrix group (7) that modulates the other phase of the laser light into an aspherical wave, a pinhole drive means (18), and a control circuit (17) that controls the drive of the mirror matrix group (7). A hologram creating apparatus characterized by having the configuration.
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1992
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