JPH1152115A - Optical grating forming device - Google Patents

Optical grating forming device

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Publication number
JPH1152115A
JPH1152115A JP19580997A JP19580997A JPH1152115A JP H1152115 A JPH1152115 A JP H1152115A JP 19580997 A JP19580997 A JP 19580997A JP 19580997 A JP19580997 A JP 19580997A JP H1152115 A JPH1152115 A JP H1152115A
Authority
JP
Japan
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image
optical
grating
grid
optical grating
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Application number
JP19580997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kio Kaku
奇旺 郭
Seiko Ri
世光 李
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huajin Photoelectric Sci & Tec
Huajin Photoelectric Sci & Technol Co Ltd
Original Assignee
Huajin Photoelectric Sci & Tec
Huajin Photoelectric Sci & Technol Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1152115A publication Critical patent/JPH1152115A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to provide a grating forming process of high flexibility, high speed and low cost by controlling a light source, a grating image forming module and position control module by a control unit. SOLUTION: The light source 1 provides the light necessary for sensitizing a photosensitive plate 4 by forming a grating image. The grating image forming module 2 is used for forming the grating image. A grating image processing module 3 receives the grating image formed by the grating image forming module 2, reduces the image to some size and further filters the noise in the image. The photosensitive plate 4 records the processed grating image. The position control module 5 holds the photosensitive plate 4 and control the position thereof. The control unit 6 provides all the control signals for the respective modules.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、イメージから格子
を再現することができ、また、融通性が高く、高速かつ
低コストで、感光性プレートに格子を描くために光点を
利用することができる光学格子生成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is capable of reproducing a grid from an image, and has high flexibility, high speed and low cost, and uses a light spot to draw a grid on a photosensitive plate. The present invention relates to a device for generating an optical grating.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】今日
では、格子要素の量に対する必要性は、オプトエレクト
ロニクス産業の中で非常に莫大である。格子は、光集積
回路、光学システム、ホログラフィックディスプレイお
よび光信号処理のような種々の分野に適用することがで
きる。一般に、格子を生成するための方法は、例えば伝
送型ホログラフィ、反射型ホログラフィ、精密機械加工
プロセス、電子ビームエッチングプロセスおよびレーザ
機械加工プロセスなど、数種類のものがある。しかしな
がら、これら従来の方法は、それぞれの操作において不
利となる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Today, the need for the amount of grid elements is enormous in the optoelectronics industry. Gratings can be applied in various fields such as optical integrated circuits, optical systems, holographic displays and optical signal processing. In general, there are several types of methods for generating the grating, such as, for example, transmission holography, reflection holography, precision machining processes, electron beam etching processes, and laser machining processes. However, these conventional methods are disadvantageous in each operation.

【0003】伝送型ホログラフィは、芸術的に表示され
たホログラムや光信号処理の中で利用される。そのよう
な方法によって生成された格子要素は、回折効率が低
く、同軸で使用することができない。
[0003] Transmission holography is used in art-displayed holograms and optical signal processing. Grating elements produced by such methods have low diffraction efficiencies and cannot be used coaxially.

【0004】反射型ホログラフィは、伝送ホログラフィ
として同様の分野で使用されるが、反射ホログラフィに
よって生成された格子要素の回折効率は、伝送ホログラ
フィによって作ったものよりも高い。しかしながら、そ
れについての再現頻度は制御するのが難しく、さらにそ
のコストは高い。
[0004] Reflection holography is used in the same field as transmission holography, but the diffraction efficiency of grating elements generated by reflection holography is higher than that produced by transmission holography. However, the frequency of reproduction is difficult to control and the cost is high.

【0005】精密機械加工プロセスは、確かなレベルの
品質で格子要素を生成することができる。しかしなが
ら、そのような方法は、線形、もしくは円形の格子を生
成するために使用できるだけである。
[0005] Precision machining processes can produce grid elements with a certain level of quality. However, such a method can only be used to generate a linear or circular grid.

【0006】最も一般に用いられている方法は、電子ビ
ームエッチングプロセスである。しかしながら、そのよ
うな方法は、大きい回折角度をもつ格子要素および回折
結合光学要素を生成するには適さない。しかるにレーザ
機械加工プロセスは、大きい回折角度をもつ格子要素、
もしくは回折結合光学要素を生成することだけに適して
いる。
[0006] The most commonly used method is an electron beam etching process. However, such methods are not suitable for producing grating elements and diffraction-coupled optical elements with large diffraction angles. However, the laser machining process uses grating elements with large diffraction angles,
Or it is only suitable for producing a diffraction-coupled optical element.

【0007】それゆえに、これら従来の各方法は、それ
ぞれに厳しい制限をもち、従って、種々の格子を生成す
るために適用することができない。従って、本発明は、
上記の問題を解決するために開発される。
[0007] Therefore, each of these conventional methods has its own severe limitations and therefore cannot be applied to generate various grids. Therefore, the present invention
Developed to solve the above problems.

【0008】本発明の1つの目的は、感光性プレートの
上で格子を生成するための改善された光学格子生成装置
を提供することである。光学格子生成装置は、融通性が
高く、高速かつ低コストの格子生成プロセスを提供する
ために、コンピューターイメージシステム、光学イメー
ジシステムおよび精密機械コントロールシステムを結合
することによって達成される。
One object of the present invention is to provide an improved optical grating generator for generating a grating on a photosensitive plate. An optical grating generator is achieved by combining a computer imaging system, an optical imaging system and a precision machine control system to provide a flexible, fast and low cost grating generation process.

