JPS6342245B2 - - Google Patents
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- JPS6342245B2 JPS6342245B2 JP11963677A JP11963677A JPS6342245B2 JP S6342245 B2 JPS6342245 B2 JP S6342245B2 JP 11963677 A JP11963677 A JP 11963677A JP 11963677 A JP11963677 A JP 11963677A JP S6342245 B2 JPS6342245 B2 JP S6342245B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 10
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 9
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 claims description 9
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は球面波と平面波の干渉によつて作成さ
れたホログラムより任意の距離隔つた平面上でコ
ヒーレント光を収束させるホログラムの記録再生
方法に関するものである。
れたホログラムより任意の距離隔つた平面上でコ
ヒーレント光を収束させるホログラムの記録再生
方法に関するものである。
最近、商品や物品に付したバーコードからそれ
らの種類、価格等を読取り、これらの情報を電子
計算機により処理することが行なわれている。こ
の場合商品等に付したバーコードを読取るため、
バーコードをレーザ光のようなコヒーレント光で
走査し、その反射光強度の変化によりバーコード
に記入された情報を読取る方式が用いられる。レ
ーザ光源からのレーザ光を所望の読取面に収束さ
せるにはホログラムが多用される。このホログラ
ムは感光体上でコヒーレント光による球面波と該
感光体に垂直に入射する平面波との干渉パターン
として記録するいわゆる干渉ゾーンプレート
（IZPと称する）で構成される。しかし効率の良
い走査すなわちホログラムの移動量に対してより
大きな走査量を得るためには走査面を遠方に置か
ねばならず、この走査面でレーザ光を収束させる
ためにはIZP作成時と異なる波面が用いられなけ
ればならず収差補正が必要となる。
らの種類、価格等を読取り、これらの情報を電子
計算機により処理することが行なわれている。こ
の場合商品等に付したバーコードを読取るため、
バーコードをレーザ光のようなコヒーレント光で
走査し、その反射光強度の変化によりバーコード
に記入された情報を読取る方式が用いられる。レ
ーザ光源からのレーザ光を所望の読取面に収束さ
せるにはホログラムが多用される。このホログラ
ムは感光体上でコヒーレント光による球面波と該
感光体に垂直に入射する平面波との干渉パターン
として記録するいわゆる干渉ゾーンプレート
（IZPと称する）で構成される。しかし効率の良
い走査すなわちホログラムの移動量に対してより
大きな走査量を得るためには走査面を遠方に置か
ねばならず、この走査面でレーザ光を収束させる
ためにはIZP作成時と異なる波面が用いられなけ
ればならず収差補正が必要となる。
第１図は従来の干渉ゾーンプレート（IZP）を
用いた走査器の集光、走査原理を説明する図面で
ある。
用いた走査器の集光、走査原理を説明する図面で
ある。
干渉ゾーンプレート（IZP）は、前述のよう
に、感光体上でコヒーレント光による球面波と該
感光体に垂直に入射する平面波とを干渉させ干渉
パターンとして記録作成する。
に、感光体上でコヒーレント光による球面波と該
感光体に垂直に入射する平面波とを干渉させ干渉
パターンとして記録作成する。
同図において、XY平面に設けたこのようにし
て作成した干渉ゾーンプレート（IZP）１に再生
用平面波２を入射してIZPIをＸ−Ｙ平面内で移
動させると焦点は焦平面X′−Y′上を走査する。
しかし焦平面X′−Y′より任意の距離隔つた走査
面X″−Y″においてはビームスポツト径が大きく
なる。そこで再生用球面波３を干渉ゾーンプレー
ト１に入射させた走査面近傍に結像させる必要が
ある。しかしながら、実際には干渉ゾーンプレー
