JPH06313857A - Image i/o device using hologram - Google Patents

Image i/o device using hologram

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JPH06313857A
JPH06313857A JP5104230A JP10423093A JPH06313857A JP H06313857 A JPH06313857 A JP H06313857A JP 5104230 A JP5104230 A JP 5104230A JP 10423093 A JP10423093 A JP 10423093A JP H06313857 A JPH06313857 A JP H06313857A
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hologram
light
image
output device
wavelength
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Nobuhiko Ichikawa
市川信彦
Yukio Taniguchi
谷口幸夫
Minoru Uchiumi
実 内海
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent the occurrence of a drop in the sensitivity of an image receiving device by minimizing the reduction of a light quantity at the time of reading a color image. CONSTITUTION:This device has a hologram 2 capable of diffracting image light 1 spectroscopically into R (red), G (green) and B (blue) components, and focusing each component, and an image receiving section 3 where R, G and B sensitive picture elements are laid cyclically. Also, the image light 1 is spectroscopically diffracted through the hologram 2 and inputted to a corresponding light sensitive picture element. As a result, the light 1 does not need to pass a color filter, and no absorption loss occurs and diffracted light can be efficiently focused at the predetermined position. Thus, each wavelength component can be employed without any waste, and the utilization efficiently of the component can be substantially increased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ホログラムを用いたC
CDカメラ等の画像入出力装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a C using a hologram.
The present invention relates to an image input / output device such as a CD camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、カラー画像の入出力装置にお
いて、R(赤)、G(緑)、B(青)各色に分光する場
合にはカラーフィルタが用いられている。この入出力装
置では、撮影したい画像は結像レンズによってCCD等
の受像部に結像されるが、結像前にR,G,Bのカラー
フィルタによって各画素ごとに透過する光の波長を選択
している。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a color image input / output device, a color filter has been used for spectral separation into R (red), G (green) and B (blue) colors. In this input / output device, an image to be photographed is formed on an image receiving portion such as a CCD by an image forming lens, but the wavelength of light transmitted through each pixel is selected by an R, G, B color filter before image formation. is doing.

【0003】しかしながら、従来のカラーフィルタを用
いたカラー画像入出力装置では、カラーフィルタによっ
て透過する光を選択しているために、カラーフィルタを
透過する色成分が1色に制限されてしまい、その他の補
色成分は無駄となってしまうとともに、各カラーフィル
タでの吸収による損失が伴い、光量が大きく減少してし
まう。その結果、受像装置(カメラ)全体としての感度
の低下につながってしまうという問題があった。
However, in the conventional color image input / output device using the color filter, since the light transmitted through the color filter is selected, the color component transmitted through the color filter is limited to one color. The complementary color component of is wasted, and there is a loss due to absorption in each color filter, and the amount of light is greatly reduced. As a result, there is a problem that the sensitivity of the image receiving apparatus (camera) as a whole is lowered.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたもので、カラー画像を読み取る際におけ
る光量の減少を極力抑えて受像装置の感度低下を防止す
ることができるホログラムを用いた画像入出力装置を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and uses a hologram capable of preventing a decrease in light amount when reading a color image and preventing a decrease in sensitivity of an image receiving device. An object is to provide an image input / output device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明のホログラムを用
いた画像入出力装置は、図1に示すように、入射した画
像光1をホログラム2を用いて画素ごとにR,G,B色
に分光回折させ、回折光4をR,G,B画素ごとに各々
対応する受像部3のR,G,B画素へ入力するようにし
たことを特徴とするものである。
As shown in FIG. 1, an image input / output device using a hologram of the present invention converts an incident image light 1 into R, G, B colors for each pixel using a hologram 2. It is characterized in that it is spectrally diffracted and the diffracted light 4 is input to the R, G, B pixels of the image receiving unit 3 corresponding to each R, G, B pixel.

