JPS5858518A - ホログラム光偏向器 - 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】 本発明は光偏向器に関し、特にホログラム會利用した光
偏向器に関する。

光偏向器としては回転多面焼やガルバノメータなどの機
械的光偏向器、超音波と光の相互作用を利用する超音波
光偏向器、移動するホログラム會利用するホログラム光
偏向器、などが従来工９知られている。これらの中で、
ホログラム光偏向器はその構成主体であるホログラムが
写真的なプロセスや熱圧着のプロセスなどによって容易
に大量複製しうろこと、ホログラム自体にレンズ作用【
％ｙｔせることができるので集束レンズが不要であるこ
となどの特長髪もっており、低価格化への期待を集めて
いる。

ホログラム光偏向器の原理は、レンズ作用１有するホロ
グラム板と再生用照明光との相対位置関係ｔ−変化させ
ることによシ、再生される１次回折光の方向會変化させ
るものである。この原理【具体化する例として回転する
ディスクの円周に沿ってホログラム會配列記録したもの
、回転する球面または凹面の回転方向に沿って反射型の
ホログラムを配列記録したもの、回転する円筒の側面に
沿ってホログラムを配列記録したもの、などが知られて
いる。これらのうち球面まり拡開面上に反射型のホログ
ラムｉ配列記録するものについては、エレクトロ−オプ
ティカル拳システムズ・デザイン誌、第１巻、第ｉｉ号
の第１３頁ないし第３６真にレオ・バイサー氏が記述し
ており、また円筒の＠面に沿ってホログラム會配列記録
するものについてはアプライド・オブテイクスｕ、ｍｉ
ａ＋、第μ号の第２７を負ないし第２ＩＯ真にアール・
グイ・ボール氏らが記述している。これらコつの形のホ
ログラム光偏向器はホログラムの無収差再生系を利用し
ているので、／走査画りｉｏ、ｏ。

Ｏ点會超える＋１１’点数を得ることも比較的容易であ
り、高Ｓ像度のレーザ走査装置の１１１成に有力である
。しかしながらこれら２つの形のホログラム光偏向器全
実現するためには写真乳剤、フォトホリマー、７オトレ
ジストなどの感光材料管球面や凹面や円筒面上に塗布す
ることが必要であり、技術的困ｉｎ−伴なう。

本発明の目的は、ホログラム記録媒体を平板にすること
により、上述した技術的困難なしに作動しつるホログラ
ム光偏向器全提供することである。

本発明の別の目的は、使用状態においてもホログラムの
無収差再生条件を満た丁ことにより簡解像度の光偏向全
可能にするホログラム光偏向器を提供することでおる。

さらに本発明の別の目的は、安価に構成しうるホログラ
ム光偏向器を提供することである。

本発明は点光源から発散ｔたは点光源に集束する互に等
価な球面波にＬつて照明されたとき１次回折光として平
ｔｈｌ波ま友は球面波を再生するように作成された複数
のホログラ・ム板ｔ１前配点光源の位置を互に一致させ
、その位＊１−含む軸重中心軸とする筒または錐体状に
配列し、前記中心軸の１わりに回転しつるようにしたこ
と１ｒ％黴とするホログラム光偏向器である。

以下図面會参照しつつ本発Ｉｊ１１を詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例において用いるホログラ
ム板の記録法を説明するための図で）（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。ホログラム記録材料ｉｏｏの中
心０１１−原点として（Ｘ＋Ｖ＋り座碑糸會足める。ホ
ログラム板祉、点Ａ（０，Ｑ。

−Ｒ）から発散する球面波２００′に参照光とし、点Ｂ
（０，０，Ｐ）に集束する球面波ＪＯＯ會物体光として
それらの干渉縞を記録することで作成される。

第２因は上述し７′Ｉ：Ｌうに作成したホログラム板を
用いて光に偏向させうることｔ説明するための図である
。ホログラム板１００に、点Ａ　（０、Ｑ。

−）’Ｌ）から発散する球面波コ１０會入射させる。

この球面波２１０は、ホログラム板管記録した際の参照
光コ００の一部である。ホログラム＠　１００ニジ１次
回折光Ｊ１０が得られるが、これはホログラム板管記録
した際の物体光ＪＯＯの一部であり、点Ｂ（０，０，Ｐ
）に集束する。次に点Ａｉ含んでＺ軸に垂直な軸４Ｉｏ
ｏ１（回転軸としてホログラム板／　００ｔ−角度θだ
け回転し、ｉｏｏ’の位置に置いた場合ＩＩ−考える。

この時球面状コ１０はホログラム板ｉｏｏ’によって回
折され、１次回折光３ｔｏ’が得られる。１次回折光３
１０’は点Ｂ’に集束する球面波である。点Ｂ′の位置
は、回転軸４／−００とＺ軸との交点（Ｏ，Ｏ，−Ｒ）
？中心として点Ｂ（０，０，Ｐ）Ｑホログラム板の回転
角と同じ角度θだけ回転した位置である。