トは平面波と球面波の干渉で作成し、これを再生
する場合には平面波を用いるところを球面波を用
いることになるから、干渉ゾーンプレート作成時
と再生時の波面の違いにより、完全な焦点を結ば
ない非点収差および焦点面がわん曲する像面わん
曲収差が現われ、干渉ゾーンプレートを移動させ
た場合走査面上に光が均等に収束せずバーコード
読取りに必要な十分な分解能が得られない。
て作成した干渉ゾーンプレート（IZP）１に再生
用平面波２を入射してIZPIをＸ−Ｙ平面内で移
動させると焦点は焦平面X′−Y′上を走査する。
しかし焦平面X′−Y′より任意の距離隔つた走査
面X″−Y″においてはビームスポツト径が大きく
なる。そこで再生用球面波３を干渉ゾーンプレー
ト１に入射させた走査面近傍に結像させる必要が
ある。しかしながら、実際には干渉ゾーンプレー
トは平面波と球面波の干渉で作成し、これを再生
する場合には平面波を用いるところを球面波を用
いることになるから、干渉ゾーンプレート作成時
と再生時の波面の違いにより、完全な焦点を結ば
ない非点収差および焦点面がわん曲する像面わん
曲収差が現われ、干渉ゾーンプレートを移動させ
た場合走査面上に光が均等に収束せずバーコード
読取りに必要な十分な分解能が得られない。
このような欠点を改善するため、本出願人は特
願昭51−151618号により、新規なホログラムの干
渉ゾーンプレートの作成方法としていわゆる「オ
フセツト角方法」を提案した。
願昭51−151618号により、新規なホログラムの干
渉ゾーンプレートの作成方法としていわゆる「オ
フセツト角方法」を提案した。
すなわち、前述のホログラムの作成時平面波と
球面波との間の角度を固定したまま、前記感光体
面に対して平面波を傾斜させて入射させることに
より、前述の非点収差および像面わん曲収差をな
くし、ほぼ走査面上にコヒーレント光を収束した
走査を行ないうる方式である。
球面波との間の角度を固定したまま、前記感光体
面に対して平面波を傾斜させて入射させることに
より、前述の非点収差および像面わん曲収差をな
くし、ほぼ走査面上にコヒーレント光を収束した
走査を行ないうる方式である。
しかしこの提案方式だけでは収差の平担な部分
の領域が狭い欠点がある。
の領域が狭い欠点がある。
本発明の目的は球面波と平面波の干渉によつて
作成されたホログラムにより任意の距離隔つた走
査平面上でコヒーレント光を収束させ良質の走査
線が得られるようにしたホログラムの記録再生方
法を提供することである。
作成されたホログラムにより任意の距離隔つた走
査平面上でコヒーレント光を収束させ良質の走査
線が得られるようにしたホログラムの記録再生方
法を提供することである。
前記目的を達成するため、本発明のホログラム
の記録再生方法は感光体上でコヒーレント光によ
る球面波と平面波とを所定の角度で干渉せしめて
ホログラムを記録し、球面波を入射して該ホログ
ラムを再生するホログラムの記録再生方法におい
て、作成時の平面波の波長と再生時の球面波の波
長の比を変化させることにより、前記ホログラム
より任意の距離隔つた走査平面上でコヒーレント
光を結像させたことを特徴とするものである。さ
らに前記平面波と球面波との間の角度を固定した
まま、前記感光体面に対して平面波を傾斜して入
射させる既提案の方法と併用して一層有効な効果
が得られるものである。
の記録再生方法は感光体上でコヒーレント光によ
る球面波と平面波とを所定の角度で干渉せしめて
ホログラムを記録し、球面波を入射して該ホログ
ラムを再生するホログラムの記録再生方法におい
て、作成時の平面波の波長と再生時の球面波の波
長の比を変化させることにより、前記ホログラム
より任意の距離隔つた走査平面上でコヒーレント
光を結像させたことを特徴とするものである。さ
らに前記平面波と球面波との間の角度を固定した
まま、前記感光体面に対して平面波を傾斜して入
射させる既提案の方法と併用して一層有効な効果
が得られるものである。
以下本発明を実施例につき詳述する。
第２図は本発明の原理と構成の説明図である。
同図において、干渉ゾーンプレート作成時、IZP
面には垂直に入射する波長λ1の平面波１１とS1点
からIZP面までの距離fλ1で波長λ1の球面波１２
との干渉パターンが形成されている。ホログラム
の再生時には、IZP面から距離ａのS2点における
波源から波長λ2の球面波１３を入射すると、S2点
のIZP面に対する垂足Ｏ（Ｘ座標ｘ）からそれぞ