【0009】本発明のもう一つの目的は、感光性プレー
トの上で格子イメージ通りに格子を再現するための光学
格子生成装置を提供することである。
It is another object of the present invention to provide an optical grating generator for reproducing a grating as a grating image on a photosensitive plate.

【0010】本発明の更なる目的は、集中した光点で感
光性プレートの上に直接格子のパターンを描くことによ
って感光性プレートの上に格子を生成するための光学格
子生成装置を提供することである。
It is a further object of the present invention to provide an optical grid generator for generating a grid on a photosensitive plate by drawing a grid pattern directly on the photosensitive plate with concentrated light spots. It is.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の1つの形態に従
って光学格子生成装置は、光ソースモジュール、格子イ
メージ生成モジュール、光学的イメージ処理モジュー
ル、位置コントロールモジュール、感光性プレートおよ
びコントロールユニットを含んでいる。そのコントロー
ルユニットは、格子イメージ生成モジュールに特定の格
子パターンで格子イメージを生成するように命令する。
それからイメージ処理モジュールは、格子イメージをあ
るサイズに縮小する(reduce)。位置コントロールモジ
ュールによって保持された感光性プレートは、光ソース
モジュールによって収縮した格子イメージに従って感光
させられる。
According to one aspect of the invention, an optical grating generator includes a light source module, a grating image generating module, an optical image processing module, a position control module, a photosensitive plate, and a control unit. I have. The control unit instructs the grid image generation module to generate a grid image with a specific grid pattern.
The image processing module then reduces the grid image to a certain size. The photosensitive plate held by the position control module is exposed according to the contracted grid image by the light source module.

【0012】本発明のもう一つの形態に従って光学格子
生成装置は、さらに、位置コントロールモジュールによ
って保持される感光性プレートの移動によって格子が生
成されることができるように一点に集められた光点ソー
スを含んでおり、光点が感光性プレート上の格子パター
ンを描くためのペンとして機能する。
In accordance with another aspect of the present invention, an optical grating generator further comprises a centralized light spot source such that a grating can be created by movement of a photosensitive plate held by a position control module. And the light spot acts as a pen for drawing a grid pattern on the photosensitive plate.

【0013】本発明の更なる形態に従って光学格子生成
装置の格子イメージ生成モジュールは、格子の輝点配列
をつくるためのいろいろな格子パターンの格子マスクを
備えることによって提供される。
In accordance with a further aspect of the present invention, a grating image generation module of an optical grating generator is provided by including a grid mask of various grid patterns for creating a grid bright spot array.

【0014】さらに本発明の更なる形態に従って光学格
子生成装置の格子イメージ生成モジュールは、格子の輝
点配列の効果を提供するだけでなく、コンピューター生
成されたホログラムと回折性の光学素子に適応する液晶
ディスプレイとを備えることによって提供される。
In accordance with yet a further aspect of the present invention, the grating image generation module of the optical grating generator not only provides the effect of a grid bright spot arrangement, but also accommodates computer generated holograms and diffractive optical elements. And a liquid crystal display.

【0015】発明の他の目的、利点および新規な特徴
は、添付図面に関連した以下の詳細な記述からより明ら
かとなる。
[0015] Other objects, advantages and novel features of the invention will become more apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1を参照すれば、本発明に係る
光学格子装置は、光ソース1、格子イメージ生成モジュ
ール2、光学的イメージ処理モジュール3、感光性プレ
ート4、位置コントロールモジュール5およびコントロ
ールユニット6を含んでいる。光ソース1は、格子イメ
ージを生成し、感光性プレート4を感光させるために必
要な光を提供する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, an optical grating device according to the present invention comprises a light source 1, a grating image generating module 2, an optical image processing module 3, a photosensitive plate 4, a position control module 5, and The control unit 6 is included. The light source 1 produces the grating image and provides the light necessary to sensitize the photosensitive plate 4.

【0017】格子イメージ生成モジュール2は、格子イ
メージを生成するために使われる。従って、光ソース1
と格子イメージ生成モジュール2とは、「イメージソー
ス」として参照されることができる。格子イメージ処理
モジュール3は、格子イメージ生成モジュール2によっ
て生成された格子イメージを受け取り、そのイメージを
あるサイズへ縮小し、さらにそのイメージの中のノイズ
をろ過する。感光性プレート4は、処理された格子イメ
ージを記録するために使われる。位置コントロールモジ
ュール5は、感光性プレート4を保持し、かつその位置
を制御する。コンピューター、もしくはマイクロプロセ
サであるコントロールユニットは、それぞれのモジュー
ルのために全てのコントロール信号を提供する。
The grid image generation module 2 is used to generate a grid image. Therefore, light source 1
And the grid image generation module 2 can be referred to as an “image source”. The grid image processing module 3 receives the grid image generated by the grid image generation module 2, reduces the image to a certain size, and further filters noise in the image. The photosensitive plate 4 is used for recording the processed grid image. The position control module 5 holds the photosensitive plate 4 and controls its position. A control unit, which is a computer or microprocessor, provides all control signals for each module.

