JPS63306419A - Holographic recorder - Google Patents
Holographic recorderInfo
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Landscapes
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、立体形状のホログラフィックな記録、観察に
関わるもので、さらに詳しくはCAD等にインプットさ
れた図形情報からホログラフインクな立体像を得るもの
である。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to holographic recording and observation of three-dimensional shapes, and more specifically, to the recording and observation of three-dimensional shapes using holographic ink. It's something you get.
〔発明の概要]
本発明は、レーザ等の準コヒーレント光源、すりガラス
等の粗面を近接させて組み合わせた空間変!IIB、空
間変調器に位相分布及び濃度分布を与えるドライバ、ホ
ログラム乾板とからなり、CAD等にインプットされた
図形の3次元情報から、ドライバによって空間変調器に
2次元の位相分布及び濃度分布を与え、もって3次元の
立体図形情報とじ、これに、粗面を通った準コヒーレン
ト光を照射することによって擬似的に3次元物体に準コ
ヒーレント光を照射したと同等の光波束を作り出し、こ
れをホログラムとして記録・再生することにより、実際
に物体を製造せずに図面の情報から3次元的な物体像を
生み出し、観察しようとするものである。[Summary of the Invention] The present invention is a spatial transformation system that combines a quasi-coherent light source such as a laser and a rough surface such as ground glass in close proximity to each other. It consists of an IIB, a driver that gives a phase distribution and concentration distribution to the spatial modulator, and a hologram dry plate, and the driver gives a two-dimensional phase distribution and concentration distribution to the spatial modulator based on the three-dimensional information of the figure input to CAD etc. , thereby storing three-dimensional solid figure information, and by irradiating this with quasi-coherent light that has passed through a rough surface, a light wave packet equivalent to irradiating a quasi-coherent light onto a three-dimensional object is created, and this is used as a hologram. By recording and reproducing the object, it is possible to create and observe a three-dimensional image of the object from the information in the drawing without actually manufacturing the object.
従来より、図面の情報からホログラフィックな手法を用
いて、実際に物体を製造せずに3次元像を観察しようと
する試みはなされていた。Conventionally, attempts have been made to observe three-dimensional images of objects without actually manufacturing them using holographic techniques based on information in drawings.
その1つの例は、計算機ホログラムの手法を用いるもの
で図面から得られる物体形状を一定の画素に分割し、各
画素につきそれぞれ回折理論によりホログラム乾板上で
の光波の複素振幅分布を求め、それを全物体につき積分
し、さらに参照波との干渉パターンを求めるというもの
であるが、計算量が非現実的な量となり、現状のコンピ
ュータの性能では計算時間を考慮すれば満足のいく像が
得られていない。One example is the method of computer-generated holography, which divides the shape of an object obtained from a drawing into fixed pixels, calculates the complex amplitude distribution of light waves on a hologram dry plate for each pixel using diffraction theory, and calculates the complex amplitude distribution of light waves on a hologram dry plate. This method integrates the entire object and then determines the interference pattern with the reference wave, but the amount of calculation is unrealistic, and with the current computer performance, a satisfactory image cannot be obtained considering the calculation time. Not yet.
他の例は、CRTディスプレイを用いたマルチプレクス
ホログラムと呼ばれるもので第2図に示すように、CR
Tディスプレイ1に描き出されたある一方向から見た図
形2を通常のカメラで1枚の写真乾板3に写し、それを
少しずつCRTディスプレイ上の画像の描き出す方向を
回転させて繰り返し、それぞれに対応した写真乾板3a
、 3b・・・を作成する。そして、それぞれの方向か
らの像を写した写真乾Vi3a、 3b・・・に対し、
物体照明光4を照射し、参照光5と干渉させて、ホログ
ラム乾板7に記録する。この時、それぞれの写真乾板3
a、 3b・・・に対し、順次位置をずらした像の回転
軸方向に長いたんざく状の開口6を設け、それぞれの角
度からの情報がホログラム乾板上に順次並ぶようにする
。このようにして得られたホログラム7は像の回転方向
に立体情報を持っており、擬僚的な立体像を観察するこ
とができる。Another example is a multiplex hologram using a CRT display, as shown in Figure 2.