【0006】[0006]

【作用】本発明においては、ホログラムの持つ分光、集
光機能を用い、光の入力方法としてR,G,B画素の一
組単位(以下絵素単位と言う)で色の成分を取り出すた
めに光量の減少を極力抑えることができ、結果として受
像装置の感度低下を防止することができる。
In the present invention, in order to extract color components in units of a set of R, G, and B pixels (hereinafter referred to as picture element units) as a light input method, the spectral and condensing functions of holograms are used. It is possible to suppress the decrease in the amount of light as much as possible, and as a result, it is possible to prevent the sensitivity of the image receiving device from decreasing.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明のホログラムを用いた画像入出
力装置について、図面を参照してより詳細に説明する。
図2は3重記録もしくは3枚貼り合わせで作製したホロ
グラムを用いた場合の説明図である。図2において、受
像部3の画像光入射側に透過型ホログラム2´を配置す
る。この場合、透過型ホログラム2´は、3枚のホログ
ラム21〜23を重ね合わせてなるものか、又は、3回
多重記録してなるものであり、受像部3の1絵素を構成
する3つのR、G、B画素の組各々に対応して、画素と
同じピッチでアレー状に構成されている。この場合、透
過型ホログラム2´は、多重記録からなる場合も、1回
記録のものを3枚重ねた場合も、何れも、ホログラム面
に対して所定角度で入射する画像光中の所定波長成分の
みを選択的に回折してその波長光が、受像部3の対応す
るR、G、B画素へ集光するように波長及び角度選択性
のあるフレネルゾーンプレート状に形成されている。こ
こで、波長及び角度選択性のある透過型ホログラムと
は、リップマンホログラムのように、特定の波長だけを
回折し、他の波長は回折しないで透過させるタイプのも
のである。各単位ホログラムのホログラム面にほぼ垂直
に入射する画像光中の赤の波長成分は、透過型ホログラ
ム2´の赤色用ホログラム21又は多重記録中の赤色用
ホログラムにより選択的に回折されて画素Rの位置に集
光される。同様に、画像光中の緑の波長成分は、透過型
ホログラム2´の緑色用ホログラム22又は多重記録中
の緑色用ホログラムにより選択的に回折されて画素Gの
位置に、画像光中の青の波長成分は、透過型ホログラム
2´の青色用ホログラム23又は多重記録中の青色用ホ
ログラムにより選択的に回折されて画素Bの位置にそれ
ぞれ集光される。受像部3はCCD等からなり、予め
R,G,B画素の位置が決められているので、入射した
各色の画像光を電気信号に変換して読み取ることができ
る。
The image input / output device using the hologram of the present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.
FIG. 2 is an explanatory diagram when a hologram produced by triple recording or laminating three sheets is used. In FIG. 2, a transmission hologram 2'is arranged on the image light incident side of the image receiving unit 3. In this case, the transmissive hologram 2 ′ is formed by superimposing three holograms 21 to 23 or is formed by multiplex recording three times, and the three holograms forming one picture element of the image receiving unit 3 are formed. Each array of R, G, and B pixels is arranged in an array at the same pitch as the pixels. In this case, the transmissive hologram 2 ′, whether it is made of multiple recording or three recordings of one time recording, is either a predetermined wavelength component in the image light incident at a predetermined angle with respect to the hologram surface. It is formed into a Fresnel zone plate shape having wavelength and angle selectivity so that only the light having the selected wavelength is selectively diffracted and the wavelength light is condensed to the corresponding R, G, and B pixels of the image receiving unit 3. Here, the transmission hologram having wavelength and angle selectivity is a type in which only a specific wavelength is diffracted and other wavelengths are transmitted without being diffracted, like a Lippmann hologram. The red wavelength component in the image light that is substantially perpendicularly incident on the hologram surface of each unit hologram is selectively diffracted by the red hologram 21 of the transmission hologram 2'or the red hologram in the multiple recording, and the red wavelength component of the pixel R of the pixel R. It is focused on the position. Similarly, the green wavelength component in the image light is selectively diffracted by the green hologram 22 of the transmissive hologram 2'or the green hologram in the multiple recording, and the blue wavelength in the image light is located at the position of the pixel G. The wavelength component is selectively diffracted by the blue hologram 23 of the transmissive hologram 2'or the blue hologram in the multiple recording and is condensed at the position of the pixel B, respectively. The image receiving unit 3 is composed of a CCD or the like, and the positions of R, G, and B pixels are determined in advance, so that the incident image light of each color can be converted into an electric signal and read.