【0018】光ソース1から投射された光は、格子イメ
ージを生成する格子イメージ生成モジュール2のための
バックライトとして使われる。格子イメージは、光学的
イメージ処理を受けるために光学的イメージ処理モジュ
ール3に送られる。それから処理されたイメージが感光
性プレート4の上で形づくられ、さらに感光性プレート
4が感光させられる。そのような方法によって、数百μ
m平方の格子イメージが、感光性プレート4の上で一度
に記録されることができる。感光性プレート4の位置
は、位置コントロールモジュール5によって制御され
る。
The light projected from the light source 1 is used as a backlight for a grid image generating module 2 for generating a grid image. The grating image is sent to an optical image processing module 3 for optical image processing. The processed image is then shaped on the photosensitive plate 4 and the photosensitive plate 4 is exposed. By such a method, several hundred μ
An m square grid image can be recorded at a time on the photosensitive plate 4. The position of the photosensitive plate 4 is controlled by a position control module 5.

【0019】それゆえに、それぞれが数百μmの領域を
もついろいろな格子イメージが集積され、そして大きい
サイズで格子を形づくるために配列されることができ
る。光ソース1、格子イメージ生成モジュール2および
位置コントロールモジュール5は、コントロールユニッ
ト6によって制御される。
Therefore, various grating images, each having an area of several hundred μm, can be integrated and arranged to form a grating in large size. The light source 1, the grating image generation module 2 and the position control module 5 are controlled by a control unit 6.

【0020】図1に示された光ソース1からの光の波長
は、感光性プレート4に感知されることができる。それ
に加えて、その光が光学的イメージ処理モジュール3に
入る時間および輝度は、適当な露光を確実にするために
制御できるにちがいない。それゆえに、その光ソース
は、水銀灯、もしくはレーザから成ることができる。シ
ャッター(図示せず)は、露光時間を制御するためにそ
れに直接に付け加えることができる。光ソース1は、光
の時間および輝度がシャッターを用いることなくコント
ロールユニット6によって直接制御されることのできる
LED、もしくは半導体レーザであることが好ましい。
The wavelength of light from the light source 1 shown in FIG. In addition, the time and brightness at which the light enters the optical image processing module 3 must be controllable to ensure proper exposure. Therefore, the light source can consist of a mercury lamp or a laser. A shutter (not shown) can be added directly to it to control the exposure time. The light source 1 is preferably an LED or a semiconductor laser whose light time and brightness can be controlled directly by the control unit 6 without using a shutter.

【0021】感光性プレート4は、光のエネルギと輝度
とを記録するために、基板の上を感光性材料で覆うこと
によって作られる。通常使われる感光性材料は、銀のハ
ロゲン化物、フォトポリマーおよびフォトレジストを含
んでいる。基板は、ガラスや金属、もしくはその他の材
料から作られることができる。位置コントロールモジュ
ール5は、感光性プレート4を保持するために使われて
おり、段階的、あるいは連続的な方法で、いろいろな方
向へ感光性プレート4を移動させることができる。位置
コントロールモジュール5は、移動の際に制御された軸
の数により、コヒーレント光による干渉計測定法(inte
rferometry)の操作で使われた転位ステージ、あるいは
集積回路製作の操作で使われた転位ステージから成るこ
とができる。格子が格子イメージ生成モジュール2によ
って生成された格子イメージからの再現によって生産さ
れるならば、X軸上の遷移とY軸上の遷移とを制御する
ことが必要である。一方、格子が光点描画によって直接
に感光性プレート4の上で生産されるならば、X軸上の
遷移、Y軸上の遷移およびZ軸上の回転を制御すること
が好ましく、さらにこの場合には、移動が連続的な方法
であることが好ましい。
The photosensitive plate 4 is made by covering a substrate with a photosensitive material in order to record light energy and brightness. Commonly used photosensitive materials include silver halides, photopolymers and photoresists. The substrate can be made from glass, metal, or other materials. The position control module 5 is used to hold the photosensitive plate 4, and can move the photosensitive plate 4 in various directions in a stepwise or continuous manner. The position control module 5 controls the interferometer measurement method (inte
Rferometry) operation or a dislocation stage used in integrated circuit fabrication operations. If the grid is produced by reproduction from a grid image generated by the grid image generation module 2, it is necessary to control the transition on the X axis and the transition on the Y axis. On the other hand, if the grating is produced directly on the photosensitive plate 4 by spotting, it is preferable to control the transition on the X axis, the transition on the Y axis and the rotation on the Z axis, and in this case Preferably, the movement is a continuous method.

【0022】イメージ処理モジュール3は、位置コント
ロールモジュール5の前で、格子イメージ生成モジュー
ル2によって生成された格子イメージから、縮小された
格子イメージを形づくるためにいろいろなレンズを利用
する光学的な縮小手段から成ることができる。今、感光
性プレート4が位置コントロールモジュール5の上に配
置されるならば、縮小された格子イメージは感光性材料
4の上で記録される。光学的イメージ処理モジュール3
は、図2で示されるような、簡単なひとつの縮小レンズ
3a、あるいは他の型のレンズ、またはイメージをある
サイズに縮小するレンズコンビネーションから成ること
ができる。
The image processing module 3 is an optical reduction means that uses various lenses to form a reduced grid image from the grid image generated by the grid image generating module 2 before the position control module 5. Can consist of Now, if the photosensitive plate 4 is placed on the position control module 5, a reduced grid image is recorded on the photosensitive material 4. Optical image processing module 3
Can consist of a simple single reduction lens 3a, as shown in FIG. 2, or another type of lens, or a lens combination that reduces the image to a certain size.

