JPS63267990A - 回折格子露光方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は三光束もしくは多光束による微小な干渉縞を
そのピッチを変化させ、必要に応じてさらに方向、およ
び光強度を変化させて感光材料に次々に露光する露光方
法に関するものであり、露光後フィルムを現像処理する
ことにより回折格子によるパターンが得られるものであ
る。

〔従来技術及びその問題点〕

従来、光ビーム同士を固定的に精密に位置合わせするの
は容易であるのに反して、互いのビームの交わる角度を
変化させながらなおかつ精密な位置あわせを保つのは難
しく、例えば特開昭５９−４１５９号、特開昭５８−４
１９４６号等の公報の提示している露光ヘッドには位置
あわせのフィードバンク機構がないため、十分な性能を
発揮することができない。

（発明が解決しようとする問題点〕 本発明はかかる従来技術の欠点を解消するもので、光ビ
ーム同士の精密な位置合わせを容易に実現するものであ
る。

〔問題点を解決するための手段］ 即ち本発明では、レーザー平面波を入射すると実像とし
て微小平面領域に回折光を集光するホログラムヘッドに
、複数個の穴のあいたマスクを付加し、これにコヒーレ
ントな平行光を入射し、このマスクの光通過部分を通っ
た光のみ微小平面領域に回折させ、この光が形成する干
渉縞をそのピッチを変化させて（空間周波数を変化させ
て）感光材料上に次々に露光させることを特徴とする回
折格子露光方法に関するものであり、露光後に前記感光
材料を現像処理することにより回折格子を得ることを特
徴とする回折格子露光方法である。

〔作用〕

本発明においては、ホログラム上に二つあるいは二つ以
上穴のあいたマスクを置き、同様に平面波を入射させる
と、穴の部分を通過する入射光がこのホログラムヘッド
で回折され、その回折光は微小領域にはさみ角をもって
入射し重なるので。

ここに感光性フィルム等の感光材料があればそこに干渉
縞を生じさせることができるのである。

〔実施例〕

以下概略図を参照しながら本発明を説明する。

第２図はこのホログラムヘッドを作成する為の計算の背
景を示す説明図である。第２図において一辺が０．１ｍ
ｍ程度の大きさの微小頭域１１を想定して、この空間中
の平面領域を可視光の波長程度の大きさに分割して、こ
れらのひとつひとつの要素から発する球面波１２を数式
として与える。

一方この球面波と同波長の平面波１３を考え、想像上の
感光乾板１４上で球面波群１２と平面波１３が干渉し乾
板１４上に干渉縞を感光させるかのように考え、この干
渉縞の２次元的模様の強度分布を計算する。この結果を
電子ビーム露光装置。

あるいはレーザービーム露光装置、あるいはフォトリソ
グラフィの手法を用いて、第３図のレリーフ型のホログ
ラムへラド２１を作成する。このホログラムヘッド２１
に裏側から上述の波長と同波長のレーザー平面波２２を
入射すると、このホログラムヘッド２１の回折像２３は
先の想像上の微小平面の考えられていた位置と等しい空
間的位置に集光する。このとき第３図中２４で示した光
は回折しないでそのまま透過する０次の回折光である。

このような入射平行光を回折して微小領域内に集光させ
るホログラムヘッドの設計は上述の方法に限定されるわ
けではなく、様々な方法が考えられるがこれについては
後述する。

第１図はこのホログラムヘッド３４にマスク３３をほど
こした時の説明図である。コヒーレントな平行光３１が
マスク３３に入射すると、マスクに開けた穴３２を通過
する光がホログラムヘッド３４により回折され、回折光
３５を微小領域３６に導く、３７は感光材料であり、こ
の感光材料３７上にスポット３６が照射され干渉縞が記
録される。ここでマスク３３の穴がマスク上のいかなる
位置にあっても、又穴の形状がいかなる形であっても、
又穴の個数が幾つであっても、回折光３５は微小頭域３
６に集光し、かつその集光光のパターンは変化しない、
加えて第１図中の穴同士の間隔ｌを変えること、により
感光材料３７上に生ずるグレーティングの空間周波数を
変える即ちピッチを変えることができるので、このピッ
チを変えながら感光材料上に次々と露光することにより
カラフルな画像の回折格子を得ることができる。

さらに第４図に示すように、マスク４３に′横長の穴４
１を開け、もうひとつの穴４２を穴４１と直角方向に開
ける。このようなマスクによって露光されたスポット４
６は第５図に示すように入射光５１を広い広がり角を持
った回折光５２にして返す、　従って両眼にてスポット
４６からの光を見ることができる。このときこの２つの
穴の位置の距離を変えると空間周波数も変わり両眼で見
えるカラフルな画像を形成できる。

さらにこの横長の穴を第６図のように２つに分けて、左
目用マスク６１と右目用マスク６２とし、同じ感光材料
上の同一位置６３に二面露光すると、各々の露光の際の
露光時間および第６図中の距離１１、Ｉ！を適宜変えて
やることにより左右両眼に入る光を異ならせることがで
きるので、この方法を用いるとステレオ写真的効果によ
り立体的な視覚効果を持たせた画像を形成することがで
きるのである。