このように回転軸≠００を中心としてホログラム板／　
００ｆ回転すると、１次回折光の集束位［Ｂは点ＣＱ中
心とし、半径（Ｒ−１−Ｐ）の円弧上Ｖ走査する。この
光偏向の原理は前記の円筒形の光偏向器の場合とＮじで
ある。

第３図は本発明のｗＪｌの実施例であるホログラム光偏
向器の概観と使用例を示している。この実施例では第１
図音用いて説明した方法で作成された全く等価なホログ
ラム板１６枚用いて光偏向器２００會形成している。ホ
ログラム光偏向器１００は、モーターｒｉｏの回転軸に
取シ付けられた角筒形のホログラムマウントｊλＯに、
を枚のホログラム板ｔｏｉ　、ｉｏコ、１０Ｊ、１０≠
、ｉ。

１．１０ｔｆ装着して構成される。ホログラムマウント
には各面にホログラム鈑しシ少し小さい窓がついており
、ホログラム板扛この窓のところに装置される。装置方
＠＃′ｉ種々あるが、ホログラムマウントの円＠あるい
杖外側からホログラム板をｉｓするのが簡単である。第
３図ではホログラム’４Ｈｉｏｉ　、ＩＯＪ　、・・・
、１０ｔをホログラムマウン）　１２０の内側から接着
しｆＣ場合を示している。

いずれにしても、ホログラム板はそれら音記録・し罠と
きの参照光用点光源人の位置がモーターの回転輪芯４Ｉ
ＡＯＯ上にくるように装着される必要がある。そのよう
に装置されていれば再生用球面波コ１０がモーターの回
転に従って順次ホログラム板ｉｏｔ　、ｉｏλ、・・・
、ｉｏｔ＠照明したとき、７次回折光３１０は常に無収
差で再生されて高熱像度の光偏向が行なえる。そのｋめ
にはホログラム光偏向器を構成する複数のホログラム板
は１．いずれも郷価な参照光を用いて記録されている必
要がある。このｉ１０％施例では全く勢価な４４ｆｉの
ホログラム板を用いる場合を考えているので、製作上の
誤差がないとすれば、ホログラム光偏向すの１回転によ
って得られる５本の走査線は全く一致する。この走査線
１００は回転軸芯４４００上の点Ｃｉ中心とし、半径（
Ｒ＋Ｐ）の点を回転軸ｐ。

Ｏのまわりに回転した円弧である。従って記録本ｊ料あ
るいは絖み取られるべきｉ稿７００ｆ矢印７１０の方向
に一足速度で移動させることにより、記録材料あるいは
原稿７００は一定間隔の走査−によって走査される。

以上述べた第７の実施例ではホログラム光−内器のｌ（
ロ）転によって発生する複数の走査線の位置が一致して
いたが、これら金子めきめ尺電たけシフトして発生させ
ることもできる。＃μｍは、第一の実施例として６枚の
ホログラム板によって順久得られる走ｆ＃の位ｔｉｎ１
走青と直交する方向（ｙ軸力向）にΔだけシフトさせる
場合のホログラム板の配縁方法を説明する図で、（ａ）
は平面−１（ｂ）は１４１向図である。第１のホログラ
ム板を記録する場合は、第１のホログラム記録材料１０
／ｆ用い、ＡＡ　（０，Ｑ、−Ｒ）から発散する球面波
λ００１に一参照光とし、点Ｂｌ（０，，２，ｊΔ、Ｐ
）に集束する球面波５ｏｉｌ物体元としてそれらの干渉
縞を記録する。第一のホログラム板會記録する場合は、
第２のホログラム記録材料１０２を用い、点Ａ（０，Ｑ
、−Ｒ）から発散する球面波λｏｏ’４（参照元とし、
点Ｂ２（０，／、、ｊΔ、Ｐ）に集束する球面波３０コ
１ｒ物体光としてそれ←の干渉縞を記録する。この配録
を順次行ない、第６のホログラム＆髪記録する場合は第
６のホログラム記録材料１０ｔｆ用い、点Ａ（０，Ｑ、
−Ｒ）から発散する球面波λｏｏ′に参照光とし、麻Ｂ
６’（０，−λ、！△、Ｐ）に集束する球面波３１１１
＋、６ン物体光としてそれらの干渉縞ＩＩ−記録丁ゐ。

このように一枚のホログラム＆は、いずれにも共通な参
照光と、所定のシフ）ｋ与えられた物体光とＶ用いて記
録される。こうして記録された１枚のホログラムＩｆ、
共通の参照用点光源Ａの位置、が中心軸上にくるＬうに
角筒形に配列構成する。こうして構成されたホログラム
光偏向器【前記中心軸が回転軸芯に一致するようにモー
ターに取り付けて回転させれば、７回転当り４本の走ｆ
線が得られ、それらは走査と直交する方法に順次Δだけ
シフトして生じる。この場合、走査向に置かれる記録材
料あるいＦｉ読み取られるべき原稿は、ホログラム光偏
向器の回転に同期して間欠的に移動する必要がある。な
お第１及び第一の実施例でのポログラム板の枚数は１枚
に限られるものではない。