【0008】このように、ホログラム2´の各成分ホロ
グラムによる回折の波長及び角度選択性を利用して、特
定の3つの波長成分のみをホログラム2′の出射側に配
置した受像部3のR、G、B画素へ対応する色の波長成
分を回折して入射するようにし、これにより、各波長成
分を無駄なく受像部へ直接入射させることができるた
め、利用効率を大幅に向上させることができる。
As described above, by utilizing the wavelength and angle selectivity of diffraction by each component hologram of the hologram 2 ', R of the image receiving portion 3 in which only three specific wavelength components are arranged on the exit side of the hologram 2', The wavelength components of the colors corresponding to the G and B pixels are diffracted and made to enter, whereby the respective wavelength components can be made to directly enter the image receiving portion without waste, so that the utilization efficiency can be greatly improved. .

【0009】図3は1枚の分散型ホログラムを用いた場
合の説明図である。図3において、例えば隣接する3つ
のR、G、B画素の繰り返しからなる受像部3の画像光
1の入射側に透過型ホログラム2を配置する。透過型ホ
ログラム2は、受像部3の1絵素を構成する3つのR、
G、B画素の各々に対応して、画素と同じピッチでアレ
ー状に構成されており、各単位ホログラムは、ホログラ
ム面にほぼ垂直に入射する白色光を回折して、対応する
単位ホログラムからオフセットした位置の受像部の画素
上に集光するようにフレネルゾーンプレート状に形成さ
れている。ホログラム2としては、回折効率の波長依存
性がないか、もしくは少ない、レリーフ型、位相型、振
幅型等のものが用いられる。ここで、回折効率の波長依
存性がないかもしくは少ないとは、リップマンホログラ
ムのように、特定の波長だけを回折し、他の波長は回折
しないタイプ(回折波長及び角度選択性のあるホログラ
ム)のものではなく、1つの回折格子で何れの波長も回
折するものを意味し、この波長依存性が少ない回折格子
は、一般に、波長に応じて異なる回折角で回折する。し
たがって、画像光1の波長に依存して単位ホログラムに
よる回折角は異なり、各波長に対する集光位置はホログ
ラム2の面に平行な方向に分散される。そのため、画像
光1の赤の波長成分は受像部Rの位置に、緑の成分は受
像部Gの位置に、青の成分は受像部Bの位置にそれぞれ
回折集光される。受像部3はCCD等からなり、予め
R,G,B画素の位置が決められているので、入射した
各色の画像光を電気信号に変換して読み取ることができ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram when one dispersion hologram is used. In FIG. 3, for example, the transmission hologram 2 is arranged on the incident side of the image light 1 of the image receiving unit 3 which is formed by repeating three adjacent R, G, and B pixels. The transmissive hologram 2 includes three Rs that form one picture element of the image receiving unit 3,
The unit holograms are arranged in an array at the same pitch as the G and B pixels, and each unit hologram diffracts white light that is incident almost perpendicularly to the hologram surface and is offset from the corresponding unit hologram. It is formed in a Fresnel zone plate shape so as to collect light on the pixels of the image receiving unit at the above positions. As the hologram 2, a relief type, a phase type, an amplitude type, or the like that has little or no wavelength dependence of diffraction efficiency is used. Here, the wavelength efficiency of the diffraction efficiency has no or little dependence is of a type (diffraction wavelength and angle-selective hologram) that does not diffract other wavelengths, such as a Lippmann hologram. It does not mean a single diffraction grating that diffracts any wavelength, and this diffraction grating having a small wavelength dependence generally diffracts at different diffraction angles depending on the wavelength. Therefore, the diffraction angles of the unit holograms differ depending on the wavelength of the image light 1, and the focusing positions for each wavelength are dispersed in the direction parallel to the surface of the hologram 2. Therefore, the red wavelength component of the image light 1 is diffracted and condensed at the position of the image receiving portion R, the green component is diffracted at the position of the image receiving portion G, and the blue component is diffracted at the position of the image receiving portion B. The image receiving unit 3 is composed of a CCD or the like, and the positions of R, G, and B pixels are determined in advance, so that the incident image light of each color can be converted into an electric signal and read.