れ等しくかつ結像距離ｂ（ｘ）より十分小さい距
離Δxにある２点Ａ，Ｂを通つた偏向光１４は、
IZP面から距離ｂ（ｘ）の点Ｐにおいて結像する。
この場合における偏向光１４の収差は、結像距離
ｂ（ｘ）が偏向角β（ｘ±Δx）の最大値と最小値
の範囲においてほぼ等しくなるように、ホログラ
ム作成波長λ1に対する再生波長λ2の比λ2／λ1を定
めることによつて最小となる。いまIZPの焦点距
離をｆとしたとき、偏向倍率ＭをＭ＝ｂ（ｏ）／
ｆ（ただしｂ（ｏ）は偏向角β（ｘ）＝0゜のときの結
像距離）で表すと、結像距離ｂ（ｘ）は ｂ(x)＝２・Δx／tanβ（ｘ＋Δx）−tanβ（ｘ−Δx）
…(1) ただしβ（ｘ±Δx）は図示の偏向角を示し、 β（ｘ±Δx） ＝sin-1〔λ2／λ1sin｛tan-1（ｘ±Δx／fλ1）｝ 〓sin｛tan-1（λ2Δx（１−Ｍ）／λ1fλ1M）｝〕
…(2) で表わされる。ここで、（ｘ＋Δx），（ｘ−Δx）
は点０（ｘ）から点Ａ点Ｂまでの距離を示す。
同図において、干渉ゾーンプレート作成時、IZP
面には垂直に入射する波長λ1の平面波１１とS1点
からIZP面までの距離fλ1で波長λ1の球面波１２
との干渉パターンが形成されている。ホログラム
の再生時には、IZP面から距離ａのS2点における
波源から波長λ2の球面波１３を入射すると、S2点
のIZP面に対する垂足Ｏ（Ｘ座標ｘ）からそれぞ
れ等しくかつ結像距離ｂ（ｘ）より十分小さい距
離Δxにある２点Ａ，Ｂを通つた偏向光１４は、
IZP面から距離ｂ（ｘ）の点Ｐにおいて結像する。
この場合における偏向光１４の収差は、結像距離
ｂ（ｘ）が偏向角β（ｘ±Δx）の最大値と最小値
の範囲においてほぼ等しくなるように、ホログラ
ム作成波長λ1に対する再生波長λ2の比λ2／λ1を定
めることによつて最小となる。いまIZPの焦点距
離をｆとしたとき、偏向倍率ＭをＭ＝ｂ（ｏ）／
ｆ（ただしｂ（ｏ）は偏向角β（ｘ）＝0゜のときの結
像距離）で表すと、結像距離ｂ（ｘ）は ｂ(x)＝２・Δx／tanβ（ｘ＋Δx）−tanβ（ｘ−Δx）
…(1) ただしβ（ｘ±Δx）は図示の偏向角を示し、 β（ｘ±Δx） ＝sin-1〔λ2／λ1sin｛tan-1（ｘ±Δx／fλ1）｝ 〓sin｛tan-1（λ2Δx（１−Ｍ）／λ1fλ1M）｝〕
…(2) で表わされる。ここで、（ｘ＋Δx），（ｘ−Δx）
は点０（ｘ）から点Ａ点Ｂまでの距離を示す。
上記(1)及び(2)式は、第２図を例にとり、光線追
跡法により、Ａ点とＢ点（IZP面上）での回折光
の交点Ｐを求める式である。ただし、図中、Ｘ軸
とＹ軸の交点０は「ゼロ」、Ｘ軸上のＡ点とＢ点
の中間のＯは「アルフアベツトのオー」であり、
ここに、Ｘ＝ｘの点である。
跡法により、Ａ点とＢ点（IZP面上）での回折光
の交点Ｐを求める式である。ただし、図中、Ｘ軸
とＹ軸の交点０は「ゼロ」、Ｘ軸上のＡ点とＢ点
の中間のＯは「アルフアベツトのオー」であり、
ここに、Ｘ＝ｘの点である。
第２図の場合、作成用の平面波１１と再生用の
球面波１３は同方向から入射しているが逆方向か
ら入射してもよい。ホログラムは、現実には２次
元でなく、所定の厚味をもつており、この厚さ方
向にも干渉縞が形成され、ブラツグ面と称され
る。ホログラムを再生する場合、＋１次回折光と
−１次回折光が生じ、ブラツグ面を考えると、＋
１次回折光を利用する方が一般に回折効果が高
く、従つて「回折光の強度が大きい」。第２図の
ように、再生光を作成光と同一側から入射させる
と、収束光１４は−１次回折光となり、光強度が
小さい。反対側から再生光を入射させると、＋１
次回折光が収束し、光強度も高い。
球面波１３は同方向から入射しているが逆方向か
ら入射してもよい。ホログラムは、現実には２次
元でなく、所定の厚味をもつており、この厚さ方
向にも干渉縞が形成され、ブラツグ面と称され
る。ホログラムを再生する場合、＋１次回折光と
−１次回折光が生じ、ブラツグ面を考えると、＋
１次回折光を利用する方が一般に回折効果が高
く、従つて「回折光の強度が大きい」。第２図の
ように、再生光を作成光と同一側から入射させる
と、収束光１４は−１次回折光となり、光強度が
小さい。反対側から再生光を入射させると、＋１
次回折光が収束し、光強度も高い。
本発明において、走査面上での収差を減らすた
め再生波面の設定方法は、前記式(1)，(2)を用い