A figure 2 drawn on a T-display 1 viewed from a certain direction is copied onto a photographic plate 3 using an ordinary camera, and the image is repeatedly rotated little by little to correspond to each image on the CRT display. photographic plate 3a
, 3b... is created. Then, for the photographic images Vi3a, 3b, etc. showing images from each direction,
Object illumination light 4 is irradiated, interferes with reference light 5, and is recorded on a hologram dry plate 7. At this time, each photographic plate 3
A, 3b, . . . are provided with long tanzaku-shaped openings 6 in the direction of the rotation axis of the images whose positions are sequentially shifted, so that information from each angle is sequentially arranged on the hologram dry plate. The hologram 7 thus obtained has stereoscopic information in the direction of rotation of the image, and a pseudo-stereoscopic image can be observed.
前述の第1の例では、前述したように、計算量が膨大と
なり満足のいく像を得るためには時間もコストも大量に
かかるので、実際に図面から物品を製造する場合に比較
して何らメリットがない。In the first example above, as mentioned above, the amount of calculation is enormous and it takes a lot of time and cost to obtain a satisfactory image, so it is not as easy as actually manufacturing an article from a drawing. There is no benefit.
前述の第2の例では、像の回転方向の立体感はえられる
が、回転していない方向の立体感は得られない、2方向
の立体感を出そうとして2方向に回転させると、撮影す
るホログラムの量が非常に多くなり非現実的である。1
方向にのみ回転させる場合でも、充分な立体像を得るた
めに、数百枚のホログラムを撮らなくてはならないため
、ホログラムの作成には比較的時間がかかる。さらに、
回転した像を一枚の平面の乾板に記録するため、どうし
ても像に歪みが生じる。CRTの画面の歪みの影響を受
ける等の問題点がある。In the second example above, you can get a three-dimensional effect in the direction in which the image is rotated, but you cannot get a three-dimensional effect in the non-rotated direction. The amount of holograms created is so large that it is unrealistic. 1
Even if the object is rotated only in one direction, several hundred holograms must be taken to obtain a sufficient three-dimensional image, so it takes a relatively long time to create a hologram. moreover,
Because the rotated image is recorded on a single flat dry plate, distortion inevitably occurs in the image. There are problems such as being affected by distortion of the CRT screen.
本発明では、粗面を近接して設けた少なくとも2次元的
屈折率分布の得られる空間変調器とそれを図形情報に基
づいてドライブするドライバを配設し、上記空間変調器
に準コヒーレント光を照射し、その出射光に参照光を干
渉させてホログラムを得る構造とした。In the present invention, a spatial modulator that can obtain at least a two-dimensional refractive index distribution with rough surfaces provided close to each other and a driver that drives the spatial modulator based on graphical information are provided, and quasi-coherent light is applied to the spatial modulator. The structure is such that a hologram is obtained by irradiating the hologram and interfering the emitted light with a reference light.
図面の情報に基づいてドライバにより空間変調器に2次
元の屈折率分布が与えられると、出射光の位相には、そ
の屈折率分布に応じた進み・遅れがあられれ、これが実
際の物体の形状を現すことになる。さらに、通常観察さ
れるべき物体は粗面で構成されているので、空間変調器
の直前に、すりガラス等の透過性の粗面を配設し、これ
により形成される像も粗面より成り立つ像となり観測可
能となる。When a two-dimensional refractive index distribution is given to the spatial modulator by the driver based on the information in the drawing, the phase of the emitted light will have a lead or lag depending on the refractive index distribution, and this will change the shape of the actual object. will appear. Furthermore, since the object to be observed usually has a rough surface, a transparent rough surface such as ground glass is placed just in front of the spatial modulator, and the image formed by this is also an image formed by the rough surface. Therefore, it becomes observable.
以後、図面に基づいて本発明の実施例につき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す概念図である。空間変
調器13はマトリクス状に電極が配設されドライバ16
によって、おのおののマトリクスの要素に電圧が加えら
れることにより屈折率分布が形成されるようになってお
り、現在では、PLZT、KDP、BSO等の電気光学
効果を持ったセラミクスあるいは結晶による空間変調器
が入手可能である。CADのターミナル17から入力さ
れた図形情報に従い、ドライバ16は空間変調器13の
各要素に電圧を印加し、空間変調器13上に、図形情報
に基づいた屈折率分布を作り出す。レーザ等の準コヒー
レント光11が空間変調器13に近接して置かれたすり
ガラス等の粗面12を通って空間変調器13を通過する
と、光束11は空間変調器13の屈折率分布に応じた位
相分布を持った点光源の集合体と見なせるようになり、
これは擬似的に、実際の物体にコヒーレント光を照射し
た時の反射光に対応する。そこでこの光束11に参照準
コヒーレント光15を干渉させて、ホログラム乾板14
に記録すると、擬似的に、図面で表した物体の3次元像
が記録できることとなる。したがって、この記録された
ホログラム乾板14に、参照準コヒーレント光15を照
射すれば、擬似的立体像が観察できる。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of the present invention. The spatial modulator 13 has electrodes arranged in a matrix and a driver 16.