【0023】例えば、図3を参照すれば、光学的イメー
ジ処理モジュール3は、平行化レンズ3bと集束レンズ
3cとを含んでいる。それぞれのレンズは、単一レン
ズ、もしくはレンズコンビネーションから成ることがで
きる。平行化レンズ3bは、集束レンズ3cが平行光を
一点に集め、この一点に集められた光を感光性プレート
4に集中させるために用いられる間、格子イメージ生成
モジュール2によって平行光として送り出された任意の
輝点光ソースから放射される拡散性の球形光を変形させ
るために用いられる。上述したプロセスのため、感光性
プレート4の上の焦点ポイントの明瞭さは、それらのレ
ンズの品質に依存する。
For example, referring to FIG. 3, the optical image processing module 3 includes a collimating lens 3b and a focusing lens 3c. Each lens can consist of a single lens or a lens combination. The collimating lens 3b was sent out by the grating image generation module 2 as parallel light while the focusing lens 3c was used to collect the parallel light at one point and concentrate this concentrated light on the photosensitive plate 4. It is used to deform diffuse spherical light emitted from any bright spot light source. Because of the process described above, the clarity of the focal points on the photosensitive plate 4 depends on the quality of their lenses.

【0024】平行化レンズ3bと集束レンズ3cとの間
で送られた光が平行であるので、これらレンズ3b,3
cの間の距離は、感光性プレート4の上で形づくられた
イメージの品質とは無関係である。
Since the light sent between the collimating lens 3b and the focusing lens 3c is parallel, these lenses 3b, 3c
The distance between c is independent of the quality of the image formed on the photosensitive plate 4.

【0025】しかしながら、そのイメージの品質は、感
光性プレート4のあれた表面、もしくはシステムの振動
によって低下される。図8で示されるように、光学的イ
メージ処理モジュール3に自動焦点調節手段を付け加え
ることが好ましい。自動焦点調節手段は、レーザダイオ
ード70、2つのセンサー71,72および平行化レン
ズ3bと集束レンズ3cとの間の光パス上に配置された
ミラー73を含んでいる。レーザ光線は、レーザダイオ
ード70から発せられ、ミラー73で反射されて感光性
プレート4に至り、さらにリターンレーザ光線が同じパ
スを通って戻り、2つのセンサー71,72によって受
け取られる。
However, the quality of the image is degraded by the rough surface of the photosensitive plate 4, or by vibrations of the system. As shown in FIG. 8, it is preferable to add an automatic focusing unit to the optical image processing module 3. The automatic focus adjustment means includes a laser diode 70, two sensors 71 and 72, and a mirror 73 arranged on an optical path between the collimating lens 3b and the focusing lens 3c. The laser beam is emitted from the laser diode 70, is reflected by the mirror 73 and reaches the photosensitive plate 4, and the return laser beam returns along the same path and is received by the two sensors 71 and 72.

【0026】2つのセンサー71,72は、受け取った
レーザ光線に従って感光性プレート4の上の焦点調節が
明確かどうか決める。その答えが否定であるならば、そ
れによって集束レンズ3cの位置が明確な焦点調節を達
成するために調節される。自動焦点調節は、慣習的なも
のであるため、それについての詳細記述がここで省略さ
れる。
The two sensors 71, 72 determine whether the focus adjustment on the photosensitive plate 4 is clear according to the laser beam received. If the answer is no, then the position of the focusing lens 3c is adjusted to achieve a clear focus adjustment. Since autofocus is conventional, a detailed description of it is omitted here.

【0027】格子イメージ生成モジュール2を実現する
方法はいろいろある。例えば、図4は、ホログラムディ
スプレイの中で利用される「格子配列」を生成するため
に適応した格子イメージ生成モジュール2の実施例を示
している。この「格子配列」は、異なる方向および異な
るピッチのいろいろな線形格子から成っている。実際
上、このような格子配列をつくることは、何十もの格子
角度といくつかの格子ピッチとを必要とする。図4のイ
メージ生成モジュール2は、光拡散プレート2aと、異
なる格子ピッチをもつ格子マスク2b,2c,2dと、
領域コントロールマスク2eとを含んでいる。光拡散プ
レート2aは、入って来る光を拡散し、より均一な光輝
度分布を作るために用いられる。
There are various methods for realizing the grid image generation module 2. For example, FIG. 4 shows an embodiment of a grid image generation module 2 adapted to generate a "grid array" used in a hologram display. This "grating arrangement" consists of various linear gratings of different directions and different pitches. In practice, creating such a grid array requires dozens of grid angles and several grid pitches. The image generation module 2 of FIG. 4 includes a light diffusion plate 2a, grating masks 2b, 2c, and 2d having different grating pitches,
And an area control mask 2e. The light diffusing plate 2a is used to diffuse incoming light and create a more uniform light intensity distribution.