て、ｂ（ｘ）の変化が最少、すなわち収差が最少
となるように、第２図におけるａ，S2および波長
を求め、これに応じた光学配置とするものであ
る。
め再生波面の設定方法は、前記式(1)，(2)を用い
て、ｂ（ｘ）の変化が最少、すなわち収差が最少
となるように、第２図におけるａ，S2および波長
を求め、これに応じた光学配置とするものであ
る。
第３図は前述のホログラム作成波長λ1に対する
再生波長λ2の比λ2／λ1＝2.0とした場合の偏向角
β（ｘ）と結像距離ｂ（ｘ）の関係を式(1)，(2)を用
いてＭ＝１〜10をパラメータとしてプロツトした
ものである。同図は結像距離ｂ（ｏ）＝600mm、距
離Δx＝１mmの場合について示し、図より明らか
なようにＭ＝１，２は下降特性を示し、Ｍ＝６，
10は上昇特性を示し、その中間のＭ＝４において
はほぼ平担な特性で収差が最も小さいことを示し
ている。
再生波長λ2の比λ2／λ1＝2.0とした場合の偏向角
β（ｘ）と結像距離ｂ（ｘ）の関係を式(1)，(2)を用
いてＭ＝１〜10をパラメータとしてプロツトした
ものである。同図は結像距離ｂ（ｏ）＝600mm、距
離Δx＝１mmの場合について示し、図より明らか
なようにＭ＝１，２は下降特性を示し、Ｍ＝６，
10は上昇特性を示し、その中間のＭ＝４において
はほぼ平担な特性で収差が最も小さいことを示し
ている。
第４図は結像距離ｂ（ｘ）を一定とするための
偏向角β（ｘ）と波長比λ2／λ1の関係を示したも
のである。
偏向角β（ｘ）と波長比λ2／λ1の関係を示したも
のである。
この図から、まずIZP面から所定の距離にある
走査面上を結増走査する場合には、それに対応し
た偏向倍率Ｍが決められ、更に、偏向角β（ｘ）
を与えることにより、それぞれ条件下で、収差が
最少になるための波長比条件が求まることがわか
る。
走査面上を結増走査する場合には、それに対応し
た偏向倍率Ｍが決められ、更に、偏向角β（ｘ）
を与えることにより、それぞれ条件下で、収差が
最少になるための波長比条件が求まることがわか
る。
図より分かるように、偏向倍率Ｍが高い範囲で
は特性が若干彎曲しているから一定の波長比を用
いたのではある程度の収差が存在することはやむ
を得ない。そこで前述したような本出願人の提案
にかかる「オフセツト角法」により、所定の波長
比を設定した場合、広い偏向角範囲にわたつて、
収差を小さくすることが可能となる。
は特性が若干彎曲しているから一定の波長比を用
いたのではある程度の収差が存在することはやむ
を得ない。そこで前述したような本出願人の提案
にかかる「オフセツト角法」により、所定の波長
比を設定した場合、広い偏向角範囲にわたつて、
収差を小さくすることが可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、平面波
と球面波との干渉パターンを記録作成したホログ
ラムで、作成時の波長と再生時の波長を異ならせ
その比を変化させることにより、前記ホログラム
より任意の距離隔つた走査平面上での収差を低減
することができるものである。
と球面波との干渉パターンを記録作成したホログ
ラムで、作成時の波長と再生時の波長を異ならせ
その比を変化させることにより、前記ホログラム
より任意の距離隔つた走査平面上での収差を低減
することができるものである。
第１図はホログラムの集光、走査の一般説明
図、第２図は本発明の原理と構成の説明図、第３
図，第４図は本発明の特性の説明図であり、図中
１１は作成用平面波、１２は作成用球面波、１３
は再生用球面波、１４は再生偏向光を示す。
図、第２図は本発明の原理と構成の説明図、第３
図，第４図は本発明の特性の説明図であり、図中
１１は作成用平面波、１２は作成用球面波、１３
は再生用球面波、１４は再生偏向光を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 コヒーレント光からなる波長λ1の平面波を感光
体面に対して垂直に入射するとともに、同一波長
λ1の球面波を該平面波と同一側の該感光体面から
距離fλ1の点から、その入射中心線がその波源を
含むホログラム面と垂直な面内にあるようにして
該平面波と所定角度で交差させて入射して干渉像
を記録することによつて焦点距離ｆのホログラム
を作成し、 該ホログラムに対しその作成時の平面波と同一
側もしくは反対側から波長λ2の球面波を照射し、
その波源の垂足が前記垂直面とホログラム面との