【0010】このように、ホログラム2の各波長による
回折角度の違いを利用して、ホログラムの背後に配置し
た受像部3の各画素R、G、Bへ対応する表示色の波長
成分を回折して入射して読み取るようにし、これによ
り、各波長成分を無駄なく受像部の各画素へ直接入射さ
せることができるため、利用効率を大幅に向上させるこ
とができる。なお、図2、図3のものにおいては、画像
光をホログラム面にほぼ垂直に入射するものであった
が、ホログラム面の法線に対して所定の角度をなして入
射させることも可能である。
As described above, by utilizing the difference in the diffraction angle depending on each wavelength of the hologram 2, the wavelength component of the display color corresponding to each pixel R, G, B of the image receiving portion 3 arranged behind the hologram is diffracted. The wavelength components can be directly incident on each pixel of the image receiving unit without waste, and the utilization efficiency can be significantly improved. 2 and 3, the image light is made to enter the hologram surface almost perpendicularly, but it is also possible to make the light incident at a predetermined angle with respect to the normal line of the hologram surface. .

【0011】ところで、図2、図3のものは、受像部の
R、G、Bの組各々に対応して、波長分散をするフレネ
ルゾーンプレート状のマイクロホログラムアレーを整列
して配置するものであったが、波長分散する波長依存性
の少ない回折格子の作用をする一様なホログラムとマイ
クロレンズアレーを組み合わせて、同様にホログラムの
波長分散作用を利用して、光の利用効率を大幅に向上さ
せることができる。そのためには、図4に示すように、
受像部3の前面に、受像部3の画素ピッチに対応する径
のマイクロレンズ5をガラス基板6上に設けたマイクロ
レンズアレー7を配置し、マイクロレンズアレー7の受
像部3側に、一様な干渉縞からなる波長依存性の少ない
透過型ホログラム2を一体に設ける。このように構成す
ると、マイクロレンズ5で集光された画像光1は、透過
型ホログラム2で波長に応じて異なる角度で回折され分
光される。したがって、図2、図3の場合と同様、各波
長に対する集光位置はホログラム2面に平行な方向に分
散され、画像光1の赤の波長成分は画素Rの位置に、緑
の成分は画素Gの位置に、青の成分は画素Bの位置にそ
れぞれ集光されて読み取られる。この構成では、ホログ
ラム2として、集光性でなく一様な干渉縞からなる波長
依存性の少ない透過型ホログラムを用いることができる
ため、ホログラム2を受像部3と位置合わせする必要が
ない。
By the way, in FIGS. 2 and 3, a Fresnel zone plate-shaped micro-hologram array for wavelength dispersion is arranged in alignment corresponding to each set of R, G and B of the image receiving portion. However, by combining a uniform hologram that acts as a diffraction grating that has a wavelength-dependent wavelength dispersion and a microlens array, the wavelength-dispersion function of the hologram is also used to significantly improve the light utilization efficiency. Can be made. To do so, as shown in FIG.
A microlens array 7 having microlenses 5 having a diameter corresponding to the pixel pitch of the image receiving section 3 provided on a glass substrate 6 is arranged on the front surface of the image receiving section 3, and the microlens array 7 is uniformly arranged on the image receiving section 3 side. The transmission hologram 2 having a small wavelength dependence and formed of various interference fringes is integrally provided. According to this structure, the image light 1 condensed by the microlens 5 is diffracted by the transmissive hologram 2 at different angles depending on the wavelength and is dispersed. Therefore, as in the case of FIG. 2 and FIG. 3, the condensing position for each wavelength is dispersed in the direction parallel to the hologram 2 surface, the red wavelength component of the image light 1 is at the position of the pixel R, and the green component is at the pixel R. The blue component is condensed at the position of G and is read at the position of pixel B. In this configuration, since it is possible to use, as the hologram 2, a transmission type hologram having uniform wavelength fringes, which is not light-condensing and has little wavelength dependence, it is not necessary to align the hologram 2 with the image receiving unit 3.