上述の如く、このホログラムを用いることにより、広い
視野を持ったカラフルな微小グレーティングを容易に作
成することができ、このグレーティングを多重露光する
ことによって立体画像をも生成することができる。

第７図、第８図はこのようなホログラムヘッドを組みこ
んだ回折格子の露光装置の説明図である。

レーザー光７１が穴７２を通って回折格子露光装置７３
に入射する。このレーザー光は凸レンズ８１およびピン
ホール８２により広げられて拡散光８３となり、コリメ
ータレンズ８４により平行光８５になる。マスク及びマ
スクの交換機能を持つ装置８６は平行光８５のうち一部
の光のみをホログラムヘッド８７に送り、ホログラムヘ
ッドはこれからの光を回折し回折光８８はシャンク−８
９を通過した後、スポット８１０の地点で干渉し、ここ
に表面に感光剤を塗布した乾板もしくは感光フィルム等
の感光材料７４が設置されている。この乾板もくしはフ
ィルムはステージ７５の上に密着固定されていて、ステ
ージ７５は二次元的に動くものである。又シャッター８
９の開いている露光時間の大小により干渉縞の回折効率
を変化させることができる。従って原画をスキャナーに
より色分解した信号あるいは計算機によって作製した画
像の情報によりステージが位置を決め、適切なマスクと
露光時間により空間周波数を変えながら干渉縞が次々と
露光されるのである。ここでホログラムヘッド８７とス
ポット８１０との距離は計算機ホログラムの初期設定で
決まる。

このように非常に簡単な装置で回折格子を形成でき、か
つ位置合わせのフィードバック機構が原理的に必要とさ
れない点にこのホログラムヘッドの大きな特徴がある。

ホログラムヘッドの作製については前述のような方法の
他に次のような方法もある。すなわちホログラムヘッド
はレンズの一種であると考え、当該ホログラムヘッドの
焦点距離と等しい焦点距離を有するフレネルレンズのそ
のレリーフ面を考え、これを細かく領域区分した後、ラ
ンダムな配置液えを行う。ランダムに再構成されたフレ
ネルレンズの焦点面は広がるので、前述ホログラムへ・
ンドと同様の効果が生ずる。あるいは当該ホログラムヘ
ッドを実際の撮影によって作製することも考えられる。

この場合第２図と同様の光学系を用い、微小頭域１１の
位置に拡散板を設置し、これに後光より光を照射せしめ
乾板１４にこの拡散板のホログラムを作製するものであ
る。

〔発明の効果〕 以上をまとめると、この発明によりフィードバック機構
を用いることなく、しかも回折格子の空間周波数を自由
に変えながら視野の広い立体的な絵を回折格子により描
くことが可能となり、ディスプレイの分野で利用でき産
業上有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はマスクを示すホログラムヘッドに置いて、その
回折光を感光乾板に記録することを示す説明図、　第２
図は計算機ホログラムヘッドを作成する為の概念を示す
説明図、第３は計算機ホログラムヘッドの回折光を示す
説明図、　第４図はマスクの穴を広くして露光する説明
図、第５図は第４図のようにして露光された回折格子の
回折光を示す説明図、第６図は左右の目に別々の回折光
が入射するような回折格子を露光することを示す説明図
、第７図は本発明の実施例を示す概略図、第８図は本発
明の露光装置の内部を示した説明図である。 １１・・・微小領域 １２・・・球面波 １３・・・平面波 １４・・・乾板 ２１．３４．８７・・・ホログラムヘッド２２・・・平
面波 ２３・・・回折実像 ２４・・・０次の回折光 ３１・・・レーザー平行平面波 ３２．４２・・・マスクに開けた穴 ３３．４３，６１．６２・・・マスク ３６．４６，６３，８１０ ・・・スポット微小領域 ３７．７４・・・感光材料 ４１・・・マスクに開けた横長の穴 ３５．４４，４５．８８ ・・・回折光 ５１．７１・・・平行ビーム光 ５２・・・反射回折光 ７２・・・穴 ７３・・・回折格子露光装置 ７５・・・ステージ ８１・・・凸レンズ ８２・・・ピンホール ８３・・・拡散光 ８４・・・レンズ ８５・・・平行光 ８６・・・マスク交換器 ８９・・・シャッター 特　　許　　出　　願　　人 凸版印刷株式会社 代表者　鈴木和夫 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第７図 第８図８１○ 手続主甫正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６２年特許願第１０２２８３号 ２、発明の名称 回折格子露光方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都台東区台東１丁目５番１号４、補正命令の
日付 ６、補正の内容 イ）明細書を下記のごとく補正する。 Ａ、明細書第９頁第１９行目「第３は計算機」を「第３
図は計算機」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）レーザー平面波を入射すると実像として微小平面領
   域に回折光を集光するホログラムヘッドに、複数個の穴
   のあいたマスクを付加し、これに平行光を入射し、マス
   クの光通過部分を通った光のみ微小平面領域に回折させ
   、この光が形成する干渉縞をそのピッチを変化させて感
   光材料上に次々に露光させることを特徴とする回折格子
   露光方法。 ２）上記ホログラムヘッドに付加するマスクにすくなく
   とも一つの横長の穴を設け、感光材料上に作成する回折
   格子の性質を制御することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の回折格子露光方法。