【0028】格子マスク2b,2c,2dのそれぞれの
ピッチは、要求された格子ピッチとそのイメージの縮小
倍数(the reduction multiple)とに従ってセットされ
る。格子マスク2b,2c,2dは、転位ステージ(図
示せず)に取り付けられ、該当する格子マスクが適当な
ピッチを選ぶ目的で光軸Xの方へ動かされることができ
る。それぞれの格子マスク2b,2c,2dは、要求さ
れた格子角度を得るために、モーター(図示せず)など
の手段によって回転することができる。格子マスクの数
は、必要に応じて増加、もしくは減少できる。転位ステ
ージおよびモーターは、コントロールユニット6(図
1)によって制御される。領域コントロールマスク2e
は、縮小された格子イメージの露光領域のサイズを制御
するために用いられる。拡散プレート2aおよび領域コ
ントロールマスク2eは光軸X上に配置され、さらに格
子マスク2b,2c,2dの対物距離(the object dis
tances)は正しく選ばれなければならない。
The respective pitch of the grating masks 2b, 2c, 2d is set according to the required grating pitch and the reduction multiple of the image. The grating masks 2b, 2c, 2d are mounted on a dislocation stage (not shown), and the corresponding grating mask can be moved towards the optical axis X in order to select a suitable pitch. Each grating mask 2b, 2c, 2d can be rotated by means such as a motor (not shown) to obtain the required grating angle. The number of grating masks can be increased or decreased as needed. The transposition stage and the motor are controlled by the control unit 6 (FIG. 1). Area control mask 2e
Is used to control the size of the exposure area of the reduced grid image. The diffusion plate 2a and the area control mask 2e are arranged on the optical axis X, and the object distances (the object distance) of the grating masks 2b, 2c, 2d.
tances) must be chosen correctly.

【0029】図5は、格子イメージ生成モジュール2の
もう一つの実施例を示す。図中において、液晶投射面2
fとしての液晶ディスプレイは、図4の格子マスク2
b,2c,2dの代わりに用いられる。液晶投射面2f
は、要求された任意のイメージを生成するためにコント
ロールユニット6によって制御される。この場合、領域
コントロールマスク2eは、排除することができる。
FIG. 5 shows another embodiment of the grid image generation module 2. In the figure, the liquid crystal projection surface 2
The liquid crystal display as f is the lattice mask 2 shown in FIG.
Used in place of b, 2c, 2d. Liquid crystal projection surface 2f
Is controlled by the control unit 6 to generate any requested image. In this case, the region control mask 2e can be eliminated.

【0030】図6を参照すれば、光学的イメージ処理モ
ジュール3は、光学的フーリエ変換を利用することによ
って実現されることができる。この実施例の中で、光学
的イメージ処理モジュール3は、フーリエ変換レンズ3
dと、逆フーリエ変換レンズ3eと、フィルタリングマ
スク3fとを含んでいる。それぞれのレンズ3d,3e
は、単一のレンズ、もしくはレンズコンビネーションか
ら成ることができる。この実施例の光学的イメージ処理
モジュール3が、図4、もしくは図5に示された格子イ
メージ生成モジュール2に関連して用いられるとき、拡
散プレート2aは排除されなければならず、さらに光ソ
ース1は適当な波長と制御できる露光とで、平行コヒー
レント光を生成しなければならない。
Referring to FIG. 6, the optical image processing module 3 can be realized by using an optical Fourier transform. In this embodiment, the optical image processing module 3 includes a Fourier transform lens 3
d, an inverse Fourier transform lens 3e, and a filtering mask 3f. Each lens 3d, 3e
Can consist of a single lens or a lens combination. When the optical image processing module 3 of this embodiment is used in conjunction with the grating image generation module 2 shown in FIG. 4 or FIG. 5, the diffusion plate 2a must be eliminated and the light source 1 Must produce parallel coherent light with the appropriate wavelength and controllable exposure.

【0031】格子イメージ生成モジュール2から生成さ
れた格子イメージは、平行コヒーレント光によって照ら
され、さらにフーリエ変換レンズ3dによって変形させ
られる。フィルタマスク3fは、変形された格子イメー
ジのスペクトル信号にフィルターをかけるために、フー
リエ変換レンズ3dのフーリエ変換面の位置に配置され
る。それから、フィルターをかけられた格子イメージ
は、逆フーリエ変換レンズ3eによって変形され、最終
的な格子イメージが逆フーリエ変換レンズ3eの背面側
焦点面(back focal plane)で得られる。それゆえ感光
性プレート4は、最終的な格子イメージを記録するため
に前記背面側焦点面に配置される。最終的な格子イメー
ジは、フーリエ変換レンズ3dと逆フーリエ変換レンズ
3eとの焦点距離の相対的な関係に従った配置により、
縮小されたり、拡大されたりすることができる。図6の
配置の中に、図8に示された自動焦点調節モジュールが
付け加えられることができる。
The grid image generated by the grid image generating module 2 is illuminated by parallel coherent light, and further deformed by the Fourier transform lens 3d. The filter mask 3f is arranged at the position of the Fourier transform plane of the Fourier transform lens 3d in order to filter the spectral signal of the deformed lattice image. The filtered grating image is then transformed by the inverse Fourier transform lens 3e, and the final grating image is obtained at the back focal plane of the inverse Fourier transform lens 3e. Therefore, a photosensitive plate 4 is placed at the back focal plane for recording the final grid image. The final lattice image is arranged by following the relative relationship of the focal length between the Fourier transform lens 3d and the inverse Fourier transform lens 3e.
It can be reduced or enlarged. In the arrangement of FIG. 6, the auto-focusing module shown in FIG. 8 can be added.

【0032】さらに、フーリエ変換レンズおよび逆フー
リエ変換レンズを含んだ1つ以上のレンズのセットが用
いられることができる。すべての2つのレンズのセット
の間の距離は、逆フーリエ変換レンズ(前面側のセッ
ト)の背面側焦点距離と、フーリエ変換レンズ(背面側
のセット)の前面側焦点距離との和に等しいことが好ま
しい。フーリエ変換面が、それぞれのセットにある。フ
ィルタマスク3fは、いずれのフーリエ変換面にも配置
されることができる。
Further, a set of one or more lenses including a Fourier transform lens and an inverse Fourier transform lens can be used. The distance between all two lens sets should be equal to the sum of the back focal length of the inverse Fourier transform lens (front set) and the front focal length of the Fourier transform lens (back set). Is preferred. A Fourier transform surface is in each set. The filter mask 3f can be arranged on any Fourier transform plane.