さらに第一の実施例の変形として、ホログラム光偏向器
の７回転によって順次発生される走ｉｔ鱒の位＊＊走青
方向（Ｘ軸方向）に予めきめた餉だけシフトさせること
も、また２軸方向に予めきめた量だけシフトさせること
も、またこれらｔＩＩ合したシ、フ）ｋ与えることも可
能である。いずれにしても共通の参照光と、予めきめた
シフ）１−与えらｎた物体光を用いて複数のホログラム
根音記録して用いればよい。

本発明の第一の実施例として集束する球面波によしてホ
ログラム光偏向−１照明する場合がある。

この場合のホログラム板の記録方法が第１の冥施例にお
けるホログラム板の記録方法と異なる点は、Ｉｇ／Ｅに
おいて、点Ｂ（０，０，Ｐ）に集束する球面波をホログ
ラム板の左側から入射させる代りに、点Ｂ（０，０，Ｐ
）から発散する球面波音ホログラム光の右側から入射さ
せて物体光とし記録することである。この場合点光源人
からの参照元と点光＠Ｂからの物体光がホログラム記録
材料面の互に反対側から入射するので、ｂわゆるリップ
マン形のホログラムとなる。従って参照光と共役な波向
奮もつ光、即ちホログラム板の右側から入射し点Ａに集
束する球面波でホログラム板を照明丁れば、１次回折光
はあたかもホログラム板で反射されたかのように点光源
Ｂに集束する。このＬうにして記録した複数のホログラ
ム１ｆｉを、共通の参照用点光源Ａの位置が中心軸にく
るように角筒形に配列構成し、この中心軸上回転軸芯に
一致させてモーターに取り付ければ、反射形のホログラ
ム光偏向器が構成される。この場合ホログラム光偏向器
は、共通の参照用点光源人に集束する球面波によって外
側からＲｆＩＡされる。その結果得られる１次回折光社
、第１ｑ）実施例と同様にホログラム光偏向器の回転に
よって偏向され、集束光点は半径（Ｒ＋Ｐ）の円弧上音
走査する。

さらに本発明の第参の実施例としてホログム光偏向器を
中空錐体状に形成することもできる。この実施例で用い
るホログラム板の記録方法が第１の実施例におけるホロ
グラム板の記録方法と異なる点線、第１図において、ホ
ログラム記録材料Ｉ（Ｘ　＊　ｙ　）面内に一致させず
ＩＣｘ　＠　ｆ中心として一定角度回転して記録するこ
とである。ホログラム光偏向器を形成する場合は共通の
参照用点光源の位置ｒ一致させ、各ホログラム板を前記
の一定角度だけ傾けた中空錐体状とすることにｘｖｚ無
収差貴生再生會満足したホログラム光偏向器とすること
ができる。

さらに本発明の第Ｓの実施例として、偏向される１次回
折光が平行ビームとするようにすることもできる。この
実施例で用いるホログラム板の記録方法が第１の実施例
におけるホログラム板の記録方法と異なふ点は、第１図
において、点Ｂ（０゜０、Ｐ）に集束する球面波の代り
に平面波を物体光として記録することである。この場合
の７次回折光は平行ビームとなるから、走査面で微小光
点を得るには集束レンズでビームを絞る必要がある。

この集束レンズとしてｆθレンズを用いれば平担な走ｆ
ｉｌ上で直線走査が行なえる。

以上述べたように、本発明ではホログラム光偏向器の１
回の走査に作用するホログラム會平板状とした。その結
果、ホログラム記録材料が容易に入手できるようになつ
友。例えば市販されている銀塩感光乳剤を塗布したホロ
グラム乾板ｔその箇ま利用してもよく、１だガラス基板
上にフオ゛トレジストなど會自分で塗布して用いてもよ
い。このことにより、球面や凹面や円筒面上に感光材料
を塗布するという技術的困難なしに高性能のホログラム
光偏向器に％現できるようになった。ｔたホログラム【
平板状にしたことは、大蓋１１製する上でも便利である
。さらにホログラムが平板状であることで、耐光性、耐
久性に優れたガラスホログラム（イオンエツチングなど
によって作成される）ｒ利用することも容易になる。

また本発明のホログラム光偏向器は、ホログラムの無収
差再生条件を満たして使用しうるので高解像度の光偏向
が可能である。さらに実施例にて述べたように、ホログ
ラム光偏向器の１回転に１って発生する複製の走査線に
互に予めきめられた望みのシフ）１−与えることも可能
で、種々の態様の光偏向に対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第７の実施例に用いるホログラム板の記録法を
説明する図、第２図はホログラム板の光−偏向作用′に
説明丁ゐ図、第３図は第１の実施例であるホログラム光
偏向器の概観を示す図、第弘図は第２の実施例に用いる
ホログラム板の記録法を説明する図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 点光源から発散１＊は点光源に集束する互に等価な球面
   波によって照明されたとき１次回折光として平面波１７
   ’ｊｔ１球面波會再生するように作成されｆｃ１１Ｉ数
   のホログラム板を、前配点光源の位ｋＶ互に一致させ、
   その位Ｉｌ會含む軸を中心軸とする簡または錐体状に配
   列し、前記中心軸の１わ９に回転しうるようにしたこと
   ′に特徴とするホログラム光偏向器。