By applying voltage to each matrix element, a refractive index distribution is formed.Currently, spatial modulators are made of ceramics or crystals with electro-optic effects such as PLZT, KDP, and BSO. is available. According to the graphical information input from the CAD terminal 17, the driver 16 applies voltage to each element of the spatial modulator 13 to create a refractive index distribution on the spatial modulator 13 based on the graphical information. When quasi-coherent light 11 such as a laser passes through the spatial modulator 13 through a rough surface 12 such as ground glass placed close to the spatial modulator 13, the light beam 11 changes according to the refractive index distribution of the spatial modulator 13. It can now be regarded as a collection of point light sources with a phase distribution,
This pseudo-corresponds to the reflected light when a real object is irradiated with coherent light. Therefore, the reference quasi-coherent light 15 is made to interfere with this light beam 11, and the hologram dry plate 14 is
When recorded, a three-dimensional image of the object represented in the drawing can be recorded in a pseudo manner. Therefore, by irradiating the recorded hologram dry plate 14 with the reference quasi-coherent light 15, a pseudo-stereoscopic image can be observed.
なお、空間変調器の変調の方法は、前述のように、電気
光学結晶等にマトリクス状電極を配して、各画素を電圧
駆動する方法もあるが、他に例えば自発分極を持つBS
O等の電気光学結晶に電荷をのせて、レーザスキャナ等
により画像情報を結晶上に描き込んで自発分極により電
荷を打ち消して屈折率分布をつける方法、通常の電気光
学結晶あるいは電気光学セラミクスに電極と導電層を配
してBSOの場合と同様に、レーザスキャナ等により屈
折率分布を描き込む方法等が考えられる。As mentioned above, there is a method of modulating the spatial modulator by arranging matrix electrodes on an electro-optic crystal or the like and driving each pixel with a voltage.
A method of placing a charge on an electro-optic crystal such as O, drawing image information onto the crystal using a laser scanner, etc., and canceling the charge by spontaneous polarization to create a refractive index distribution. A possible method is to arrange a conductive layer and draw a refractive index distribution using a laser scanner or the like, similar to the case of BSO.
次に、第3図に本発明の他の実施例の概念図を示す、第
3図に示す実施例は第1図に示す実施例と基本動作は共
通しているので、その特徴となるところのみについて説
明する。空間変調器から光束が出てくるところまでは、
第1図に示す実施例と全く同様である。ここで、現在入
手可能な空間変調器においては、あまり大きな屈折率分
布はつけられないので、起伏の大きく物体は、奥行方向
の情報を空間的に縮めて現さなければならない。Next, FIG. 3 shows a conceptual diagram of another embodiment of the present invention.The embodiment shown in FIG. 3 has the same basic operation as the embodiment shown in FIG. will be explained only. Until the light beam comes out from the spatial modulator,
This embodiment is completely similar to the embodiment shown in FIG. Here, currently available spatial modulators cannot provide a very large refractive index distribution, so objects with large undulations must be represented by spatially compressing information in the depth direction.
この様な場合、空間変調器13の後ろに拡大光学系18
を配置し、拡大光学系18とホログラム乾板14との間
に粗面12と空間変調器13によりできた擬似物体の拡
大像をつくり、その光線束と参照準コヒーレント光15
とをホログラム乾板14上で干渉させてホログラムをつ
くる0通常、拡大光学系の縦倍率は、横倍率の2乗とな
るから、ホログラムとして乾板14に記録された像は、
空間変調器13で与えられた光軸方向の奥行情報が強調
され、もとの起伏に近い凹凸が表されることになる。In such a case, a magnifying optical system 18 is installed behind the spatial modulator 13.
An enlarged image of the pseudo object created by the rough surface 12 and the spatial modulator 13 is created between the enlarging optical system 18 and the hologram dry plate 14, and the light beam and the reference quasi-coherent light 15 are
Normally, the vertical magnification of the enlarging optical system is the square of the horizontal magnification, so the image recorded as a hologram on the dry plate 14 is
The depth information in the optical axis direction given by the spatial modulator 13 is emphasized, and unevenness close to the original unevenness is expressed.