【0033】フーリエ変換を用いたイメージ処理は、単
に格子イメージから格子を再現することに適応できる。
Image processing using the Fourier transform can be adapted to simply reproduce a grid from a grid image.

【0034】図1、図2および図3へ戻れば、光ソース
1と光学的イメージ処理モジュール2とは、輝点光ソー
ス(図示せず)によって代用されることができる。すな
わち、「イメージソース」は、それについての光点であ
る。輝点光ソースの光は、感光性プレート4の上で非常
に微細な光点を形づくるために光学的イメージ処理モジ
ュール3によって一点に集められる。微細な光点は、互
いの位置を相対的に変化させるとともに、光点光ソース
の光の輝度を制御するように感光性プレート4を保持
し、かつ光点に対して感光性プレート4を動かす位置コ
ントロールモジュール5によって、感光性プレート4の
上に格子の任意のパターンを描くためのペンとして用い
られることができる。
Returning to FIGS. 1, 2 and 3, the light source 1 and the optical image processing module 2 can be replaced by a bright spot light source (not shown). That is, the "image source" is the light spot for it. The light of the bright spot light source is collected by the optical image processing module 3 to form a very fine light spot on the photosensitive plate 4. The fine light spots change the position relative to each other, hold the photosensitive plate 4 to control the brightness of the light of the light spot light source, and move the photosensitive plate 4 with respect to the light spot. By the position control module 5, it can be used as a pen for drawing arbitrary patterns of the grid on the photosensitive plate 4.

【0035】輝点光ソースを生成する方法はいろいろあ
る。例えば、理想的な輝点光ソースは、レーザ光線を集
中させたり、ピンホールでレーザ光線にフィルターをか
けることによって得られる。LED、もしくはレーザダ
イオードは、輝点光ソースとして直接に用いられること
ができる。あるいは、輝点光ソースは、普通のランプ光
ソースの光を集中させたり、焦点面上のピンホールで光
にフィルターをかけることによって得られる。選択され
た光ソースのいずれもが、感光性プレート4によって感
知されるための適当な波長を持たなければならなず、そ
してその光点の輝度および露光は制御可能であるにちが
いない。
There are various ways to generate a bright spot light source. For example, an ideal bright spot light source can be obtained by focusing the laser beam or filtering the laser beam with a pinhole. An LED or laser diode can be used directly as a bright spot light source. Alternatively, the bright spot light source is obtained by concentrating the light of a common lamp light source or filtering the light with a pinhole on the focal plane. Any of the selected light sources must have the appropriate wavelength to be sensed by the photosensitive plate 4, and the brightness and exposure of that spot must be controllable.

【0036】実際上、検査(calibration) は、光学格
子生成装置に必要である。したがって、システムにモニ
タリング機能を加えることが好ましい。図7を参照すれ
ば、顕微鏡モニタリングの原則を利用することができる
モニタリングモジュール6がそのシステムに加えられ
る。モニタリングモジュール6は、ビームスプリッター
61、CCD(電荷結合素子)イメージレシーバ62お
よびモニタ63を含んでいる。格子イメージが感光性プ
レート4の上に投射されるとき、感光性プレート4の表
面からの拡散光は、同じパスに沿って復帰し、ビームス
プリッター61によってCCDイメージレシーバ62へ
反射される。それから、CCDイメージレシーバ62
は、受け取った光信号を電気信号に変換する。格子イメ
ージの品質は、モニタ63の上で観察されることがで
き、さらに電気信号を分析することによって検査される
ことができる。CCDの代わりに、目によるモニタリン
グも、顕微鏡モニタリングの原則に従って利用されるこ
とができる。
In practice, calibration is required for an optical grating generator. Therefore, it is preferable to add a monitoring function to the system. Referring to FIG. 7, a monitoring module 6 that can utilize the principles of microscope monitoring is added to the system. The monitoring module 6 includes a beam splitter 61, a CCD (Charge Coupled Device) image receiver 62, and a monitor 63. When the grating image is projected onto the photosensitive plate 4, diffused light from the surface of the photosensitive plate 4 returns along the same path and is reflected by the beam splitter 61 to the CCD image receiver 62. Then, the CCD image receiver 62
Converts the received optical signal into an electric signal. The quality of the grid image can be observed on the monitor 63 and can be checked by further analyzing the electrical signal. Instead of a CCD, eye monitoring can also be used according to the principle of microscopic monitoring.

【0037】本発明の多数の特徴および利点を、その構
造の詳細とその発明の機能と共に前述の記述の中で説明
したが、その明細書は実例となるだけであり、発明の原
則の範囲内で、細部、特に形状、大きさおよび要素の配
置に関する事項に、特許請求の範囲で表された用語の上
位概念で示される程度の変更があるかもしれないことは
理解されるべきである。
While numerous features and advantages of the invention have been set forth in the foregoing description, together with structural details and features of the invention, the specification is illustrative only and is not to be considered within the scope of the principles of the invention. It is to be understood that there may be variations in details, particularly in matters relating to shape, size and arrangement of elements, to the extent indicated by the generic term for the words recited in the claims.