【0012】また、図2の場合は、波長及び角度選択性
のある透過型ホログラム2′は、異なる3つの波長につ
いて回折する3枚のホログラム21〜23を重ね合わせ
てなるもの、又は、3回多重記録してなるものであった
が、これを2つの波長からなるものにすることもでき
る。図5にその場合の構成を示す。この場合は、波長及
び角度選択性のある回折格子の作用をする一様なホログ
ラムとマイクロレンズアレーを組み合わせて、図2の場
合と同様に、回折の波長及び角度選択性を利用して、光
の利用効率を大幅に向上させることができるもので、図
5において、受像部3の前面には、受像部の画素ピッチ
に対応する径のマイクロレンズ5をガラス基板6上に設
けてなるマイクロレンズアレー7が配置されており、マ
イクロレンズアレー7の受像部3側には、波長及び角度
選択性のある一様な干渉縞からなる青色用ホログラム2
3、赤色用ホログラム21が一体に設けられている。こ
のように構成すると、マイクロレンズ5で集光された画
像光1中の青の波長成分の大部分は青色用ホログラム2
3により回折されて画素Bの位置に集光し、赤の波長成
分の大部分は赤色用ホログラム21により回折されて画
素Rの位置に集光し、また、ホログラム2′により回折
されない緑の成分は、ホログラム23、21を直進通過
して、画素Gの位置に集光する。したがって、画像光1
の赤の波長成分は画素Rの位置に、緑の成分は画素Gの
位置に、青の成分は画素Bの位置にそれぞれ集光され、
読み取られる。この構成においては、ホログラム21、
23として、集光性のない一様な干渉縞からなる波長及
び角度選択性のあるホログラムを用いることができるた
め、ホログラム21、23を受像部3と位置合わせする
必要がない。
In the case of FIG. 2, the transmission hologram 2'having wavelength and angle selectivity is formed by superimposing three holograms 21 to 23 diffracting on three different wavelengths, or three times. Although it is formed by multiple recording, it may be formed by two wavelengths. FIG. 5 shows the configuration in that case. In this case, a uniform hologram that acts as a diffraction grating having wavelength and angle selectivity is combined with a microlens array, and the wavelength and angle selectivity of diffraction are utilized in the same manner as in FIG. In FIG. 5, a microlens 5 having a diameter corresponding to the pixel pitch of the image receiving portion is provided on the glass substrate 6 on the front surface of the image receiving portion 3 in FIG. An array 7 is arranged, and a blue hologram 2 composed of uniform interference fringes having wavelength and angle selectivity is provided on the image receiving portion 3 side of the microlens array 7.
3. The hologram for red 21 is integrally provided. According to this structure, most of the blue wavelength component in the image light 1 collected by the microlens 5 is the blue hologram 2.
3, the light is condensed at the position of the pixel B, most of the red wavelength component is diffracted by the hologram for red 21 and condensed at the position of the pixel R, and the green component not diffracted by the hologram 2 '. Goes straight through the holograms 23 and 21 and is focused at the position of the pixel G. Therefore, the image light 1
, The red wavelength component is condensed at the position of the pixel R, the green component is condensed at the position of the pixel G, and the blue component is condensed at the position of the pixel B.
Read. In this configuration, the hologram 21,
Since a hologram having uniform wavelength and angle selectivity, which has no condensing property, can be used as 23, it is not necessary to align the holograms 21 and 23 with the image receiving section 3.

【0013】なお、図5において、マイクロレンズ5を
省略し、かつホログラムにも集光機能を持たせないよう
にしても、赤色回折光と青色回折光は集光せずに回折す
るので、直下の画素Gには補色としてのG光を入射させ
ることができる。しかし、この場合は像ボケが生ずるの
でマイクロレンズ5を省略した場合には、ホログラムに
集光作用を持たせることが望ましい。
In FIG. 5, even if the microlens 5 is omitted and the hologram is not provided with a light condensing function, the red diffracted light and the blue diffracted light are diffracted without being condensed. G light as a complementary color can be made incident on the pixel G of. However, in this case, image blurring occurs, and therefore, when the microlens 5 is omitted, it is desirable that the hologram has a condensing function.

【0014】ここで、1つの具体例を示す。ホログラム
感光材料には、フォトポリマー系のデュポン社 オムニ
デックス352を使用し、レーザにはスペクトラフィジ
ック社製 アルゴンイオンレーザ出力5W、波長514
nmを用いた。先ず、図2に示す光学系について具体例
を述べる。この光学系では、透過型ホログラムを1枚の
感光材料中に3重露光するか、若しくは3枚の感光材料
にそれぞれR,G,B各色を選択的に回折させる透過型
ホログラムを記録する。このとき、このホログラムには
十分な波長選択性を持たせることが必要であり、そのた
めには感材の膜厚と、回折光の角度が重要なファクタと
なる。
Here, one concrete example will be shown. As a hologram photosensitive material, a photopolymer-based Omnipond 352 manufactured by DuPont is used, and as a laser, a spectrophysic Argon ion laser output 5 W, wavelength 514 is used.
nm was used. First, a specific example of the optical system shown in FIG. 2 will be described. In this optical system, a transmissive hologram is triple-exposed in one photosensitive material, or a transmissive hologram that selectively diffracts R, G, and B colors is recorded on each of the three photosensitive materials. At this time, it is necessary for the hologram to have sufficient wavelength selectivity, and for that purpose, the film thickness of the photosensitive material and the angle of the diffracted light are important factors.