第4図は、第3図に示した実施例と同様のことをホログ
ラムの観察に適用した実施例の概念図で、記録されたホ
ログラム乾板14に参照準コヒーレント光15を照射し
てホログラフィ像を観察する場合にホログラム乾板14
と観察者20との間に拡大光学系19を配置して像を拡
大して観察する。この時、横倍率に対して縦倍率が大き
くなることから、奥行情報を強調して現物に近い起伏を
観察することができる。FIG. 4 is a conceptual diagram of an embodiment in which the same thing as the embodiment shown in FIG. Hologram dry plate 14 for observation
A magnifying optical system 19 is disposed between the camera and the observer 20 to magnify and observe the image. At this time, since the vertical magnification is larger than the horizontal magnification, it is possible to emphasize the depth information and observe the undulations close to the real thing.
以上のように、本発明のホログラフインク記録装置によ
り、比較的低価格・短時間で、図面の情報を歪みの少な
い3次元ホログラム像として記録・再生することができ
る。As described above, the holographic ink recording device of the present invention allows information on drawings to be recorded and reproduced as a three-dimensional hologram image with little distortion at a relatively low cost and in a short time.
第1図、第3図、第4図はそれぞれ本発明のホログラフ
ィック記録装置の一実施例を示す概念図。
第2図は、従来のホログラム装置の一例を示す概念図で
ある。
11・・・・・入射率コヒーレント光
12・・・・・粗面
13・・・・・空間変調器
14・・・・・ホログラム乾板
15・・・・・参照準コヒーレント光
16・・・・・ドライバ
18 、19 ・・拡大光学系
以上FIG. 1, FIG. 3, and FIG. 4 are conceptual diagrams each showing an embodiment of the holographic recording device of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of a conventional hologram device. 11...Incidence rate coherent light 12...Rough surface 13...Spatial modulator 14...Hologram dry plate 15...Reference quasi-coherent light 16...・Driver 18, 19...More than magnifying optical system
Claims (3)
きる空間変調器と該空間変調器に近接して設置された粗
面と該空間変調器を変調するドライバとホログラムを生
成するための準コヒーレント光源とホログラム乾板とか
ら成り、数値情報として与えられた3次元的図形情報に
基づいて該ドライバで該空間変調器の屈折率分布を変調
し、この粗面と空間変調器により得られる像をホログラ
ムとして記録することを特徴とするホログラフィック記
録装置。(1) A spatial modulator that can provide at least a two-dimensional refractive index distribution, a rough surface installed close to the spatial modulator, a driver that modulates the spatial modulator, and a quasi-coherent surface for generating a hologram. Consisting of a light source and a hologram dry plate, the driver modulates the refractive index distribution of the spatial modulator based on three-dimensional graphic information given as numerical information, and the image obtained by the rough surface and the spatial modulator is converted into a hologram. A holographic recording device characterized by recording as follows.
学系を配したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のホログラフィック記録装置。(2) The holographic recording device according to claim 1, characterized in that an enlarging optical system is disposed between the spatial modulator and the hologram dry plate.
を配したことを特徴とする特許請求の範囲第1項および
第2項に記載のホログラフィック記録装置。(3) The holographic recording device according to claims 1 and 2, characterized in that a magnifying optical system is disposed between the hologram dry plate and the observer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14259087A JPS63306419A (en) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | Holographic recorder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14259087A JPS63306419A (en) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | Holographic recorder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63306419A true JPS63306419A (en) | 1988-12-14 |
Family
ID=15318845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14259087A Pending JPS63306419A (en) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | Holographic recorder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63306419A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103105677A (en) * | 2013-02-27 | 2013-05-15 | 苏州大学 | System and method used for producing Laguerre-Gaussian correlated partial coherence gauss beam |
-
1987
- 1987-06-08 JP JP14259087A patent/JPS63306419A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103105677A (en) * | 2013-02-27 | 2013-05-15 | 苏州大学 | System and method used for producing Laguerre-Gaussian correlated partial coherence gauss beam |
CN103105677B (en) * | 2013-02-27 | 2016-01-20 | 苏州大学 | Produce the system and method for the partially coherent Gaussian beam of Laguerre-Gauss association |
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