【0038】[0038]

【発明の効果】【The invention's effect】

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

【図1】本発明に係る光学格子生成装置の配置を示す概
略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an arrangement of an optical grating generation device according to the present invention.

【図2】本発明に係る光学格子生成装置の光学的イメー
ジ処理モジュールの例を示すものである。
FIG. 2 shows an example of an optical image processing module of the optical grating generation device according to the present invention.

【図3】本発明に係る光学格子生成装置の光学的イメー
ジ処理モジュールのもう一つの例を示すものである。
FIG. 3 shows another example of the optical image processing module of the optical grating generation device according to the present invention.

【図4】本発明に係る光学格子生成装置の格子イメージ
生成モジュールの例を示すものである。
FIG. 4 shows an example of a grating image generation module of the optical grating generation device according to the present invention.

【図5】本発明に係る光学格子生成装置の格子イメージ
生成モジュールのもう一つの例を示すものである。
FIG. 5 shows another example of the grating image generation module of the optical grating generation device according to the present invention.

【図6】フーリエ変換による光学的イメージ処理モジュ
ールの例を示すものである。
FIG. 6 shows an example of an optical image processing module based on a Fourier transform.

【図7】本発明に係る光学格子生成装置のモニタリング
モジュールを含んでいる実施例を示すものである。
FIG. 7 shows an embodiment including a monitoring module of the optical grating generation device according to the present invention.

【図8】本発明に係る光学格子生成装置の自動焦点調節
手段モジュールを示すものである。
FIG. 8 shows an automatic focusing unit module of the optical grating generation apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光ソース 2…格子イメージ生成モジュール 2b,2c,2d…格子マスク 2e…領域コントロールマスク 2f…液晶投射面 3…光学的イメージ処理モジュール 3a…縮小レンズ 3b…平行化レンズ 3c…集束レンズ 3d…フーリエ変換レンズ 3e…逆フーリエ変換レンズ 3f…フィルタリングマスク 4…感光性プレート 5…位置コントロールモジュール 6…コントロールユニット 61…ビームスプリッター 62…CCDイメージレシーバ 63…モニタ 70…レーザダイオード 71,72…センサー 73…ミラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source 2 ... Lattice image generation module 2b, 2c, 2d ... Lattice mask 2e ... Area control mask 2f ... Liquid crystal projection surface 3 ... Optical image processing module 3a ... Reduction lens 3b ... Parallelizing lens 3c ... Focusing lens 3d ... Fourier transform lens 3e Inverse Fourier transform lens 3f Filtering mask 4 Photosensitive plate 5 Position control module 6 Control unit 61 Beam splitter 62 CCD image receiver 63 Monitor 70 Laser diodes 71 and 72 Sensor 73 mirror