【0015】今回用いた感光材料は、フォトポリマー系
のデュポン社製オムニデックス352であり、その感光
材料膜厚は40μm、光学系として回折角度は垂直から
45°であった。撮影用レーザにはスペクトラフィジッ
ク社製アルゴンイオンレーザ、モデルSP−2020−
055、出力5W、波長514nmを電流30A、出力
0.1Wのシングルモードの状態で用いた。今回の例で
は3重記録の方法を用いた。前記感光材料に対し、以下
の露光条件でR,G,B用の計3回の撮影を行った。 (記録条件) 露光強度 :1.0mW/cm2 撮影時間 :40sec 露光量 :40mJ/cm2 露光面積 :300×300μm (撮影光学系)青用 :参照光 −4.5°、平行光 ∞ 物体光 +45.4°、発散光f=1.41mm 緑用 :参照光 −0.5°、平行光 ∞ 物体光 ±0°、発散光f=1.0 赤用 :参照光 +2.5°、平行光 ∞ 物体光 +39.8°、発散光f=1.30mm 後処理条件)紫外線照射 :10分、100mJ/cm2 加熱処理 :120℃、2時間 上記工程を経たホログラムに対してメタルハライドラン
プ、岩崎電気(株)製と放物面鏡とを組み合わせて発生
させた白色平行光を照射したところ、所望の位置、方向
にR,G,Bの3色が分光、回折されていることが確認
できた。
The light-sensitive material used this time was a photopolymer-based Omnidex 352 manufactured by DuPont. The thickness of the light-sensitive material was 40 μm, and the diffraction angle of the optical system was 45 ° from the vertical. Spectra Physics Argon Ion Laser, Model SP-2020-
055, output 5 W, wavelength 514 nm was used in a single mode state with current 30 A and output 0.1 W. In this example, the triple recording method was used. The light-sensitive material was photographed a total of three times for R, G and B under the following exposure conditions. (Recording conditions) Exposure intensity: 1.0 mW / cm 2 Shooting time: 40 sec Exposure amount: 40 mJ / cm 2 Exposure area: 300 × 300 μm (shooting optical system) For blue: Reference light −4.5 °, parallel light ∞ Object Light + 45.4 °, divergent light f = 1.41 mm For green: reference light −0.5 °, parallel light ∞ object light ± 0 °, divergent light f = 1.0 for red: reference light + 2.5 °, Parallel light ∞ Object light + 39.8 °, divergent light f = 1.30 mm Post-treatment condition) UV irradiation: 10 minutes, 100 mJ / cm 2 heat treatment: 120 ° C., 2 hours Metal halide lamp for hologram that has undergone the above steps, When white parallel light generated by combining Iwasaki Electric Co., Ltd. and a parabolic mirror was irradiated, it was confirmed that the three colors R, G and B were dispersed and diffracted at the desired position and direction. did it.

【0016】次に、このホログラムをアレー状にし、C
CDと組み合わせることにより画像の入力が可能である
かを確認した。まず、上記露光を繰り返すことによりホ
ログラムレンズアレーにした。このホログラムアレーを
CCDの前面に貼付けることにより、撮影を行ったとこ
ろ、像の入力が可能であり、またCCDへ入射する光量
がホログラムアレーを用いない場合に比べ約3倍向上し
ていることが確認でき、本発明による感度の向上が図れ
た。
Next, this hologram is formed into an array, and C
It was confirmed whether an image could be input by combining it with a CD. First, the hologram lens array was formed by repeating the above exposure. When this hologram array is attached to the front surface of the CCD, an image can be input when the image is taken, and the amount of light incident on the CCD is improved by about 3 times compared to when the hologram array is not used. Was confirmed, and the sensitivity was improved by the present invention.