交線（Ｘ軸）上にあるように保ちながらホログラ
ムをＸ軸方向に移動させたときの、記録球面波の
波源の垂足と再生球面波の波源の垂足との距離ｘ
としたとき、該再生球面波がホログラム上におけ
るその入射中心からＸ軸上ホログラムの移動方向
とその反対方向とにそれぞれ等しくかつ結像距離
ｂ（ｘ）より十分小さい距離Δxの範囲において偏
向して結像した際における結像距離 ｂ（ｘ）＝2.Δx／tanβ（ｘ＋Δx）−tanβ（ｘ−Δx
） ただしβ（ｘ±Δx）は該再生球面波がホログラ
ムを透過する際の偏向角であつて、 β（ｘ±Δx） ＝sin-1〔λ2／λ1sin｛tan-1（ｘ±Δx／fλ1）｝ 〓sin｛tan-1（λ2Δx（１−Ｍ）／λ1fλ1M）｝〕 またＭは偏向倍率であつてＭ＝ｂ（ｏ）／ｆ（た
だしｂ（ｏ）は偏向角β（ｘ）＝0゜のときの結像距
離） が偏向倍率Ｍと偏向角β（ｘ）の所与の範囲内に
おいて距離ｘのいかんに拘わらずほぼ一定になる
ように前記波長比λ2／λ1を定めてホログラムを再
生することを特徴とするホログラムの記録再生方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11963677A JPS5453553A (en) | 1977-10-05 | 1977-10-05 | Recording and reconstructing method of hologram |
| US05/859,183 US4235504A (en) | 1975-06-10 | 1977-12-09 | Holographic disk scanner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11963677A JPS5453553A (en) | 1977-10-05 | 1977-10-05 | Recording and reconstructing method of hologram |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5453553A JPS5453553A (en) | 1979-04-26 |
| JPS6342245B2 true JPS6342245B2 (ja) | 1988-08-22 |
Family
ID=14766344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11963677A Granted JPS5453553A (en) | 1975-06-10 | 1977-10-05 | Recording and reconstructing method of hologram |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5453553A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5647019A (en) * | 1979-09-25 | 1981-04-28 | Nec Corp | Aberration correcting method of hologram scanner |
| JPS6042733A (ja) * | 1983-08-18 | 1985-03-07 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | ホログラムを用いた光走査装置 |
| JPH0627965B2 (ja) * | 1984-05-18 | 1994-04-13 | キヤノン株式会社 | ホログラムの作製法 |
| JPS6148813A (ja) * | 1984-08-17 | 1986-03-10 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | ホログラムを用いた光走査装置 |
-
1977
- 1977-10-05 JP JP11963677A patent/JPS5453553A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5453553A (en) | 1979-04-26 |
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