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イメージを提供するためのイメージソー
スと、 前記イメージのディメンジョンを制御する処理を行うた
めの光学的イメージ処理モジュールと、 その上に形づくられた処理イメージを記録するための感
光性プレートと、 前記感光性プレートを支持し、その位置を制御するため
の位置コントロールモジュールと、 前記イメージソース、前記光学的イメージ処理モジュー
ルおよび前記位置コントロールモジュールを制御するた
めのコントロールユニットとを備えることを特徴とする
光学格子生成装置。
1. An image source for providing an image, an optical image processing module for performing processing for controlling a dimension of the image, and a photosensitive plate for recording a processed image formed thereon. And a position control module for supporting and controlling the position of the photosensitive plate, and a control unit for controlling the image source, the optical image processing module and the position control module. An optical grating generator.
【請求項2】 前記イメージソースは、 格子イメージを生成するための格子イメージ生成モジュ
ールと、 前記格子イメージを生成するために必要となる光を提供
し、かつ感光性プレートを感光させるための光ソースと
を備えることを特徴とする請求項1記載の光学格子生成
装置。
2. An image source, comprising: a grid image generating module for generating a grid image; and a light source for providing light required to generate the grid image and exposing a photosensitive plate. The optical grating generation device according to claim 1, comprising:
【請求項3】 前記光ソースは、発光ダイオード(LE
D)であることを特徴とする請求項2記載の光学格子生
成装置。
3. The light source includes a light emitting diode (LE).
3. The optical grating generator according to claim 2, wherein D).
【請求項4】 前記光ソースは、半導体レーザであるこ
とを特徴とする請求項2記載の光学格子生成装置。
4. The optical grating generator according to claim 2, wherein said light source is a semiconductor laser.
【請求項5】 前記格子イメージ生成モジュールは、 光を拡散するための拡散プレートと、 少なくとも1つの制御可能な回転できる格子マスクと、 前記格子マスクを経て感光性プレートの上に形づくられ
た格子イメージの領域を制御するための領域コントロー
ルマスクとを備えることを特徴とする請求項2記載の光
学格子生成装置。
5. A grid image generating module, comprising: a diffusion plate for diffusing light; at least one controllable rotatable grid mask; and a grid image formed on the photosensitive plate via the grid mask. 3. The optical grating generation device according to claim 2, further comprising: an area control mask for controlling the area.
【請求項6】 前記格子イメージ生成モジュールは、異
なるピッチをもった種々の格子パターンをもつ複数の格
子マスクを備えることを特徴とする請求項5記載の光学
格子生成装置。
6. The optical grating generating apparatus according to claim 5, wherein said grating image generating module includes a plurality of grating masks having various grating patterns having different pitches.
【請求項7】 感光性プレートの上で格子イメージを形
づくるために前記格子マスクの適切なものがコントロー
ルユニットによって選択されることを特徴とする請求項
6記載の光学格子生成装置。
7. An optical grating generator according to claim 6, wherein an appropriate one of said grating masks is selected by a control unit to form a grating image on a photosensitive plate.
【請求項8】 前記格子イメージ生成モジュールは、 光を拡散するための光拡散プレートと、 液晶ディスプレイとを備えることを特徴とする請求項2
記載の光学格子生成装置。
8. The liquid crystal display according to claim 2, wherein the grid image generating module includes a light diffusing plate for diffusing light, and a liquid crystal display.
An optical grating generator according to any of the preceding claims.
【請求項9】 前記イメージソースは、その光点で感光
性プレートの上に格子イメージを描くための輝点光ソー
スであることを特徴とする請求項1記載の光学格子生成
装置。
9. The optical grid generator according to claim 1, wherein the image source is a bright spot light source for drawing a grid image on a photosensitive plate at the light spot.
【請求項10】 前記輝点光ソースは、感光性プレート
の位置を変えるために感光性プレートを支持した位置コ
ントロールモジュールを制御するコントロールユニット
によって感光性プレートの上に格子イメージを描くこと
を特徴とする請求項9記載の光学格子生成装置。
10. The bright spot light source draws a grid image on the photosensitive plate by a control unit that controls a position control module supporting the photosensitive plate to change the position of the photosensitive plate. The optical grating generator according to claim 9.
【請求項11】 前記輝点光ソースは、LED(発光ダ
イオード)であることを特徴とする請求項9記載の光学
格子生成装置。
11. The optical grating generator according to claim 9, wherein the bright spot light source is an LED (Light Emitting Diode).
【請求項12】 前記輝点光ソースは、半導体レーザで
あることを特徴とする請求項9記載の光学格子生成装
置。
12. The optical grating generator according to claim 9, wherein said bright spot light source is a semiconductor laser.
【請求項13】 前記光学的イメージ処理モジュール
は、 フーリエ変換レンズと、 逆フーリエ変換レンズと、 フィルタマスクとを備えることを特徴とする請求項2記
載の光学格子生成装置。
13. The optical grating generation apparatus according to claim 2, wherein the optical image processing module includes a Fourier transform lens, an inverse Fourier transform lens, and a filter mask.
【請求項14】 それぞれのレンズは、レンズコンビネ
ーションであることを特徴とする請求項13記載の光学
格子生成装置。
14. The optical grating generation device according to claim 13, wherein each lens is a lens combination.
【請求項15】 前記フィルタマスクは、フーリエ変換
レンズと逆フーリエ変換レンズとの間に配置されること
を特徴とする請求項13記載の光学格子生成装置。
15. The optical grating generator according to claim 13, wherein the filter mask is disposed between a Fourier transform lens and an inverse Fourier transform lens.
【請求項16】 前記光学的イメージ処理モジュール
は、縮小レンズであることを特徴とする請求項1記載の
光学格子生成装置。
16. The apparatus according to claim 1, wherein the optical image processing module is a reduction lens.
【請求項17】 レンズは、レンズコンビネーションで
あることを特徴とする請求項16記載の光学格子生成装
置。
17. The optical grid generation device according to claim 16, wherein the lens is a lens combination.
【請求項18】 前記光学的イメージ処理モジュール
は、 拡散光を平行光に変換するための平行化レンズと、 集束レンズとを備えることを特徴とする請求項1記載の
光学格子生成装置。
18. The optical grating generator according to claim 1, wherein the optical image processing module includes a collimating lens for converting the diffused light into parallel light, and a focusing lens.
【請求項19】 それぞれのレンズは、レンズコンビネ
ーションであることを特徴とする請求項18記載の光学
格子生成装置。
19. The optical grating generator according to claim 18, wherein each lens is a lens combination.
【請求項20】 前記位置コントロールモジュールは、
プログラムに作ることができる制御可能な転移ステージ
であることを特徴とする請求項1記載の光学格子生成装
置。
20. The position control module,
An optical grating generator according to claim 1, characterized in that it is a controllable transition stage that can be made into a program.
【請求項21】 前記コントロールユニットは、コンピ
ュータであることを特徴とする請求項1記載の光学格子
生成装置。
21. The optical grating generator according to claim 1, wherein the control unit is a computer.
【請求項22】 前記コントロールユニットは、マイク
ロプロセッサであることを特徴とする請求項1記載の光
学格子生成装置。
22. The apparatus according to claim 1, wherein the control unit is a microprocessor.
【請求項23】 感光性プレートの上に形づくられたイ
メージの焦点を自動的に検査および調整するための自動
焦点調節モジュールをさらに含むことを特徴とする請求
項1記載の光学格子生成装置。
23. The apparatus of claim 1, further comprising an autofocus module for automatically inspecting and adjusting the focus of the image formed on the photosensitive plate.
【請求項24】 イメージの品質を監視するためのモニ
タリングモジュールをさらに含むことを特徴とする請求
項1記載の光学格子生成装置。
24. The apparatus of claim 1, further comprising a monitoring module for monitoring image quality.
JP19580997A 1997-07-22 1997-07-22 Optical grating forming device Pending JPH1152115A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7916369B2 (en) 2003-03-14 2011-03-29 Tdk Corporation Holographic recording and reproducing apparatus

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US7916369B2 (en) 2003-03-14 2011-03-29 Tdk Corporation Holographic recording and reproducing apparatus

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