【0017】次に、図3の構成における具体例について
説明する。この場合、感光材料は1枚であり、撮影も1
回のみである。ホログラムによって回折される白色光は
その波長によって回折する角度、焦点距離が変化してい
くのである。記録条件、後処理条件については前記3重
露光の場合と同様である。撮影光学計は以下の通りであ
る。 物体光 : 角度0.5°、平行光 参照光 : 角度31.7°、焦点距離1.18mm 上記工程を経たホログラムに対し、メタルハライドラン
プ、岩崎電気(株)製と放物面鏡とを組み合わせて発生
させた白色平行光を照射したところ、所望の位置、方向
にR,G,Bの3色が分光、回折されていることが確認
できた。
Next, a specific example in the configuration of FIG. 3 will be described. In this case, there is only one photosensitive material,
Only once. The angle and focal length of white light diffracted by a hologram change depending on its wavelength. The recording conditions and post-processing conditions are the same as in the case of triple exposure. The taking optical meter is as follows. Object light: Angle 0.5 °, parallel light Reference light: Angle 31.7 °, focal length 1.18 mm For the hologram that has undergone the above steps, a metal halide lamp, manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd., and a parabolic mirror are combined. It was confirmed that the three colors of R, G and B were spectrally diffracted and diffracted at a desired position and direction when irradiated with white parallel light generated by the above.

【0018】次に、このホログラムをアレー状にし、C
CDと組み合わせることにより画像の入力が可能である
かを確認した。まず、上記露光を繰り返すことによりホ
ログラムレンズアレーにした。このホログラムアレーを
CCDの前面に貼付けることにより、撮影を行ったとこ
ろ、像の入力が可能であり、またCCDへ入射する光量
がホログラムアレーを用いない場合に比べ約3倍向上し
ていることが確認でき、本発明による感度の向上が図れ
た。
Next, this hologram is formed into an array, and C
It was confirmed whether an image could be input by combining it with a CD. First, the hologram lens array was formed by repeating the above exposure. When this hologram array is attached to the front surface of the CCD, an image can be input when the image is taken, and the amount of light incident on the CCD is improved by about 3 times compared to when the hologram array is not used. Was confirmed, and the sensitivity was improved by the present invention.

【0019】なお、複製方法としては、上記両者とも1
度全面にホログラムレンズアレーを形成しておけば、こ
れを原版として新たな感光材料を密着させ原版側から再
生光を入射することで容易に複製することができる。
As a duplication method, both of the above are 1
If a hologram lens array is formed on the entire surface, a new photosensitive material can be used as a master plate and a new photosensitive material can be brought into close contact therewith, and reproduction light can be incident from the master plate side for easy duplication.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば入射光をホログラムにより回折分光して所定の
空間的な周期で異なる波長の光を所望の位置に出射する
ので、カラーフィルターを通過させなくてもよくなり、
吸収による損失がなくなり、明るい撮像が可能になる。
また、効率良く分光した光を所定位置に集光させること
ができるので、各波長成分を無駄なく利用でき、その利
用効率を大幅に向上させることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the incident light is diffracted and separated by the hologram, and the light having different wavelengths is emitted to a desired position in a predetermined spatial cycle. You do n’t have to pass
There is no loss due to absorption and bright imaging is possible.
In addition, since the light that has been dispersed efficiently can be condensed at a predetermined position, each wavelength component can be used without waste, and the utilization efficiency thereof can be significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 ホログラムを用いた画像入出力装置の原理を
説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of an image input / output device using a hologram.

【図2】 3重記録若しくは3枚貼り合わせホログラム
を用いた場合の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram in the case of using a triple recording or a three-piece bonded hologram.

【図3】 1枚分散型ホログラムを用いた場合の説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory diagram when a single-dispersion hologram is used.

【図4】 図3の構成にマイクロレンズアレーを組み合
わせた場合の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram when a microlens array is combined with the configuration of FIG.

【図5】 図3の変形の構成を示す図である。5 is a diagram showing a modified configuration of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…画像光、2…ホログラム、3…受像部、4…回折
光、5…マイクロレンズ、6…ガラス基板、7…マイク
ロレンズアレー、21…赤色用ホログラム、22…緑色
用ホログラム、23…青色用ホログラム。
1 ... Image light, 2 ... Hologram, 3 ... Image receiving part, 4 ... Diffracted light, 5 ... Microlens, 6 ... Glass substrate, 7 ... Microlens array, 21 ... Red hologram, 22 ... Green hologram, 23 ... Blue Hologram.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像光を赤(R),緑(G),青(B)
に分光回折させる機能を有するホログラムと、R,G,
B各色の画像の結像位置に配置され、周期的にR,G,
B受光画素が配列された受像部とを備え、前記ホログラ
ムにより画像光を分光回折し、画素ごとに各々対応する
前記受光画素へ入力させることを特徴とするホログラム
を用いた画像入出力装置。
1. Image light of red (R), green (G), blue (B)
A hologram having a function of spectrally diffracting light into R, G,
B is arranged at the image forming position of the image of each color, and R, G,
An image input / output device using a hologram, comprising: an image receiving section in which B light receiving pixels are arranged, and image light is spectrally diffracted by the hologram and input to the corresponding light receiving pixels for each pixel.
【請求項2】 請求項1記載の装置において、前記ホロ
グラムが、R,G,Bの各々の波長に対応する透過型ホ
ログラムを3枚重ねるか、もしくは1層の感光材料中に
3重記録した透過型ホログラムからなることを特徴とす
るホログラムを用いた画像入出力装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the hologram is formed by superposing three transmissive holograms corresponding to respective wavelengths of R, G and B, or by triple recording in a photosensitive material of one layer. An image input / output device using a hologram, which is characterized by comprising a transmission hologram.
【請求項3】 請求項1記載の装置において、前記ホロ
グラムが、1枚でR,G,B全波長を回折させる、回折
効率の波長依存性を有しないか、もしくは少ない透過型
ホログラムからなることを特徴とするホログラムを用い
た画像入出力装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the hologram is a transmission hologram that diffracts all R, G, and B wavelengths with one sheet and has no or little wavelength dependence of diffraction efficiency. An image input / output device using a hologram.
【請求項4】 複数の回折効率の波長依存性を持つホロ
グラムを貼り合わせるか、或いは1層中に複数のホログ
ラムを多重記録したホログラムと、前記ホログラムによ
りR,G,B各色に分光回折した画像光が入射され、周
期的にR,G,B受光画素が配列された受像部とを備
え、画像光を前記ホログラムによって画素毎に分光し、
各々の対応する受光画素へ導き、残りの光を補色として
対応する直下の受光画素へ導くことを特徴とするホログ
ラムを用いた画像入出力装置。
4. A hologram in which a plurality of holograms having wavelength dependence of diffraction efficiency are bonded together, or a hologram in which a plurality of holograms are multiplex-recorded in one layer and an image spectrally diffracted into each color of R, G, B by the hologram An image receiving unit in which light is incident and R, G, B light receiving pixels are arrayed periodically, and the image light is dispersed into each pixel by the hologram,
An image input / output device using a hologram, characterized in that the light is guided to each corresponding light receiving pixel and the remaining light is guided as a complementary color to the corresponding light receiving pixel directly below.
【請求項5】 請求項1〜4の何れか1項記載の装置に
おいて、ホログラムに集光性を持たせたことを特徴とす
るホログラムを用いた画像入出力装置。
5. An image input / output device using a hologram according to any one of claims 1 to 4, wherein the hologram has a condensing property.
【請求項6】 請求項1〜4の何れか1項記載の装置に
おいて、ホログラムの受像部側か、もしくは画像入射側
に前記周期に対応した周期で集光素子を配置したことを
特徴とするホログラムを用いた画像入出力装置。
6. The apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a condensing element is arranged at the image receiving side of the hologram or the image incident side at a period corresponding to the period. Image input / output device using hologram.
【請求項7】 請求項1〜6のうち何れか1項記載の装
置において、ホログラムによって分けられた各色の光
を、各光に対応するカラーフィルタによって受像部に入
射する光の波長を更に規制することを特徴とするホログ
ラムを用いた画像入出力装置。
7. The apparatus according to claim 1, wherein the light of each color divided by the hologram is further restricted by the color filter corresponding to each light to enter the image receiving portion. An image input / output device using a hologram.
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